Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 802

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
16.93 Mб
Скачать

Для решения задачи прогнозирования технического состояния РЭО предлагается использовать экстраполяционный метод прогнозирования отказов РЭО, существо которого заключается в следующем.

При формировании прогнозов с помощью экстраполирующей функции исходят из статистически складывающихся тенденций изменения тех или иных технических параметров РЭО. Экстраполируются оценочные основные технические характеристики объекта диагностирования. В экстраполяционных прогнозах особо важным является не столько предсказание конкретных значений изучаемого РЭО или его параметров на определенный период времени, сколько своевременное фиксирование объективно прогнозируемых сдвигов – выход параметра (ов) за критерий НОРМА, приводящих к отказу функционирования объекта диагностирования [3].

Для повышения точности экстраполяции используются различные методы, основанные на использовании степенного полинома: линейную модель, параболу и полином третьего порядка. В общем виде задача состоит в определении значения экстраполирующей функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

Y t l f ( yt l )

(1)

где Yt l – экстраполируемое значение уровня; l – период упреждения прогноза;

yt – уро-

вень, принятый за базу экстраполяции.

В соответствии с данным методом задача состоит в нахождении коэффициентов а и b линейной зависимости

n

F (a,b) mina,b ( yi (ax b))2. (2)

i 1

Решение задачи сводится к нахождению экстремума функции двух переменных. Для прогностического определения одного из критически важного параметра объекта диагностирования составляется и решается система из двух уравнений с двумя неизвестными, находятся частные производные функции F(a,b) в виде:

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

n

 

n

 

n

n

n

 

dF (a,b)

0

2 ( yi (axi b)) xi 0

a xi2 b xi xi yi

a xi2 b xi xi yi

 

 

da

 

i 1

 

 

 

 

 

i 1

 

i 1

i 1

 

i 1

i 1

i 1

(3)

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

dF (a,b) 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

i

 

 

 

i

 

 

 

i

 

i

 

i

 

db

 

2

 

( y

(ax

b)) 0

 

a

x

a

 

b

y

a

x

nb

y

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

i 1

 

i 1

 

i 1

i 1

 

i 1

 

На основе решения полученной системы уравнений получаем выражение для нахождения коэффициентов а и b в виде:

a

b

n

n

 

 

n

 

n xi yi xi yi

 

i 1

i 1

 

 

i 1

 

 

n

 

n

2

 

n x2i xi

 

i 1

 

1

 

(4)

i

,

n

n

 

 

 

 

 

yi a xi

 

 

 

i 1

i 1

 

 

 

 

 

n

в котором, при данных параметрах коэффициентов a и b, функция F(a,b) принимает наименьшее значение.

Адекватность разработанной модели диагностирования состояния РЭО проверялась на основе экспериментальных данных контроля выходного напряжения типового стабилизированного источника питания. Данные контроля приведены в таблице 1 применительно к следующим обозначениям: I – количество измерений; Xi – время текущих измерений; Yi – контролируемый параметр Uвых1 (выходное напряжение источника питания), при этом в соответствии с нормативно-технической документацией на изделие Uвых1=12В 5%.

180

Таблица 1

Экспериментальные данные выходного напряжения стабилизированного источника питания РЭО за 18 месяцев

 

I=1

I=2

I=3

I=4

Xi

1

6

12

18

Yi

11.7

12

12.1

12.3

Графическая иллюстрация применения метода наименьших квадратов для приведенных в таблице 1 экспериментальных данных в качестве прогнозирующей функции приведена на рис. 2.

Анализ приведенной зависимости показывает, что прогнозирующая функция «выйдет» за пределы НОРМЫ в течение 4 месяцев. Исходя из этого, необходимо в течение этого периода спланировать и провести предупредительные ремонтно-восстановительные работы по приведению элемента РЭО в состояние НОРМЫ на долгосрочный период.

В процессе исследований были рассмотрены и проанализированы различные прогнозирующие функции ИОС по подготовке специалистов для поиска отказов РЭО. Установлено, что наиболее оптимальной является функция на основе метода наименьших квадратов, так как она позволяет учитывать небольшое количество измерений и получать при этом погрешность измерений в допустимых нормах.

Адекватность предложенной модели диагностирования РЭО проверялась на основе экспериментальных данных контроля одного из выходных напряжений стабилизированного источника питания и показала положительный результат. В модели использовалась однофакторная функция прогнозирования. Однако данную модель можно применить и для случая учета многофакторных параметров измерения состояния РЭО, учитывающих, например, вероятности отказов, время наработки, условия эксплуатации и т.д.

