Проблема надежности и эффективности шахтных вентиляционных систем

- © В.К. Ушаков, 2015

УДК 622.4:622.019.3

В.К. Ушаков

ПРОБЛЕМА НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

Выполнен анализ проблемы надежности и эффективности шахтной вентиляции. Отмечено отсутствие единой методологии анализа и повышения надежности и эффективности функционирования (НЭФ) шахтных вентиляционных систем (ШВС). Существующие статические модели ШВС, не отражающие ее стохастическую динамику, не позволяют адекватно имитировать реальный процесс функционирования ШВС и прогнозировать ее показатели надежности и эффективности. Отсутствуют методы и алгоритмы повышения НЭФ ШВС, что затрудняет синтез рационального варианта системы. Экономическая оценка ШВС только по затратам на ее создание и эксплуатацию не учитывает потерь, обусловленных низкой НЭФ системы, что не позволяет выполнить анализ экономической эффективности мероприятий по повышению НЭФ ШВС. Сделан вывод об актуальности разработки принципов, методов и программных средств синтеза надежных и эффективных ШВС, реализация которых обеспечит повышение уровня безопасности труда по фактору вентиляции и эффективность принимаемых на стадиях проектирования шахты или планирования развития горных работ технологических решений.

Ключевые слова: шахтная вентиляционная система, стохастическая динамика, надежность, функциональная эффективность, экономическая эффективность, методология синтеза надежных и эффективных ШВС.

В настоящей статье дается характеристика современных ШВС и анализируются существующие методы оценки и повышения их надежности и эффективности.

ШВС относится к классу т.н. сложных технических систем, т.е. систем, для которых характерна многокомпо-нентность, многообразие связей между элементами, многокритериальность и многократное изменение структуры и состава системы.

Современные ШВС в России имеют следующие горно-геологические (ГГ) и горно-технические (ГТ) характеристики.

Глубина разработки в большинстве шахт превосходит 500 м, достигая 1200 м. Как правило, одновременно разрабатываются несколько пластов, количество которых иногда доходит до двух десятков. Мощность пластов обычно находится в диапазоне 0,35-

5 м; причем многие из них осложнены ГГ нарушениями. Около 70% шахт являются сверхкатегорными по газу и опасными по внезапным выбросам угля, породы и газа.

Шахтные вентиляционные сети имеют в среднем 500-600 ветвей и 400500 узлов. При этом около 85% ветвей являются диагоналями. Суммарная длина ветвей сети составляет 50-100 км, а средняя длина одного вентиляционного маршрута в сети - около 8 км, достигая 22 км.

В ШВС имеется порядка 20-40 объектов проветривания (мест-потребителей воздуха). ШВС содержит элементы трех видов: горные выработки, вентиляционные сооружения и вентиляторы. Как правило, ШВС являются многовентиляторными системами. Количество главных вентиляторов (ГВ) может достигать двадцати, а вентиляторов местного проветривания

(ВМП) - сорока. Наиболее крупные ГВ имеют следующие рабочие параметры: расход воздуха 600 м3/с, депрессия 900 Па, мощность 4000 кВт, к.п.д. 0,8 и диаметр рабочего колеса около 5 м. Аэродинамические сопротивления выработок находятся в диапазоне 2х10-3-2кц, а удельные аэродинамические сопротивления - 6х10-4-10-3кц для стволов, 8х10-3-12х10-3кц для квершлагов, 12х10-3-28х10-3кц для капитальных выработок и 5х10-2-5х10-1 кц для лав. Вентиляционных сооружений в ШВС имеется в среднем порядка пятидесяти (не считая глухих перемычек), в основном это - двух- и трехдверные вентиляционные шлюзовые устройства, аэродинамическое сопротивление которых в среднем составляет 22кц.

Процесс функционирования ШВС определяется совокупностью многочисленных геологических, технологических и технических факторов, большинство из которых носит стохастический (случайный) характер. Если при проектировании шахты или планировании развития горных работ не учитывать стохастическую динамику ШВС, то в процессе ее функционирования следует ожидать частые нарушения и аварии по фактору вентиляции. Это подтверждается функционированием действующих ШВС. Например, по данным Центрального штаба ВГСЧ, количество загазирований из-за дефицита воздуха только очистных забоев в целом по отрасли в последнее время составляло 104-2х104 случаев в год. При этом на одну шахту в среднем за месяц приходилось около четырех отказов вентиляции. Имели место также нарушения вентиляции противоположного характера, когда лавы проветривались с превышением максимально допустимой скорости движения воздуха, т.е. в них подавалось недопустимо большое количество воздуха. Наряду с наличием отка-

зов функционирование действующих ШВС характеризуется недостаточной их эффективностью. Например, в лавы поступает в среднем лишь около 30% от всего подаваемого в шахту количества воздуха.

