Теоретические и технологические основы построения систем оптимального управления проветриванием подземных рудников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, доктор технических наук Круглов, Юрий Владиславович

• Круглов, Юрий Владиславович
• доктор технических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор технических наук Круглов, Юрий Владиславович

СОДЕРЖАНИЕ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ СЕТЕВЫХ ЗАДАЧ АЭРОДИНАМИКИ В ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ.

1.1. Оптимальное управление воздухораспределением в подземных рудниках и системы автоматизации проветривания.

1.2. Методы расчета стационарного воздухораспределения в вентиляционных сетях и их классификация.

1.3. Расчет нестационарного воздухораспределения (переходных аэродинамических процессов) в рудниках.

1.4. Программное обеспечение для моделирования вентиляции шахт и рудников.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ МЕТОДОВ РАСЧЕТА СТАЦИОНАРНОГО ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СЕТИ.

2.1. Разработка линейки скоростных методов расчета стационарного воздухораспределения.

2.1.1. Вспомогательные алгоритмы для расчета стационарного воздухораспределения.

2.1.2. Модернизированный метод Андрияшева — Кросса.

2.1.3. Модернизированный метод решения общей системы уравнений Кирхгофа.

2.1.4. Модернизированный метод контурных расходов.

2.1.5. Модернизированный метод глобального градиента.

2.2. Исследование факторов, влияющих на сходимость разработанных методов и на ее скорость.

2.3. Выводы к главе 2.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНОГО ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СЕТИ.

3.1. Особенности расчета аэродинамических процессов в рудниках и анализ степени применимости стационарной модели воздухораспределения для исследования работы систем оптимального управления проветриванием.

3.2. Разработка метода решения задачи нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети подземного рудника.

3.2.1. Вывод уравнений движения воздуха в вентиляционной сети в нестационарной постановке с учетом его сжимаемости и инерционности.

3.2.2. Разработка численной схемы для решения задачи расчета нестационарного воздухораспределения в сети.

3.3. Разработка алгоритма расчета нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети подземного рудника.

3.4. Выводы к главе 3.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЯХ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ.

4.1. Постановка задачи оптимального управления воздухораспределением в вентиляционной сети рудника в общем виде.

4.2. Исследование условий применения систем оптимального управления проветриванием подземных рудников и разработка их классификации.

4.2.1. Оптимизация работы одной ГВУ (управление воздухораспределением внутри вентиляционной сети отсутствует).

4.2.2. Оптимизация работы одной ГВУ и воздухораспределения внутри вентиляционной сети без использования систем рециркуляции.

4.2.3. Оптимизация работы одной ГВУ и воздухораспределения внутри вентиляционной сети с использованием систем рециркуляции.

4.2.4. Оптимизация работы нескольких вентиляторных установок и воздухораспределения внутри вентиляционной сети с использованием систем рециркуляции.

4.3. Разработка методов решения различных классов задач оптимизации воздухораспределения в руднике.

4.3.1. Метод вывода ГВУ в режим с максимальным гидравлическим КПД.

4.3.2. Оптимальное управление воздухораспределением с одной ГВУ и множеством АВ Д.

4.3.2.1. Разработка теоретических основ оптимального управления для случая одной ГВУ и множества АВД.

4.3.2.2. Управляемая рециркуляция как элемент алгоритма оптимального управления проветриванием.

4.3.2.3. Численная реализация управляющего алгоритма.

4.3.2.4. Примеры моделирования элементарных сетевых задач управления на базе разработанных АОУ.

4.3.3. Оптимальное управление воздухораспределением с множеством вентиляторов и множеством АВ Д.

4.3.3.1. Разработка теоретических основ оптимального управления для случая множества вентиляторов и множества АВД.

4.3.3.2. Вычисление матрицы влияния.

4.4. Выводы к главе 4.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ РАБОТЫ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЕМ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ.

5.1. Использование модели стационарного воздухораспределения ПВК «АэроСеть» для оптимизации статических параметров САУП.

5.1.1. Подготовка исходных данных для моделирования.

5.1.2. Расчет стационарного воздухораспределения.

5.2. Использование модели нестационарного воздухораспределения ПВК «АэроСеть» для оптимизации динамических параметров САУП.

5.2.1. Исходные данные для моделирования.

5.2.2. Расчет нестационарного воздухораспределения.

5.2.3. Расчет переходных аэродинамических процессов в рудниках.

5.3. Применение технологии имитационного моделирования работы ОСАУП, использованной в ПВК «АэроСеть», для исследования их работы и выбора оптимальных параметров управления.

5.3.1. Исходные данные для моделирования ОСАУП.

5.3.2. Имитационное моделирование типичных вариантов применения ОСАУП в подземных рудниках.

5.4. Выводы к главе 5.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЕМ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОДЗЕМНОГО РУДНИКА (ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ).

6.1. Выбор параметров модели вентиляционной сети рудника и разработка конструкции испытательного стенда.

6.2. Разработка алгоритма оптимального управления вентиляционными устройствами стенда.

6.3. Исследование работы алгоритма оптимального управления на испытательном стенде.

6.4. Сравнительный анализ параметров работы стенда и результатов моделирования в ПВК «АэроСеть».

6.5. Выводы к главе 6.

7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЕМ В ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ.

7.1. Особенности разработки и применения исполнительных элементов систем оптимального управления проветриванием.

7.2. Оптимальное перераспределение воздушных потоков в вентиляционной сети рудника с использованием автоматических вентиляционных дверей.

7.3. Применение автоматических средств рециркуляционного проветривания в составе систем оптимального управления проветриванием.

7.4. Использование блоков частотного регулирования производительности ВМП в составе систем оптимального управления проветриванием.

7.5. Комплексное применение систем оптимального управления проветриванием.

7.6. Выводы к главе 7.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические и технологические основы построения систем оптимального управления проветриванием подземных рудников»

Актуальность темы диссертации.

Эффективное решение задач вентиляции современных подземных горнодобывающих предприятий немыслимо без широкого использования средств промышленной автоматизации, вычислительной техники и методов математического имитационного моделирования аэрогазодинамических процессов, происходящих в подземных рудниках. Увеличение объемов добычи руды и вызванное им увеличение потребности рабочих зон в свежем воздухе, разрастание вентиляционных сетей и использование систем управляемой рециркуляции, повышение требований к сбалансированному распределению воздушных масс между сегментами вентиляционных сетей и другие факторы делают управление воздушными потоками в вентиляционных сетях крупных рудников исключительно сложной задачей, эффективное и экономически целесообразное решение которой в рамках жестких требований к безопасности ведения горных работ представляется трудноосуществимым без использования средств автоматического управления проветриванием.

Случаи использования средств автоматического и автоматизированного управления проветриванием подземных рудников в настоящее время весьма редки. Основная функция подобных систем, действующих на горнодобывающих предприятиях,— контроль параметров проветривания и в лучшем случае ручное дистанционное управление вентиляционными устройствами (вентиляторными установками и средствами отрицательного регулирования). Однако современный уровень развития горного производства предъявляет гораздо более высокие требования к системам управления вентиляцией рудников. Главнейшими требованиями являются:

1) обеспечение безопасности ведения горных работ;

2) экономическая эффективность;

3) отказоустойчивость и надежность.

