Научная статья на тему 'РОЗРОБКА ЦИФРОВИХ АЛГОРИТМІВ ВИБОРУ РАЦІОНАЛЬНОГО ВАРІАНТУ ТЕРМОДЕСТРУКЦІЇ ТЕХНОГЕННИХ ВІДХОДІВ'

РОЗРОБКА ЦИФРОВИХ АЛГОРИТМІВ ВИБОРУ РАЦІОНАЛЬНОГО ВАРІАНТУ ТЕРМОДЕСТРУКЦІЇ ТЕХНОГЕННИХ ВІДХОДІВ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
24
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Sciences of Europe
Область наук
Ключевые слова
ПЕРЕРОБКА / ВУГіЛЬНі ШЛАМИ / ТЕХНОГЕННі ВіДХОДИ / ТЕРМОДЕСТРУКЦіЯ / ЦИФРОВі АЛГОРИТМИ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Слащов І.М., Клюєв Е.С., Слащова О.А., Яланський О.А., Іконніков М.Ю.

Метою роботи є обґрунтування цифрових алгоритмів з вибору раціонального варіанта переробки техногенних відходів на прикладі термодеструкції вуглевмісної сировини. Методами математичної статистики проведено оцінку показників речовинного складу, параметрів технічного та хімічного аналізів компонентів техногенних відходів. Визначено взаємозв’язки між окремими процесами термодеструкції техногенних відходів (шламів та некондиційної гірської маси) для відпрацювання варіантів побудови багатофункціонального енерготехнологічного комплексу модульного типу. Методами організації обчислювальних процесів і розробки програмних моделей цифрових систем визначено модулі та програмні інтерфейси цифрових алгоритмів з оперативного аналізу вимог та технологічних обмежень щодо параметрів термодеструкції техногенних відходів і на цій основі вибору раціонального варіанту переробки. Це дозволяє аналізувати параметричні дані переробки техногенних відходів, вимоги та обмеження доступних нормативно-технічних документів, виконувати автоматичній пошук раціональних рішень для отримання різних видів кінцевої продукції.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF DIGITAL ALGORITHMS FOR RATIONAL OPTION SELECTION OF THE MAN-MADE WASTE THERMAL DESTRUCTION

The purpose of the research is to substantiate digital algorithms for choosing a rational option for processing man-made waste using the example of thermal destruction of coal-containing raw materials. The mathematical statistics methods were used to evaluate the parameters of the material composition, the parameters of the industrial waste components technical and chemical analysis. Interrelations between separate processes of the man-made wastes thermal destruction (sludge and substandard rock mass) are determined in order to development options search for modular type multifunctional energy-technological complex. Modules and software interfaces for digital algorithms for the operational analysis of requirements and technological limitations regarding the parameters of the man-made waste thermal destruction and the choice of a rational option for their processing were determined by methods of the organizing computational processes and by methods of the digital systems models building. This allows you to analyze the parametric data of industrial waste processing, the requirements and limitations of available regulatory and technical documents, and to automatically search for rational solutions for obtaining different end products.

Текст научной работы на тему «РОЗРОБКА ЦИФРОВИХ АЛГОРИТМІВ ВИБОРУ РАЦІОНАЛЬНОГО ВАРІАНТУ ТЕРМОДЕСТРУКЦІЇ ТЕХНОГЕННИХ ВІДХОДІВ»

РОЗРОБКА ЦИФРОВИХ АЛГОРИТМ1В ВИБОРУ РАЦЮНАЛЬНОГО ВАР1АНТУ ТЕРМОДЕСТРУКЦIÏ ТЕХНОГЕННИХ В1ДХОД1В

Слащов 1.М.

Доктор техтчних наук, старший науковий ствробтник, професор кафедри БЖД ДВНЗ ПДАБА, 1нститут геотехн1чно '1 механки iM. Н. С. Полякова НАНУ

Клюев Е. С.

Кандидат технiчних наук, старший науковий ствробтник, 1нститут геотехнiчноï мехатки iM. Н. С. Полякова НАНУ

Слащова О.А.

Кандидат технiчних наук, старший науковий сniвробiтник, 1нститут геотехнiчноï механки iM. Н. С. Полякова НАНУ

Яланський О.А.

