Программный комплекс “Противоаварийная защита”

Программный комплекс “Противоаварийная защита” состоит из компьютерных программ:

·        “Рудничная аэрология”,

·        “Определение зон поражения при взрывах в подземных выработках”

·        “Расчёт водораспределения в пожарно-оросительной сети шахты”.

Данный программный комплекс можно использовать при разработке мер по предупреждению аварии, локализации и ликвидации последствий аварий на опасном подземном промышленном объекте в процессе проектирования его противоаварийной защиты, эксплуатации, проведении экспертизы и разработке декларации промышленной безопасности.

С использованием данных программ можно выполнять:

·        расчёт нормальной и аварийной вентиляции;

·        расчёты пожарно-оросительного, водоотливного и воздушного трубопроводов в условиях их совокупной работы при тушении пожара или иных эксплуатационных и аварийных ситуациях;

·        расчёт дегазационной системы;

·        расчёты распространения воздушных ударных волн и взрывобезопасных расстояний при взрывах газа и угольной пыли с учётом взаимодействия волн с вентиляционными и взрывоустойчивыми перемычками, а также сланцевыми и водяными заслонами.

Комплекс построен на единой информационной базе – пространственной топологии горных выработок шахты, что обеспечивает ему ряд преимуществ:

·     единообразие пользовательского интерфейса;

·     возможность формирования трехмерного изображения шахтной сети благодаря использованию пространственных координат сопряжений горных выработок;

·     возможность формирования двумерного изображения путём проецирования координат сопряжений выработок на горизонтальную плоскость;

·     переносимость данных между программами; набрав однажды информацию о сети выработок в одном приложении, её можно использовать (посредством импорта/экспорта файлов) в других, внеся дополнительно только необходимую специфическую информацию.

Ядром для решения этих задач является "реальная" (с учётом заданного масштаба) пространственная (объёмная) математическая модель топологии сети подземных выработок создаваемая в трёхмерной системе координат.

Программный комплекс разработан с применением современных технологий визуального программирования. Для создания инструментальной оболочки, на высоком уровне компьютерного дизайна, используются в полной мере графические возможности операционной системы Windows.

Создан удобный для визуального восприятия интерфейс двух- и трёхмерной графики, который позволяет:

вводить топологическую сеть выработок, используя табличный редактор;

автоматически строить топологию сети выработок в двух- и трёхмерном пространстве с автоматической расстановкой номеров ветвей и узлов;

просматривать шахту в объёмном трёхмерном виде, с возможностью навигации;

просматривать шахту в плоском двумерном виде свозможностью редактирования схемы в любом масштабе и любой проекции;

трансформировать двухмерную проекцию топологии сети горных выработок (план горных работ) в схему вентиляции и плана ликвидации аварии;

в графических и табличных режимах работы маркировать горные выработки по принадлежности к угольным пластам (группам выработок) и позициям ПЛА;

выводить исходные данные, результаты расчёта и графический материал на печать.

“Расчёт водораспределения в пожарно-оросительной сети шахты”

Программа “Водоснабжение” предназначена для расчёта параметров подземной пожарно-оросительной системы (ПОС). К таким параметрам относятся:

·        расход воды на участках трубопровода;

·        давление в узлах;

·        гидравлические потери на участках трубопровода;

·        гидравлическое сопротивление участков трубопровода;

·        скорость движения воды.

Математическая модель пожарно-оросительной системы создаётся на базе пространственной математической модели топологии сети горных выработок.

На базе моделей ПОС проводятся гидравлические расчёты параметров простых и сложных трубопроводных сетей водоснабжения шахты с учётом закольцовок трубопроводов, наличия редукционных узлов, задвижек и различных водопотребителей (пожарный кран, водяная завеса, автоматическая установка пожаротушения, технологические нужды) в статическом и динамическом режимах работы. В качестве источников водоснабжения предусматривается возможность моделировать противопожарные резервуары, баки разрыва, поверхностные и повысительные подземные насосные станции, работающие в любом количестве и сочетание на общую сеть при одновременном потреблении воды на пожаротушение не ограниченным числом водопотребителей. Рабочие характеристики насосов в математическую модель системы пожарного водоснабжения шахты генерируются из базы данных графического редактора.