Обеспечение безопасности ведения горных работ предусматривает быструю реакцию системы управления на изменение параметров проветривания (повышение концентрации токсичных и горючих газов, снижение количества свежего воздуха на участках вентиляционной сети и пр.) с автоматическим переводом ее в режим, приводящий указанные параметры в допустимые пределы.

Экономическая эффективность системы обеспечивает работу вентиляционных устройств (вентиляторные установки, регуляторы расходов воздуха и пр.) в режиме, позволяющем свести энергетические затраты на проветривание рудника к минимально возможным значениям.

Отказоустойчивость и надежность автоматической системы проветривания обеспечивает непрерывное, логически последовательное и удовлетворяющее предыдущим требованиям проветривание рудника как в случае выхода из строя отдельных компонентов системы, так и в аварийных ситуациях (например, при подземных пожарах).

Поскольку вентиляционные сети рудников являются в каждом случае индивидуальными, разработка конкретной оптимальной системы автоматического управления проветриванием требует решения комплекса задач, связанных с оптимальным выбором мест установки и типов регуляторов расходов воздуха, заданием способа регулирования производительности вентиляторных установок, определением динамических характеристик вентиляционной сети рудника, расчетом параметров рециркуляционных установок, оценкой экономической эффективности и целесообразности внедрения системы, расчетом ее надежностных характеристик, моделированием поведения системы в аварийных ситуациях и множеством других вопросов.

Все вышеперечисленные обстоятельства указывают на необходимость разработки совокупности математических алгоритмов, программных средств и практических методов построения оптимальных систем автоматического управления проветриванием подземных рудников, позволяющих эффективно и в полном объеме решать поставленные выше задачи управления их вентиляцией.

Цель работы — разработка научно-технологических основ построения оптимальных систем автоматического управления проветриванием подземных рудников и шахт, обеспечивающих безопасное ведение горных работ и энергоэффективность процесса рудничной вентиляции.

Основная идея работы заключается в использовании математической имитационной модели нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети и динамических моделей средств отрицательного и положительного регулирования для разработки оптимальных систем автоматического управления проветриванием подземных рудников.

Основные задачи работы: исследование границ применимости модели стационарного воздухораспределения к моделированию работы САУП, разработка эффективных и скоростных методов расчета стационарного воздухораспределения в вентиляционных сетях и анализ параметров их сходимости; исследование процессов неустановившегося движения воздуха в шахтах, разработка метода расчета нестационарного воздухораспределения в вентиляционных сетях шахт для анализа переходных аэродинамических процессов, возникающих за счет реактивных свойств воздушных потоков; классификация условий применения и разработка способов оптимального управления вентиляционными устройствами, установленными в подземном руднике, работающими с использованием критерия минимизации суммарной мощности, потребляемой вентиляторными установками рудника, с одновременным сохранением соответствия фактических расходов воздуха их требуемым значениям; разработка программно-вычислительного комплекса для имитационного моделирования работы ОСАУП, работающего на базе модели нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети; проверка работы разработанного алгоритма оптимального управления на испытательном аэродинамическом стенде, представляющем собой физическую модель подземного рудника с вентиляционными устройствами; сравнение результатов физического моделирования ОСАУП, полученных на стенде, с результатами, полученными на имитационной компьютерной модели ОСАУП в разработанном программно-вычислительном комплексе; определение степени устойчивости разработанного АОУ к внутренним и внешним возмущающим воздействиям, а также к техническим ограничениям автоматических средств регулирования и измерений; разработка технологии применения автоматических средств отрицательного и положительного регулирования, входящих в состав ОСАУП и являющихся ее базовыми элементами; создание методики построения и проектирования ОСАУП, унифицирующей методы выбора мест установки, параметров и характеристик технических средств ОСАУП, а также процесс разработки управляющих алгоритмов для программного обеспечения верхнего уровня ОСАУП, обеспечивающих вывод системы управления в оптимальный режим.

Основные научные положения, выносимые на защиту: методы расчета стационарного воздухораспределения, основанные на использовании скоростных матричных численных схем, позволяющие оптимизировать технические параметры и места размещения основных исполнительных механизмов систем автоматического управления проветриванием; метод расчета нестационарного воздухораспределения в рудничной вентиляционной сети, использующий решение уравнений балансов импульса и массы в одномерной сетевой постановке, обеспечивающий учет свойств сжимаемости и инерционности рудничного воздуха; научные основы и технологические принципы оптимального управления исполнительными механизмами системы автоматического проветривания подземного рудника с применением управляемой рециркуляции и автоматического отрицательного регулирования, гарантирующего доставку свежего воздуха всем потребителям рудника в требуемом количестве в автоматическом режиме; способ оптимального управления произвольным количеством вентиляторных установок рудника, минимизирующий суммарную мощность, потребляемую данными установками и производящий расчет управляющих воздействий с применением специального механизма учета влияния активных источников тяги на воздухорас-пределение в заданных сегментах сети; теоретические положения методики моделирования в специализированном программно-вычислительном комплексе, базирующиеся на технологии имитационного моделирования и предназначенные для построения оптимальных систем автоматического управления проветриванием подземного рудника.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается соответствием фундаментальным физическим законам, сопоставимостью результатов аналитического решения, численных (компьютерных), физических (лабораторных) и натурных экспериментов, соответствием приведенных результатов данным, полученным другими авторами, значительным объемом наблюдений, выполненных в натурных условиях при проведении промышленных испытаний, измерениями на испытательном стенде, положительными результатами реализации предложенных технических решений в рудниках Старобинского и Верхнекамского месторождений.

Научная новизна: скоростные матричные численные схемы, примененные в модернизированных методах расчета стационарного воздухораспределения в вентиляционных сетях шахт и подземных рудников; численная схема метода расчета нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети, позволяющая производить анализ переходных аэродинамических процессов за счет учета сжимаемости и инерционности воздушных потоков; классификация условий применения оптимальных систем автоматического управления проветриванием в подземных рудниках; алгоритм вывода вентилятора главного проветривания, оборудованного механизмом поворота лопаток рабочего колеса и преобразователем частоты, в режим работы с максимальным КПД; способ оптимального управления автоматическими вентиляционными устройствами в руднике и несколькими вентиляторными установками с регулируемой производительностью согласно критерию минимизации суммарной мощности, затрачиваемой на вентиляцию, использующий специальную матрицу влияния источников тяги на расходы воздуха в заданных сегментах вентиляционной сети; управляющие уравнения для системы оптимального управления автоматическими вентиляционными устройствами в руднике и ГВУ с регулируемой производительностью; методика построения оптимальных систем автоматического управления проветриванием, в основе которой лежит имитационное компьютерное моделирование в разработанном программно-вычислительном комплексе «АэроСеть», реализующем модель нестационарного воздухораспределения в сети.

Практическое значение и реализация результатов работы.

Результаты, полученные в работе, позволяют использовать принципиально новую методологию при разработке и проектировании систем автоматического управления проветриванием, применение которой приводит к эффективному проветриванию рабочих зон рудников и значительной экономии электроэнергии.