Применение прогнозирующих функций в ИОС позволяет готовить специалистов, обладающих знаниями и навыками определения прогнозного состояния РЭО различного функционального назначения, а ее использование позволит отойти от распространенного на практике ограниченного применения определения технического состояния объектов по признаку «работоспособен – неработоспособен» или «исправен – неисправен». При этом мероприятия при проведении технического обслуживания будут корректироваться с учетом результатов прогноза, что позволит вовремя спрогнозировать вероятное наступление отказа РЭО и принять меры по недопущению развития события. При подготовке статьи были рассмотрены работы [4-26].

Рис. 2. Графическая иллюстрация метода наименьших квадратов при выполнении прогноза значения выходного напряжения исследуемого стабилизированного источника питания

181

Литература

1.Мистров, Л.Е., Белоусов, Р.А., Белоцерковский, О.А. Основы принятия решений в условиях неопределенности задач проектирования информационных систем / Л.Е. Мистров, Р.А. Белоусов, О.А. Белоцерковский // Наукоемкие технологии – 2017. – № 9. – С. 12-25.

2.Мистров, Л.Е., Белоцерковский, О.А. Принятие решений в задачах оптимального проектирования информационных систем / Л.Е. Мистров, О.А. Белоцерковский // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2017. – № 9. – С. 30-37.

3.Давыдов, П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. – М., Радио и связь, 1989г. 256 стр.

4.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и совершенствование мероприятий по улучшению условий труда на горно-обогатительном комбинате / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. - С. 10-16.

5.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2.

-С. 17-25.

6.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

7.Асминин, В.Ф. Функциональные и конструктивные особенности облегченных звукоизолирующих панелей / В.Ф. Асминин, Е.В. Дружинина, С.А. Сазонова, Д.С. Осмоловский // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2019. - № 2 (29). - С. 4-7.

8.Иванова, В.С. Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

9.Звягинцева, А.В. Мониторинг стихийных бедствий конвективного происхождения по данным дистанционного зондирования с метеорологических космических аппаратов: монография / А.В. Звягинцева, А.Н. Неижмак, И.П. Расторгуев. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. - 162 с.

10.Звягинцева, А.В. Прогнозирование опасных метеорологических явлений в определении характера и масштабов стихийных бедствий»: монография под общ. ред. И.П. Расторгуева / А.В. Звягинцева, И.П. Расторгуев, Ю.П. Соколова. Воронеж: ГОУВПО «ВГТУ»,

2009. - 247 с.

11.Сазонова, С.А. Разработка модели анализа потокораспределения возмущенного состояния системы теплоснабжения / С.А. Сазонова // Моделирование систем и информационные технологии сборник научных трудов.– Воронеж, 2007. - С. 52-55.

12.Молодая, А.С. Моделирование высокотемпературного нагрева сталефибробетона / А.С. Молодая, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Моделирование, оптимизация и информа-

ционные технологии. - 2018. - Т. 6. - № 2 (21). - С. 323-335.

13.Николенко, С.Д. Математическое моделирование дисперсного армирования бетона / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 74 -79.

14.Локтев, Е.М. Моделирование рейтинговых показателей педагогических кадров военных кафедр / Е.М. Локтев, С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 67 -73.

15.Власов, Н.М. Математическое моделирование водородной проницаемости металлов: монография / Н.М. Власов, А.В. Звягинцева. - Воронеж: ВГТУ, 2012. - 247 с.

16.Звягинцева, А.В. Структурные и примесные ловушки для точечных дефектов: монография / А.В. Звягинцева. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. 180 с.

182

17.Zvyagintseva, A.V. Increase of solubility of hydrogen in electrolytic alloys NI-B / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 519-528.

18.Zvyagintseva, A.V. Laws of diffusion of hydrogen in electrolytic alloys on the basis of nickel / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 529-534.

19.Сазонова, С.А. Результаты вычислительного эксперимента по апробации математических моделей анализа потокораспределения для систем теплоснабжения / Сазонова С.А.

//Вестник Воронежского института высоких технологи. - 2010. - №6. – С. 99104.

20.Сазонова, С.А. Результаты вычислительного эксперимента по апробации метода решения задачи статического оценивания для систем теплоснабжения / Сазонова С.А. // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2010. - № 6. - С. 93-99.

