CC BY
21
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
135
Рисунок 3 - Контекстная диаграмма модели DFD
Список литературы
1. Kimball R., Caserta J. The Data Warehouse ETL Toolkit: Practical Techniques for Extracting, Cleaning, Confirming and Delivering Data. Wiley, 2004. 525 p.
2. Кузнецов С.В. «Основы хранилищ данных и BI по Ральфу Кимбаллу»// citcity.ru/16022 - 2007
3. Kuznetsov S. tCo Starts With the End User // Intelligent Enterprise - 2003.
УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ ПЫЛЕОТЛОЖЕНИЯ КАК ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЕДЕНИИ
ГОРНЫХ РАБОТ
Пихконен Леонид Валентинович,
кандидат технических наук, заведующий кафедрой горноспасательного дела и взрывобезопасности, г. Санкт-Петербург, (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России)
Родионов Владимир Алексеевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры горноспасательного дела и взрывобезопасности, г. Санкт-Петербург,
(Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России) Сергиенко Александр Николаевич,
доцент кафедры горноспасательного дела и взрывобезопасности, г. Санкт-Петербург, (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России)
АННОТАЦИЯ
Предложены основные направления исследования процессов пылеотложения в угольных шахтах от которых зависит безопасность ведения горных работ. Рассмотрены проблемы изучения дисперсного состава пыли, контроль пылевой обстановки в шахте, определены факторы, влияющие на взрывчатость угольной пыли и предложены инструментальные методы исследований аэрозолей.
ABSTRACT
Basic directions of research ofprocesses of coal dust offer in coal mines safety of conduct of mountain works depends on that. The problems of study of dispersible composition of dust, control of dustborne situation, are considered in a mine, factors influencing on explosiveness of braize and the instrumental methods of researches of aerosols offer are certain.
Ключевые слова: Процессы пылеотложения. Безопасность ведения горных работ. Взрывчатость угольной пыли.
Keywords: Processes of coal dust. Safety of conduct of mountain works. Explosiveness of braize.
Одним из опаснейших факторов аварийности на угольных предприятиях является взрыв угольной пыли и метана на которые приходится около трети от всех видов аварий на угольных шахтах России [1]. Технология добычи угля и его транспортировка сопровождаются выделением в рудничную атмосферу огромного количества пыли, находящейся как во взвешенном, так и в осевшем (отложившимся) состояниях. С увеличением производительности шахт и применением мощной, современной угледобывающей техники, запылённость воздуха в лаве и транспортных выработок возрастает в разы. Как известно, наибольшую взрывоопасность представляет взвешенная (витающая) пыль, но поскольку переход от взвешенного состояния до её отложения (аэрогель) и обратно может происходит циклически, то для исследования необходимо рассматривать не только витающие фракции пыли (аэрозоли или взвеси), но и изучить условия перехода отложившейся пыли во взвешенной состояния при различных влияющих факторах.
Анализ работ в области исследования пылевой динамики угольных шахт показал, что взрывобезопасность горных выработок по пылевому фактору зависит от концентрации пыли, её дисперсного состава и влажности [2, 3]. При этом наиболее взрывоопасные, тонкие фракции угольной пыли трудно контролировать существующими инструментальными методами. Применяемая на угольных шахтах методика измерений, используемые приборы и датчики, обработка полученных данных и прочее не учитывают возросшие нагрузки на очистной забой, транспортные магистрали и сопровождающееся в связи с этим увеличение выделения пыли и потому требуют комплексного подхода к изучению проблемы безопасного ведения горных работ.
Рассмотрим основные проблемные направления исследований процессов пылеотложения.
1. Изучение дисперсного состава пыли и контроль пылевого фактора шахт
136
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Поскольку дисперсный состав пыли определяет интенсивность пылеотложения по длине выработки и прогнозное соотношение витающих и оседающих фракций необходимо исследовать динамику процесса пылеотложения и зависимости от природных и технологических факторов, например, физико-механических и петрографических свойств угля, аэрологической обстановки, способа механического воздействия на массив (отбойки), интенсивности добычи и пр.
Известно, что дисперсный состав угольной пыли напрямую влияет на её взрывчатые свойства. Однако единого мнения на то какие фракции обладают наибольшей степенью взрываемости до сих пор нет. Считается, что чем тоньше фракции, тем больше взрывоопасность пыли. Но есть работы, говорящие о максимальной взрывоопасности более крупных фракций [2].
Большинство исследователей рассматривает причины пылеобразования в отдельности, не касаясь их взаимосвязи. Это объясняется сложностью изучения процесса пылеобразования при действии всех влияющих факторов, моделирования запылённости разной дисперсности и теоретического обоснования динамических процессов.
