Прогнозирование проведения и поддержания подготовительных выработок с использованием методики вероятностно-статистического прогнозирования

Таким образом, при расчете теплораспределения в вентиляционной сети закладочный массив является постоянным источником тепла и по механизму теплового влияния на температуру воздуха аналогичным нагретому горному массиву. Иными словами, нагрев воздуха от закладочного массива происходит в результате процесса теплоотдачи на границе «массив -воздух».

По результатам проведенных исследований произведено совершенствование модуля теплогазодинамического расчета программно-вычислительного комплекса «АэроСеть» следующим образом. В ветвях, моделирующих закладочный массив, реализована возможность задания повышенной температуры поверхности теплообмена, избыток температуры определяется либо исходя из точного численного расчёта задачи теплопроводности, либо, если позволяет специфика задачи, из оценочного расчёта, аналогично проведенному выше. Усовершенствование программно-вычислительного комплекса позволяет производить расчеты теплового режима в рабочих зонах и любых горных выработках рудников с учётом тепловыделений от закладки.

Список литературы

1. Щербань А.Н., Кремнёв О.А. Научные основы расчета и регулирования теплового режима глубоких шахт: в 2 т. Киев: Изд-во АН УССР, 1959. Т. 1. 430 с.

2.Крайнов В.П. Качественные методы в физической кинетике и гидрогазодинамике. М.: Высшая школа, 1989. 224 с.

B.P. Kazakov, A. V. Shalimov, A. V. Zaitsev

PECULIARITIESOF THE THERMAL RATE CALCULATIONFORMINES OF MMC "NORILSKNICKEL" IN APPLYING THE SYSTEM WITH SOLIDSTOWIN

The influence of stowing operations by formation the mine thermal rate in mines of MMC »Norilsk Nickel» is considered. Present an approach to the prediction of the mine thermal rate with allowance for heat release from the filling mass.

Key words: filling mass, source of heat release, heat exchange, programming and computing suite, thermal rate.

Получено 24.11.11

УДК 622.26-047.72

Э.М. Соколов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой (Россия, Тула, ТулГУ), А.Б. Копылов, д-р техн. наук, проф, (4872) 35-20-41, toolart@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ),

А.Е. Харламов, канд. техн. наук, ассист.,

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОВЕДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДИКИ ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Предлагается использование метода Байеса для прогноза проведения и поддержания подготовительных выработок.

Ключевые слова: метод, поддержание выработок, подготовительные выработки.

Анализ проведения выработок показывает, что по технико-экономическим показателям технология ведения горных работ освоена только на 50 %. Это свидетельствует о недостаточном применении прогрессивных технико-технических решений и формальном планировании темпов проведения выработок.

Необходимость повышения интенсивности очистной выемки придала огромное значение повышению эффективности проведения горных выработок. Все эти и многие другие вопросы могут быть решены путем совершенствования методики прогнозирования показателей проведения работ на основе вероятностно-статистической модели.

Применение вероятностно-статистического метода для прогнозирования проявлений горного давления в подготовительных выработках впервые осуществлено проф. И.Л. Черняком и его коллегами. Однако для решения технологических задач указанный метод не нашел применения, хотя он обладает рядом преимуществ и может оказаться весьма эффективным, так как позволяет оценивать влияние не только количественных, но и качественных показателей. Учитывая сказанное, на основании анализа имеющихся исследований была поставлена цель по разработке методики прогнозирования технико-экономических показателей проведения выработок на основе вероятностных закономерностей.

Для решения поставленной задачи предлагается использование вероятностно-статистического метода Байеса для создания модели прогнозирования технико-экономических показателей проведения выработок, что позволяет количественно и качественно оценить влияние факторов на проведение работ и обеспечить реальное планирование.

Полученные в результате обработки массивов экспериментальных данных значения вероятностей по перечисленным факторам подлежат дальнейшей обработке. Необходимо определить значения вероятностей Ру попадания / -го признака в тот или иной интервал. В частном случае, для определения вероятности Рj попадания прогнозируемой величины скорости проходки в j-й интервал (в предположении, что попадание в каждый из интервалов равновероятно) может быть использована формула Байеса в следующем виде:

П Р

Р -ч.

3 I т п \ 47

(шр ]

V 3=1 г=1 У

Интервал изменения прогнозируемой величины выбирается по максимальному значению вероятности Р3.

