Volume 14, Issue 1http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/1550672024-03-29T08:12:08Z2024-03-29T08:12:08ZIdentifying sources of coal spontaneous heating in mine workings using aerogas control automatic systemsGamiy, YuriyKostenko, ViktorZavialova, OlenaKostenko, TetianaZhurbynskyi, Dmytrohttp://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/1551332020-11-06T09:47:51Z2020-03-30T00:00:00ZIdentifying sources of coal spontaneous heating in mine workings using aerogas control automatic systems
Gamiy, Yuriy; Kostenko, Viktor; Zavialova, Olena; Kostenko, Tetiana; Zhurbynskyi, Dmytro
Purpose. Substantiation of the possibility for expanding the modern Aerogas Control (AGC) systems functions when using them to identify the processes of spontaneous heating, spontaneous ignition of coal and gas contamination at the mining site of the coal mine.
Methods. This paper presents the dynamics study of selecting 15 air distribution gas samples from the specified places, using the MATLAB system and Simulink extension packages. Gas samples have been selected in the 14th southern longwall face of block No.10 at Mining Administration “Pokrovske” during March 23-27, 2019, where an emergency situation related to gas contamination occurred on March 15, 2019.
Findings. The experimental data has been processed on the carbon monoxide emission in mine workings of the extraction area, longwall face, technological pipelines, and on air distribution. A carbon monoxide increase in mine workings has been determined from 0.0000-0.0002% in the air jet, incoming the site, to 0.0001-0.0003% in the jet, outcoming from the site. Moreover, maximal invasion of carbon monoxide to the stope mine working occurred during operations of breaking and transporting coal within the extraction area, and when these activities were stopped and there was no fresh beaten material, the invasion of carbon monoxide was reduced to the background content level. It has been proved that improvement of the existing AGC systems by adding the sensors for measuring tracer gases and airflow rate, as well as the “artificial intelligence” to information processing units, will make possible to determine absolute and relative readings for sources identification of spontaneous coal heating at early stages.
Originality. For the seam d4 conditions, the nature and peculiarities have been revealed of the carbon monoxide emission and the effects of ventilation during extraction operations at the mining site, while previous known studies were devoted to the carbon monoxide emission from the seams k5, l1, m42 with a change in the granulometric composition.
Practical implications. Constant monitoring of aerological threats will make it possible to take appropriate measures for limiting the ventilation and gas hazards effects, the danger of endogenous fires.; Мета. Дослідження аерогазової обстановки на видобувній дільниці вугільної шахти для обґрунтування можливості розширення функцій сучасних систем автоматичного газового контролю (АГК) при їх використанні у виявленні процесів самонагрівання, самозаймання вугілля та загазованості.
Методика. В роботі виконано дослідження динаміки відбору 15 газових проб повітрярозподілення зі встановлених місць, із використанням системи MATLAB і пакетів розширення Simulink. Відбір газових проб здійснено в 14-ї південній лаві блоку №10 шахтоуправління “Покровське” протягом 23.03.2019-27.03.2019, де 15.03.2019 року трапилась аварійна ситуація, пов’язана із загазованістю.
Результати. Виконано обробку дослідних даних виділення оксиду вуглецю у виробках виїмкової дільниці, лаві, технологічних трубопроводах повітрярозподілення. Встановлено збільшення оксиду вуглецю у виробках від 0.0000-0.0002% у струмені повітря, що поступало до дільниці, до 0.0001-0.0003% у струмені, що виходив з дільниці, при цьому пікоподібна інвазія оксиду вуглецю до очисної виробки відбувалась при операціях відбійки і транспортування вугілля в межах виїмкової дільниці, а при зупинці цих видів робіт і відсутності свіжого відбитого матеріалу – скорочувалась до фонового. Доведено, що удосконалення існуючих систем АГК додаванням датчиків для вимірювання індикаторних газів і витрат повітря, а також додавання “штучного інтелекту” блокам обробки інформації для визначення абсолютних та відносних показань дозволять виявляти на ранніх стадіях джерела самонагрівання вугілля.