В настоящее время многие результаты работы внедрены в промышленную эксплуатацию на горнодобывающих предприятиях, часть находится в процессе внедрения. Шахтные вентиляторные установки ШВУ-12А, предназначенные для рециркуляционного проветривания, в настоящее время находятся в промышленной эксплуатации в рудниках 1 РУ, 2 РУ, 3 РУ и 4 РУ ОАО «Беларуськалий» (Республика Беларусь), а также в руднике СКПРУ-3 ОАО «Уралкалий» (г. Соликамск). Всего в промышленной эксплуатации находятся 15 таких установок. Разработана конструкторская документация и изготовлены промышленные образцы автоматической вентиляционной двери АВД, предназначенной для отрицательного регулирования воздушных потоков, в настоящее время проходят промышленные испытания двери в рудниках ОАО «Беларуськалий»; далее запланировано оснащение такими дверями всех калийных рудников России и Белоруссии. Разработаны конструкторская документация и технология применения блока частотного регулирования БЧРв-30, предназначенного для управления производительностью вентиляторов местного проветривания. Изготовлены промышленные образцы БЧРв-30, получены сертификаты и разрешение Ростехнадзора на проведение промышленных испытаний блока в условиях шахт и рудников. Разработана конструкторская документация и изготовлена система автоматического управления вентиляторной установкой главного проветривания для подземной ВУГП Березовского участка рудника 4 РУ ОАО «Беларуськалий» (производитель вентилятора — Howden Ventilatoren GmbH, Германия). Разработаны исходные данные для проектов систем автоматического управления проветриванием в рудниках БКПРУ-2 и БКПРУ-4 ОАО «Уралкалий».

Изготовлен испытательный аэродинамический стенд ИАС-1, позволяющий исследовать работу алгоритмов оптимального управления проветриванием в условиях натурного эксперимента.

Разработан мощный программно-вычислительный комплекс «АэроСеть», предназначенный для имитационного моделирования работы систем автоматического управления проветриванием, которое позволяет избежать многочисленных ошибок при их проектировании и учесть специфику различных рудников еще на предпроектных стадиях. ПВК «АэроСеть» и его многочисленные программные модули в настоящее время активно применяются на горнодобывающих предприятиях России и Белоруссии, включаются в технологические регламенты по проветриванию, используются в учебном процессе ряда вузов.

Апробация работы.

Содержание отдельных разделов и материалов диссертационной работы докладывалось и обсуждалось на научных сессиях ГИ УрО РАН (Пермь, 2003 — 2011 гг.), на Уральском горнопромышленном форуме «Горное дело. Оборудование. Технологии» (Екатеринбург, 2006 г.), на Первом всероссийском научном форуме «Демидовские чтения на Урале» (Екатеринбург, 2006 г.), на международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2006, 2008, 2010 гг.), на научно-практической конференции «Медве-девские чтения» (Кунгур, 2004 г.), на Второй международной конференции «Горное дело» (Алма-Ата, 2006 г.), на международной конференции «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (Новосибирск, 2006 г.), на II Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в проектировании горнодобывающих предприятий» (Санкт-Петербург, 2011 г.), на всероссийской научной конференции с международным участием «Компьютерные технологии при проектировании и планировании горных работ» (Апатиты, 2008 г.), на республиканской научно-технической конференции «ISTIQLOL» (Навои, Узбекистан, 2007 г.), на всероссийской научно-технической конференции «Нефтегазовое и горное дело» (Пермь, 2010 г.), на конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (Пермь, 2008 г.), на Третьей харбинской международной выставке (Харбин, Китай, 2011 г.), на технических советах в ОАО «Сильвинит», ОАО «Уралкалий», ОАО «Беларуськалий», ОАО «КнауфГипсНовомо-сковск», ОАО «АК "АЛРОСА"» и пр.

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 40 печатных работ, в т. ч. 12 — в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, утвержденных ВАК Минобрнауки РФ, получено 2 свидетельства Роспатента об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Работа изложена на 340 страницах машинописного текста, содержит 118 рисунков и 14 таблиц. Список использованных источников состоит из 213 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика», Круглов, Юрий Владиславович

7.6. Выводы к главе 7

В результате проведенных в главе исследований можно привести следующие основные выводы и перечислить главные достижения, сделанные автором:

1. Работа систем автоматического управления проветриванием в рудниках требует не только разработки математического и программного обеспечений, но и разработки современных технических средств управления воздушными потоками в вентиляционной сети рудника.

2. Наиболее эффективным методом управления производительностью ВГП является комбинация методов частотного регулирования и регулирования угла установки лопаток рабочего колеса в «горячем» режиме. Это обеспечивает достижение максимального гидравлического КПД вентилятора. Регулирование только частотой вращения не дает возможности регулировать КПД в зависимости от аэродинамической характеристики вентиляционной сети.

3. Наиболее эффективным и надежным методом отрицательного регулирования воздушных потоков в руднике является использование вентиляционных дверей, исполнительными механизмами которых являются жалюзийные регуляторы. Примером таких СОР является разработанная дверь АВД, конструкция и описание принципа работы которой представлены в настоящей главе.

4. Процесс рециркуляционного проветривания в автоматическом режиме, интегрированный в генеральный процесс оптимального управления САУП, наиболее эффективно может быть осуществлен с использованием разработанной шахтной вентиляторной установки ШВУ-12А, описание которой представлено в настоящей главе.

5. Наиболее эффективной работы РВУ, например, ШВУ-12А, можно достичь при совместной работе ШВУ-12А и АВД. АВД устанавливает депрессию участка сети, в котором расположен рециркуляционный контур, такой, которая была бы наиболее оптимальна для достижения требуемого коэффициента рециркуляции. Этот процесс автоматического регулирования депрессии позволяет решить проблему невозможности изменения диаметра камеры смешения ШВУ-12А, которая определяет оптимальную депрессию направления, на котором осуществляется рециркуляционное проветривание.

6. Значительной экономии электроэнергии, затрачиваемой на проветривание рудника, можно достичь при применении блоков частотного регулирования типа БЧРв-30, которые позволяют регулировать производительность ВМП, проветривающих тупиковые выработки. Конструкция и описание принципа работы БЧРв-30 приведено в настоящей главе. Экономия электроэнергии достигается в силу снижения подачи свежего воздуха в рудник за счет возможности подачи в забой ровно необходимого количества воздуха (а также и за счет снижения мощности калориферных систем в зимний период).

7. ОСАУП работает наиболее эффективно при условии применения на руднике программного комплекса «Электронная инструкция по расчету количества воздуха.», которая выдает в ОСАУП уставки по расчетным количествам воздуха на участках сети, а также по ПДКР.

8. Все исполнительные механизмы, созданные и разработанные при непосредственном участии автора диссертации (ШВУ-12А, АВД, БЧРв-30), а также программное обеспечение, разработанное на основе фундаментальных алгоритмов и методов, представленных в главах 4 и 5 настоящей работы, легли в основу работы оптимальной системы автоматического проветривания Березовского участка рудника 4 РУ ОАО «Беларуськалий», которая является, вероятно, первой в мире системой, работающей согласно принципам оптимального управления. Разработанная концепция оптимального управления лежит в основе положения, согласно которому АОУП и средства автоматического управления проветриванием являются основой эффективной и безопасной вентиляции шахт и рудников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе, представляющей собой законченную научную работу, поставлен и решен комплекс математических, программных, технических и технологических задач, решение которых является научной базой для моделирования, разработки, проектирования и изготовления оптимальных систем автоматического управления проветриванием подземных рудников и шахт.

Диссертационная работа подводит фундаментальную базу под задачи современной рудничной вентиляции, решение которых основано на утверждении о том, что наиболее эффективное (как с точки зрения безопасности ведения горных работ, так и с точки зрения энергосбережения) проветривание подземного рудника может быть осуществлено только с использованием систем автоматического управления, в основе работы которых лежит принцип оптимального управления воздухораспределением.

