CC BY
7
седиментационного экспресс-контроля, поступающего в осадкоуплотнитель него количества взвеси.
Кроме того, в скорых фильтрах переключение с режима фильтрования на режим промывки и регулирование времени и интенсивности промывки производят на основании сопоставления результатов седиментационных экспресс-анализов количества взвеси, поступающей на фильтры и на выходе из фильтров. Таким образом, во второй схеме сооружений имеется возможность обеспечить гибкое управление в режиме реального времени всеми технологическими процессами очистки воды от входа до выхода. В результате повышается надежность очистки воды.
Для гибкого управления процессами очистки воды в контактных осветлителях разработан новый способ и устройство для его осуществления [4]. В процессе движения очищаемой воды снизу-вверх через фильтрующую загрузку происходит образование хлопьев взвеси и задержание их в порах этой загрузки. Очищенная вода поступает в переливной желоб, из него - в верхний карман осветлителя, а затем - в трубопровод отвода очищенной воды. Управление процессом коагуляции в стесненных условиях фильтрующей загрузки производится путем регулирования скорости фильтрования на основании экспресс-контроля в режиме реального времени величины остаточного коагулянта в воде и в объеме его фильтрующей загрузки. Переключение с режима фильтрования на режим промывки осуществляют на основе экспресс-контроля цветности, мутности и щелочности исходной воды, а также цветности и мутности воды на выходе из контактного осветлителя. Время и интенсивность промывки регулируют на основе седиментационного экспресс-анализа взвеси на выходе из контактного осветлителя.
Таким образом, имеется возможность обеспечить гибкое управление процессами очистки воды от входа до выхода в трех традиционных наиболее распространенных схемах водоочистных сооружений. Основными параметрами, которые необходимо контролировать в экспресс -режимах для успешной реализации новых технологий являются: мутность, цветность, электрофоретическая скорость движения частиц взвеси, гидравлическая крупность частиц взвеси, величина остаточного коагулянта в воде и другие. Все эти характеристики и показатели можно контролировать в автоматическом режиме с помощью
устройства для анализа воды [2], которое также разработано в Вологодском государственном университете.
Список литературы
1. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами / Е.Д.Ба-бенков. - Москва: Наука, 1977. - 346 с.
2. Патент RU 2415399 Российская Федерация. Устройство для анализа воды/ С.М. Чудновский, А.А. Плеханов, Е.А. Данилова, А.В. Виноградова, А.А. Суконщиков; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. - Опубл. 27.03.2011.-Бюл. №9.
3. Патент 2415814 Российская Федерация, Способ регулирования процесса коагуляции воды / С.М. Чуд-новский, Е.А. Жирихина, Н.Г Жаравина.; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. -Опубл. 10.04.2011. - Бюл.№10
4. Патент 2471719 Российская Федерация. Способ регулирования процессов очистки воды в контактных осветлителях и устройство для его осуществления /С.М. Чудновский, Н.А.Кузнецова; заявитель и патентообладатель Вологодский гос.тех.ун-т. -0публ.10.01.2013. - Бюл.№1
5. Патент 2537609 Российская Федерация. Способ регулирования процессов очистки воды в технологических схемах, содержащих осветлители со взвешенным осадком и скорые фильтры / С.М. Чудновский, М.Э.Макушина, К.А. Семенова; заявители и патентообладатели - авторы.- Опубл. 10.01.2015. Бюл. №1
6. Пособие по проектированию автоматизации и диспетчеризации систем водоснабжения (к СНиП 2.04.02-84). Утв. приказом Союзводоканал НИИ-проекта от 5 марта 1985 г. №4.1. - Москва: Центральный институт типового проектирования, 1985. - 33с.
7. Чудновский, С.М. Перспективы обеспечения гибкого управления системами осветления и обесцвечивания природных вод /С.М. Чудновский, О.И. Лихачева.- Materjals of the X International scientific and practical conference, «Modern European science»,-2014. Volume13, Ecology. Geography and geology/. Chemistry and chemical technology. Sheffield.UK. Science and education LTD- p.45 -48.
