46524 (Использование интегрированных в язык запросов (linq) при обработке массива данных в microsoft visual basic 2008), страница 2

Ожидаемый эффект от внедрения оптически коммутируемых сетей связи – это увеличение скорости и качества обслуживания сети, ведущее к увеличению таких показателей, как время готовности сети, уменьшение времени, необходимого для подключения новых абонентов. Кроме того, упрощение обслуживания сети ведет к сокращению эксплутационных расходов, доля которых в общих затратах постоянно растет. Создание новой оптической транспортной среды будет способствовать появлению новых видов услуг и повышению качества существующих.

Завершающим этапом развития оптических сетей станет переход к полностью оптическим сетям с пакетной коммутацией. Хотя скорости переключения для реализации технологии пакетной коммутации должны быть на уровне 10-10 –10-12 с, они уже достигнуты в научно-исследовательских лабораториях [5]. Возможны возникновения трудностей на этапе создания оптических линий задержки, необходимых для создания оптических буферов. Для них требуются материалы, в которых скорость распространения света уменьшается в тысячи и более раз по сравнению со скоростью света в вакууме. Однако такие материалы, как следует из материалов конференции OFC – 2006, уже созданы [1]. Известно, что новейшие научные открытия обеспечивают появление новых технологий для будущего развития оптических сетей связи. Однако устройства оптической пакетной коммутации начнут реально внедряться в оптические сети не ранее 2010 – 2015 гг., причем массовое внедрение ожидается не раньше 2020 г. (см. рисунок).

Выводы

1. Одним из перспективных путей развития волоконно-оптических линий связи является путь разработки и внедрения приборов оптической коммутации и обработки сигналов, что позволит существенно сократить стоимость и энергоемкость оптических линий связи и осуществить переход к оптическим сетям.

2. Существует ряд проблем в создании приборов для оптической обработки сигналов, что связанно с разработкой и внедрением новых высокотехнологичных материалов, позволяющих управлять оптическими потоками информации. Работы в данном направлении ведутся вполне эффективно, и если такая тенденция развития сохранится, то уже к 2020 г. интеллектуальные оптические сети получат широкое внедрение во всех областях науки и техники, связанных с передачей информации.

Литература

1. Комарницкий Э.И. От ОЛС к ОПТ // Lightwave Russian Edition, 2006, №2.

2. Убайдуллаев Р.Р. Протяжные ВОЛС на основе EDFA // Lightwave Russian Edition, 2003, №1.

3. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. М.: Техносфера 2004.

4. Наний О.Е. Инновации Лаборатории Белла для развития инфокоммуникаций // Lightwave Russian Edition, 2004, №4.

5. Коноров C.О., Федотов А.Б., Серебрянников Е.Е. Мультиплексное преобразование частоты субнаноджоулевых фемтосекундных импульсов в микроструктурированных волокнах // Laser Pfysics,2003, №11.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.skgtu.ru/

УДК 621.542:622.012.2

Тенденции развития горной техники

и направления совершенствования оборудования компрессорных станций

Ст. преп. Хадонов А.В., асп. Гуриева Е.В.,

проф. Климов Б.Г.

Кафедра «Промышленная электроника».

Северо-Кавказский горно-металлургический институт

(государственный технологический университет)

Н

3 Труды молодых ученых № 1, 2008

а основе обзора научных литературных источников, сравнения различных точек зрения и анализа состояния бурового оборудования на горных предприятиях России формулируются основные направления развития пневматической техники горных предприятий.

Основным технологическим процессом на рудниках является разрушение горных пород при выполнении очистных, подготовительных и проходческих работ. Они базируются на бурении шпуров и скважин и производстве взрывной отбойки. До недавнего времени для бурения использовали главным образом сжатый воздух, вырабатываемый поверхностными компрессорными станциями. Относительно низкое давление воздуха в рабочих забоях и значительные его утечки из коммуникационных сетей послужили основанием для развития буровой техники в двух прогрессивных направлениях.

Эффективным в ряде случаев оказалось применение децентрализации компрессорных станций и перемещение компрессоров в подземные выработки. Сокращение длины трубопроводов, физических потерь давления сжатого воздуха и его утечек позволяют для шахт и рудников с разветвленной системой трубопроводов получить дополнительно эффект от ускоренного запуска системы воздухоснабжения после неизбежных перерывов в работе предприятий. Выпуск в Казани винтовых компрессоров с воздушным охлаждением в моноблочном исполнении производительностью 25 и 50 м³/мин способствует распространению таких прогрессивных решений.

Сокращение протяженности сетей и постоянное поддержание их в работоспособном состоянии возможно за счет создания под землей аккумуляторов воздуха. Весьма эффективен и гидравлический компрессор, который близок конструктивно гидропневмоаккумулятору. Его достоинством является использование перепада высот и расхода сбросной воды для производства сжатого воздуха. Высота столба эмульсии в камере сжатия определяется из расчета 11-12 м на 0,1 МПа конечного давления воздуха. Гидрокомпрессоры могут быть размещены на рудниках при вскрытии месторождений штольнями, что характерно, например для Садонского СЦК. Однако и при вскрытии месторождения вертикальным стволом часто используется схема перепуска шахтных вод на нижние горизонты с целью централизации водоотлива. При этом попутно может быть получен сжатый воздух. Для рудников, расположенных в гористой местности, система водоснабжения может осуществляться из водозаборов естественных источников. При наличии перепадов высот, слива и достаточности дебита водозабора система гидрокомпрессора представляет интерес по экономии электроэнергии за счет попутного производства сжатого воздуха при выполнении водоотлива. Интеграция производственных процессов является привлекательной, и ее реализация заслуживает внимания.