Наукова новизна. Для умов пласта d4 виявлено характер і особливості виділення оксиду вуглецю, впливу провітрювання, при виїмкових роботах на видобувній дільниці, в той час як попередні відомі дослідження присвячені виділенню оксиду вуглецю з пластів k5, l1, m42 при зміні гранулометричного складу.
Практична значимість. Постійний моніторинг аерологічних загроз дозволить вжити відповідні заходи для обмеження наслідків вентиляційно-газової небезпеки, небезпеки ендогенних пожеж.; Цель. Исследование аэрогазовой обстановки на добывающем участке угольной шахты для обоснования возможности расширения функций современных систем автоматического газового контроля (АГК) при их использовании в выявлении процессов самонагревания, самовозгорания угля и загазованности.
Методика. В работе выполнено исследование динамики отбора 15 газовых проб воздухораспределения с установленных мест, с использованием системы MATLAB и пакетов расширения Simulink. Отбор газовых проб осуществлен в 14-й южной лаве блока №10 шахтоуправления “Покровское” в течение 23.03.2019-27.03.2019, где 15.03.2019 года произошла аварийная ситуация, связанная с загазованностью.
Результаты. Выполнено обработку опытных данных выделения оксида углерода в выработках выемочного участка, лаве, технологических трубопроводах воздухораспределения. Установлено увеличение оксида углерода в выработках от 0.0000-0.0002% в поступающей струе воздуха, на участок до 0.0001-0.0003% в исходящей струе, при этом пикообразная инвазия оксида углерода в очистной выработке происходила при операциях отбойки и транспортировки угля в пределах выемочного участка, а при остановке этих видов деятельности и отсутствия свежего отбитого материала – сокращалась до фонового. Доказано, что усовершенствование существующих систем АГК добавлением датчиков для измерения индикаторных газов и расхода воздуха, а также добавление
“искусственного интеллекта” блокам обработки информации для определения абсолютных и относительных показаний позволят выявлять на ранних стадиях источники самонагревания угля.
Научная новизна. Для условий пласта d4 выявлен характер и особенности выделения оксида углерода, влияния проветривания, при выемочных работах на добывающей участок, в то время как предыдущие известные исследования посвящены выделению оксида углерода из пластов k5, l1, m42 при изменении гранулометрического состава.
Практическая значимость. Постоянный мониторинг аэрологических угроз позволит принять соответствующие меры для ограничения последствий вентиляционно-газовой опасности, опасности эндогенных пожаров.
2020-03-30T00:00:00ZInfluence of composite slope geometrical parameters on soft rock slope stabilityBacha, SherBarvor, Yamah J.Qingxiang, CaiZhao, Chen S.Wang, Mengqihttp://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/1551322020-10-05T11:15:58Z2020-03-30T00:00:00ZInfluence of composite slope geometrical parameters on soft rock slope stability
Bacha, Sher; Barvor, Yamah J.; Qingxiang, Cai; Zhao, Chen S.; Wang, Mengqi
Purpose. To analyze the key parameters influencing the stability of a composite soft rock slope.
Methods. Description of the key geometrical parameters of a composite slope and their influence on soft rock slope stability. Numerical simulation is performed to validate the primary effects of the key geometrical parameters of a composite slope on stability without consideration of external factors such as ground water, seismic and blasting factors.
Findings. This paper put forward the influence pattern of the dumping height, excavation depth, slope angle, dumping angle, and dumping position on the safety factor of the composite slope. Furthermore, the results prove that as the dump is moved away from the reference crest or toe, the factor of safety increases. Thus, improvement of the safety factor on the critical sliding surface is defined by the area of the parallelogram. Also, when the critical position of the dump away from the edge is exceeded and the lateral pressure induced by the superimposition of the waste dump has no influence on the critical sliding surface, failure takes place in the surface mines slope and stability is relatively controlled by the mechanical strength and geometrical parameters of the surface mines slope.
Originality. The paper provides a pioneering detailed description of the interactions of the key geometrical parameters of a composite slope and their influence on stability and the factor of safety.
Practical implications. The results can be used for designing and stability analysis of composite slopes.; Мета. Обґрунтування параметрів, що визначають стійкість укосу, складених зі змішаних м'яких порід на основі проведення чисельного моделювання.