21.Звягинцева, А.В. Структурные и примесные ловушки для точечных дефектов: монография / А.В. Звягинцева. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. - 180 с.

22.Власов, Н.М. Математическое моделирование водородной проницаемости металлов: монография / Н.М. Власов, А.В. Звягинцева. - Воронеж: ВГТУ, 2012. - 247 с.

23.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.

24.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 27-34.

25.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 34-41.

26.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -

С. 71-77.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

L.E. Mistrov, O.A. Belotserkovsky

THE ALGORITHM OF FUNCTIONING OF THE PROGRAMME OF FORECASTING OF THE

TECHNICAL CONDITION OF THE DIAGNOSIS OBJECTS

IN THE INFORMATION SYSTEM OF A SPECIAL PURPOSE

The algorithm of operation of the program of forecasting of a technical condition of object of diagnosing EW equipment in the information and training system special purpose on the basis of univariate extrapolation method of predicting failure in the information system for special purposes.

Key words: information system, information system of special purpose, automated simulator, forecasting technical condition, the search of failures of electronic equipment, method of least squares, extrapolation forecasting method.

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named

after professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin», Voronezh

183

УДК622.822.22:536.244:011.103

В.П. Орликова ГАЗОВЫЙ МОНИТОРИНГ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Рассмотрен процесс сорбции кислорода на реакционной поверхности угля и установлены зависимости для описания динамики его концентрации. На основании результатов экспериментальных исследований углей различной стадии метаморфизма установлено влияние сорбированного кислорода на температуру самонагревания угля. Показана возможность определения температуры в скоплении угля по соотношению концентраций оксида углерода и сорбированного кислорода.

Ключевые слова: окисление, уголь, температура, самонагревание, реакционная поверхность, шахтный воздух

На предприятиях Донецкого угольного бассейна одним из основных методов контроля эндогенной пожароопасности пластов угля, склонного к самовозгоранию, является химический анализ шахтного воздуха [1]. Вопросам безопасности разработок угольных ресурсов посвящено значительное число публикаций [2-5].

Основными индикаторными газами считают оксид углерода и водород, что обусловлено их химическими свойствами, адсорбционной способностью и пределом обнаружения. По увеличению концентраций этих газов в пробах шахтного воздуха над фоновыми значениями определяют стадию процесса самовозгорания угля. В газовых пробах также контролируют изменение концентраций кислорода, диоксида углерода, предельных и непредельных углеводородов. Доля индикаторных газов в шахтной атмосфере определяется фазой пожара, дозой кислорода в выемочном поле и его оттоком в выработанное пространство шахты, поэтому, используют соотношение различных газов. На шахтах Донецкого угольного бассейна рассчитывают соотношение оксида углерода и водорода: на стадии самонагревания отношение газов превышает 10, а на стадии горения – менее 10. Для идентификации стадии развития эндогенного пожара в настоящее время используют метод, основанный на соотношении объемных долей этилена и ацетилена, которые образуются при нагревании угля. Однако использование специального лабораторного оборудования значительно увеличивает время получения результатов анализа газовых проб и не позволяет получать оперативную информацию о температуре очага самонагревания угля. Польскими учеными предложено контролировать ход развития и тушения пожаров на основании нескольких коэффициентов, зависящих от объемной доли оксида и диоксида углерода, водорода, кислорода и метана. В Японии для повышения достоверности распознавания ранних стадий самовозгорания углей используют наряду с оксидом углерода отношение этана к метану (алкановый показатель) [6].

Большинство разработанных методов установления стадии самонагревания угля базируется на распознавании материалов термического взаимодействия угля с кислородом. Однако, можно отметить, что решающая роль в этом процессе принадлежит сорбции кислорода твердой поверхностью. Сорбционные процессы являются источником самонагревания угля и формирования условий теплового баланса при переходе самонагревания в самовозгорание, поэтому изменение концентрации кислорода позволит установить начальную стадию окисления [7].

Кратко покажем основные этапы взаимодействия кислорода и угля:

1.Абсорбция O2 верхним слоем горной породы, процесс экзотермический.

2.Образование CO2 и H2O при избытке кислорода и C и CO при недостатке кислорода

конечных веществ распада активированных кислородных комплексов с углем, процесс экзотермический, сопровождается выбросом тепловой энергии 1,5 - 2 раза больше, чем на первой стадии процесса в соответствии с концепцией уголь-кислородного активированного комплекса по данным [8].

