Программный модуль автоматизированного расчета значений параметров для проведения взрывных работ

Мухутдинов А.Р.; Вахидова З.Р.; Здрок И.Н.

УДК 543.4:5.44.2

А. Р. Мухутдинов, З. Р. Вахидова, И. Н. Здрок ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Ключевые слова: автоматизированный расчет, траншея, насыпь, буровзрывные работы, болото, информационные

технологии.

В данной работе описан программный модуль для автоматизированного расчета значений эксплуатационных параметров буровзрывных работ.

Keywords: automated calculation, trench, mound, blasting, swamp, information technology.

ms paper describes a software module for the automated calculation of the values of operating parameters of drilling and blasting operations.

Введение

В настоящее время взрывные работы проводятся в различных областях промышленности. Большое количество теоретических и практических сведений, в частности апробированных методик, содержится в научной и учебной литературе, что позволяет использовать их для принятия оптимальных решений при буровзрывных работах. Следует также отметить большой выбор прикладных программных комплексов, предназначенных для автоматизации процесса расчета буровзрывных эксплуатационных параметров и позволяющих уменьшить объем опасных и дорогих экспериментальных работ. Однако, использование предлагаемых программных комплексов для решения простых задач не всегда удобно, а иногда затруднительно из-за необходимости освоения сложных методик. Поэтому разработка небольших

специализированных программных модулей расчета значений параметров буровзрывных работах на горном производстве является актуальным и востребованным.

В последнее время в гидромелиоративном строительстве для создания каналов в мягких грунтах применяется подрыв удлиненных зарядов, а при строительстве на болотах шоссейных дорог с целью разрушения неустойчивой среды используется взрывание зарядов, рассчитанных на выброс [1, 2]. Поэтому при проведении таких мероприятий необходимо точное определение значений эксплуатационных параметров

буровзрывных работ, которое может быть обеспечено специализированными программными модулями. Моделирование является одним из способов исследования процессов сложных систем, экспериментальное воспроизведение которых в натурных условиях зачастую невозможно или экономично нецелесообразно [3, 4].

Таким образом, разработка программного модуля для автоматизации процесса расчета эксплуатационных параметров проведения взрывных работ является актуальной задачей, имеющей научный и практический интерес.

Методика и объект исследования

Целью данной работы является создание модуля для программного комплекса, который позволит эффективно проводить автоматизированные расчеты. Объектом исследования являются эксплуатационные параметры буровзрывных работ.

Разработка модуля осуществлялась в среде Embarcadero RAD Studio Delphi XE6 [5], которая обладает рядом достоинств по сравнению с аналогичными средами разработок. Разработка программного модуля «Explosive_Works» осуществлялась поэтапно:

1 - составление технического задания (исходные данные и расчетные параметры, формулирование требований к программному модулю и защите на неверный ввод исходной информации). Исходные данные для создания траншей [величина (масса) заряда, расстояние между зарядами и видимая глубина воронки] и для создания насыпей (глубина скважины; масса, длина и диаметр заряда; расстояние между зарядами при взрывании осевых, боковых и поперечных траншей, расстояние от проектной оси до линии заложения скважин);

2 - определение графического интерфейса и составление алгоритма;

3 - написание исходного текста (кода) на языке программирования (Object Pascal);

4 - проведение отладки (осуществляется поиск ошибок и их устранение) и тестирования (проверка программы);

5 - разработка справочной системы.

При написании исходного текста применялся перспективный подход получения компактного кода за счет его оптимизации. Оптимизированный код позволяет эффективно проводить моделирование [68] и прогнозирование эксплуатационных параметров буровзрывных работ, вычислительный эксеримент и анализ полученных результатов. Данный продукт имеет интуитивно понятный интерфейс, справку и подсказки, объясняющие значение того или иного элемента интерфейса. Полное руководство является частью интерфейса и доступно в любой момент.

Перед началом взрывных работ для создания траншей и насыпей необходимо учитывать соответственно физико-механические свойства

пород (плотность, прочность, крепость и т.д.) и зольность торфа (его процентное содержание определяет удельный расход взрывчатого вещества), представленные в справочной системе.

В разработанный программный модуль Explosive_Works (рис.1) внедрен большой перечень разрушаемых пород с предусмотренными для них физико-механическими свойствами.

1 НыЬрго щ гит шикп

«—*■

0

Ими 11>|н> пиши 11Ц11Щ > О

« о — г!