В работе сформулирован принцип оптимального управления и формально поставлена задача оптимального управления, решение которой начинается с разработки линейки методов расчета стационарного и нестационарного воздухораспределения, продолжается при постановке задачи оптимального управления и построении теории оптимального управления воздухораспределением в подземном руднике, включающей АОУП. Методика построения оптимальных САУП в диссертации разбита на этапы, главным из которых является имитационное математическое моделирование ОСАУП в ПВК «АэроСеть», позволяющем имитировать работу САУП на базе модели нестационарного воздухораспределения. Корректность модели нестационарного воздухораспределения и эффективность разработанных алгоритмов оптимального управления проверена на испытательном аэродинамическом стенде ИАС-1, специально сконструированном для целей натурного моделирования ОСАУП. В последней главе диссертации приведены технические описания базовых исполнительных элементов САУП (рециркуляционные установки, автоматические вентиляционные двери, блоки частотного регулирования ВМП, САУ ВГП), разработанные при непосредственном участии автора и эксплуатирующиеся в настоящее время на ряде горных предприятий.

Результаты отдельных исследований, проведенных в диссертации, приведены в выводах к главам, и в настоящем заключении мы выделим лишь основные итоги, вкратце сводящиеся к следующему:

1. Разработана линейка эффективных и скоростных методов расчета стационарного воздухораспределения, позволяющая производить расчет вентиляционных сетей любой сложности за минимальный период времени (практически мгновенно).

2. Разработанные методы расчета стационарного воздухораспределения заложены в основу математической библиотеки ПВК «АэроСеть», который показал высокую эффективность разработанных алгоритмов. Разработанный автоматический генератор сетей позволил провести сплошное тестирование нескольких тысяч сетей, которое способствовало выявлению различных достоинств и недостатков методов, а также установлению наилучших условий их применимости при расчете воздухораспределения в сетях.

3. Разработан метод расчета нестационарного воздухораспределения в шахтных вентиляционных сетях. Метод позволяет производить анализ аэродинамических переходных процессов, происходящих в рудниках при смене режимов проветривания, работе вентиляционных устройств и пр. Метод расчета реализован в ПВК «АэроСеть» и лег в основу модели нестационарного воздухораспределения в вентиляционной сети.

4. Сформулированы задачи оптимального управления проветриванием подземных рудников и осуществлена их классификация. Критериями классификации явились количество ГВУ, их пространственная сосредоточенность, наличие автоматических средств отрицательного регулирования и рециркуляционных систем.

5. Разработана математическая теория оптимального управления воз-духораспределением в рудничной вентиляционной сети, позволившая строго математически доказать ряд важных теорем, на основе которых в дальнейшем были построены алгоритмы оптимального управления проветриванием.

6. Разработан алгоритм вывода вентилятора главного проветривания, оснащенного механизмом «горячего» поворота лопаток рабочего колеса и преобразователем частоты, в режим с максимальным гидравлическим КПД.

7. Разработан способ оптимального оперативного управления воздухо-распределением для ОСАУП с ГВУ с регулируемой производительностью, множеством СОР и РВУ.

8. Разработан способ оптимального оперативного управления воздухо-распределением для ОСАУП с несколькими ВГП с регулируемой производительностью и множеством СОР и РВУ.

9. Выведены управляющие уравнения для алгоритмов оптимального управления воздухораспределением, позволяющие учесть предельно допустимый коэффициент рециркуляции в автоматическом режиме.

10.Разработан программно-вычислительный комплекс «АэроСеть», имеющий в своей основе уникальную модель нестационарного воз-духораспределения, позволяющую производить моделирование работы САУП в различных ситуациях и с высокой степенью достоверности.

11 .Разработана методика разработки и проектирования оптимальных САУП на базе имитационного моделирования в ПВК «АэроСеть».

12.Разработан и построен испытательный аэродинамический стенд, позволивший сымитировать работу оптимальной САУП в руднике с двумя горизонтами и двумя контурами управляемой рециркуляции. Работа алгоритма оптимального управления на стенде показала эффективность разработанных АОУП, а также независимость алгоритма оптимального управления от модели воздухораспределения.

13.Совместно с рядом промышленных предприятий разработана конструкторская документация, а также изготовлены и внедрены в промышленную эксплуатацию базовые элементы ОСАУП: автоматические вентиляционные двери АВД, шахтные вентиляторные установки 1ПВУ-12А, блоки частотного регулирования БЧРв-30.

14.Спроектирована и изготовлена система автоматического управления вентиляторной установкой главного проветривания САУ-ВГП-3 для Березовского участка рудника 4 РУ ОАО «Беларуськалий» для управления ВГП, изготовленными фирмой Howden Ventilatoren GmbH, ШВУ-12А, а также АВД, установленными в руднике. В основе программного обеспечения САУ-ВГП-3 лежат алгоритмы оптимального управления, разработанные в диссертации.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Круглов, Юрий Владиславович, 2012 год

1. Абрамов Ф. А. Рудничная аэрогазодинамика. М.: Недра, 1972.

2. Абрамов Ф. А., Бойко В. А. Автоматизация проветривания шахт. Клев: Наук, думка, 1967.

3. Абрамов Ф. А., Бойко В. А., Булах Г. И. Применение быстродействующих ЭВМ для расчета проветривания шахт.— Известия АН СССР. Металлургия и горное дело, 1963, № 2, с. 161 — 169.

4. Абрамов Ф. А., Бойко В. А., Гращенков Н. Ф. и др. Справочник по рудничной вентиляции. М.: Недра, 1977.

5. Абрамов Ф. А., Бойко В. А., Тян Р. Б., Швец Г. А. Расчет распределения и регулирования воздуха в шахтных вентиляционных сетях с помощью электронно-вычислительных машин. М.: ЦНИИЭуголь, 1968.

6. Абрамов Ф. А., Бойко В. А., Тян Р. Б., Швец Г. А. Расчет сложных вентиляционных сетей на электронно-вычислительных машинах. Горный журнал, 1964, № 11, с. 61—64.

7. Абрамов Ф. А., Долинский В. А., Идельчик И. Е. и др. Аэродинамическое сопротивление горных выработок и тоннелей метрополитена. М.: Недра, 1964.

8. Абрамов Ф. А., Милетич А. Ф., Эстрейманн В. 3. Инструментальные средства и методы депрессионных съемок шахт. М.: Недра, 1974.

9. Абрамов Ф. А., Тян Р. Б. Методы и алгоритмы централизованного контроля и управления проветриванием шахт. Киев: Наук, думка, 1973.

10. Абрамов Ф. А., Тян Р. Б., Потемкин В. Я. Воздухораспределение в вентиляционных сетях шахт. Киев: Наук, думка, 1971.

11. Абрамов Ф. А., Тян Р. Б., Потемкин В. Я. Расчет вентиляционных сетей шахт и рудников. М.: Недра, 1978.

12. Абрамов Ф. А., Фельдман Л. П., Святный В. А. Моделирование динамических процессов рудничной аэрологии. К.: Наукова думка, 1981.

13. Абрамов Ф. А., Фельдман Л. П., Святный В. А., Лапко В. Е. О математическом моделировании переходных аэродинамических процессов на выемочных участках. Изв. вузов. Горный журнал, 1967, № 3, с. 57 — 60.

