CC BY
4
УДК 1082
Исманова К.Д.
Исомаддинов У.М.
Дедаханов А. О
Наманганский инженерно-технологический институт
Узбекистан, Наманган
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
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.
Ключевые слова: подземное выщелачивание, полезный компонент, скважина, концентрация, критерия оптимизации, управления.
Ismanova K.D.
Isomaddinov U.M.
Dedaxanov A. O.
Namangan engineering-technological institute
Uzbekistan, Namangan
SYSTEM ANALYSIS OF THE UNDERGROUND LEACHING PROCESS
AS A RESEARCH OBJECT
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.
Key words: Underground leaching, the useful component, the concentration, well, criterion of optimization.
Технологические процессы подземного выщелачивания по своей структуре являются сложными техническими многосвязными системами, охватывающими несколько подсистем (пласт-скважина - насосные станции - концентрации реагентов и т.д.). Все эти подсистемы взаимосвязаны, и нарушение технологического режима хотя бы одной из подсистем приводит к остановке всего цикла работы системы в целом. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется прогрессивным методам разработки многокомпонентных систем, одним из которых является метод подземного выщелачивания (ПВ). Метод ПВ по сравнению
с другими методами наиболее экономичный и безвредный, а его использование не приводит к нарушению окружающей среды.
Сложность процесса, протекающего в реальных подземных условиях, обусловливает необходимость разработки математических моделей и программного обеспечения для изучения всего цикла технологического процесса ПВ в реальных условиях и принятия решений в соответствии с целью управления. Основная цель создания модели -характеристика и прогнозирование некоторых объектов и технологических процессов. Модели, основанные на математической интерпретации проблемы, помогают в поиске необходимой информации для принятия решений с помощью определенных алгоритмов. Таким образом, разработка моделей для решения проблем анализа и принятия решений в управлении технологическими процессами подземного выщелачивания при добыче полезных ископаемых в рудных месторождениях, а также создание соответствующих вычислительных алгоритмов и программного обеспечения являются актуальными на сегодняшний день.
Растворение полезного компонента в недрах земли и последующее движение образовавшихся соединений происходят в основном в соответствии с гидродинамическими законами, законами массопереноса и химической кинетики. Сложность процесса, протекающего в реальных подземных условиях, обусловливает необходимость разработки математических моделей и программного обеспечения для изучения всего цикла технологического процесса ПВ в реальных условиях и принятия решений в соответствии с целью управления. Основная цель создания модели - характеристика и прогнозирование некоторых объектов и технологических процессов. Модели, основанные на математической интерпретации проблемы, помогают в поиске необходимой информации для принятия решений с помощью определенных алгоритмов. Математическая модель управления для принятия решений при анализе технологического процесса ПВ предлагается в следующем уравнении, отображающем характер изменения фильтрационного потока:
д_ дх
¡и дх
д + —
ду
кк дН_ и дУ
N
, дН
+ ц^5(х — х'у - У-)Q^ (0 = (!)
I=1
в области О = {(х, у, г)/ а < х < Ь, с < у < ¿, 0 < г < Тк}, удовлетворяющей граничным дН
(а — + (1 - а)Н)/Г = (р(х,у) и начальным Н(х,у,0) = Н0(х,у) условиям.
дп
После решения задачи (1) и определения напора Н находится скорость фильтрации по закону Дарси: ух = —к1 д— , vy = — к2 д— .
С целью определения концентрации полезного компонента в пласте рассматривается уравнение конвективной диффузии:
дС^дС Л д ( ^дС Л д(ухС) д(ууС) , . дС
- V--^--УуС - Cm ) =
D
дх V дх у
D
дУ V дУ у
дх ду ' 4 т) дТ
(2)
Главная задача состоит в обеспечении целесообразных действий с помощью управления процессом ПВ и выборе параметров, гарантирующих осуществление следующих основных целей: минимизация притока реагента через рудоносные границы пласта; обеспечение равномерного гидродинамического выщелачивания; максимизация значений концентрации полезного компонента; оптимальное расположение скважин.
Эти цели реализуются путём минимизации целевой функции Я выбором критерия оптимизации (и), т.е. решением задачи
Т ы,
т = 1! С (Х,и) - СгЬ (X, и)]2 Я * = тщ ад , Я(и *) <е, и0 < и < ип, п = (у, д0, дк}
0 '=1
Здесь С (X, и) - решение задачи (1)-(2) в точке (х,у) в заданный момент времени Т, Сь(Х, и) - требуемое оптимальное значение полезной компоненты, е - заданная точность, и - вектор с компонентами, у -концентрация кислоты в закачиваемом растворе, д0, дк - дебиты скважин, у - скорость фильтрации и др. Вводятся следующие критерии управления для решения этой задачи.
Итак, для принятия необходимых решений в целях управления технологическим процессом ПВ решаются следующие задачи: системное исследование объекта ПВ, обработка данных, математическое моделирование, создание вычислительных алгоритмов, объектно-ориентированное программирование.
По результатам вычислений ниже показано изолинии напора: А также получение результатов на вычислительной машине, системный анализ полученных результатов для принятия решений в управлении процессом.
Из-за сложности процесса ПВ выбор параметров происходит не одновременно, а по отдельности. Гидродинамические параметры выбираются с использованием гидродинамической модели для процесса ПВ. В качестве экспериментальных значений используются динамические величины, примененные в предыдущей разработке. После этого выбираются кинетические параметры. В этом случае выходящими параметрами или последней целью является максимизация значений концентрации откачной скважины.
Использованные источники: 1. Исманова К. Д., Ибрагимов Д. Х. Системный анализ для определения параметров, обеспечивающих повышение эффективности управления технологическими процессами подземного выщелачивания //Актуальные научные исследования в современном мире. - 2016. - №. 11-1. - С. 61-64.
2. Исманова К. Д., Жураев Т. М. Модель и алгоритм оптимизации основных параметров, влияющих на процесс подземного выщелачивания в условиях этажной системы разработки //Теория и практика современной науки. - 2016. - №. 4. - С. 309-311.