^уу^юичте'шг ; ^й^

Рис. 1 - Главное окно модуля «Explosive_Works»

В программе Explosive_Works осуществляется выбор типа работ (создание траншей или насыпей); ввод исходных параметров в зависимости от вида работ (для создания траншей: тип разрушаемой породы; глубина заложения зарядов и проектное сечение канала, а для создания насыпей: зольность торфа, показатель действия взрыва; угол наклона скважины; глубина заложения заряда и плотность заряжания взрывчатого вещества), а также вывод рассчитываемых параметров. После нажатия кнопки «Вычислить» в рабочем окне программного модуля выводятся рассчитанные параметры буровзрывных работ.

Результаты работы и их обсуждение

Для проверки точности расчетов разработанного прикладного программного модуля

Explosive_Works, был проведен вычислительный эксперимент, в котором были учтены различные факторы, влияющие на результат вычислений.

Первой задачей вычислительного эксперимента являлось изучение влияния зольности торфа А на удельный расход взрывчатого вещества q (рис. 2). Из представленного графика видно, что зольность торфа в значительной мере влияет на удельный расход взрывчатого вещества. На каждые 10% зольности торфа приходится примерно 0,1 кг/м удельного расхода взрывчатого вещества.

Второй задачей вычислительного эксперимента являлось изучение влияния выбора проектного сечения канала на получаемую видимую глубину воронки Нв. График зависимости представлен на рисунке 3.

0,57 0,62 0,67 0,72 0,77 0,В2 Ц, кг/м

Рис. 2 - Зависимость зольности торфа от удельного расхода взрывчатого вещества

12 17 22 27 32 37

Рис. 3 - Зависимость видимой глубины воронки от проектного сечения канала

Из представленного графика видно, что увеличение значения численного проектного сечения канала на 3 м в каждом вычислительном этапе приводит к увеличению видимой глубины воронки на 0,3^0,4 м.

Выводы

1. С использованием современных информационных технологий разработан программный модуль, рассчитывающий основные эксплуатационные параметры буровзрывных работ, который успешно протестирован.

2. Проведен вычислительный эксперимент. Построены зависимости А=/(ф и Нв=/(Б). При расчете значений параметров буровзрывных работ по созданию насыпей показано, что на каждые 10% зольности торфа приходится примерно 0,1 кг/м удельного расхода ВВ, а по созданию траншей -увеличение численного значения проектного сечения канала на 3 м приводит к росту видимой глубины воронки на 0,3^0,4 м.

Литература

1. Матвейчук В.В., Чурсалов В.П. Взрывные работы: Учебное пособие. - М.: Академический проект. 2002. -384 с.

2. Гребенок А.М., Одинцов Л.Г., Васильев В.А. Справочник спасателя. ВНИИ ГОЧС, М., 2006, 224 с.

3. А.Р. Мухутдинов, З.Р. Вахидова, М.Г. Ефимов Моделирование процесса горения твердого топлива в топочном устройстве // Вестник Казан. технол. ун-та. -2014 - Т.17, № 20. - С.114-116.

4. А.Р. Мухутдинов, З.Р. Вахидова, М.В. Двоеносова Исследование особенности горения фрезерного торфа нейросетевым моделированием // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014 - Т.17, № 22. - С. 55-57.

5. Мухутдинов А.Р., Окулин М.В., Вахидова З.Р. Основы прикладного программирования в Delphi с презентациями и приложениями методических рекомендаций к лабораторному практикуму и выполнению курсовых работ // Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2010, 546 с.

6. Мухутдинов А.Р., Здрок И. Программный модуль автоматизированного расчета массы сосредоточенных и удлиненных зарядов для дробления льда // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2015 - Т.18, № 21. - С. 128-130.

7. Mukhutdinov, A.R., Okulin, M.V. Development of a neural network programming module for predicting the strength properties of solid fuel / Chemical and Petroleum Engineering 47 (3), 2011, pp.266-269.

8. Mukhutdinov, A.R., Konstantinov, S.I., Mukhutdinova, G.M. Use of a neural network apporash to optimizingconcrete compozition with respect to strength / Chemical and Petroleum Engineering 47 (3), 2011, pp.270273.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Мухутдинов А.Р., Вахидова З.Р., Здрок И.Н.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Мухутдинов А.Р., Вахидова З.Р., Здрок И.Н.

Текст научной работы на тему «Программный модуль автоматизированного расчета значений параметров для проведения взрывных работ»