14. АВД 901.00.00.000 РЭ. Автоматическая вентиляционная дверь (АВД). Руководство по эксплуатации. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2011.

15. Акутин К. Г., Филиппович Е. И., Шойхет Л. А. Управление воздухорас-пределением в шахтной вентиляционной сети. М.: Недра, 1977.

16. Алешкевич В. А., Деденко Л. Г., Караваев В. А. Механика сплошных сред. М.: Изд-во физического факультета МГУ, 1998.

17. Алыменко Д. Н. Работа вентиляторной установки комбинированного типа в рудничной вентиляционной сети. Дис. канд. техн. наук. Пермь: 1999.

18. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1970.

19. Альтшуль А. Д., Киселев П. Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиз-дат, 1975.

20. Алямовский А. А., Собачкин А. А., Одинцов Е. В., Харитонович А. И., Пономарев Н. Б. 8оНс1\Уогк8. Компьютерное моделирование в инженерной практике. Спб.: БХВ-Петербург, 2005.

21. Андрияшев М. М. Техника расчета водопроводной сети. М.: Советское законодательство, 1932.

22. АСФ-04-2011-САУ-ВГП-3 РЭ. Система автоматического управления вентиляторной установкой главного проветривания (САУ-ВГП-3). Руководство по эксплуатации. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2011.

23. Бабак Г. А., Бочаров К. П., Волохев А. Т. и др. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания: Справочник. М.: Недра, 1982.

24. Баландин М. Ю., Шурина Э. П. Методы решения СЛАУ большой размерности.— Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.

25. Бахвалов Л. А. Синтез алгоритмов адаптивного управления проветриванием метанообильных угольных шахт. Дис. докт. техн. наук. М.: 1989.

26. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М.: Наука, 1987.

27. Белов В. В., Воробьев Е. М., Шаталов В. Е. Теория графов. М.: Высш. школа, 1976.

28. Берж К. Теория графов и ее применения. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.

29. Бержерон Л. От гидравлического удара в трубах до разряда в электрической сети. Общий графический метод расчета. (Перевод с франц.) М.: Машгиз, 1962.

30. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Ч. 1. Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1973.

31. Богачев К. Ю. Практикум на ЭВМ. Методы решения линейных систем и нахождения собственных значений. М.: Изд-во МГУ, 1998.

32. Бодягин М. Н. Рудничная вентиляция. М.: Недра, 1967.

33. Брюханов О. Н., Коробко В. И., Мелик-Аракелян А. Т. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики: Учебник.— М.: ИНФРА-М, 2005.

34. Венгеров И. Р. Теплофизика шахт и рудников. Математические модели. Том 1. Анализ парадигмы. Донецк: Норд-Пресс, 2008.

35. Вержбицкий В. М. Численные методы. М.: Высшая школа, 2000.

36. Воднев В. Т., Наумович А. Ф., Наумович Н. Ф. Математический словарь высшей школы. Мн.: Выш. шк., 1984.

37. Волков А. А. Постановка задачи оптимального управления проветриванием шахт.— В кн.: Механизация и автоматизация проветривания шахт. Киев, 1965, с. 9 — 15.

38. Волков А. А., Дедиков Э. В., Евдокимов А. Г., Яловкин Б. Д. О решении на ЭВМ определенного класса задач по регулированию воздухораспре-деления в шахтных вентиляционных сетях.— Приборы и системы автоматики, 1966, вып. 3, с. 146 — 153.

39. Волков А. А., Евдокимов А. Г. Математическое описание установившихся процессов воздухораспределения в вентиляционных сетях шахт.— Изв. вузов. Горный журнал, 1965, № 2, с. 136 — 144.

40. Волков А. А., Евдокимов А. Г., Яловкин Б. Д. Анализ задачи оптимального управления воздухораспределением в шахтных вентиляционных сетях.— Технология и экономика угледобычи, 1965, № 6, с. 63 — 65.

41. Воронин В. И. Основы рудничной аэрогазодинамики. М.; Л.: Углетехиз-дат, 1951.

42. Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. М.: Наука, 1966.

43. Горное дело. Энциклопедический справочник. Том VI. Рудничная атмосфера и вентиляция. Борьба с пылью, газами и пожарами. Горноспасательное дело. М.: Углетехиздат, 1959.

44. ГОСТ 24754-81. Электрооборудование рудничное нормальное. Общие технические требования и методы испытаний.

45. ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98). Электрооборудование взрывоза-щищенное. Часть 0. Общие требования.

46. ГОСТ Р 51330.1-99 (МЭК 60079-1-98). Электрооборудование взрывоза-щищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка».

47. ГОСТ Р 51330.2-99 (МЭК 60079-1А-75). Электрооборудование взрывоза-щищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка». Дополнение 1. Приложение Б. Метод определения безопасного экспериментального максимального зазора.

48. ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99). Электрооборудование взрыво-защищенное. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь ь

49. ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004). Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования.

50. ГОСТ 6625-85. Вентиляторы шахтные местного проветривания. Технические условия.

51. Даламбер Ж. Динамика. Пер. с франц. М.— Л.: Гостехтеориздат, 1950.

52. Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.

53. ДМС03.00.000 РЭ. Датчики метана стационарные ДМС 03. Руководство по эксплуатации. ООО «НПЦ АТБ». Москва, 2006.

54. Доработка систем вентиляции рудника СКРУ-2 с учетом частичного повторного проветривания. Отчет о НИР, Пермь — Соликамск, 2005.

55. Евдокимов А. Г., Яловкин Б. Д. Анализ методов дискретного моделирования на ЦВМ установившихся процессов воздухораспределения в шахтных вентиляционных сетях.— Изв. вузов. Горный журнал, 1966, № 3, с. 101 — 109.

56. Жуковский Н. Е. Гидродинамика. Собрание сочинений. Т. 2. М., Л.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1949.

57. Жуковский Н. Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. М.— Л., Гостехиздат, 1949.

58. Зельдович Я. Б., Мышкис А. Д. Элементы математической физики. Среда из невзаимодействующих частиц. М.: Наука, 1973.

59. Идельчик И. Е. Гидравлические сопротивления. М.: Госэнергоиздат.

60. Ильин В. П. Методы конечных разностей и конечных объемов для эллиптических уравнений. Новосибирск: Изд-во Института математики, 2000.

61. Исследование вентиляционной сети рудника РУ-4 РУП «ПО "Беларусь-калий"» с разработкой рекомендаций и технических решений, направленных на экономию тепловой и электрической энергии. Отчет о НИР, Пермь — Солигорск, 2004 — 2005.

62. Исходные данные на проектирование объекта «Система управления проветриванием рудника с использованием рециркуляции на БКПРУ-2». Отчет о НИР, Пермь — Березники, 2004.

63. Каледина Н. О., Романченко С. Б., Трофимов В. А. Компьютерное моделирование шахтных вентиляционных сетей. М.: Изд. Моск. горн, ун-та, 2004.

64. Кашибадзе В. В. Аэродинамическое сопротивление горных выработок при новых видах крепления. М.: Углетехиздат, 1950.

65. Комаров В. Б., Борисов Д. Ф. Рудничная вентиляция. Л.: ГОНТИ, 1938.

66. Комаров В. Б., Килькеев Ш. X. Рудничная вентиляция. М.: Недра, 1969.

67. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1973.

68. Красноштейн А. Е., Файнбург Г. 3. Диффузионно-сетевые методы расчета проветривания шахт и рудников. Екатеринбург, 1992.