Горное предприятие интересует практическая составляющая исследований для обеспечения безопасности ведения горных работ и, в первую очередь, интенсивность пылеотложения от которой зависит норма осланцевания и расход жидкости для орошения рабочих органов добывающей техники.
По действующим нормативным документам удельное пылевыделение (г/т) считается основным параметром для определения прогноза запылённости воздуха на основе которого делаются расчёты концентрации пыли. На основании величины удельного пылевыделения «Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах» [4] решает следующие задачи:
- определяет параметры пылеподавления, нижний предел взрываемости угольной пыли, расход инертной пыли, жидкости для орошения и мероприятия для предупреждения пылеобразования;
- рекомендует организационные мероприятия и технологию работ по обеспыливанию.
Несмотря на то, что нормативные документы регламентируют расход инертной пыли, обнаруживается существенная разница между расходами инертной пыли угольных шахт России и угледобывающих предприятий США, Австралии, Польши, Чехии, Словакии и других стран [2]. Такая разница в 5-12 раз труднообъяснима и требует дополнительного изучения.
Существующая система контроля пылевого фактора до сих пор является несовершенной. Вследствие отсутствия обязательной системы непрерывного контроля за концентрацией пыли в очистном забое, перегрузочных пунктах и других, наиболее опасных по пылевыделению зонах, в большинстве случаев, основным экспресс-методом определения скопления пыли служит органолептический метод, основанный на визуальном осмотре мест отложения сухой угольной пыли или выявления под воздействием воздушной струи от груши возникновения облака пыли. Пылеотложение определяют сбором пыли, осевшей на поверхности выработки путём обметания и собиранием её на подложки со стоек крепи и других механизмов.
Инертную пыль для осланцевания определяют в шахте на пригодность опять же визуально по наличию слипшихся комков и по слёживаемости сжатием в руке.
Понятно, что при таком субъективном контроле за интенсивностью пылеотложения требуется приборная
база для разработки новых надёжных инструментальных экспресс-методов.
В настоящее время отсутствует общепринятая методология и приборное обеспечение оперативного контроля пылевзрывобезопасности горных выработок и определения интенсивности пылеотложения. С инструментальным контролем то же есть проблемы, так как показания приборов и датчиков имеют низкий уровень достоверности.
Не менее значимая задача состоит в определении мест измерения пылеотложения. Стационарные датчики измеряют локальную область и зачастую находятся в значительном отдалении от источников пылевыделения. Мобильными средствами определяют концентрации только витающей пыли, находящейся в короткий промежуток времени во взвешенном состоянии, не учитывая количества осевшей пыли, которая может впоследствии опять перейти в аэрозольное состояние. К тому же большинство аппаратных средств контроля имеют косвенные методы измерения с разной степенью точности и оперативности измерений.
2. Определение факторов, влияющих на взрывчатость
угольной пыли
Определение факторов, влияющих на взрывчатость угольной пыли - наиболее сложный и недостаточно изученный аспект исследований пылевоздушных смесей.
Правила безопасности и «Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах» предлагают/требуют угледобывающему предприятию рассчитать нижние пределы взрываемости угольной пыли. Многочисленными исследованиями определены основные факторы, от которых зависит взрывчатость угольной пыли. Это - дисперсный состав пыли, выход летучих веществ, определяющим из которых является выход метана, содержание золы и влаги.
В качестве граничных пределов взрывчатости угольной пыли в разных странах приняты различные значения выхода летучих веществ [2]. Даже в нашей стране нижние пределы взрывчатости некоторые исследователи трактуют с отклонениями значений в 50% друг от друга. И это неудивительно, так как следует различать нижний предел взрывчатости для взвешенной и отложившейся пыли, а динамика переходных процессов из одного состояния в другое и обратно при разнообразных условиях добычи, применения механизмов, крепления, вентиляции и пр. пока малоизучена. Задача осложняется присутствием летучих веществ, выход которых отличается в зависимости от марок углей, глубины, технологии дегазации пласта.
Образовавшаяся в процессе ведения добычных работ пылегазовоздушная смесь (аэрозоль) или осевшая пыль (аэрогель) требует тщательного изучения в лабораторных условиях, взрывной камере и т.д. с применением новых аппаратных средств для определения наиболее значимых факторов, влияющих на взрывчатые свойства пыли в различных агрегатных состояниях.
Без таких глубоких комплексных исследований мероприятия по пылеподавлению, предотвращению взрыва и возгорания пыли будут малоэффективными.