Методика. Застосовано чисельне моделювання для визначення базового впливу основних геометричних параметрів композитного борту на його стабільність без урахування таких зовнішніх факторів, як грунтові води, сейсмічний та вибуховий вплив. Схема впливу глибини виїмки, висоти розвантаження, кута нахилу, кута розвантаження і положення розвантаження на фактор безпеки композитного укосу була проаналізована за допомогою FLAC/Slope.
Результати. Доведено, що, чим більше відстань між відвалом і верхньої або нижньої бровкою уступу, тим вище фактор безпеки, а поліпшення фактору безпеки по критичній поверхні ковзання визначається площею паралелограма. Встановлено, що якщо відстань між відвалом і бровкою відвалу більше критичного і бічного тиску, що виникає за рахунок нашарування відвалу, то вона не впливає на критичну поверхню ковзання і на поверхні укосу виникають деформації, в той час як його стійкість знаходиться під відносним впливом механічної міцності й геометричних параметрів укосу. Визначено, що висота схилу впливає не тільки на фактор безпеки, але і на режим руйнування, зі збільшенням висоти відносний внесок зчеплення в загальний опір зменшується, однак для дуже високих ухилів стабільний кут нахилу наближається до кута тертя.
Наукова новизна. Виявлено новий характер взаємодії між основними геометричними параметрами композитного укосу та їх впливу на стабільність та фактор безпеки.
Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані для проектування та аналізу стабільності композитних укосів, складених з м'яких порід.; Цель. Обоснование параметров, определяющих устойчивость откоса, сложенного из смешанных мягких пород на основе проведения численного моделирования.
Методика. Применено численное моделирование для определения базового воздействия основных геометрических параметров композитного борта на его стабильность без учета таких внешних факторов, как грунтовые воды, сейсмическое и взрывное воздействие. Схема влияния глубины выемки, высоты разгрузки, угла наклона, угла разгрузки и положения разгрузки на фактор безопасности композитного откоса была проанализирована с помощью FLAC/Slope.
Результаты. Доказано, что, чем больше расстояние между отвалом и верхней или нижней бровкой уступа, тем выше фактор безопасности, а улучшение фактора безопасности по критической поверхности скольжения определяется площадью параллелограмма. Установлено, что если расстояние между отвалом и бровкой отвала больше критического и бокового давления, возникающего за счет напластования отвала, то не оказывается влияния на критическую поверхность скольжения и на поверхности откоса возникают деформации, в то время как его устойчивость находится под относительным влиянием механической прочности и геометрических параметров откоса. Определено, что высота склона влияет не только на фактор безопасности, но и на режим разрушения, с увеличением высоты относительный вклад сцепления в общее сопротивление уменьшается, однако для очень высоких уклонов стабильный угол наклона приближается к углу трения.
Научная новизна. Выявлен новый характер взаимодействия между основными геометрическими параметрами композитного откоса и их влияния на стабильность и фактор безопасности.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для проектирования и анализа стабильности композитных откосов, сложенных из мягких пород.
2020-03-30T00:00:00ZDetermining and determinable factors influencing the size of zone of land-use restrictionPetrakovska, OlgaTrehub, MykolaTrehub, YuliiaYankin, Oleksandrhttp://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/1551312020-11-06T09:39:19Z2020-03-30T00:00:00ZDetermining and determinable factors influencing the size of zone of land-use restriction
Petrakovska, Olga; Trehub, Mykola; Trehub, Yuliia; Yankin, Oleksandr
Purpose. Identification and systematization of determining and determinable factors that affect the size of land use restriction zones to ensure both the legal component of land rights and the well-being of society as a whole.
Methods. The method of system analysis established the structural relationships between the determining and determinable factors related to forming zones of restrictions on land use and determining their optimal size. Establishing causation between the relevant factors and determination of their impact during the formation of restrictions’ boundaries.
Findings. The current state legal acts of Ukraine are analyzed, specifying the size of zones associated with different types of land use restrictions. Five groups of factors are identified that affect the spatial characteristics of the restriction zones and are crucial for setting the size of the restriction zone. The division into groups of factors allows a better approach to the further process of determining their impact and provides the basis for appropriate specialists for a comprehensive approach in determining the spatial characteristics of land-use restricted zones. It is determined that taking into account the justified impact of each factor on the overall situation, it is advisable to consider in detail and rank the level of influence within each classification group.