Проблема обеспечения на практике надежной и эффективной вентиляции шахт потребовала разработки методов оценки показателей НЭФ ШВС. Впервые основные понятия и показатели надежности ШВС были предложены в следующих методах: метод функции состояния, метод критических путей, статистический метод и метод статистического моделирования.

Идея метода функции состояния, предложенного еще в начале 70-х годов К.З. Ушаковым, заключается в том, что для оценки надежности ШВС выбирается такая функция, которая достаточно полно характеризует ее состояние с точки зрения надежности, -т.н. функция состояния Ф = Ф( Б) (где Б - вектор, характеризующий состояние ШВС).

Интенсивность отказов будет тем больше,чем больше будет отличие (в худшую сторону) фактического состояния системы Бф от расчетного . Вектор состояния Б выбирается так, чтобы по его физическому смыслу отличие в худшую сторону означало бы, что Бф > (напр., Б - вектор требуемых расходов воздуха в выработках или вектор их сопротивлений). Тогда, если функция состояния Ф( Б) является возрастающей, т.е. Ф(Бф) > Ф(б ) при Бф > , то отношение Ф = = Ф( 5ф )/Ф( 5р) будет пропорционально интенсивности отказов. Поэтому более надежному варианту ШВС соответствует меньшее значение Ф. Таким образом, величина Ф может использоваться в качестве показателя надежности ШВС.

Достоинством метода функции состояния является наиболее полный по сравнению с другими методами

оценки надежности ШВС учет влияющих факторов: достоверности использованных при проектировании ШВС исходных данных и методов расчета, надежности функционирования шахтной вентиляционной сети (ШВСт) и ГВ. Наибольшую трудность при использовании метода представляет определение функции состояния ШВСт. Поэтому широкое практическое применение метода сдерживается отсутствием детальной структурной схемы надежности ШВСт и сложностью оценки ее фактического состояния, особенно на этапе проектирования.

В методе критических путей, разработанным Е.И. Роговым, С.С. Бан-киным и Е.Я. Рясковым, задача оценки надежности ШВС сводится к одной из задач теории графов - нахождение критического пути на графе. В соответствии с топологией вентиляционной сети составляется ее граф надежности, в котором каждая дуга отображает элемент сети (выработку, вентсооружение, ГВ). Для каждого элемента задается его коэффициент готовности. В качестве коэффициента готовности ШВС принимается коэффициент готовности такого пути на графе надежности, который имеет минимальный для всех возможных путей коэффициент готовности. Такой путь является критическим путем на графе и находится известными методами теории графов, что является достоинством метода критических путей. Этот метод имеет и существенные недостатки. Поскольку критерием надежности ШВС является обеспечение требуемых расходов воздуха в элементах сети, то предположение о независимости отказов элементов не является правомерным. Отказ элемента, т.е. событие, заключающееся в том, что расход воздуха в нем не принадлежит интервалу допустимых значений, может быть вызван отказами других

элементов. Кроме того, некорректным представляется отождествление работоспособности ШВС с работоспособностью критического пути, т.к. обеспечение требуемого воздухора-спределения в элементах критического пути не гарантирует этого же для всей сети в целом. Рекомендации по повышению надежности ШВС сводятся к простому перебору возможных мест расположения регуляторов расхода воздуха (РРВ) и анализу соответствующих графов надежности ШВС.

При использовании статистического метода показатели надежности ШВС оцениваются путем статистической обработки данных натурных наблюдений об отказах вентиляции. Все шахты страны (или бассейна) подразделяются на группы, в пределах которых факторы, влияющие на надежность вентиляции, можно считать постоянными. В качестве таких факторов выбираются факторы, определяющие распределение воздуха - векторы сопротивлений выработок И и утечек воздуха Ь . Группировка шахт производится по однородности ГГ и ГТ условий, определяющих значения векторов И и Ь . В пределах полученных групп шахт собираются данные от отказах вентиляции и путем их статистической обработки оцениваются показатели надежности для групп.