69. Круглов Ю. В. Моделирование систем оптимального управления возду-хораспределением в вентиляционных сетях подземных рудников. Дис. канд. техн. наук. Пермь, 2006.

70. Круглов Ю. В., Казаков Б. П., Левин Л. Ю., Исаевич А. Г., Шалимов А. В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «АэроСеть». Роспатент, № 2006612154.

71. Крумм Л. А. Методы оптимизации при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1981.

72. Ксенофонтова А. И., Карпухин В. Д., Харев А. А. Вентиляционное сопротивление горных выработок. М.: Углетехиздат, 1950.

73. Лапко В. В., Чередникова О. Ю. Математическая модель переходных аэрогазодинамических процессов в вентиляционных сетях с сосредоточенными и распределенными параметрами. Сб. трудов Донецкого технического университета, 2008.

74. Левин Л. Ю., Исаевич А. Г., Снежневский А. Ю. Способы нормализации влажностных параметров рудничной атмосферы калийных рудников. Изв. вузов. Горный журнал, № 2, 2004.

75. Лобачев В. Г. Новый метод увязки колец при расчете водопроводных сетей.— Санитарная техника, 1934, № 2, с. 8 — 12.

76. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.; Л.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1950.

77. Лукас В. А. Теория автоматического управления. М.: Недра, 1990.

78. Лямаев Б. Ф., Небольсин Г. П., Нелюбов В. А. Стационарные и переходные процессы в сложных гидросистемах. Методы расчета на ЭВМ. Под ред. Б. Ф. Лямаева.— Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.

79. Медведев И. И. Проветривание калийных рудников. М.: Недра, 1970.

80. Медведев И. И., Красноштейн А. Е. Аэрология калийных рудников. Свердловск: УрО АН СССР, 1990.

81. Медведев И. И., Патрушев М. А. Проветривание калийных и каменносо-ляных рудников. М.: Госгортехиздат, 1963.

82. Меренков А. П. Дифференциация методов расчета гидравлических цепей.— Журнал вычислительной математики и математической физики, 1973, т. 13, № 5, с. 1237 — 1248.

83. Меренков А. П., Хасилев В. Я. Теория гидравлических цепей. М.: Наука, 1985.

84. Местер И. М. Расчет вентиляции шахт на персональных компьютерах методом самонастраиваемых обратных операторов.— Изв. вузов. Горный журнал, 1989, № 3, с. 56 — 62.

85. Методические указания (пособие) по производству воздушно-депресси-онных съемок и обработки их результатов на рудниках цветной металлургии СССР. Свердловск: 1980.

86. Московская Ю. В. Модифицированный метод расчета естественного воз-духораспределения на вентиляционных сетях.— Известия Тульского государственного университета, 1998, т. 4, выпуск 4, с. 71 — 77.

87. Мохирев Н. Н. Разработка современных методов и средств обеспечения высокоэффективного проветривания рудников, обладающих малыми аэродинамическими сопротивлениями. Дис. докт. техн. наук. Пермь, 1994.

88. Мохирев Н. Н., Лукьянов Н. Г. Коэффициент аэродинамического сопротивления выработок калийных рудников.— Вентиляция шахт и рудников. Л.: 1977. Вып. 4, с. 72 — 76.

89. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. М.: Мир, 1981.

90. Отопление и вентиляция. Часть П. Вентиляция. Под ред. В. Н. Богословского.— М.: Стройиздат, 1976.

91. Патрушев М. А., Карнаух Н. В. Устойчивость проветривания угольных шахт. М.: Недра, 1973.

92. ГТБ 03-553-03. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. М.: Госгортехнадзор РФ, 2003.

93. ПБ 05-618-03. Правила безопасности в угольных шахтах. М.: Госгортехнадзор РФ, 2003.

94. Передвижная подземная вентиляторная установка (ППВУ) с вентиляторами типа ВМ-4, ВМ-5, ВМЭ-6, ВМЭ-8, ВМЭ-12. Техническое описание и руководство по эксплуатации. Пермь — Березники — Соликамск: Горный институт УрО РАН, 1992.

95. Подземная вспомогательная вентиляторная установка (ГТВВУ) с вентиляторами типа ВМ-4, ВМ-5, ВМЭ-6, ВМЭ-8, ВМЭ-12. Техническое описание и руководство по эксплуатации. Пермь — Березники — Соликамск: Горный институт УрО РАН, 1992.

96. Поляков В. В., Скворцов Л. С. Насосы и вентиляторы: Учебник для вузов.— М.: Стройиздат, 1990.

97. Правила технической безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь. Минск: 2006.

98. Провести исследования источников тяги и элементов вентиляционной сети для разработки автоматизированной системы управления проветриванием рудника 4 РУ. Отчет о НИР, Пермь, 2007.

99. Протодьяконов М. М. Курс проветривания рудников. Екатеринославль, 1911.

100. Пучков Л. А., Бахвалов Л. А. Методы и алгоритмы автоматического управления проветриванием угольных шахт. М.: Недра, 1992.

101. Разработка системы вентиляции рудника БКПРУ-4 при доведении его производительности до 15 млн. тонн в год, выбор оптимального варианта использования стволов для подачи атмосферного воздуха в рудник. Отчет о НИР, Пермь — Березники, 2005.

102. Реза Ф., Сили С. Современный анализ электрических цепей. М.; JL: Энергия, 1964.

103. Рождественский Б. JL, Яненко Н. Н. Системы квазилинейных уравнений и их приложения в газовой динамике. М.: Наука, 1978.

104. Самарский А. А., Попов Ю. И. Разностные методы решения задач газовой динамики. М.: Наука, 1992.

105. Саргин Ю. Н., Друскин JI. И., Покровская И. Б. и др.; под ред. Староверова И. Г. и Шиллера Ю. И. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 2. Водопровод и канализация. М.: Стройиздат, 1990.

106. Святный В. А. Моделирование аэрогазодинамических процессов и разработка систем управления проектированием угольных шахт. Дис. докт. техн. наук. М.: 1986.

107. Седов JI. И. Механика сплошной среды. Т. 1. М.: Наука, 1970.

108. Скочинский А. А. Рудничный воздух и основной закон его движения. СПб., 1904.

109. Скочинский А. А., Комаров В. Б. Рудничная вентиляция. М.: Углетехиз-дат, 1958.

110. Скочинский А. А., Ксенофонтова А. И., Харев А. А. и др. Аэродинамическое сопротивление шахтных стволов и способы его снижения. М.: Угле-техиздат, 1953.

111. Сумароков С. В. Математическое моделирование систем водоснабжения. Новосибирск: Наука, 1983.

112. Техническое задание на закупку вентиляторной установки главного проветривания гор. -445 м рудника 4 РУ. ОАО «Беларуськалий». Солигорск, 2011.

113. Технологический регламент по организации проветривания рудников ОАО «Уралкалий». Пермь —Березники, 2005.

114. ТУ 3146-002-85092133-2011. Автоматическая вентиляционная дверь (АВД). Технические условия. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2011.

115. ТУ 3146-004-85092133-2011. Система автоматического управления вентиляторной установкой главного проветривания (САУ-ВГП-3). Технические условия. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2011.

116. ТУ 3146-049-24078722-08. Шахтная вентиляторная установка ШВУ-12А. Технические условия. ООО «ПСП Теплогаз». Пермь: 2008.