Originality. For the first time, factors that influence the formation of boundaries of constraints by such classification as determinable and determining factors have been grouped. An appropriate approach was tested for sanitary protection zones.
Practical implications. Systematized determining and determinable factors can be used to justify the sizes of all types of restrictions, which will further allow the professionals of adjacent branches to carry out easier work on the establishment of boundaries on the terrain of the respective zones and provide their legalization.; Мета. Виявлення та систематизація визначальних факторів та факторів, які визначаються, що впливають на розмір зон обмежень у використанні земель для забезпечення як юридичної складової прав на земельні ділянки, так і добробуту суспільства в цілому.
Методика. Методом системного аналізу було встановлено структурні зв’язки визначальних факторів та факторів, які визначаються, при формуванні зон обмежень у використанні земель та визначенні їх оптимального розміру. Встановленні причинно-наслідкові зв’язки між відповідними факторами та визначений їх вплив під час формування меж зон дії обмежень.
Результати. Проаналізовано чинні нормативно-правові акти України, уточнюючі визначення розмірів зон різних видів обмежень землекористування. Визначено п’ять груп чинників, які впливають на просторові характеристики зон обмежень і мають вирішальне значення для встановлення розміру зони обмеження. Розподіл на групи факторів дозволяє більш якісно підійти до подальшого процесу визначення їх впливу та дає підґрунтя відповідним фахівцям для комплексного підходу при визначенні просторових характеристик зон обмежень у використанні земель. Визначено, що для урахування обґрунтованого впливу кожного фактору на загальну ситуацію, доцільним є детальний розгляд і ранжування рівня впливу всередині кожної класифікаційної групи.
Наукова новизна. Вперше були згруповані фактори, які впливають на формування меж зон дії обмежень за такими класифікаційними ознаками як визначальні фактори і фактори, що визначаються. Відповідний підхід було апробовано для санітарно-захисних зон.
Практична значимість. Систематизовані визначальні фактори та фактори, що визначаються, можна використовувати під час визначення розмірів усіх видів обмежень на етапі їх обґрунтування, що в подальшому дозволить фахівцям суміжних галузей простіше проводити дії щодо встановлення меж на місцевості відповідних зон та їх юридичної легалізації.; Цель. Выявление и систематизация определяющих факторов и факторов, которые определяются, влияющих на размер зон ограничений для обеспечения как юридической составляющей прав на земельные участки, так и благосостояние общества в целом.
Методика. Методом системного анализа были установлены структурные связи определяющих факторов и факторов, которые определяются, при формировании зон ограничений в использовании земель и определении их оптимального размера. Установлены причинно-следственные связи между соответствующими факторами и определено их влияние при формировании границ зон действия ограничений.
Результаты. Проанализированы действующие нормативно-правовые акты Украины, уточняющие определение размеров зон разных видов ограничений землепользования. Определены пять групп факторов, которые влияют на пространственные характеристики зон ограничений и имеют решающее значение для установления размера зоны ограничения. Деление на группы факторов позволяет более качественно подойти к дальнейшему процессу определения их влияния и дает основание соответствующим специалистам для комплексного подхода при определении пространственных характеристик зон ограничений в использовании земель. Определено, что для учета обоснованного влияния каждого фактора на общую ситуацию, целесообразным является подробное рассмотрение и ранжирование уровня влияния внутри каждой классификационной группы.
Научная новизна. Впервые были сгруппированы факторы, влияющие на формирование границ зон действия ограничений по таким классификационным признакам как определяющие факторы и факторы, которые определяются.
Практическая значимость. Систематизированные определяющие и определяемые факторы можно использовать при определении размеров всех видов ограничений на этапе их обоснования, что в дальнейшем позволит специалистам смежных отраслей проще проводить работы по установлению границ на местности соответствующих зон и их юридической легализации.