Кандидат техтчних наук, доцент, Нацюнальний технiчний }miверситет «Днтровська полтехнка»

1контков М.Ю.

Кандидат техтчних наук, доцент, Нацюнальний технiчний утверситет «Днтровська полтехтка»

Днтро

DEVELOPMENT OF DIGITAL ALGORITHMS FOR RATIONAL OPTION SELECTION OF THE MAN-MADE WASTE THERMAL DESTRUCTION

Slashchov I.,

Dr. habil. (Tech), Senior Researcher, ORCID 0000-0002-2432-9092, Professor in Department of Life Safety PSACEA, Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov NASU

Kliuiev E.,

PhD (Tech), Senior Researcher, ORCID 0000-0002-3056-7150, Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov NASU

Slashchova O.,

PhD (Tech), Senior Researcher, ORCID 0000-0002-7161-1410, Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov NASU

Yalanskyy O.,

PhD (Tech), Associate Professor, ORCID 0000-0002-8761-275X, National Technical University Dnipro Polytechnic

Ikonnikov M.

PhD (Tech), Associate Professor, ORCID 0000-0003-2977-2007, National Technical University Dnipro Polytechnic

Dnipro

DOI: 10.5281/zenodo.6973834

АНОТАЦ1Я

Метою роботи e обгрунтування цифрових алгоршшв з вибору рацюнального Bapiarna переробки те-хногенних вiдходiв на приклащ термодеструкцп вуглевмюно1 сировини. Методами математично1 статистики проведено оцшку показнишв речовинного складу, пapaметpiв техшчного та xiMiHTOro aнaлiзiв компонента техногенних вiдходiв. Визначено взаемозв'язки мiж окремими процесами термодеструкцп тех-ногенних вiдходiв (шлaмiв та некондицшно1 прсько1 маси) для вщпрацювання вapiaнтiв побудови багатофункцюнального енерготехнолопчного комплексу модульного типу. Методами оргашзацп обчис-лювальних процеав i розробки програмних моделей цифрових систем визначено модулi та програмш ш-терфейси цифрових алгоршшв з оперативного анатзу вимог та технолопчних обмежень щодо пapaметpiв термодеструкцп техногенних вiдходiв i на цш основi вибору paцiонaльного вapiaнту переробки. Це дозво-ляе aнaлiзувaти параметричш дaнi переробки техногенних вiдходiв, вимоги та обмеження доступних нормативно--техшчних документiв, виконувати aвтомaтичнiй пошук paцiонaльних piшень для отримання piз-них видiв к1нцево1 пpодукцiï.

ABSTRACT

The purpose of the research is to substantiate digital algorithms for choosing a rational option for processing man-made waste using the example of thermal destruction of coal-containing raw materials. The mathematical statistics methods were used to evaluate the parameters of the material composition, the parameters of the industrial waste components technical and chemical analysis. Interrelations between separate processes of the man-made wastes thermal destruction (sludge and substandard rock mass) are determined in order to development options

search for modular type multifunctional energy-technological complex. Modules and software interfaces for digital algorithms for the operational analysis of requirements and technological limitations regarding the parameters of the man-made waste thermal destruction and the choice of a rational option for their processing were determined by methods of the organizing computational processes and by methods of the digital systems models building. This allows you to analyze the parametric data of industrial waste processing, the requirements and limitations of available regulatory and technical documents, and to automatically search for rational solutions for obtaining different end products.

Ключовi слова: переробка, вупльт шлами, техногент вщходи, термодеструкцгя, цифровi алгори-

тми.

Keywords: processing, coal sludge, industrial waste, thermal destruction, digital algorithms.