В рамках единого статистического метода можно выделить два метода, отличающиеся по способу оценки показателей надежности на основе натурных данных. В методе обобщенной оценки полная вероятность отказа вентиляции в результате изменения как И, так и Ь определяется непосредственно по данным наблюдений на шахтах одной группы. Сначала оценивается интенсивность отказов, а затем - вероятность безотказной работы. В методе частных вероятностей для получения оценки полной вероятности отказа в результате действия

как R, так и L используется формула для вероятности суммы совместных событий:

p R + l ) = _ _ _

= P

где P( R), P( L ), P( R х L ) - вероятности отказа вентиляции вследствие изменения только R, только L и их совместного изменения соответственно.

Для определения этих частных вероятностей все отказы подразделяют на отказы, вызванные только увеличением сопротивления выработок R, отказы, вызванные только увеличением утечек в шахте L , и отказы, вызванные совместным действием факторов R и L . Далее для этих трех подмножеств отказов оценивают их частные интенсивности, а затем по формуле (1) - полную вероятность безотказной работы.

Достоинством статистического метода является достоверность результатов оценки, основанных на данных шахтных наблюдений, количество которых в принципе неограниченно. Недостатками метода являются необходимость деления ГГ и ГТ условий на возможно более однородные группы и невозможность прогнозирования надежности ШВС, проектируемых для новых, неисследованных условий.

В развитие метода функции состояния для оценки надежности ШВСт

A.А. Мясниковым, А.Ф. Павловым и

B.А. Бонецким был разработан метод статистического моделирования. Идея метода заключается в многократной реализации воздухораспре-деления в сети и последующей статистической обработке данных об отказах. Каждая реализация возду-хораспределения определяется конкретными значениями изменяющихся случайным образом аэродинамических параметров элементов ШВСт. Предполагается, что в сети существуют только внезапные изменения этих

параметров (обрушения, разрушения вентсооружений и т.п.). Получаемые в результате моделирования отдельные реализации расхода воздуха в каждом элементе сети сравниваются с интервалом его допустимых значений. Отношение числа реализаций, попавших в этот интервал, к общему числу реализаций принимается в качестве оценки вероятности безотказной работы данного элемента сети.

Метод статистического моделирования, в отличие от статистического метода, обладает меньшей трудоемкостью, а также позволяет анализировать надежность сети при различных вариантах сочетания влияющих факторов. Однако в этом методе не учитывается влияние динамики топологии сети и постепенных изменений параметров ее элементов, глубина отказов и не дается оценка надежности ШВС в целом, что затрудняет сравнительный анализ надежности различных вариантов системы на стадиях проектирования или планирования развития горных работ.

Метод статистического моделирования применялся также для оценки влияния на надежность ШВС недостоверности использованных при ее проектировании исходных данных, а также кратковременных изменений сопротивлений выработок вследствие технологических причин (движение транспорта, открывание-закрывание шлюзов и т.п.).

Достаточно подробно исследована надежность отдельных подсистем и, особенно, элементов ШВС. Надежность вентиляции очистных забоев (в смысле вероятности обеспечения лавы требуемым расходом воздуха) исследовалась как методом статистического моделирования путем моделирования обрушений участковых выработок, разрушений РРВ и остановок ВМП (А.Д. Вассерман, В.К. Ушаков, М.В. Фомичев, В.Н. Капышев), так

и статистическим методом путем обработки натурных данных об изменениях расходов воздуха в лавах. Детально изучена надежность функционирования систем местного проветривания (СМП) и разработаны способы повышения их надежности на основе резервирования оборудования. Надежность ГВ анализировалась в зависимости от способа резервирования вентиляторов и получены статистические характеристики случайного потока остановок ГВ. Исследована надежность вентиляционных шлюзов и дверей, понимаемая как вероятность их разрушений, а также процесс аэродинамического старения шлюзов и дверей вследствие их постепенной разгерметизации. А.А. Мясниковым, Ю.А. Миллером и Н.Е. Комаровым, а также В.К. Ушаковым и В.Н. Капы-шевым получены статистические характеристики как случайного потока разрушений вентсооружений, так и случайного процесса их старения.

Исследования надежности отдельных подсистем и элементов ШВС имеют большое значение для решения проблемы оценки надежности функционирования ШВС в целом, особенно в смысле формирования информационного обеспечения проблемы.

В этом плане существенный вклад внесли также исследования изменений во времени аэродинамического сопротивления выработок - как внезапных, вследствие обрушений, так и постепенных, вследствие аэродинамического старения выработок. И.О. Темкиным, Л.А. Бахваловым и В.К. Ушаковым, О.В. Скопинцевой получены статистические характеристики случайного потока обрушений, а также уравнения регрессии, описывающие тренд случайного процесса старения выработок различных типов.