ОЦЕНКА ИЗМЕНЧИВОСТИ СВОЙСТВ НАМЫВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Шаров Александр Сергеевич
Студент 6 курса каф. САПР ИТАСУ НИТУ «МИСиС», г.Москва
Ческидов Васили Владимирович
Канд. техн. наук, доцент каф. Геологии Горного института НИТУ «МИСиС», г.Москва
Изменчивость инженерно-геологических свойств массивов пород техногенного происхождения в пространстве и времени отражается в объективно существующих отличиях характеристик отложений в разных точках массива в зафиксированный момент времени. Изменчивость свойств обусловлена неодинаковостью вещественного и зернового (гранулометрического) состава, структурно -текстурных особенностей в зависимости от применяемой технологии складирования, параметров массива, продолжительности «отдыха».
Гидроотвалы и хвостохранилища представляют собой сложные плохо организованные системы, это объясняется процессами их формирования и часто разрозненным укладываемым материалом. Поэтому во многих случаях не удается разграничить влияние конкретных факторов, определяющих свойства отложений. Перечисленные положения обусловливают наиболее широкое применение статистических моделей при оценке изменчивости и проектировании систем точек сбора информации при проведении изысканий на намывных техногенных массивах [2].
1) намывной техногенный массив, его отложения, структура и свойства представляют собой продукт взаимодействия физических полей природно-техногенной динамической системы;
2) поля инженерно-геологических параметров, их структура и характеристики наследуют и отражают черты процессов формирования техногенного массива, осаждения зерен намывного материала и консолидации уложенных глинистых пород;
3) формирование большой толщи тонкодисперсных отложений за короткий (в сравнении с геологическим временем) срок и сезонность ведения работ. В соответствии с факторами и закономерностями,
определяющими распределение инженерно-геологических параметров в пространстве, для наиболее распространенного (более 90% от общего количества) овражно-балочного типа гидроотвалов были выделены ключевые (совпадающие с главным направлением изменчивости инженерно-геологических свойств £х) профили. По этим линиям производится основной объем работ по опробованию для установления расчетных характеристик массива с целью проектирования мероприятий по его дальнейшему освоению (рис.1). Ключевые профили совпадают с линией тальвега, где мощность отложений и время фильтрации максимальны, что обусловливает экстремальные значения инженерно-геологических показателей для рассматриваемого сечения по направлению ^у [4,5].
ного типа: 1 - дамба обвалования, 2 - граница прудка-отстойника, 3 - граница гидроотвала, 4 - горизонтали ложа, 5 -ключевые профили опробования, 6 - граница подсистем сети опробования; £х, ^у, ^ - основные направления
изменчивости.
Как показывает анализ опыта изучения техногенных намывных массивов рядом ведущих организаций в этой области (ВИОГЕМ, МГИ-МГГУ-МГИ НИТУ «МИ-СИС», ВСЕГИНГЕО и др.), они обладают рядом специфических особенностей, которые определяют принципы изучений и прогнозирования изменчивости их свойств:
1) математическое описание свойств массивов должно проводиться на основе системного подхода к оценке их строения и условий формирования;
2) сложность объектов и недоступность к исследуемым толщам отложений, несопоставимость их размеров с объемами отбираемых проб, прерывистость сети изысканий (в этих условиях эксперимен-риментальные данные представляют совокупность случайных, а не детерминированных величин);
3) математические методы должны обладать высокой гибкостью, так как соответствие модели и реального объекта устанавливаются в соответствии со свойствами последнего, однако многие характеристики намывного массива можно установить только в процессе изысканий;
4) описанию подвергается не весь объект исследования, а лишь заранее оговоренный набор его свойств и процессов, связанных с ними.
Опираясь на выявленные особенности намывных массивов, формируемых в процессе горных работ, с использованием общей теории изменчивости были сформулированы положения, отражающие общие законы изменчивости характеристик гидроотвалов и хвостохранилищ [1]:
Числовые значения экспериментальных данных, получаемых при инженерно-геологических исследованиях, всегда зависят от принятого начала отсчета каждого параметра и от шкалы, в котором это свойство измеряется. При сравнении объектов по группе параметров стремятся к представлению информации в некотором стандартном виде, сопоставимом для всех данных. С этой целью принято приводить шкалы измерений к так называемой центрированной и нормированной форме. Первое равносильно переносу начала координат в точку, соответствующую арифметическому среднему его значений. Второе имеет целью представить параметр не в абсолют-
ных единицах (градусах, кг/см2 и др.), а в некоторых безразмерных единицах, характеризующих относительное значение [3].