Постановка проблеми. На шнець 2014 р в кранах £С було прийнято б1льше тридцяп рiзних за змютом програм з переробки вiдходiв, яш базу-ються на вщповщних дослщженнях i практищ ро-боти дано! галузг У теоретичних дослвдженнях зна-чна увага придiляeться «економщ повторно! переробки» (рециклюванню). Особливе значення рециклювання полягае в тому, що, по перше, щ те-хнологii перетворюють вщходи в ресурс i, по-друге, запобтають витратам на екологiю щодо полiгонiв !х захоронения. Крiм того, при переробщ вiдходiв створюються додатковi робочi мiсця, зокрема, ви-везення десяти тонн вiдходiв на звалище створюе шiсть робочих мiсць, а при рециклюванш - 361 ро-боче мiсце. Стратегii' виконання директив £С зале-жать вiд безлiчi факторiв (технологiчних можливо-стей, розвитку гiрничодобувних пiдприемств та iн.). Тому результати по повторнш переробцi вщхо-дiв розрiзияються. В Нiмеччинi цей показник скла-дае 70%, в Бельгп, Австрii, Швецii, Швейцарii -60%, на Мальп, в Сербп, Словаччинi i Туреччинi -2-10%. У перюд 2004-2014 рокiв нашнтенсивтше дана галузь розвивалася в Лига, Польщi, Iталii, Ве-ликобританii, Чехи де зростання показникiв дося-гло 30%. Перспективи, яш задаються £вропейсь-кою комiсiею, нацiленi на те, щоб к 2025 р. переро-бляти для повторного використання 60% вiдходiв, а до 2030 р. - 65%.

Еколопчш та економiчнi проблеми, що вини-кають при використанш корисних копалин, також вимагають розробки i впровадження нових ефекти-вних технологiй переробки вiдходiв прничого ви-робництва. Наприклад, в Укра!т на приблизно 60 вугiльних збагачувальних фабриках тисячi тонн те-хногенних вiдходiв десятилiттями зiбралися в шла-монакопичувачах, що збiльшуе кiлькiсть втрачених для сiльського господарства земель. Аналопчна проблема сто!ть перед тепловими електростанщ-ями. На вiдмiну вiд розвинених кра1н рiчна переробка вiдходiв нижче в десятки разiв. Тому, в основному, проведет дослщження стосуються проблеми утилiзацii вiдходiв вщ роботи пiдприемств пали-вно-енергетично! галуз^ якi е найбiльшим забруд-нювачем навколишнього середовища твердими, рь дкими, пило- та газоподiбними викидами.

Переробка рiзних фракцiй та складу первин-ного матерiалу вiдходiв помiтно вiдрiзняеться за рь внем складностi технолопчних процесiв, енерго-збереження та рентабельносп [1-3]. Недолiками ю-нуючих розробок е те, що вони найчаспше не враховують ланцюжки параметричних даних для

рiзних технологiчних процесiв, коливання параме-трiв в процесi переробки i не визначають сукуп-тсть можливих рацiональних варiаитiв переробки техногенних вiдходiв. Аналiз багаточисельних нор-мативних документа та !х змiн, параметричних да-них i оцiнка рацюнальних варiантiв переробки техногенних вiдходiв викликае суттевi труднощi для наукових установ, а для комерцiйних структур бу-вае взагалi недосяжним. Однак ця проблема може бути виршена шляхом створення цифрових алго-рштшв для спецiалiзованого програмного забезпе-чення [4-6], яке буде мати можливють аиалiзу бага-тофакторних зв'язкiв мiж вхiдними, промiжиими i вихiдними параметрами процесу переробки.

Виходячи iз зазначеного, актуальним е аналiз i титзащя дiй при виборi варiаитiв переробки вщхо-дiв рiзного походження, визначення основних принципiв та структури побудови програмного за-безпечення. Це дозволить визначати рацюнальт варiаити переробки техногенних вiдходiв рiзного походження, допоможе iнженерно-технiчному персоналу вiдпрацювати в кожному конкретному випа-дку найбiльш привабливий проект технологii переробки, прийняти рiшения по складу кiнцевоi проду-кцii i можливостям И реалiзацii.

Мета роботи. Обгрунтувати цифровi алгори-тми з вибору рацiонального варiанта переробки техногенних вiдходiв на прикладi термодеструкцii ву-глевмiсноi сировини.

Методи дослiдження. Методи математично1' статистики для оцшки показникiв речовинного складу, параметрiв технiчного та хiмiчного аналiзiв компонентiв техногенних вiдходiв; методи аналiзу i узагальнення даних для титзацп дiй при виборi варiаитiв переробки вiдходiв рiзного походження; методи оргашзацп обчислювальних процесiв i по-будови програмних моделей цифрових систем для розробки структури програмного забезпечення.