Определенное значение для решения проблемы оценки и повышения НЭФ ШВС имеют исследования по

совершенствованию методов расчета шахтных вентиляционных сетей и анализу схем проветривания (М.А. Патрушев, Н.В. Карнаух и А. Г. Лепи-хов). На основе результатов шахтных испытаний и статистического моделирования отдельных схем проветривания даны рекомендации по повышению их устойчивости.

Резюмируя обзор методов оценки и повышения надежности ШВС можно сделать вывод о том, что несмотря на значительное количество исследований, посвященных проблеме надежности вентиляции шахт, в настоящее время отсутствует единый системный подход к ее решению. В выполненных исследованиях имеются отличия даже в основополагающих моментах - в трактовке самого понятия надежности ШВС и в совокупности оцениваемых показателей. Это объясняется отсутствием научно обоснованных принципов анализа надежности ШВС. В существующих методах используется статическая модель ШВС, которая не отражает стохастическую динамику системы в процессе ее функционирования, что не позволяет адекватно прогнозировать надежность ШВС. И, наконец, до сих пор отсутствуют методы и алгоритмы повышения показателей надежности ШВС, вместо которых предлагается использовать эвристические рекомендации весьма общего характера. Таким образом, состояние исследований по проблеме обеспечения надежности ШВС позволяет сделать вывод об ее несомненной актуальности.

Методы оценки эффективности ШВС появились раньше методов оценки ее надежности. Фактически каждое исследование шахтной вентиляции было направлено на повышение ее эффективности. Однако используемое при этом понятие эффективности ШВС имело зачастую различную трактовку.

Одним из первых понятий эффективности ШВС являлась трудность проветривания шахты. Она характеризовалась величиной т.н. «эквивалентного отверстия», т.е. отверстия, аэродинамическое сопротивление которого равно сопротивлению шахты. Недостатком такого критерия является то, что при наличии значительных внутришахтных утечек общешахтное сопротивление относительно мало, однако потребители воздуха могут быть не обеспечены требуемыми расходами.

Затем в качестве критерия эффективности выбирался тот или иной общешахтный аэродинамический параметр: общешахтный расход воздуха, общешахтная депрессия, мощность, потребляемая ГВ. Однако выбранный в качестве критерия эффективности один параметр не позволял давать всестороннюю оценку состояния проветривания шахты, а для современных многовентиляторных шахт вообще не является характеристикой эффективности функционирования ШВС.

Обобщенные критерии и показатели эффективности ШВС, позволяют давать интегральную оценку эффективности вентиляции шахты и выполнять классификацию ШВС в рамках всей угольной отрасли. Для оценки же эффективности вентиляции конкретной шахты необходим детальный анализ воздухораспределения в шахтной вентиляционной сети. Исследования, посвященные данной задаче, условно можно разделить на две группы. К первой группе относятся исследования по оптимальному регулированию воздухораспределения с целью оперативного управления проветриванием. Ко второй группе относятся исследования, направленные на разработку методов приближенного представления вентиляционных сетей с целью упрощения анализа воздухораспреде-ления в них. Кроме того, отдельные

исследования были направлены на повышение эффективности ГВ.

Однако результаты выполненных исследований не позволяли давать достоверный прогноз эффективности ШВС на стадии проектирования в виду отсутствия учета действия случайных факторов, вызывающих отказы системы и, как следствие, снижение уровня эффективности ее функционирования. Кроме того, использование в качестве критерия эффективности общешахтных параметров не в полной мере отражает функциональное назначение ШВС, состоящее в обеспечении требуемого воздухора-спределения.

Для решения этих вопросов А.Д. Вассерманом был разработан метод оценки эффективности функционирования ШВС, в котором в качестве показателя функциональной эффективности ШВС предлагалось использовать выражение для оценки эффективности функционирования т.н. аддитивных систем кратковременного действия:

Е = V 8, х г

к ' ', (2) где в данном случае п - число вырабо-

о,*

ток в шахте; /

Е О

V -/=1

^¡ф и

соответственно фактический и требуемый расходы воздуха в 2-ой выработке; г. - надежность 2-ой выработки.

