تحلیل تغییرات افت ناشی از وجود موانع در شبکه تهویه معادن با استفاده از شبیه سازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه مهندسی معدن و متالورژی ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، تهران ، ایران

چکیده

تهویه مناسب در معادن یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار استخراج در اعماق است. طراحی شبکه تهویه پیش از شروع و در حین بهره برداری از معادن زیرزمینی همواره مورد توجه مهندسان بوده است. کارآمد بودن شبکه طراحی شده به عوامل گوناگون بستگی دارد. وجود موانع در مسیر جریان هوا یکی از عوامل تأثیرگذار در کارائی شبکه‌های تهویه است. در این تحقیق با استفاده از تکنیک مونت کارلو یک تابع توزیع احتمال برای مقاومت ناشی از موانع به عنوان ورودی مدل ارائه شده است. برای هر مقدار از مقاومت شبیه سازی شده، شبکه تهویه تحلیل شده است و شدت جریان همه شاخه های شبکه تهویه نخلک تعیین شد. معیار عملکرد رضایت بخش با توجه به کاربری حفریه معدنی احتمال عدم کارائی شاخه یا به عبارت دیگر احتمال شکست برای هر یک از شاخه های شبکه تهویه با توزیع ثابت تغییرات شدت جریان معرفی شد. شاخه های 4، 6،7 و 13 دچار شکست شده است البته در شاخه 7 با تغییر جهت جریان شاخه دوباره کارائی اولیه خود را خواهد پیدا کرد منتها در جهت مخالف جریان اولیه. شاخه 13 با احتمال 100 درصد در طول فرآیند شبیه سازی دچار شکست شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of pressure drop variation due to obstacles in mine ventilation networks using simulation

نویسندگان [English]

  • Z. Rezaei
  • M. Ataee-pour
  • H. Madani
Department of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Appropriate ventilation in underground mines is one of the most important factors in deep mining. Mining engineers always pay attention to the design of the ventilation network during development and extraction of ore in underground mines. The ventilation network’s efficiency depends on a variety of factors. The presence of barriers in mine ventilation networks is one of the important affecting factors. In this research, using the Monte Carlo technique, a probability distribution function is presented for the resistance of obstacles as the input to the model. For each simulated value, the ventilation network was analyzed and the air flow of all branches of the ventilation system of the NAKHLAK mine was determined. Reliability criteria were introduced. Results showed that branches 4, 6.7, and 13 have been failed. Branch 7 will be able to find its initial performance by changing the flow direction. Branch 13 was completely failed during the simulation process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • mine
  • ventilation
  • Network
  • Simulation
  • obstacles
[1] Y. Wang, The Airflow Abnormal Value Analysis of Mine Ventilation Network Based on the Sensitivity, in: Advanced Materials Research, Trans Tech Publ, 2014, pp. 1095-1099.
[2] R. Billinton, R.N. Allan, Reliability evaluation of engineering systems, Springer, 1992.
[3] E. Zio, The Monte Carlo simulation method for system reliability and risk analysis, Springer, 2013.
[4] N. Van Den Bossche, A. Janssens, N. Heymans, P. Wouters, Performance evaluation of humidity controlled ventilation systems in residential buildings using Monte Carlo Analysis, Paper A41-T4-B-07-3, IAE/ECBCS-Annex 41 MOIST-ENG, 2007.
[5] S. Gupta, N. Ramkrishna, J. Bhattacharya, Replacement and maintenance analysis of longwall shearer using fault tree technique, Mining Technology, 115(2) (2006) 49-58.
[6] D. Yang, J. Li, L. Ran, Research on reliability of complex coal mine ventilation networks, in: Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2008. WiCOM'08. 4th International Conference on, IEEE, 2008, pp. 1-4.
[7] B.-y. Hao, G. Sui, L.-x. Kang, Reliability emulation of production system on longwall face, Journal of Coal Science and Engineering (China), 15(1) (2009) 76-80.
[8] A. Dubi, S. Khoroshevsky, A. Doron, A Note on Spare Parts and Logistic Optimization with Monte Carlo based System Models, International Journal of Performability Engineering, 7(5) (2011) 405.
[9] J. Cheng, ASSESSMENT OF MINE VENTILATION SYSTEM RELIABILITY USING RANDOM SIMULATION METHOD, Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ), 15(4) (2016).
[10] A. Dabagh, Kh. Gharibi, A. Dashti, S. Mohammadian, Investigating the operation of a natural ventilation system in the Nakhlak lead mine, Iranian Mines and Mining Industries Development and Renovation Organization, (2009) 217.
[11] D.F. Young, B.R. Munson, T.H. Okiishi, W.W. Huebsch, A brief introduction to fluid mechanics, John Wiley & Sons, 2010.
[12] A. Skochinsky, V. Komarov, J.S. Scott, Mine ventilation, Mir, 1969.
[13] P.-A. Ekström, R. Broed, Sensitivity analysis methods and a biosphere test case implemented in EIKOS, Posiva Working Report, 31 (2006) 84.