При этом механизм процесса окисления отображается уравнением:

_________________________________

© Орликова В.П., 2019

184

(1)

где [А] – концентрация активных центров на поверхности угля, моль/мг; [О2] – концентрация кислорода, моль/мг; [I] – концентрация промежуточных комплексов кислорода с активными центрами, моль/мг; [P] – концентрация продуктов окисления, моль/мг.

Для изучения кинетики окисления угля большое значение имеет правильный выбор реакторов, которые могут быть статическими, интегральными, дифференциальными и импульсными. В большинстве из них исследуемый уголь продолжительное время находится в контакте с кислородом, в результате чего происходят значительные изменения поверхности угля. Результаты, полученные в конце опыта, характеризуют свойства угля, образовавшегося в процессе окисления, а не взятого для исследования. Экспериментальные исследования химической активности угля в процессе его окисления, основанные на хроматографическом методе, показали, что при использовании импульсного реактора уголь находится в потоке инертного газа-носителя, что способствует постоянной регенерации его активной поверхности [9]. В связи с этим, введенная доза кислорода по мере продвижения вдоль реактора постоянно контактирует с регенерированной поверхностью угля. Это позволяет сопоставлять между собой результаты, полученные в начале и конце опыта.

В результате теоретических и экспериментальных исследований сорбционных процессов установлено выражение для распознавания количества O2 в слоях угольной массы при условии быстротечно реализующейся абсорбции O2 в пористой структуре угля в соответст-

вии [10]:

μ

O2

μ

exp

μ

Fo ,

(2)

 

где – доля реакционной поверхности угля, 1; О – концентрация O2

в межкусковом проме-

жутке пластов угля, моль/м3, коррелируется соотношением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

exp

 

 

τ ;

 

(3)

 

 

 

 

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С0 – исходное количество O2

в межкусковом промежутке угля, моль/м3; J0 – газоносность

пласта, м3/т; ρ – плотность угля, т/м3; μk – корни уравнения

μ

μ

 

; R1 – радиус зерна

Bi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

угля, м; Bi

 

; Г

 

;

 

τ

; D – коэффициент внутренней диффузии, м2/с; k – кон-

 

 

 

 

станта скорости реакции, с-1; – коэффициент теплообмена, Вт/(м2·с);

– коэффициент теп-

лопроводности, Вт/(м·К); τ – время, с.

Фиксирование величины реакционной поверхности угля, в реакции окисления угля, показано в соотношении, согласно [11]:

ντ

ν

η

μτ

ντ ,

(4)

 

 

μ

ν

 

 

 

 

где ν – константа скорости образования мономолекулярного адсорбционного слоя, с-1; τ – время с момента разрушения угольного пласта, с; η0 – доля первоначально свободной поверхности; μ – константа скорости выделения метана, с-1.

Рассмотрим изменение концентрации сорбированного кислорода в течение времени достижения углем критической температуры самовозгорания, выше которой происходит скачкообразное увеличение константы скорости окисления. Экспериментальные исследования сорбционной способности углей шахт Донбасса с различной долей летучих веществ проведены газохроматографическим методом и представлены на рис. 1, при этом предполагается, что процесс окисления протекает при адиабатическом осуществлении процесса. Время достижения углем критической температуры самовозгорания τкр реализовано по соотношению:

exp ТFo

(5)

185

где Т, Т0 – текущая и исходная температура угля, К; ГТ – комплексный эталон появления теп-

лоты, равный Г

т

 

 

 

; a

т

– коэффициент температуропроводности, м2/с; c – теплоем-

 

 

 

 

т

 

ρ

 

V

 

 

 

 

 

 

кость угля при постоянном объеме, Дж/(кг·К); q – теплота реакции окисления, Дж/моль; Fo – критерий Фурье, определяемый по формуле Fo = aтτкр /R12.

В начальный период времени до τ = 300 ч концентрация кислорода уменьшается незначительно, а дальнейшее ее изменение обусловлено физико-химическими свойствами угля, влияющими на τкр, согласно данным авторов. Обозначение на рис. 1: ▲ – «Капустина»; х – «Торецкая, пл. l3»; ● – Им. Ленина, пл. l1; ■ – «Челюскинцев, пл. m3»; ♦ - «Красный Профинтерн», пл. l3.