Достоинство метода - учет как фактического воздухораспределения в сети (в виде значений Q.ф), так и действия случайных факторов, обуславливающих надежность проветривания выработок (т.е. значений г.). Величина г. понималась как вероятность обеспеченности 2-ой выработки требуемым расходом воздуха и определялась методом статистического моделирования путем моделирования разруше-

ний РРВ. Недостатком метода является использование статической модели ШВС, что не позволяет учитывать динамику ШВС на проектируемом периоде времени. Неправомерно также считать ШВС системой кратковременного действия, т.е. системой, которая за все время своего функционирования остается в одном и том же состоянии.

Метод статистического моделирования применялся также для оценки влияния случайного характера исходных данных на воздухораспреде-ление в сети и, как следствие, на эффективность ШВС (И.И. Медведев, А.Е. Красноштейн).

В плане учета стохастической динамики значительный интерес представляют выполненные Л.А. Пучковым и Л.А. Бахваловым исследования, в которых путем имитационного моделирования учитывалась стохастическая динамика газовой ситуации на выемочных участках с целью оперативного управления проветриванием, а также для составления плана ликвидации аварий. Перспективным представляется применяемый ими экспертно-системный подход к принятию решений по повышению эффективности оперативного управления проветриванием. Это подтверждается успешным применением экспертных систем для решения различных задач горного дела и, в частности, анализа состояния вентиляции шахт в исследованиях зарубежных ученых (B. Denby, T. Atkinson, K.V.K. Prasad, R.V. Ramani, W. Hu, I. Longson и др.).

Однако учет стохастической динамики для прогнозирования эффективности ШВС на стадиях проектирования или планирования развития горных работ существенно отличается от ее учета при оперативном управлении проветриванием. Метод прогнозирования эффективности ШВС должен иметь возможность учитывать

стохастическую динамику топологии сети в процессе развития горных работ и, кроме того, использовать статистические закономерности случайных изменений структуры и параметров ШВС, определенные на значительно большем интервале времени, чем при оперативном управлении (порядка нескольких лет).

Наряду с анализом надежности и функциональной эффективности ШВС должна выполняться оценка ее экономической эффективности. В настоящее время экономический анализ функционирования ШВС основывается на т.н. «затратном принципе», учитывающем только затраты на создание и эксплуатацию ШВС. При этом в качестве критерия экономической эффективности вентиляции используется либо только мощность, потребляемая ГВ, либо, кроме мощности, учитываются также затраты на проходку выработок. Отсутствие учета затрат на устранение отказов вентиляции и аварийных ситуаций, а также ущерба от аварий по фактору вентиляции не позволяет давать объективную экономическую оценку мероприятиям по повышению надежности и эффективности ШВС.

Таким образом, для существующих методов оценки и повышения эффективности ШВС характерно разнообразие используемых критериев и показателей. Это затрудняет их практическое использование и обуславливает необходимость разработки научно обоснованных принципов анализа эффективности ШВС. Кроме того, эти методы не позволяют адекватно моделировать процесс функционирования ШВС и прогнозировать ее эффективность на стадиях проектирования или планирования развития горных работ, т.к. они основаны на статической модели системы. В силу сложности формализации эвристических знаний по совершенствованию

вентиляции отсутствуют методы повышения эффективности ШВС. В этом аспекте перспективным представляется экспертно-системный подход, успешно применяемый при решении задач оперативного управления проветриванием. И, наконец, необходим новый подход к экономическому анализу НЭФ ШВС.

Анализ состояния исследований проблемы надежности и эффективности шахтной вентиляции позволяет сделать следующие выводы.

Несмотря на значительный интерес к данной проблеме, обусловленный ее несомненной актуальностью, в настоящее время отсутствует единая методология анализа и повышения НЭФ ШВС.

Выполненные исследования используют принципиально различные методы оценки показателей НЭФ ШВС, отличающиеся даже самими оцениваемыми показателями. Это вызвано различной трактовкой понятий эффективности и, особенно, надежности ШВС, определения которых по-прежнему отсутствуют в нормативных документах. Например, в большинстве работ, посвященных анализу НЭФ ШВС, игнорируется фактор времени. Это противоречит приводимому в ГОСТе и в справочной литературе определению свойства надежности технической системы, которое образно можно сформулировать как «качество, развернутое во времени». Разночтения понятий надежности и эффективности ШВС обусловлены также отсутствием четкой формулировки функционального назначения этой системы. Существующее положение дел не только затрудняет практическое использование полученных результатов, но в ряде случаев, как было показано выше, приводит к некорректной постановке задачи и, как следствие, к неверным теоретическим выводам.

