книги / Рудничная вентиляция

определении требуемых расходов воздуха в выработках неточное знание их сопротивлений не позволит выполнить требуемое воздухораспределение. Таким образом,

противление».

Вектор, характеризующий состояние элемента «Исходные дан­

где Qt — расход воздуха в t'-й выработке.

В качестве функции состояния этого элемента выбирается

так как Q0. ф > Qo. р при Q* > Qp. (Заметим, что если при не­ котором i Qip > ф{ф, то с точки зрения надежности можно пола­ гать Qip = Qi$, так как отказы ВС вызываются дефицитом воз­ духа, а не его избытком. При этом величина Q0. р будет условно являться расчетным общешахтным расходом воздуха, так как она определяется суммированием расчетных расходов воздуха QJp по тем местам потребления, где они меньше фактических, и факти­ ческих расходов воздуха Qi(Jl по остальным местам потребле­ ния.) Показатель надежности элемента «Исходные данные — расход воздуха» имеет вид

фи<3 = Qo = Q0.ф/Qo. р = 1 + (Qo. ф — Qo. p)/Qo. p = 1 + 6Q, (16.15)

где 6 Q — относительная погрешность определения Q0 вследствие недостоверности исходных данных.

Вектор, характеризующий состояние элемента «Исходные дан­ ные — сопротивление»,

где Ri — сопротивление t-й выработки. В качестве функции со­ стояния этого элемента выбирается общешахтное сопротивле­ ние R 0i

затель надежности элемента «Исходные данные — сопротивление» имеет вид

Ф и* = Ro = Яо.ф/Ro.ip = 1 + (Ro. ф — Ro.vVRo.» = 1 “Ь

(16.18)

Отказ элемента «Метод расчета депрессии», т. е. погрешность расчета депрессии, может возникнуть либо в результате отказа подсистемы «Исходные данные» (в результате погрешности опреде­ ления сопротивления или исходных данных, по которым рассчи­ тывают требуемый расход воздуха), либо в результате отказа элемента «Метод расчета расхода воздуха». Возможность этих отказов учитывается частными показателями надежности глн, rBQи rMQ. Следовательно, надежность собственно элемента «Метод

Как правило, надежность подсистемы «Методы расчета» выше, чем подсистемы «Исходные данные».

Надежность подсистемы ШВС. Вектор состояния и функция состояния подсистемы ШВС выбираются соответственно в виде

(16.13) и (16.14). При этом теперь под состоянием Qp понимается действительно потребное воздухораспределение, верно рассчитан­

ное при проектировании, а под состоянием Q^, — фактическое воздухораспределение, которое вследствие ненадежности функ­ ционирования подсистемы ШВС может отличаться от требуемого в худшую сторону. Поскольку отказы подсистемы ШВС вызы­ ваются дефицитом воздуха, а не его избытком, то при Q^ > Qip

ческим общешахтным расходом воздуха, так как оно определяется суммированием фактических расходов воздуха Quj, по тем ветвям, где они меньше расчетных, и расчетных расходов воздуха Qip по остальным ветвям.) Показатель надежности подсистемы ШВС имеет вид

В общем случае значение Q0. ф определяется на основе решения сетевой задачи при фактических параметрах сети. В частном

Следовательно, надежность подсистемы ШВС определяется степенью увеличения фактического общешахтного сопротивления над расчетным.

234

где T Bj — среднее время восстановления /-го элемента ВС; | р„ | — число дуг в пути р0.

В [34) показано, что путь р0 является так называемым крити­ ческим путем на графе надежности и, следовательно, может быть найден известными методами теории графов.

Для повышения надежности ВС выбираются так называемые управляемые параметры: схемы расположения регуляторов в вы­ работках сети; число регуляторов в схеме; мероприятия по умень­ шению отказов элементов ВС. Путем полного перебора опреде­ ляются все допустимые наборы управляемых параметров. Для каждого из этих наборов строится граф надежности новой ВС, которая представляет собой измененную в соответствии с этим набором управляемых параметров исходную ВС. Затем на основе построенных графов надежности по формуле (16.31) находятся коэффициенты готовности новых ВС. Для ВС, имеющей макси­ мальный коэффициент готовности, решается сетевая задача. Если эта ВС не обеспечивает требуемого по правилам безопасности воздухораспределения, то аналогичным образом анализируется ВС, имеющая второй по величине коэффициент готовности, и т. д. Такой анализ новых ВС, выполняемый в порядке убывания их коэффициентов готовности, продолжается до тех пор, пока среди них не будет найдена ВС, обеспечивающая требуемое воздухораспределение. Соответствующий ей набор управляемых параметров

ирекомендуется для повышения надежности исходной ВС.

16.3.Статистическая оценка надежности по данным натурных наблюдений

Показатели надежности ВС или ее элементов оцениваются на основе данных натурных наблюдений за их функционирова­ нием в течение достаточно длительного периода. В качестве оценки

зов объекта за период наблюдений.

Затем, предполагая постоянство во времени интенсивности отказов, по формуле (16.2) оценивается надежность (вероятность безотказной работы) объекта. Оценки среднего времени безотказ­ ной работы Т в и среднего времени восстановления Т в:

(16.34)

(16.35)

Оценки показателей надежности вентиляторных установок

В табл. 16.6 приведены оценки среднего суммарного времени восстановления в течение суток Т в, коэффициента готовности Кг и интенсивности отказов X различных элементов подсистем ШВС

иВУ шахт «Саранская» и «Ашлярикская» Карагандинского бассейна [34]. Оценки производились по формулам (16.29), (16.30)

и(16.33) (при T = 1 год и V = 1 сут).

Втабл. 16.7 приведены оценки надежности за месяц (720 ч) гв,

атакже среднего времени безотказной работы Т я и среднего вре­

мени восстановления Т в подсистемы ВУ для некоторых типов вентиляторов при различных способах резервирования линии электропередачи (ЛЭП) (вентиляторный агрегат имеет ненагруженный резерв) [7].

16.4. Оценка надежности методом статистического моделирования

Оценка надежности ВС шахты методом статистического моде­ лирования (методом Монте-Карло) производится путем много­ кратных реализаций воздухораспределения в ШВС. Каждая реализация воздухораспределения определяется конкретными зна­ чениями изменяющихся случайным образом аэродинамических параметров (сопротивлений или напоров) элементов ШВС. При этом предполагается, что для рассматриваемых горно-геологиче-

240