Виклад основного матерiалу. Технологii тер-модеструкцii техногенних вiдходiв е найбiльш пер-спективними для досягнення високо! продуктивно-сп виробництва, забезпечення екологiчноi безпеки територш (зменшення забруднення грунту, води та повггря). Результатом процесу переробки е отри-мання певно1' частки готово! продукци з компонен-тiв промiжних технологiчних циклiв i к!нцевого продукту при повному циклi утилiзацii. На практищ необхщно розглядати кшька альтернативних варiаитiв переробки i оцшювати можливiсть отри-мання корисних продукпв: теплово!' та електричноi енергi!', промислових газiв, рiдкого палива i масел, будiвельних матерiалiв i багато чого шшого. Вибiр

рацюнального варiанта переробки з отриманням корисного продукту вельми ускладнений у зв'язку з мiнливiстю складу вхвдно! сировини i одержуваних матерiалiв, значною к1льк1стю способiв первинно! обробки i параметрiв пром1жних процесiв, багато-варiантнiстю можливих результуючих продуктiв та шших спочатку невизначених даних. При цьому не-обхвдно оцiнювати як можна бiльшу к1льк1сть варь анпв, з яких в результатi аналiзу повинен бути об-раний найкращий.

Нами проводяться аналiтичнi та лабораторш дослвдження з розробки ефективних технологш термодеструкцп, в тому числi з отриманням сировини для будiвельно! промисловосп. Також прово-дяться роботи по вивченню та використанню тех-ногенних вiдходiв рiзного походження. Перспекти-вним розвитком в даному напрямку i об'еднання цих наукових дослiджень i розробка програмних методiв, структури та техшчного завдання для реа-лiзацi! цифрових технологш з вибору рацюнальних варiантiв переробки вiдходiв рiзного походження, що дозволяе вiдпрацьовувати параметри енерготе-хнолопчних комплексiв модульного типу i, в пода-льшому, компонувати його необхвдним обладнан-ням.

Детальний аналiз твердо! вуглецевмюно! сировини мае ютотне значення перед початком вико-

Аналiз табл. 1 дозволив встановити, що сапропелит мае пiдвищенi значення виходу летких i золь-носп, а також мiстить найменшу шльшсть сiрки в порiвняннi з породою.

Для отримання вихвдних даних додатково проведет лабораторш дослвдження з визначення хiмi-

Аналiз мiнералогiчного складу, в тому числ^ за допомогою поляризацшного мiкроскопа показав, що у склад дослвджених зразк1в порвд входить 30...37% органiчних речовин у виглядi вуглефжо-ваного детриту i вупльного пилу, 61.68% золи,

нання теплово! ди, оск1льки вiд цього залежать ш-лькiснi та якiснi показники i технологiя переробки рiзних видiв твердих горючих копалин: торфу, бурого вугшля, кам'яного вугiлля марок Д, Г, Ж, горючих слантв та ш. Для отримання газово! фази було прийнято вупльну компоненту (сапропелiт) Львiвсько-Волинського басейну, а в якосп породно! - вупльний шлам ЦЗФ «Червоноградська». Особливютю е те, що вугiльнi пласти складеш не тiльки гумусним, але i сапропелевим вугiллям щiльнiстю 1,7.2,0 т/м3; при цьому зольнiсть гумусового вугшля становить 10.20%, а сапропелпу -45.60%. Потужнiсть пласпв сапропелiтiв знахо-диться в межах 0,5.1,0 м, в окремих мюцях вона досягае до 1,5.2,0 м. За тдрахунками запаси сапропелпу становлять понад 100 млн. т. Доведено, що сапропелит вiдрiзняеться цшим рядом негативних властивостей, до яких ввдносять низьку теплотво-рну здатшсть, а також пвдвищену вологiсть i золь-нiсть, що ставить шд сумнiв доцiльнiсть його вико-ристання в енергетицi або коксохiмi!. З цих причин це вугшля не мае достатнього попиту на ринку.

Оцшка вилучення сапропелiту та змш показ-ник1в - вмiсту вуглецю, водню, кисню, азоту, зага-льно! сiрки, вологостi, зольностi, виходу летких речовин i хiмiчного складу золи проведено за результатами лабораторних дослвджень (табл. 1).