ШВС является важнейшей из шахтных систем жизнеобеспечения, поэтому анализ ее надежности и эффективности должен выполняться на стадиях проектирования или планирования развития горных работ и носить характер прогнозирования процесса функционирования системы. Однако существующие методы оценки НЭФ ШВС используют статические модели системы, т.к. практически отсутствуют специальные исследования статистических закономерностей случайных изменений во времени структуры и параметров ШВС. Использование моделей, не отражающих стохастическую динамику системы, не позволяет в рамках существующих методов адекватно имитировать реальный процесс функционирования ШВС и прогнозировать ее показатели надежности и эффективности.

В настоящее время отсутствуют методы и алгоритмы повышения НЭФ ШВС, что затрудняет синтез рационального в смысле надежности и эффективности варианта системы. Фактически этот вопрос предоставляется самостоятельно решать проектировщику или начальнику службы ВТБ на шахте, т.к. существующие методы оценки НЭФ ШВС ограничиваются эвристическими рекомендациями весьма общего характера относительно выбора мероприятий по повышению НЭФ ШВС. Кроме того, принятый подход к экономической оценке ШВС только по затратам на ее создание и эксплуатацию не учитывает потерь, обусловленных низкой НЭФ системы, что не позволяет выполнить анализ экономической эффективности рекомендуемых мероприятий по повышению НЭФ ШВС.

Из вышеизложенного следует актуальность разработки принципов, методов и программных средств синтеза надежных и эффективных ШВС, практическая реализация которых обеспе-

чит повышение уровня безопасности проектирования шахты или перспек-труда по фактору вентиляции и эф- тивного планирования развития гор-фективность принимаемых на стадиях ных работ технологических решений.

1. Ушаков К.З. Надежность вентиляции шахт. - М.: ЦНИЭИуголь, 1973. - 41 с.

2. Пучков Л.А., Бахвалов Л.А. Методы и алгоритмы автоматического управления проветриванием угольных шахт. - М.: Недра, 1992. - 399 с.

3. Hu W., Longson I. The optimization of airflow distribution in ventilation networks using a nonlinear programming method. - Mining Science and technology, V. 10(2), Mar., 1990, pp. 209-219.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Шкундин С.З., Хиврин М.В., Шварцман А. Г. Критерии оценки эффективности многофункциональных систем безопасности угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - № 1. -С. 340-351.

5. Ушаков В.К. Моделирование случайных потоков дискретной динамики шахтных вентиляционных систем с целью улучшения условий труда // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2014. - № 9. -С. 206-210. ЕЛЭ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

Ушаков Владимир Кимович - доктор технических наук, профессор, НИТУ «МИСиС».

UDC 622.4:622.019.3 RELIABILITY AND EFFICIENCY OF MINE VENTILATION

Ushakov V.K., Doctor of Technical Sciences, Professor,

National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia.

The problem of mine ventilation reliability and efficiency has been examined. The emphasis is made on the absence of a unified methodology for the analysis and improvement of operational reliability and efficiency (ORE) of mine ventilation systems (MVS). The available MVS stochastic models omit stochastic dynamics of mine ventilation and inadequately simulate actual MVS operation and its reliability and efficiency prediction. The absence of methods and algorithms on MVS ORE enhancement complicates synthesis of a feasible MVS version. Economical evaluation of MVS only based on its design and operation costs disregards loss due to low ORE, which impedes the analysis of economic efficiency of measures toward enhanced MVS ORE. The paper arrives at the conclusion on the currentness of principles, methods and software tools for synthesis of reliable and efficient MVS, implementation of which will enable higher labor safety standards by ventilation criterion and improved efficiency of at the stages of mine design and planning.

Key words: mine ventilation system, stochastic dynamics, reliability, operational efficiency, economic efficiency, reliable and efficient MVS synthesis methodology.

REFERENCES

1. Ushakov K.Z. Nadezhnost' ventilyatsii shakht (Mine ventilation reliability), Moscow, TsNlElugol', 1973, 41 p.

2. Puchkov L.A., Bakhvalov L.A. Metody i algoritmy avtomaticheskogo upravleniya provetrivaniem ugol'nykh shakht (Methods and algorithms of automated control of coal mine ventilation), Moscow, Nedra, 1992, 399 p.

3. Hu W., Longson I. The optimization of airflow distribution in ventilation networks using a nonlinear programming method. Mining Science and technology, V. 10(2), Mar., 1990, pp. 209-219.

4. Shkundin S.Z., Khivrin M.V., Shvartsman A.G. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten'. 2012, no 1, pp. 340-351.

5. Ushakov V.K. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten'. 2014, no 9, pp. 206-210.