117. ТУ 3148-003-85092133-2011. Блок частотного регулирования рудничный взрывозащищенный (БЧРв-30). Технические условия. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2011.

118. ТУ 3791-001-85092133-2010. Электромеханические приводы взрывоза-щищенные типов ЭМПв-6,3, ЭМПв-40, ЭМПв-250. Технические условия. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2010.

119. Тюкин В. Н. Теория управления: конспект лекций. Часть 1. Обыкновенные линейные системы управления. Вологда: ВоГТУ, 2000.

120. Тян Р. Б., Потемкин В. Я. Управление проветриванием шахт. Киев: Наук, думка, 1977.

121. Ушаков К. 3., Бурчаков А. С., Пучков JI. А., Медведев И. И. Аэрология горных предприятий: Учебник для вузов. М.: Недра, 1987.

122. Фельдман JI. П. Исследование динамики и синтез систем автоматического управления проветриванием угольных шахт. Автореф. дис. докт. техн. наук. Донецк, 1974.

123. Фельдман Л. П., Святный В. А., Гиллес Э.-Д., Бук Р. Цифровая модель переходных аэродинамических процессов в шахтных вентиляционных сетях. Изв. вузов. Горный журнал, 1978, №12, с. 46 — 49.

124. Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления, т. 1. М. : Физматлит, 1962.

125. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х томах: Т. 1: Пер. с англ.— М.: Мир, 1991.

126. Фокс Д. А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах: Пер. с англ.— М.: Энергоиздат, 1981.

127. Форсайт Дж., Молер К. Численное решение систем линейных алгебраических уравнений. М.: Мир, 1969.

128. Френкель Н. 3. Гидравлика. М.: Госэнергоиздат, 1956.

129. Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.

130. Харев А. А. Местные сопротивления шахтных вентиляционных сетей. М.: Углетехиздат, 1954.

131. Хасилев В. Я. Линейные и линеаризованные преобразования схем гидравлических цепей.— Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1964, № 2, с. 231 —243.

132. Хасилев В. Я. Элементы теории гидравлических цепей. Автореф. докт. дис. Новосибирск, 1966.

133. Хасилев В. Я. Элементы теории гидравлических цепей.— Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1964, № 1, с. 69 — 88.

134. Хасилев В. Я., Меренков А. П., Каганович Б. М. и др. Методы и алгоритмы расчета тепловых сетей. М.: Энергия, 1978.

135. Хасилев В. Я., Светлов К. С., Такайшвили М. К. Метод контурных расходов для расчета гидравлических цепей. Иркутск, 1968.

136. Х21.000.088 ПС. Шахтная вентиляторная установка ШВУ-12А. Паспорт. ООО «ПСП Теплогаз». Пермь: 2008.

137. Х21.000.088 РЭ. Шахтная вентиляторная установка ШВУ-12А. Руководство по эксплуатации. ООО «ПСП Теплогаз». Пермь: 2008.

138. Цой С. В. Автоматическое управление вентиляционными системами шахт. Алма-Ата: Наука, 1975.

139. Цой С., Рогов Е. И. Принцип минимума и оптимальная политика управления вентиляционными и гидравлическими сетями. Алма-Ата: Наука, 1968.

140. Цой С., Цхай С. Электронно-вычислительная техника в вентиляционной службе шахт. Алма-Ата: Наука, 1966.

141. Шалимов А. В. Исследование влияния эжекторных установок на возду-хораспределение в рудничных вентиляционных сетях произвольной топологии. Дис. канд. техн. наук. Пермь: 2003.

142. ЭМПв.000.00.00.000 РЭ. Электромеханические приводы взрывозащи-щенные ЭМПв-6,3/40/250. Руководство по эксплуатации. ООО «НПО "АэроСфера"». Пермь: 2010.

143. Adams R. W. Distribution, analysis by electronic computer. Institution of Water Engineers, 15, 415-428, 1961.

144. Bellamy C. J. The analysis of networks of pipes and pumps, Journal Institution of Engineers, Australia, 37(4-5), 111-116, 1965.

145. Belle, В. K. and Marx, W. M. Simulating Airflow Conditions in a South African Coal Mine, Using The VUMA-Network Simulation software. Proceedings of North American/9th US Mine Ventilation Symposium, (Ed. E de Souza), Rotterdam (Balkema), 2002.

146. Brock D. Closed loop automatic control of water system operations. Journal American Water Works Association, 55(4), 467-480, 1963.

147. Brock D. A. Metropolitan water system operation subsequent to nuclear attack or natural disaster. Report No. AD 711956, Dallas Water Utilities, City of Dallas, Texas, 364 pp., 1970.

148. Cao C. Sulla convergenza del metodo di Cross. Atti VIII Convegno di Idrau-lica e Costruzioni Idrauliche, Pisa, 1963.

149. Chenoweth H. and C. Crawford. Pipe network analysis, Journal American Water Works Association, 66(1), 55-58, 1974.

150. Cherry E. C. and W. Millar. Some general theorems for non-linear systems possessing resistance. Phil. Mag., (Ser 7), 42(333), 1150-1177, 1951.

151. Collins A. G. and R. L. Johnson. Finite-element method for water distribution networks. Journal American Water Works Association, 67(7), 385-389, 1975.

152. Adams R. W. Distribution, analysis by electronic computer. Institution of Water Engineers, 15,415-428, 1961.

153. Bellamy C. J. The analysis of networks of pipes and pumps, Journal Institution of Engineers, Australia, 37(4-5), 111-116, 1965.

154. Belle, В. K. and Marx, W. M. Simulating Airflow Conditions in a South African Coal Mine, Using The VUMA-Network Simulation software. Proceedings of North American/9th US Mine Ventilation Symposium, (Ed. E de Souza), Rotterdam (Balkema), 2002.

155. Brock D. Closed loop automatic control of water system operations. Journal American Water Works Association, 55(4), 467-480, 1963.

156. Brock D. A. Metropolitan water system operation subsequent to nuclear attack or natural disaster. Report No. AD 711956, Dallas Water Utilities, City of Dallas, Texas, 364 pp., 1970.

157. Cao C. Sulla convergenza del metodo di Cross. Atti VIII Convegno di Idrau-lica e Costruzioni Idrauliche, Pisa, 1963.

158. Chenoweth H. and C. Crawford. Pipe network analysis, Journal American Water Works Association, 66(1), 55-58, 1974.

159. Cherry E. C. and W. Millar. Some general theorems for non-linear systems possessing resistance. Phil. Mag., (Ser7), 42(333), 1150-1177, 1951.

160. Collins A. G. and R. L. Johnson. Finite-element method for water distribution networks. Journal American Water Works Association, 67(7), 385-389, 1975.

161. Collins M. A., Cooper L., Helgason R., Kennington J. and Le Blanc L. Solving the pipe network analysis problem using optimization techniques. Management Science, 24, 7, pp. 747-760, 1978.

162. Contro R. and Franzetti S. A. A new objective function for analyzing hydraulic pipe networks in the presence of different states of flow. Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Istituto di Idraulica del Politecnico di Milano, 1982.

163. COSMOSFloWorks 2005 Fundamentals. USA, NIKA GmbH, 2005.

164. Cross H. Analysis of flow in networks of conduits or conductors.— University of Illinois Bui., 1936, v. 34, N 22, p. 3 — 33.