Таблиця 1

чного складу золи. Визначено процентний вмют на-ступних хiмiчних речовин в золт дiоксиду кремнiю, оксиду алюмшш, оксиду залiза (III), триоксиду сь рки, оксидiв магнiю i кальцш, оксидiв лужних ме-талiв. Результата дослвджень представленi в табл. 2.

2.2,2 % срки i 10.30 % глинистих частинок (рис. 1, табл. 3). Встановлено сшвввдношення основних мiнералiв: гiдрослюди - 17.25 %, каолшпу -5.15 %, силшату - 5.10 %, хлориту - 9.10 %.

Результата елементного та техшчного аналiзiв

Проба ср, % нр, % №, % ор, % СР ^заг % ' wр, % Ла, % У", % '

Сапропелгт 34,8 2,5 0,7 3,2 0,3 1,8 56,7 52,2

Порода проба № 1 26,9 3,1 2,8 19,5 1,7 2,1 43,9 33,1

Порода проба № 2 26,2 3,1 2,8 19,8 1,7 1,6 44,8 37,6

Порода проба № 3 25,6 3,0 2,9 19,9 1,8 1,4 45,4 34,7

Порода проба № 4 26,8 1,8 2,9 20,4 2,8 1,2 44,1 39,9

Таблиця 2

Результата визначення хiмiчного складу золи_

Проба Вмют хiмiчних речовин, %

БЮ2 Al2Oз Fe2Oз SOз CaO MgO +Na2O

Сапропелгт 47,3 26,7 20,0 0,5 2,3 2,2 1,0

Порода 42,9 23,7 10,5 2,8 5,0 2,5 12,6

Рис. 2. Зображення проб шламу, що отримат на поляризацтному мжроскот: а - початковий шлам; б -

шлам пгсля термодеструкцИ

Таблиця 3

Результата аналiзу мiнералогiчного складу вугiлля i породи (%)__

Проба Оргашчт ре-човини Глинист части-нки Пдрослюда Каолiнiт Силшат Хлорит

Сапропелтт 35-38 22-25 22-25 5-10 - -

Порода 12-17 23-29 17-19 11-15 5-10 9-10

Таким чином отримаш вихвдт даш для розро-бки розрахунково! схеми ди i моделi розрахунку температурного режиму. Встановлено, що в загаль-ному виглядi вугiльнi вщходи ЦЗФ «Червоноград-ська» являють собою багатокомпонентну коло!дну сумiш з залишкового вугiлля та рiзномаиiтних мь неральних речовин, яи протягом останшх 30 рошв

о, 70

накопичувалися у ввдстшнику. Аналiз 14 проб ма-терiалу виявив значний вмiст оргашчного вуглецю (30...50%, рис. 2). Можна стверджувати, що безпо-середне використання даного виду вiдходiв у будь вельнiй галузi не рацiональне без попередньо! тер-мiчноi обробки з метою видалення непотрiбних компонентiв.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

№ пробй

Рис. 2. Вмгст органгчного вуглецю у пробах вгдходгв Червоноградсько'1 ЦЗФ

Максимально! ефективносп термодеструкци техногенних вiдходiв прничого виробництва, що мютять вугiлля, можна досягти шляхом обгрунту-вання параметрiв технологй' та рацюнального варь анту побудови енерготехнологiчного комплексу. Результатом роботи повного циклу переробки е отримання певно! частки готово! продукци з компо-нентiв промiжних циклiв переробки i кiнцевого продукту при повному циклi переробки. В окремих випадках переробка неможлива через невщповщ-нiсть вуглевмiсних вiдходiв вимогам передбачува-но! технологiï виробництва (змюту сiрки або iнших домiшок), отже, тодi необхiдний пошук iншоï технологи.