Наиболее распространенным преобразованием этого типа, является соотношение, в котором нулевой уровень - это среднее арифметическое, а интервала варьирования - среднеквадратическое значение:
г ■
' к=1
х^
X;; =■
1 п
(1)
1° (
к=1
(Хи)2
п
где Хц - преобразованное значение,
ху - натуральное текущее значение ьго показателя j -го фактора;
п - количество измерений признака
В общем случае изменчивость свойств пород является векторной величиной, направление которой отражает возрастание - убывание параметра. При позиционировании выработок для получения инженерно-геологической информации и последующего районирования техногенного массива с целью выбора направления его дальнейшего использования главенствующую роль играет только модуль изменчивости. Введем функцию у, которая отражает эту величину:
Ф{= ф|-1 + |ф|-ф|-1|,ф; = о,
где
ф =
^П
С
к=1
як
(2)
(3)
(ск)2
Я- - значение j-й -характеристики в i-й- точке.
График функции у в подавляющем большинстве случаев при исследовании техногенных массивов по набору характеристик имеет вид близкий к экспоненциальному.
Обобщенную функцию изменчивости свойств намывных техногенных отложений представим в аддитивной форме:
н _
F(ф,x)
F(ф,x) = =
-=1
F„
(4)
полученная функция монотонно возрастает и показывает степень отличия в долях единицы свойств намывных отложений в точке х относительно начала отсчета (рис.2).
Пространственная изменчивость большинства параметров гидроотвалов и хвостохранилищ преимущественно обусловлена фракционированием намывного материала при формировании объекта. При этом важной задачей является определение пути осаждения частиц породы, то есть расчет расстояния, на котором выпадут частицы удельного веса и размера.
Рис.2. Обобщенная функция изменчивости свойств (гранулометрический состав, плотность, влажность, начальный коэффициент пористости, угол внутреннего трения, удельный коэффициент сцепления, степень уплотнения) намывных отложений гидроотвала «Лог Щамаровский»
В процессе намыва происходит фракционирование осажденной пульпы по гранулометрическому составу, а также разделение ее на зоны с различным минеральным составом. Как фракционирование, так и разделение на зоны по минеральному составу происходит в результате того, что частицы горной массы имеют различную гидравлическую крупность. Эти явления в определенной мере является повторным обогащением, что в последствие в значительной мере упрощает отработку техногенного месторождения.
Моделирование процесса фракционирования с использованием современных компьютерных технологий позволит в дальнейшем строить математические обеспечения САПР, основной задачей которых является выявления участков с заданными параметрами гранулометрического состава для разработки мероприятий по освоению территорий гидроотвалов и хвостохранилищ и слагающего их материала.
Список литературы
1. Бондарик Г.К. Инженерно-геологические изыскания: учебник / Бондарик Г.К., Ярг Л.А. - 2-е изд. -Бондарик Г.К., Ярг Л.А. - 2-е изд. - М.: КДУ, 2008.
2. Каждан А.Б., Гуськов О.И., Шиманский А.А. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых. - М.: Недра, 1979.
3. Ческидов В.В. Перспективы использования САПР при инженерно-геологических изысканиях на открытых горных разработках // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - №11.
4. Ческидов В.В. Комплексное зондирование намывных отложений гидроотвала №3 разреза «Кедров-ский» // Горная Промышленность. - 2011. - № 6.
5. Ческидов В.В. Инженерно, геологическое обеспечение управления состоянием массивов горных пород на оползнеопасных территориях // Горная Промышленность. - 2015. - № 1 (119).
ФОРМИРОВАНИЕ УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ В МОСКВЕ
Широкая Наталия Викторовна
магистр кафедры проектирования зданий и градостроительства, Московский Государственный Строительный
Университет, г. Москва
АННОТАЦИЯ
Целью работы является обзор развития улично-дорожной сети (УДС) Москвы. В статье приведён анализ развития транспортно-планировочной структуры Москвы и норм классификации УДС. Результатом работы является