165. Dillingham, J. H. Computer analysis of water distribution systems, part 1, Water and Sewage Works, 114(1), 1-3; part 2, 114(2), 43-45; part 4, Program application, 114(4), 141-142, 1967.

166. Donachie R. P. Digital program for water network analysis. Journal Hydtaulics Division, Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 100 (HY3), 393-403, 1973.

167. Eggener C. L. and L. B. Polkowski. Network models and the impact of modeling assumptions. Journal American Water Works Association. 68(4), 189196, 1976.

168. Epp R. and A. G. Fowler. Efficient code for steady-state flows in networks. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 96 (HY1), 43-56, 1970.

169. Fietz T. R. Discussion of "Efficient algorithm for distribution networks". J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 99 (HY11), 2136-2138, 1973.

170. Fietz T. R. Discussion of "Hydraulic network analysis using linear theory". Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 99 (HT5), 855-857, 1973.

171. Graves O. B. and D. Branscome. Digital computers for pipeline network analyses, J. Sanitary Engineering Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 84 (SA2), 1-18, 1958.

172. Greuar Rudolf. Die Berechnung von wetternetsen mit elektronischen Digitalrechnern Glückauf, 1959. 95, N 6, p. 769 — 775.

173. Hakuro M. Navier-Stokes Simulation of Shock-Tube Flows over a Wedge-Type Step by Finite Volume Method. Institute of Space and Astronautical Science Report, 1988.

174. Hargreaves D. M., Lowndes I. S. An Assessment of the Future Use of Computational Fluid Dynamics for Network Modeling. Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress, Krakow, Poland, 2001, pp. 547 — 553.

175. Hoag L. N. and G. Weinberg. Pipeline network analyses by electronic digital computer. J. American Water Works Association, 49(5), 517-524, 1957.

176. Jacques E., Patigny J. Flow determination in underground airways from small differential pressure measurements.— Mining Science and Technology, 1990, v. 11,N2,p. 191 — 197.

177. Kazakov B. P., Shalimov A.V. The connected task of non-stationary heat extilchange between mine air and mining massif. Proceedings of the 7 International Mine Ventilation Congress, Krakow, Poland, 2001, pp. 63 — 68.

178. Kershaw D. The incomplete Choleski-Conjugate gradient method for the iterative solution of systems of linear equations. Journal of Computational Physics, 26, pp. 43-65.

179. Kirchhoff G. Üeber die Auflösung der Gleichungen, auf welche man bei Untersuchung der linearen Vertheilung, galvanischer Ströme gefuhrt wird. Leipzig; Annalen der Physik und Chemie (Poggendorf), Bd. 72, N 12, S. 497 — 508, 1847.

180. Lam C. F. and M. L. Wolla. Computer analyses of water distribution systems, part I formulation of equations. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 98 (HY2), 335-344, 1972.

181. Lam C. F. and M. L. Wolla. Computer analyses of water distribution systems, part II numerical solution. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 98 (HY3), 447-460, 1972.

182. Lemieux P. F. Efficient algorithm for distribution networks. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 98 (HY11), 1911-1919, 1972.

183. Liu K. T. The numerical analyses of water supply networks by digital computer. Thirteenth Congress of the International Association for Hydraulic Research, 1,36-43, 1969.

184. Marlow T. A., R. L. Hardison, H. Jacobson and G. E. Beggs. Improved design of fluid networks with computers. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 92 (HY4), 43-61, 1966.

185. Martin W. W. and Peters G. The application of Newton's method to network analysis by digital computer. Journal IWES, p. 115, 1963,

186. Maxwell J. C. A treatise of electricity and magnetism. Oxford, 1873, vol. 1, chapt. 6.

187. Mcllroy M. S. Pipeline network flow analyses. J. Amer. Water Works Association, 41,422-428, 1949.

188. McPherson, M. J. Subsurface Ventilation and Environmental Engineering. London, New York: Chapman & Hall, 1993.

189. McPherson, M. J. Subsurface Ventilation Engineering. Published by Mine Ventilation Services, Inc., 2009.

190. Mun-Fong Lee. Pipe Network Analysis. Water Resources Research Center. Department of Environmental Engineering Sciences. University of Florida, 1983.

191. Nakayama S., Kameda N. Using CFD to Determine the Behavior of Methane Gas at Forced Auxiliary Ventilation Heading Faces. Proceedings of the 7th International Mine Ventilation Congress, Krakow, Poland, 2001, pp. 709 — 714.

192. Nakayama S., Uchino K., Inoue M. Analysis of Ventilation Air Flow at Heading Faces by Computational Fluid Dynamics.— Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan, vol. 111, N 4, Apr. pp. 27 — 32.

193. Popescu M., Arsenie D., Vlase P. Applied hydraulic transients for hydropower plants and pumping stations. A. A. Balkema Publishers, Lisse, Abingdon, Ex-ton, Tokyo, 2003.

194. Rao H. S., D. W. Bree, Jr. and R. Benzvi. Extended period simulation of water distribution networks; Final technical report OWRR project no. C-4164. Systems Control Inc., Palo Alto, Calif., 120 pp., 1974.

195. Rao H. S., D.W. Bree, Jr. and R. Benzvi. Extended period simulation of water systems part A. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 103 (HY3), 97-108, 1977.

196. Rao H. S., L. C. Markel and D.W. Bree Jr. Extended period simulation of water systems part B. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 103 (HY3), 281-294, 1977.

197. Shamir U. and C. D. Howard. Water distribution system analysis. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 94 (HY1), 219-234, 1968.

198. Sharp B. B. and Sharp D. B. Water Hammer: Practical Solutions, Burnell Research Laboratory, Victoria, Australia, 1996.

199. Thorley A. D. R. Fluid Transients in Pipeline Systems. A Guide to the Control and Supression of Fluid Transients in Liquids in Closed Conduits. Professional Engineering Publishing Limited, UK, 2004.

200. Todini, E. Un metodo del gradiente per la verifica delle reti idrauliche, Bollet-tino degli Ingegneri della Toscana, n. 11: 11-14, 1979.

201. Todini E., Pilati S. A gradient algorithm for the analysis of pipe networks. In B. Coulbeck and C. H. Orr (eds). Computer Applications in Water Supply, Volume 1 (System analysis and simulation), John Wiley & Sons, London, pp. 1-20, 1988.

202. Ventsim Visual User Guide. Version 1.3. Ventsim Software, 2009.

203. Versteeg H. K., Malalasekera W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Research Studies Pr, 1995.

204. VnetPC 2007. User's Manual & Tutorial. Fresno, Mine Ventilation Services, Inc., 2007.

205. Warga J. Determination of steady-state flows and currents in a network. Instrument Society of America, Vol. 9, Pt. 5, Paper 54-43-4, 1954.

206. Williams G. N. Enhancement of convergence of pipe network solutions, J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 99 (HY7), 1057-1067, 1973.

207. Wood D. J. Algorithms for pipe network analysis and their reliability. University of Kentucky, Water Resources Research Institute Research report No. 127, 1981.

208. Wood D. J. and Charles C. O. A. Hydraulic network analysis using linear theory. Journal of the Hydraulics division, ASCE, Vol. 98, No. HY7, pp. 11571170,1972.

209. Wylie B., Streeter V. Fluid transients. McGraw Hill, 1978.

210. Zarghamee M. S. Mathematical model for water distribution systems. J. Hydraulics Div., Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 97 (HY1), 1-14, 1971.