Взаемозв'язки окремих процесiв термодеструкцп техногенних вiдходiв (шламiв та некондицiйноï гiрськоï маси) представляються трьома основними модулями (рис. 3). Як вхщна сировина для першого модуля використовуються вщходи вуглевидобутку та вуглезбагачення. У процесi переробки, в порiв-няннi з первинним матерiалом, ввдбуваеться сут-тева змiна мiнерального та хiмiчного складу, на тлi якого вщзначаеться акумуляцiя або зникнення як корисних, так i шквдливих для виробництва елеме-нтiв. У зв'язку з цим параметри роботи першого та другого модулiв можуть бути визначеш шляхом аналiзу технологiй, що використовуються для попе-редньоï та промiжноï переробки. Критерiями оць нки отриманих на кожному етапi продукпв е ви-

моги та обмеження, якi мiстяться у дiючих норма-тивних документах. Цi параметри включають: фь зико-хiмiчнi склади та об'еми газiв, що видм-ються; структуру, хiмiчний та гранулометричний склади твердого залишку; склад рiдкоï фракцiï та шших продуктiв переробки; а також технологiчнi параметри - режими названия, спосiб та швид-кiсть тдведення тепла, кiнцеву температуру нагрь вання, тиск та iн. Тобто в кожному цикт викону-еться комплексний аналiз вхiдних властивостей техногенних вiдходiв та продуктiв 1'х промiжноï переробки. Це дозволяе визначити найперспектив-нiшi напрями промислового використання продукпв, що отримаш у ходi промiжних технологiчних процесiв, обгрунтувати у кожному конкретному ви-падку найкращий варiант технологй' переробки.

Вибiр рацюнального варiанту заснований на принципi успадкування параметрiв кожного модуля, коли найб№ш ефективнi технологй' переробки та 1'х параметри, що отримаш тсля поперед-нього технологiчного циклу, е вхвдними даними для наступного етапу. Одним з елементiв методики е повний нормативно -техшчний аналiз параметри-чних характеристик промiжних i готових продукпв переробки вiдходiв прничого виробництва. Кожен технолопчний цикл аналiзуеться окремо шляхом оцiнки багатофакторних зв'язшв мiж параметрами в системi «властивосп вхiдноï сировини - параметри технологи - властивосп шнцевих продукпв».

Рис. 3. Взаемозв'язки окремих проце^в термодеструкцп техногенних eidxodie гiрничого виробництва

Осшльки ефективнють технологй' переробки можна оцшити тiльки на основi детального досл1-дження з урахуванням конкретних умов, то оцiнка варiантiв компонування модул1в передбачае макси-мальне урахування особливостей вхiдного фiзико-хiмiчного складу сировини конкретного родовища з простеженням його змiни пiсля кожного пром1ж-ного технологiчного циклу. Наприклад, при термо-деструкцiï вуглевмiсних вiдходiв вiдбуваеться змiна концентрацп хiмiчних елеменпв, необх1дних для будiвельних матерiалiв. Якщо в результатi тер-модеструкцй' шлашв з вихвдною зольнiстю 30...60% знизити вмют органiчного вуглецю до 12% i вмют сiрки до 1,5%, то продукт можна використовувати для виробництва будiвельноï керашки та основи для дорожнього будiвництва, а якщо вмют вуглецю знизити до 8% - для керамзиту або в'яжучих мате-рiалiв. Тобто у кожному конкретному випадку пот-рiбнi рiзнi технологй' та рiзнi режими роботи обла-днання для досягнення десятшв значень необхiдних основних нормованих параметрiв.

Основнi нормованi параметри, технiчнi вимоги до переробки вуглевмюних вiдходiв, а також ви-моги безпеки та охорони навколишнього середо-вища мiстяться в державних стандартах, державних та вщомчих будiвельних нормах, технiчних умовах та шших нормативно -техшчних документах. Т№ки на виробництво керамiчноï та бетонно! че-репицi, бетонних та залiзобетонних виробiв, стшо-вих каменiв та цегли, теплоiзоляцiйних виробiв, бу-дiвельних розчинiв та пористих заповнювачiв юнуе бiльше ста нормативно-технiчних документiв. Крiм того, вони постiйно поповнюються i змiнюються, з'являються новi дослiдження з технологш переробки та отримання нових матерiалiв. Проблема ана-л1зу параметричних даних i оцiнка варiантiв переробки техногенних вiдходiв може бути виршена шляхом створення цифрових алгоршшв для спець алiзованого програмного забезпечення, яке буде мати можливють в автоматичному режимi аналiзу-вати багатофакторш зв'язки м1ж вхвдними, пром1ж-ними i вихiдними параметрами процесу переробки.

