CC BY
4
Исманова К.Д., к.т.н. заведующий кафедрой Информационные технологии
Жураев Т.М., к.т.н.
доцент
кафедра ПО(Информатика и ИТ) Наманганский инженерно-педагогический институт
Узбекистан, г. Наманган МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЦЕСС ПОДЗЕМНОГО
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЭТАЖНОЙ СИСТЕМЫ
РАЗРАБОТКИ
Аннотация: разработка месторождений полезных ископаемых методом подземного выщелачивания (ПВ) имеет исключительно важное экономическое значение. В данной статье приведены результаты разработки методов и алгоритмы определения параметров, обеспечивающих повышение эффективности управления технологическими процессами ПВ в условиях использования этажной системы.
Abstrakt: Development of mineral resources in underground leaching (UL) has a vital economic importance. This article presents the results of development of methods and algorithms for determining the parameters to ensure better management of UL processes in the conditions of use of horizon mining.
Ключевые слова: подземное выщелачивание, полезный компонент, скважина, концентрация, критерия оптимизации, управления.
Key words: Underground leaching, the useful component, the concentration, well, criterion of optimization
Основными задачами управления технологическими процессами ПВ являются повышение рентабельности разработки месторождения, увеличение доли полезного компонента, извлекаемого из продуктивного горизонта, и снижение загрязнения подземных вод. Для решения этих задач нужно уметь оценивать оставшиеся запасы полезных компонентов, располагать информацией о геохимическим состоянии продуктивного горизонта и подземных вод, а также иметь возможность прогнозировать различные варианты развития предприятия и сравнивать различные способы разработки месторождения.
В задачах управления процессом ПВ в качестве критериев управления выбраны дебиты нагнетательных и эксплуатационных скважин (Q), а также значение концентрации нагнетаемого реагента (у). Сначала рассмотрим решение задачи об оптимальном распределении дебита по скважинам.
U * — [u u u 1 е R (n)
Пусть нам требуется найти n-мерный вектор [ 2 '"'' n ]
cpj (U •) > 0 (j —1,2,''', m), J (U •) — inf J (U )
UeR<"> ' (1)
где J (U), pj(U ) - функции n-мерного вектора, удовлетворяющие
условию непрерывности во всей области изменения переменных Ц'; а Щп) -допустимая область решения, определяемая условием (1).
Определение вектора и* для функции ^Ц) сводится к задаче определения оптимального значения во всей области изменения переменных для функции Н(и) = 3(и) Х(и).
Поиск оптимального значения функции Н(Ц) производится следующим образом. Сначала применяется процедура Монте-Карло. В некоторой области случайным образом выбирается N векторов Ц, подчиненных нормальному закону распределения имеющих математическим ожиданием исходный вектор Ц0 и заданную дисперсию. При этих значениях Ц вычисляется функция Н(Ц), затем на основе статистических данных определяется градиент функции Н(Ц).
В случайном поиске методом статистического градиента, вместо градиента находится статистическая оценка градиентного направления [2]. Вычислительная схема алгоритма случайного поиска методом статистического градиента можно представить в следующем виде:
I. Определяются исходные величины:
диапазон изменения переменных ш задаваемый таким образом, чтобы
п/ 1 а — и — Ъ (' = 1, п)
множество Щп) лежало внутри параллелепипеда ' ' ' 4 ,
II. Определяется последовательность случайных векторов: ик = (и!,ык2ыкп ) (к = Щ,
компоненты которых имеют нормальный закон распределения с
и0 а
математическим ожиданием ' и среднеквадратическим отклонением ' .
Далее вычисляются компоненты градиента функции Н(Ц) относительно
г, = я, \
вектора Ц0 по формуле " ,=1 ,
^ АНк &и1к
где = N Е а,2 , АН* = Нк - Н0, Аи„ = и\ - иг0.
III. Производится уточнение решения, полученного при случайном
ж * . ^ ^
поиске в п.П по формуле и' = и' £°, и вычисляется Н = Н(Ц );
IV. Осуществляется уменьшение области выбора случайных векторов и уменьшение шага градиента. Шаг градиента сравнивается с 5. Если в0>5, то переходят к п^, если в0<5, то переходят к п.IV.
Для решения этой задачи управления с помощью вышеприведенного вычислительного алгоритма необходимо уточнить входные параметры. В нашем случае требуется определить значения У е[а;Ъ]) и Р е[е Здесь а=0,05.10-3, Ь=0,5.10-3 (в виде безразмерных величин), с=4,4 м3/ч, ё=5,4 м3/ч.
На основе этих значений определяем значение концентрации в эксплуатационной скважине. Результаты вычисления приведены на таблице.
Таблица
Полученные результаты задачи управления
Q (м3/ч) yi ( x 10-3)
0,05 0,128 0,2 0,275 0,35 0,425 0,5
4,4 120,6 129,8 135,1 139,4 141,7 152,5 168,5
4,57 122,4 132,2 136,2 144,7 145,0 154,4 173,2
4,73 124,3 136,1 139,7 147,9 149,9 160,6 175,0
4,9 127,6 139,0 144,3 152,2 154,4 164,4 179,3
5,07 128,5 142,8 146,5 155,6 156,2 169,2 183,8
5,24 131,8 144,6 148,4 157,6 160,8 173,3 186,4
5,4 136,1 148,7 150,8 160,7 164,7 175,6 188,7
Анализ полученных результатов покажет, что самые близкие значения концентрации и расхода для задачи соответствуют: у=0,275.10-3; q=5,07 м3/ч.
Итак, качественные показатели управления технологическим процессом улучшаются с повышением расходов, однако понижается скорость изменения качества, и оптимизация качественных показателей в управлении процессом кажется необязательной. Например, в процессе ПВ степень добычи продукта можно приравнять к 100 %, но здесь для каждого процента дополнительного продукта нужно большое количество расхода.
Использованные источники:
1. Жураев Т.М. Модель и вычислительный алгоритм решения задач геотехнологического процесса в кусочно-неоднородных пластах // Узбекский журнал Проблемы информатики и энергетики. - Т., 2010. - № 5. -С. 18-23.
2. Исманова К.Д., Алимов И.,Жураев Т.М. Оценка геотехнологических параметров влияющих на изменение динамики концентрации // Международная конференция по теме Современное состояние и пути развития информационных технологий. Ташкент, 2008.
Исманова К.Д., к.т.н. заведующий кафедрой Информационные технологии Наманганский инженерно-педагогический институт
Узбекистан, г. Наманган АЛГОРИТМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПОДЗЕМНОГО
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Аннотация: В статье проанализированы физико-химические основы технологического процесса подземное выщелачивание, различные методы, используемые при выщелачивании, их возможности, проведен системный анализ процесса подземное выщелачивание в качестве объекта исследования.
Abstrakt: The article analyzes the physical and chemical bases of technological process underground leaching of the various methods used in the leaching process, their capabilities, carried out a systematic analysis of the underground leaching as an object of study.