ввести сети пожарно-оросительного, водоотливного, воздушного и дегазационного трубопроводов;

расставить гидравлическое оборудование на трубопроводах;

трансформировать двухмерную проекцию топологии сети горных выработок (план горных работ) в схему противопожарной защиты с нанесением на неё пожарно-оросительного и водоотливного трубопроводов с водозапорной арматурой в соответствии с принятыми условными обозначениями.

“Рудничная аэрология”

Компьютерная программа “Вентиляция” предназначена для расчётов подземных вентиляционных систем (ПВС). Математическая модель ПВС создаётся на базе пространственной математической модели топологии сети горных выработок. Создание математической модели ПВС может проводиться как на стадии проектирования горных выработок, так и по результатам аэрологических съёмок существующей.

Аэродинамические сопротивления элементов вентиляционной сети могут задаваться по справочным данным, через известные (заданные) геометрические параметры (длина, тип крепи, площадь поперечного сечения и др.), а также расчётным путём, через замеренные значения депрессии и расхода воздуха. На базе созданной математической модели ПВС программа позволяет, с заданной точностью, проводить расчёты распределения расхода воздуха, депрессии и вентиляционного давления по сети горных выработок любой сложности, состоящей из любого количества одновременно работающих источников движения воздуха.

В качестве источников движения воздуха программа позволяет принимать естественную тягу (гравитационные источники), поверхностные вентиляторные установки, подземные вспомогательные установки, вентиляторы местного проветривания, а также любые другие источники типа: воздушной завесы, эжектора, генератора газов, воздушных компрессоров, вакуумных насосов и др. Предусмотрено несколько способов задания рабочих характеристик источников движения воздуха с помощью специально разработанного графического редактора, позволяющего добавлять, изменять и генерировать их графические модели и помещать в базу данных для внедрения в расчётную математическую модель ПВС.

При нормальных технологических процессах с использованием программы “Вентиляция” можно осуществлять проверки устойчивости проветривания в результате разрушении вентиляционных сооружений, выявлять "узкие места" в проветривании и разрабатывать мероприятия по их устранению, разрабатывать мероприятий по обеспечению проветривания выработок шахты с учетом программы развития горных работ, пополнять и корректировать базу данных аэродинамических показателей элементов ПВС.

Блок аварийных задач позволяет выполнять комплекс исследований по обеспечению аэрологической безопасности в ходе ведения аварийно-спасательных работ, проверки эффективности принятых в плане ликвидации аварии (ПЛА) вентиляционных режимов и расчёты устойчивости проветривания подземных выработок при пожаре, с учётом прогрева по пути их следования, с одновременным расчётом их остывания, а также определять рациональные пути выхода в безопасную зону людей, застигнутых аварией и маршруты движения аварийно-спасательных формирований.

“Определение зон поражения при взрывах в подземных выработках”

Алгоритм расчёта основан на численном методе решения системы нестационарных уравнений газовой динамики, имитирующих в реальном режиме времени формирование, распространение воздушных ударных волн и газодинамические процессы, происходящие во время взрыва. При расчёте и просмотре результатов расчётов определение зон поражения сопровождается визуальным изображением на трёхмерной топологией сети горных выработок с использованием цветового выделения специфических областей.

Программа является аналитическим инструментом, позволяющим выполнять анализ риска взрыва газа и пыли при проведении экспертизы промышленно безопасности и разработке декларации промышленной безопасности. Кроме этого программа позволяет проводить ретроспективный анализ, при работе экспертных комиссий по расследованию причин взрыва в подземных выработках. Результаты анализа зон воздействия поражающих факторов взрыва формируют физические, методологические, нормативные и технологические основы разработки мероприятий позиций ПЛА, оперативных планов во время ликвидации аварий и ведении технических работ, а также при проектировании противоаварийной защиты шахт.