Цифровi алгоритми та модулi програмного забезпечення для аналiзу параметрiв енерготехноло-гiчних комплексiв та визначення рацiонального способу переробки техногенних вiдходiв гiрничого

виробництва повиннi мати можливють оперативно проводити порiвняльний аналiз широкого спектра нормативних вимог i технолопчних обмежень за складами та шшими параметрами продуктiв переробки, виконувати автоматичний пошук рацюналь-них технолопчних ршень.

Структура такого програмного забезпечення включае систему введення, виведення, редагування та анал1зу даних, яш подiленi на структурнi блоки та мають власнi iнтерфейси та елементи управлшня (рис. 4). Перший i третш модулi служать для вве-дення та коригування оператором вхвдних парамет-рiв досл1джуваного матерiалу, який е сировиною для кращого технолопчного циклу переробки, i па-раметрiв, отриманих в результатi даного процесу. Другий модуль мiстить редаговану базу даних нор-мативно-технiчних документiв, що регламентують можливi варiанти практичного використання продукций а також обмеження та нормативнi вимоги на параметри обранох' технологй'. Четвертий i п'ятий модул1 включають алгоритми запитiв пошуку в базах даних необхiдноï документацй', аналiзу знайде-ноï шформаци та зiставлення нормативних даних зi значеннями параметрiв, визначених користувачем.

Модуль результапв пошуку та аналiзу даних згрупований за двома напрямками (блок 6, рис. 4). Перший включае список будiвельних та шших ма-терiалiв, як1 можна безпосередньо отримати на да-ному етапi технологiчного циклу iз зазначенням найменувань, параметрiв технологй' переробки та способiв контролю одержуваних матерiалiв (наприклад, температури, залишку на сип, мщносп та iн.), найменувань нормативних докуменпв. Другий на-прямок включае список матерiалiв, для виробництва яких потрiбна подальша переробка або не ви-стачае вихiдноï iнформацiï за властивостями сировини. Зазначаються найменування передбачуваних к1нцевих продукпв, яш задовольняють норматив-ним вимогам, та можливих шляхiв подальшоï переробки вiдходiв, або список вщсутшх параметрiв,. Цей модуль структурного алгоритму допомагае оцiнити рiзнi варiанти технологш переробки i компонування енерготехнолопчного комплексу з отри-манням ведомостей про передбачувану к1нцеву про-дукцш.

Рис. 2. Модулi та програмнi iнтерфейси цифрових алгоритмiв вибору рацюнального варiанту термодеструкцп техногенних вiдходiв

Перед початком роботи розробником програм-ного забезпечення заповнюються бази необхвдно! нормативно! документацп, та продуктiв, як можна отримати з використанням можливих технологiй переробки вхвдно! сировини. Користувачем вводиться властивостi вх1дно! сировини.

Цифровi алгоритми з вибору рацюнального ва-рiанта переробки техногенних вiдходiв включають наступнi модулi i програмш iнтерфейси:

- змiни баз нормативно! документацп. Виконуе функцi! додавання та коригування (при появi нових даних) нормативно -техшчних вимог та обмежень у спещальш iнтерфейси. Цi функци розширюють мо-жливостi програмного забезпечення, осшльки до-зволяють виконувати його налаштування для рiз-них умов застосування;

- змши бази матерiалiв. Виконуе функцi! додавання та коригування вхщних даних за дослщжува-

ними матерiалами (вологосп, хiмiчного i грануло-метричного складiв та ш). Надаеться ряд функцiй, наприклад, вибiр логiчних операцiй;

- аналiзу нормативних документiв та типiв па-раметрiв. Виконуе функцй' вибору для анал1зу того чи iншого процесу ввдповвдних нормативних доку-ментiв, титв параметрiв, посилань на 1нтернет-ад-реси профшьних iнституцiй та установ. Наприклад, в якосп допомiжноï шформаци використовуються нормативно -техшчт вимоги до шлашв та неконди-цiйноï гiрськоï маси для г'х використання в рiзних галузях промисловостi, а також перелж нормати-вно-технiчних документiв, що регламентують вимоги та обмеження на виробництво будiвельних матерiалiв ;

- запиту та активiзацiï пошуку. Виконують функцй пошуку та порiвняльного анал1зу параметрiв. В iнтерфейсi, де вщображаються результати пошуку, показуеться список будiвельних та iнших ма-терiалiв, як1 можна отримати на даному етапi прое-ктування технолопчного циклу, а також список ма-терiалiв, для яких потрiбна подальша переробка або не вистачае вихiдноï iнформацiï за властивостями сировини.