Рис. 1. Динамика концентрации кислорода при достижении углем критической температуры самовозгорания

Кинетика абсорбции O2 пористой структурой угля - это политропическая процедура

в реальных условиях. Верхним пределом данного явления реализуется адиабатический этап – без тепловых потерь энергии источника окисления. Незначительная величина теплопроводности разрыхленного угля ≈ 0,1 Вт/(м·К), при теплопроводности в пласте ≈ 1,5 Вт/(м·К) и медленной кинетике диффузии O2 воздуха в структуре угля допускает, что значение τкр, полученное в адиабатических (модельных) условиях, может быть использовано при описании политропического (реального) процесса окисления [12].

В случае учета теплообмена между углем и окружающими его породами выражение

для определения температуры имеет вид

 

 

 

exp ГтFо Bi exp

Bi

,

(6)

при использовании, которого установлена зависимость от концентрации сорбированного кислорода (рис. 2). Обозначение на рис. 2: ▲ – «Капустина»; х – «Торецкая, пл. l3»; ● – Им. Ленина, пл. l1; ■ – «Челюскинцев, пл. m3»; ♦ - «Красный Профинтерн», пл. l3.

Анализ полученных данных показывает, что низкотемпературный этап окисления угля может координироваться изменением количества O2. Это служит сенсорным показателем заблаговременного обнаружения очага самонагревания угля. Рост температуры способствует усилению воздействия O2. Даже при минимальной концентрации O2 реализуется окисление угля при высокой температуре. На пожарную безопасность горных разработок, особенно с перемещением на глубинные пласты, обусловленность самонагрева угольной породы усиливается от количества O2.

186

Рис. 2. Зависимость температуры от концентрации сорбированного кислорода

Для определения температуры очага пожара в шахтных условиях, где газы подверга-

ется разбавлению подающимся в горную выработку воздухом, надлежит устанавливать ко-

личество газов, образующихся при

окислении угольных пород. В качестве такового компо-

нента использован оксид углерода,

постоянно контролируемый и определяемый по экспресс

методике, который фактически не абсорбируется угольными пластами и водами в шахтах.

Установлена зависимость

CO

с

, показывающая, что по мере окисления угля уве-

 

личиваются концентрации выделяющегося оксида углерода и абсорбированного O2, истраченного на окисление (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость температуры от соотношения концентраций оксида углерода

исорбированного кислорода

Витоге можно заключить, потенциальность бесконтактного диагностирования температуры самонагревания угольных пород необходимых точках шахтных разработок в соответствии с ресурсом: CO:O2 (абсорбированного).

187

Литература

1.КД 12. 01.04.009-200 Склонность к самовозгоранию углей, шахтных пород и отходов углеобогащения. Методика определения: утв. Минуглепромом Украины 2000-09-26; введ. в действие 2000-09-26. – Донецк: НИИГД, 2000. – 28 с.

2.Звягинцева А.В., Болдырева О.Н., Федянин В.И. Прогнозирование развития чрезвычайных ситуаций при нарушении экологического и технологического регламента производства //Технология гражданской безопасности. Научно-технический вестник МЧС России.

Москва, 2006. - №4. – С. 33-36.

3.Болдырева О.Н., Звягинцева А.В. Регулирование технологического риска посредством оптимизации программы технического обслуживания оборудования /Вестник ВГТУ. Воронеж: ГОУВПО «ВГТУ», 2009. - Т. 5, №12. - C. 76-78.

4.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2.

-С. 17-25.

5.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

6.Пашковский, П.С. Эндогенные пожары в угольных шахтах / П.С. Пашковский. – Донецк: Ноулидж, 2013. – 791 с.

7.Линденау, Н.И. Происхождение и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах / Н.И. Линденау, В.М. Маевская, В.Ф. Крылов. – М.: Недра, 1977. – 320 с.

8.Кучер, Р.В. Структура ископаемых углей и их способность к окислению / Р.В. Кучер, В.А. Компанец, Л.Ф. Бутузова. – Киев: Наук. думка, 1980. – 168 с.

9.Греков, С.П. Графоаналитический способ определения инкубационного периода самовозгорания угля / С.П. Греков, Б.И. Кошовский, А.А. Всякий // Уголь Украины. – 2010. –

№ 11. – С. 34–36.