В результате проделанной работы:

- установлено что основные геомеханические показатели являются случайными величинами, зависящими от сочетания горнотехнических и горно-геологических факторов, поэтому прогнозирование и планирование горных работ должно производиться на основе вероятностно-статистического подхода;

- разработана методика автоматизированного расчета, позволяющая определять смещения пород и возникающие нагрузки в выработках не только Подмосковного, но и Донецкого бассейна;

- разработана вероятностно-статистическая модель, в основу которой положен метод Байеса, отличающийся тем, что прогнозируемые величины входящих в нее параметров зависят от вероятностей их попадания в каждый из рассматриваемых интервалов с учетом влияния горнопроходческих, горногеологических, организационно-технических и горнотехнических факторов рассматриваемых как случайные величины.

Результатом работы является пакет прикладных программ, позволяющий производить прогноз исследуемой величины. На рис. 1. представлено окно работы программы.

На следующем этапе расчет параметров происходит либо по методу ВНИМИ (рис. 2), либо вероятностным методом (рис. 3). При выполнении работы использованы методы теории вероятностей и математической статистики, математическое моделирование на ЭВМ, а также оценка сходимости результатов моделирования с фактическими данными.

ДОНЕЦКИЙ УГОЛЬНЫЙ БАССЕЙН

- °

Операции с данныиы Выход

Введите данные для расчета

500 Глг5ннаН,м |0,21 Моде ль упрлто-сти Ек, МПа

Коэффициент Пуассона Расстояние от очистного забоя 1. м Время 1, сут

1,52 Мощность пласта ш, м 10,17

Мощность пород ш н,, м 117

Плошадь попере чного сечения выработки 3 , м2 115

Ширина бутовой полосы 16, м

|1 Материал крелн (1-дерево. 2-иеталл) 17

Ширина бутовой полосы 1в,п,. и Длина очистного забоя 1_. к Порода

Управл ен и е кровл ей (1-обрушение 2-частзакл адка) 17

¡55 Скорость подвнгания очистного забоя V. м/мес 1216

|20 Сопротивление сжатию, Снгиа, МПа ' ^

Рис. 1. Окно работы программы. Ввод данных для расчета

1Ш Расчет смещений и нагрузок (донецкий бассейн) [ си | [°1

Рис. 2. Окно работы программы. Расчет по методу ВНИМИ

Расчет смещений вероятносто-сгатистическим методом

РАСЧЕТ СМЕШЕНИЙ ВЕРОЯТИОСТНО-СТА ТИСТИЧЕКИМ МЕТОЛОМ

ДЛЯ НАЧАЛА РАСЧЕТА НАЖМИТЕ ОДНУ ИЗ СЛЕДУЮЩИХ КНОПОК

Смещение пород кровли сопряжений Смещение пород почвы сопряжений Смещение кровли "буг. полоса-массив"

Смещение почвы "бут. полоса-массив" Смещение кровли "бут полоса-бут. полоса" Смещение почвы "бут. полоса-бут. полоса"

Г)ПС„П,ТЯТ1| IСМЕЩЕНИЕ ПВ 200-300 Результаты расчета i

PiT ]0,000004290500000 Pi2 0,000057452000000 PÏ3 J 0,000401480000000 Pi 4 10,000003424600000

Су мм a Pi j 10,000466640000000

Рис. 3. Окно работы программы. Расчет по методу вероятностному

В результате можно сделать вывод, что основными горно-геологическими факторами, влияющими на технологию проведения выемочных штреков, являются: глубина заложения угольного пласта, геологическое строение толщи пород, слагающих основную и непосредственную кровлю угольного пласта, состав пород почвы, обводненности участков, физико-механические свойства угля и вмещающих пород, мощность угольного пласта, характер гипсометрии почвы пласта и наличие геологических нарушений. Кроме того, весьма существенно влияние горнотехнических факторов, таких как угол наклона выработки, площадь сечения выработок, характер забоя (угольный, смешанный, породный), степень присечки и коэффициент крепости пород.

Список литературы

1. Крепление горных выработок угольных шахт: Учебно-научное изд.: в 3 т. / Под общ. ред. В.Н. Каретникова, В. А. Потаненко, В.Е. Савчен-кова. М.:Тула, 1999. Т.1. 464 с.

E.M. Sokolov, A.B. Kopylov, A.E. Harlamov

CONSTRUCTION AND SUPPORT FORECASTING OF PREPARATORY EXCA VA TIONS USING PROBABILISTIC-STA TISTICAL FORECASTING METHODOLOGY

Bayes 's method intended to use for construction and support forecasting ofprepara-tory excavations is proposed.

Key words: method, supporting of excavations, preparatory excavations.

Получено 24.11.11