Висновки

1. Недолтами iснуючих розробок в обласп переробки техногенних вiдходiв е те, що вони найча-стiше не враховують ланцюжки параметричних даних для рiзних технолопчних процеав, коливання параметрiв в процеа переробки i не визначають су-купнiсть рацiональних варiантiв переробки. Аналiз багаточисельних нормативних документiв та & змiн, параметричних даних i ощнка рацiональних варiантiв переробки техногенних вiдходiв викликае суттевi труднощi для наукових установ, а для коме-рцшних структур бувае взагал1 недосяжним. Однак ця проблема може бути виршена шляхом ство-рення цифрових алгоршшв для спецiалiзованого програмного забезпечення, яке буде мати можливють анал1зу багатофакторних зв'язк1в мiж вхщ-ними, пром1жними i вихщними параметрами про-цесу переробки.

2. Визначено взаемозв'язки мiж окремими процесами термодеструкцй' техногенних вiдходiв (шламiв та некондицiйноï гiрськоï маси) для вщп-рацювання варiантiв побудови багатофункщональ-ного енерготехнологiчного комплексу модульного типу. Вибiр рацiонального варiанту засновано на принцип успадкування параметрiв кожного модуля, коли найбшьш ефективнi технологи переробки та & параметри, що отримаш тсля поперед-нього технолопчного циклу, е вхвдними даними для наступного етапу. Одним з елеменпв методики

е повний нормативно -техшчний анал1з параметричних характеристик промiжних i готових продуктiв переробки вiдходiв гiрничого виробництва. Це до-зволяе вщпрацювати найперспективнiшi напрями промислового використання матерiалiв, що отри-маш у ходi пром1жних технологiчних процеав, об-грунтувати та вибрати у кожному конкретному ви-падку найбiльш привабливий проект технологи пе-реробки.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Визначено модулi та програмш iнтерфейси цифрових алгоршшв з оперативного анал1зу вимог та технолопчних обмежень за хiмiчним i грануло-метричним складами та шшими параметрами термодеструкцй' техногенних вiдходiв та вибору ращ-онального варiанту переробки, Це дозволяе аналь зувати параметричш данi переробки, вимоги та обмеження доступних нормативно-технiчних доку-менпв, виконувати автоматичнiй пошук рацiональ-них ршень щодо отримання видiв кiнцевоï продук-ц^' переробки техногенних вiдходiв.

Лiтература

1. Приходченко В.Л., Слащева Е.А., Коваль Н.В. Исследование процессов коксования отходов углеобогащения / Геотехнчна мехашка. Дшпропе-тровськ: 1ГТМ НАНУ, 2011. № 92. С. 103-111.

2. Подготовка екологiчно проблемних енерго-носй'в до ï^ масового i безпечного використання шляхом впливу енерги паровоï плазми / Булат А.Ф. та ш. // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 2020, No. 3, pp. 46-52

3. Приходченко В.Л., Слащева Е.А., Осенний В.Я. Исследование влияния способов термопереработки углепородных отходов на продукты термодеструкции / Сучасш ресурсоенергосберiгаючi технологй' прничого виробництва. Кременчук: КДУ, 2011. Вип. 2/2011. С. 121-135.

4. Обгрунтування методiв i алгоршшв оцiнки геомеханической безпеки ведення прничих робiт / Булат А.Ф., Слащов 1.М. та iн. Геотехнiчна мехашка. Дншро: 1ГТМ НАНУ, 2017. № 135. С. 16-31.

5. Slashchov I.M., Shevchenko V.G, Kurinnyi V.P., Slashchova O.A., Yalanskyi O.A. Forecast of potentially dangerous rock pressure manifestations in the mine roadways by using information technology and radiometric control methods. Mining of Mineral Deposits. 2019. № 13(4). pp. 9-17.

6. Slashchov I., Slashchov A., Siromaschenko I., Kurinnyi V., Ikonnikov M. Development of digital technologies for the systems of remote mining safety monitoring. E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 168. pp. 65.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.