Поэтому необходим комплексный подход к изучению свойств пыли с привлечением самых современных методов анализа, лабораторной техники, приборов, моделей, стендов и экспериментальных установок по исследованию взрывчатых свойств пылевзвесей. Для изучения дисперсного, химического и минералогического состава пыли предлагается применение седиментационного, газохроматографического и спектрофотометрического мето-
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
137
дов анализа, рентгенофлуоресцентных анализаторов, дифференциальных сканирующих калориметров, лазерносканирующих микроскопов и оптических микроскопов высоко разрешения, полевые приборы для исследования качественных характеристик материалов.
Такая дорогостоящая современная аппаратура имеет универсальное применение в силу своей многозадачности. На наш взгляд назрела необходимость в разработке рекомендаций по разработке методик для комплексного исследования пыли в различных агрегатных состояниях, которые при дальнейшем развитии могут стать основой стандарта для определения взрывчатых свойств аэрозолей и аэрогелей.
Список литературы
1. Романченко С.Б., Руденко Ю.Ф., Костеренко В.Н. Пылевая динамика в угольных шахтах. - М.: Горное дело ООО «Киммерийский центр», 2011. -256 с.
2. Соболев В.В. Установление закономерностей процессов пылеобразования при работе высокопроизводительной угледобывающей техники // Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. Кемерово - 2002. - 230 с.
3. Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твёрдых полезных ископаемых. Утверждено Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору приказом № 599 от 11 декабря 2013 года. - 214 с.
4. Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах. Приказ Ростехнадзора от 14.10.2014 № 462 (зарегистрирован Минюстом России 22.12.2014, рег. № 35312). - 92 с.
АЛГОРИТМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ ПРИ ПРИЕМЕ ДАННЫХ ПО РЕЗЕРВИРУЕМЫМ
КАНАЛАМ СВЯЗИ
Половников Максим Сергеевич
Ведущий инженер, ООО «СИСТЕЛ», г.Протвино Ухов Владимир Иосифович
Кандидат физико-математических наук, начальник отделения разработки АСУ ТП, ООО «СИСТЕЛ», г.Протвино
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются алгоритмы синхронизации при приеме данных по резервируемым каналам связи. Предложены поэлементный и поканальный алгоритмы, описаны условия их применения.
ABSTRACT
This article is review a synchronization algorithms receiving data by redundant channels. Described applying conditions of algorithms based on element and on channel statuses.
Ключевые слова: резервирование каналов, достоверность данных, алгоритм сихронизации.
Keywords: channels redundancy, data validation, syncronization algorythm
Одним из основных требований к передаче информации в электроэнергетике является надежность, своевременность и достоверность её доставки. Для выполнения этих требований в современных системах сбора и передачи информации используется резервирование как оборудования, так и каналов связи. Применение резервных каналов позволяет осуществлять передачу информации с одного узла системы сбора на другой по различным независимым физическим линиям. На приемной стороне необходимо получить информацию по данным, получаемых по основному и резервным каналам. Для формирования единого достоверного информационного набора на приемной стороне, соответствующего требованиям к передаче информации, были разработаны алгоритмы с поэлементной и поканальной синхронизацией принимаемых данных.
Совершенствование существующих систем сбора или построение новых осуществляется применением современного оборудования и вводом цифровых каналов связи между узлами системы. Такие каналы, по сравнению с использующимися ранее, обладают высокой пропускной способностью и помехозащищенностью. Ввод новых каналов не исключает использование старых, что позволяет получить систему с резервируемыми каналами, по которым передается один и тот же набор данных, содержащий значения контролируемых величин энергообъекта. Построение новых систем, как правило, осуществляется сразу с применением резервированных каналов.
В случае если полный набор данных передается по всем каналам участвующих в резервировании, то необходимо применять поканальный алгоритм, основанный на контроле состояния работы канала. При этом данные принятые только по основному, в данный момент, каналу будут признаны актуальными, данные принятые по другим каналам игнорируются. При необходимости получения итоговой информации на основе состояния каждого элемента данных, принятого по разным каналам, необходимо использовать поэлементный алгоритм.
Поэлементный алгоритм синхронизации подразумевает получение значения результирующего элемента по значениям исходных элементов, принятых по основному и резервным каналам. В частном случае набор передаваемых элементов по всем каналам может быть одинаков, что, в общем случае, может не выполняться из-за ограничений при формировании набора для передачи, вследствие, например, особенностей протокола передачи, низкой пропускной способности канала и т.п. Схема формирования итогового набора параметров из неполных при использовании двух каналов, представлена на рис.1. По одному (основному) каналу передается одна часть элементов (1-K) полного набора элементов (1-N), по второму (резервному) другая часть (K-N), некоторые элементы передаются только по одному из каналов. Для определения очередности поиска значений результирующих элементов, исходные значения которых содержатся в обоих каналах, вводится приоритет элемента. Приоритет элемента