10.Неизотермическая кинетика гетерогенного окисления углей кислородом воздуха и их самонагревания / С.П. Греков, Я. Цыганкевич, Б.И. Кошовский, А.А. Березовский // Химия твердого топлива. – 2000. – № 6. – С. 27 – 37.

11.Греков С.П. Тепловой эффект окисления угля и эндогенная пожароопасность [ / С.П. Греков, П.С. Пашковский, В.П. Орликова // Уголь Украины. – 2014. – № 10. – С. 46 – 50.

12.Венгеров, И.Р. Теплофизика шахт и рудников. Математические модели. Том 1. Анализ парадигмы / И.Р. Венгеров. – Донецк: Норд-Пресс, 2008. – 632 с.

Государственный научно-исследовательский институт горноспасательного дела, пожарной безопасности и гражданской защиты «РЕСПИРАТОР» (НИИГД «РЕСПИРАТОР»), г. Донецк

V.P. Orlikova

GAS MONITORING MINE WORKINGS OF COAL MINES

The process of oxygen sorption on the reaction surface of coal is considered and the dependences for the description of the dynamics of its concentration are established. Based on the results of experimental studies of coals of different stages of metamorphism, the effect of sorbed oxygen on the temperature of coal self-heating is established. The possibility of determining the temperature in the coal cluster by the ratio of the concentrations of carbon monoxide and sorbed oxygen is shown.

Key words: oxidation, coal, temperature, self-heating, reaction surface, mine air.

The Respirator State Scientific Research Institute

of Mine-Work and Fire Safety and Civil Protection

188

УДК 629.4(075.32)

М.А. Ибрагимов, Н.С. Назаров, Е.В. Николаев

ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО ВИДА ТЯГИ ДЛЯ СТЫКОВОГО УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Произведен выбор наиболее эффективного вида тяги для выбранного стыкового участка железной дороги.

Ключевые слова: тепловоз, электровоз, поезд, станция, грузонапряженность.

Начиная с середины 80-х годов прошлого века в практике локомотивного хозяйства России достаточно часто происходила замена тепловозной тяги на электрическую, причем зачастую это производилось без должного технико-экономического обоснования. Это обстоятельство привело к появлению на линиях Российских железных дорог (РЖД) значительного количества стыков разных видов тяги, приводящих к замедлению прохождения поездов через эти пункты.

Так, например, станция Данилов, выбранная нами в качестве примера для анализа, находится на стыке двух отделений Северной железной дороги: Ярославского и Вологодского. Электрифицированная часть Ярославского отделения обслуживается электровозами постоянного тока серии ВЛ10, ВЛ11, а Вологодского электровозами переменного тока серии ВЛ80 т и ВЛ80 с. Протяженность участка Ярославль – Данилов 75 км, а участка Данилов – Вологда 139 км. По станции Данилов происходит смена локомотива, соответственно сквозной пропуск поездов не может быть осуществлен.

Для ускорения движения поездов на участке есть два варианта.

1.Электрифицированную часть Ярославского отделения переоборудовать на переменный ток.

2.Ввести в эксплуатацию на этом направлении магистральные тепловозы нового поколения с заменой электрической тяги на тепловозную.

Оба мероприятия дадут возможность обеспечить сквозной пропуск поездов по станции Данилов, что приведет к увеличению участковой скорости и уменьшению простоя транзитных составов без переработки.

В настоящее время согласно графику движения поездов суммарный суточный простой поездов по станции составляет 160,3 часа.

В данной работе рассмотрена возможность использования на участке Ярославль – Данилов тепловозной тяги тепловозами 2ТЭ70 вместо электрической.

Весовые нормы по мощности двухсекционного локомотива - в четном и нечетном направлениях: до 4300 т без условий; от 4300 до 5200 т имеются особые условия пропуска в виде безостановочного проследования ряда раздельных пунктов.

Унифицированная длина состава в условных вагонах для транзитных поездов в нечетном и четном направлениях 71.

При проведении тягово-экономических расчетов использовалась программы «ИС- КРА-ПТР», которая специализирована на ряде технологических особенностей для железнодорожного транспорта: верификации, рассмотрения или урегулирования осложнений проектировки, использования и обслуживания.

Далее в табл. 1 и 2 приведены некоторые варианты проведенных расчетов движения поездов во главе с электровозом и тепловозом.

_________________________________

© Ибрагимов М.А., Назаров Н.С., Николаев Е.В., 2019

189