Разработка структуры имитационной модели транспортной системы

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Имитационному моделированию подвергается вариант с расположением по одному очистному забоям на каждом из горизонтов: – 23 м и –215 м и двух подготовительных забоев на гор. -215 м.

Структура имитационной модели в одной из ситуаций развития транспортной системы приведена на рис. 5.11. На схеме выделены участки формирования исходных грузопотоков: лавы №111 и № 45, подготовительные забои ПЗ1 и ПЗ2, узлы слияния грузопотоков Σ_1, Σ₂ и Σ₃, аккумулирующие бункеры Б₁ и Б₂ вместимостью V_б1 и V_б2, т. Все транспортные выработки оборудованы конвейерами, каждый из которых имеет длину L_i, м, приемную способность Q_п_i, м³/мин., скорость движения ленты v_i, м/с.

Математические модели преобразования грузопотоков

8.6.1 Формирование грузопотока в очистных и подготовительных забоях

Исследование процесса формирования грузопотоков в очистных забоях производится путем непосредственных хронометражных наблюдений и замеров изменения скорости подачи и ширины захвата очистного комбайна. Фиксируются также продолжительности перерывов из-за отказов и нарушений горно-геологических условий. Для этих целей разрабатывается специальная методика

Рис. 5.11Структура имитационной модели транспортной системы

производственных исследований, определяется порядок и количество замеров (число снимаемых полос).

Грузопотоки в лавах носят случайный характер, поэтому для них в результате обработки материалов замеров устанавливаются следующие показатели:

– числовые характеристики за чистое и общее время работы: средние значения Q_ср, среднеквадратические отклонения Q_ср Q_ср, максимальные значения Q_макс и коэффициенты неравномерности K_н и коэффициент машинного времени K_М;

– функциональные характеристики: функция распределения F(q) и плотность распределения f(q) случайного грузопотока.

Аналогичные показатели измеряются в комбайновых подготовительных забоях.

8.6.2Передача груза последовательно по конвейерным линиям

В результате передачи груза из очистных и подготовительных забоев на линейные конвейерные установки (до слияния с другими потоками) происходит переформирование грузопотоков по длине. Для оценки соответствия каждого из установленных конвейеров реальному случайному грузопотоку необходимо знать:

– максимальную величину грузопотока Q_макс.К, проходящего по данному конвейеру в период работы очистного или проходческого комбайнов;

– распределение поступающего груза по длине конвейера Q(l_k).

Первая из величин необходима для проверки достаточности пропускной способности конвейера по условию Q_п_i> Q_макс.К. Вторая определяет нагрузку конвейера по длине, усилия в тяговом органе и необходимую мощность привода.

Если пренебречь изменением формы поперечного сечения груза на конвейере в процессе его движения и возникающих динамических вибрационных воздействий, то можно считать, что максимальный грузопоток по все последовательно соединенной цепи остается неизменным.

Для решения второй задачи необходимо найти алгоритм или закономерность преобразования входящего грузопотока от комбайна, характеризуемого функцией распределения F(q), в случайную функцию распределения груза по длине конвейера Q(l_k) – рис.5.12.

Рис. 5.12 Передача груза последовательно по конвейерным линиям

До решения этой новой транспортной задачи можно принимать, что величина расчетного грузопотока на конвейере, определяющая нагрузку на ленту и привод Q_тяг, рассчитывается по известной приближенной формуле

где – коэффициент неравномерности входного грузопотока при мерном интервале 1 минута.

8.6.3 Слияние грузопотоков в узлах сопряжений

Задача слияния грузопотоков имеет традиционное решение в предположении, что функции распределения входящих грузопотоков являются нормальными. Тогда, зная Q_ср и σ_Q входящих грузопотоков, можно найти средний грузопоток и коэффициент неравномерности суммарного потока.

Производственные наблюдения формирования грузопотока в лаве показали, что распределение грузопотока существенно отличается от нормального. В этом случае необходимо решать общую задачу суммирования грузопотоков, описываемых различными функциями распределения – рис. 5.13. Рис. 5.13

Рис.5.13 Построение функции распределения при слиянии грузопотоков

Для нахождения общей функции распределения суммарного потока воспользуемся теоремой сложения вероятностей двух независимых случайных величин. Пусть события А и В имеют вероятности возникновения P(A) и P(B). Тогда в соответствии с теоремой сложения вероятностей двух независимых событий

P(A+B) = P(A)+P(B)–P(A)·P(B),

где P(A)·P(B) – произведение вероятностей событий.

Если теперь эту теорему применить к суммированию функций распределения то получим для функции распределения суммарного грузопотока:

F_Σ (q) = F₁(q) +F₂(q)– F₁(q)· F₂(q).

Например, для функций распределения изображенных на рис 5.13, имеем:

F₁(q)=0,7, F₂(q)=0,5, F_Σ (q)=0,7+0,5 – 0,7·0,5 =0,85.

Для точки, где F₁(q) = F₂(q)=1 получим, F_Σ (q)=1+1-1·1=1., что соответствует физическому описанию процесса суммирования грузопотоков. Зная функцию распределения суммарного потока F₁(q), можно найти все необходимые характеристики: плотность распределения f(q) = , математическое ожидание

m_q= и среднеквадратическое отклонение

и промоделировать на ЭВМ формирование суммарного грузопотока во времени.

8.6.4 Прохождение грузопотока через аккумулирующий бункер

Задача ставится следующим образом. На вход в буккер поступает случайный грузопоток Q_вх, имеющий функцию распределения – рис. 5.14_.

Рис. 5.14 Схема к прохождению грузопотока через аккумулирующий бункер

На выходе установлена конвейерная линия с приемной способностью Q_вых.Цель установки аккумулирующего бункера заключается в том, чтобы повысить надежность работы конвейерной системы на предбункерном участке. Необходимость такого решения вызвана тем, что при отсутствии аккумулирующего бункера и остановке конвейерной линии за точкой Х, работа очистных и подготовительных забоев, функционирующих на участках до точки Х, прекращается.

Участок конвейерной линии за точкой Х обладает известными показателями надежности, например, функцией надежности R(t), где t – текущее время процесса.

Путем имитационного моделирования процессов формирования входного случайного грузопотока Q_вх в соответствии с функцией распределения F_вх(q_вх). и потока отказов (остановок) забункерной конвейерной линии на основе функции надежности R(t) необходимо найти необходимую вместимость бункера V_б так, чтобы суммарные экономические потери предприятия от установки бункера и потери добычи полезного ископаемого из-за простоев очистных и подготовительных забоев были бы минимальными.

Индивидуальные задания

1. Дать краткую характеристику понятия «модель» в системном анализе. Назвать основные свойства модели и требования к модели реальных процессов.

2. Объяснить, что такое моделирование в системном анализе, для чего оно применяется, в том числе имитационное моделирование

3. По выбору студента составить структуру имитационной модели для одного из процессов горного производства.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 150; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!