2020-03-30T00:00:00ZAdaptive control of drilling by identifying parameters of object model under nonstationarity conditionsMorkun, VolodymyrMorkun, NataliiaTron, VitaliiParaniuk, DmytroSulyma, Tetianahttp://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/1551302020-11-06T09:49:33Z2020-03-30T00:00:00ZAdaptive control of drilling by identifying parameters of object model under nonstationarity conditions
Morkun, Volodymyr; Morkun, Nataliia; Tron, Vitalii; Paraniuk, Dmytro; Sulyma, Tetiana
Purpose. The research is intended to investigate and synthesize adaptive control over drilling by identifying parameters of an object model under non-stationarity conditions.
Methods. Under conditions of rapidly changing borehole drilling indices, a two-level adaptive control strategy is applied, combining investigation of drilling and its control. The structure of the control system includes an additional block of forming the model on the basis of data on indirect features.
Findings. The research develops a method for seeking the extremum developed for the object whose dynamics is described by a first-order linear differential equation. The method allows to determine the value of the output signal by evaluating the initial phase of the transient process caused by the changed input signal for a set step.
Originality. The suggested algorithm of noise-free identification makes it possible to assess the factor of the control object transfer under the action of random disturbances. The data obtained is used to adjust the gain factor of the controller in the closed loop automatic control system of drilling.
Practical implications. The suggested structure and algorithm of drilling control allow enhancing drilling efficiency by ensuring relevant mechanical drilling rates through defining corresponding rotation speeds and axial loads of a drilling tool.; Мета. Метою роботи є дослідження і синтез адаптивного керування процесом буріння в умовах нестаціонарності на основі ідентифікації параметрів моделі об’єкта.
Методика. В умовах показників процесу буріння свердловин, що досить швидко змінюються, використана стратегія дворівневого адаптивного управління, яка полягає в одночасному дослідженні процесу буріння й керуванні даним процесом. При цьому в структуру системи керування додатково включено блок формування моделі на основі інформації про непрямі ознаки.
Результати. Розглянуто метод пошуку екстремуму стосовно об’єкта, динаміка якого описується лінійним диференціальним рівнянням першого порядку. Метод дозволяє по початковій ділянці перехідного процесу в об’єкті, викликаного зміною вхідного сигналу на заданий крок, визначити стале значення вихідного сигналу об’єкта.
Наукова новизна. Пропонований алгоритм перешкодозахищеної ідентифікації дозволяє оцінити величину коефіцієнта передачі об’єкта керування в умовах дії випадкових перешкод. Отримана інформація використовується для ефективного налаштування коефіцієнта посилення регулятора у замкнутій системі автоматичного керування технологічним процесом буріння.
Практична значимість. Запропоновані структура і алгоритм керування процесом буріння, що дозволять підвищити ефективність процесу буріння свердловин, забезпечивши оптимальну механічну швидкість буріння шляхом визначення відповідних значень частоти обертів і осьового навантаження породоруйнуючого інструменту.; Цель. Целью работы является исследование и синтез адаптивного управления процессом бурения в условиях нестационарности на основе идентификации параметров модели объекта.
Методика. В условиях достаточно быстро изменяющихся показателей процесса бурения скважин использована стратегия двухуровневого адаптивного управления, которая заключается в одновременном исследовании процесса бурения и управлении данным процессом. При этом в структуру системы управления дополнительно включен блок формирования модели на основе информации о косвенных признаках.
Результаты. Рассмотрен метод поиска экстремума применительно к объекту, динамика которого описывается линейным дифференциальным уравнением первого порядка. Метод позволяет по начальному участку переходного процесса в объекте, вызванного изменением входного сигнала на заданный шаг, определить установившееся значение выходного сигнала объекта.
Научная новизна. Предлагаемый алгоритм помехозащищенной идентификации позволяет оценить величину коэффициента передачи объекта управления в условиях действия случайных помех. Полученная информация используется для эффективной подстройки коэффициента усиления регулятора в замкнутой системе автоматического управления технологическим процессом бурения.
Практическая значимость. Предлагаемая структура и алгоритм управления процессом бурения позволяют усилить его эффективность путем обеспечения необходимой скорости механического бурения, определения соответствующих скоростей вращения и осевых нагрузок на бурильный инструмент.
2020-03-30T00:00:00Z