Рассмотренное направление развития систем воздухоснабжения характеризуется также тем, что ведущие фирмы – производители буровых машин стали развивать технику бурения с использованием сжатого воздуха давлением 1,7; 2,4 и даже 3,5 МПа. Шведские, английские, японские фирмы разработали станки и оборудование с применением сжатого воздуха повышенного давления. К сожалению, отечественные разработки аналогичного оборудования из-за распада СССР не получили реализации в народном хозяйстве России.

Как показали расчеты [1], применение трехступенчатых воздушных компрессоров обеспечивает снижение относительных затрат энергии. Определено, что переход от рабочего давления 0,8 МПа к компрессорам с давлением 1,7; 2,46 и 3,5 МПа обеспечивает рост затрат энергии соответственно только на 31, 47 и 64 %, но позволяет получить более существенную экономию энергии на бурение погонного метра скважин с применением погружных пневмоударников за счет интенсификации процесса бурения. При решении о производстве сжатого воздуха высокого давления участковыми компрессорными станциями следует учитывать и такие негативные факторы как рост температуры воздуха в рабочих забоях, увеличение затрат на строительство камер для участковых компрессоров и обновление парка буровой техники (последнее связано с увеличением собственной массы буровых машин и их долговечностью). Таким образом, положительные тенденции роста ударной мощности буровых станков при увеличении рабочего давления и интенсификация работы оборудования ограничиваются дополнительными затратами на приобретение, монтаж и эксплуатацию этого вида техники бурения. Это требует своего анализа для определения эффективной области применения оборудования такого типа. Минимизация затрат обеспечивается применением дожимных компрессоров, которые используют сжатый воздух из существующих пневмосетей. Но и этот путь совершенствования пневматической горной техники бурения требует создания собственных компрессоров и бурильной техники отечественного производства.

Вторым генеральным направлением развития буровых машин является широкое применение в горном производстве гидравлических установок. Эта тенденция стала усиливаться в последние десятилетия главным образом за счет приобретения шведского и финского оборудования. Применение гидронасосов высокого давления и электропривода позволяет иметь мобильные буровые установки, высокопроизводительное оборудование при минимальных затратах энергии. Ограничивающим и определяющим фактором для этого вида оборудования являются размеры выработок или камер. При относительно малых сечениях выработок остается эффективным применение отечественной буровой техники с использованием энергии сжатого воздуха. Этот вывод не относится к бурению взрывных подземных скважин, которые характеризуются глубиной до 100 м и диаметром до 160 мм. Для этих условий имеется и широко применяется в настоящее время только отечественная техника бурения с использованием погружных пневмоударников. Появление на рынке оборудования станков с автоматическим программным управлением для бурения вееров глубоких скважин с применением водяных погружных ударников стоимостью до 900 тыс. евро [2] говорит о том, что, по-видимому, в перспективе эта техника получит более широкое распространение и пневмобурение будет исключено и из этой ниши.

Специфические условия накладывает технология проведения выработок большой протяженности на глубоких рудниках. В связи с постоянной тенденцией снижения нижних границ шахтных полей и ростом температуры горных пород возможности применения самоходного оборудования с дизельным приводом ограничиваются условиями проветривания и необходимостью применения кондиционирования. При разработке месторождений на большой глубине (Садон, Норильск, Кривбасс, Донбасс, ЮАР, Канада и др.) проблемы кондиционирования являются определяющими.

Комплексное использование энергии сжатого воздуха в широком плане предлагал Г.П. Герасименко [3]. Применение сжатого воздуха для привода двигателей шахтных подъемных установок слепых стволов, для водоотлива, буровых, транспортных работ, для использования доставки закладочных материалов могло решить проблему кондиционирования рудничной атмосферы для глубоких горизонтов. Непосредственная доставка «холода» в виде энергии сжатого воздуха на горные выработки, а также тепломассобмен при расширении воздуха с выходом на точку росы и использование скрытой теплоты парообразования являются незаменимыми и уникальными свойствами пневматической энергии. В связи с этим ее применение для наиболее трудоемкого процесса бурения на глубоких шахтах является по-прежнему эффективным и прогрессивным.

Интеграция воздухоснабжения горных машин с проветриванием тупиковых выработок может быть осуществлена при разработке схем и средств, позволяющих реализовать такую технологию. Так при подаче в рабочий забой свежей струи воздуха с помощью турбовоздуходувки при давлении 0,2-0,3 МПа и применения в тупиковом забое дожимной техники, полученный сжатый воздух может использоваться как для производственных процессов, так и для проветривания, включая кондиционирование. Такая связка процессов требует применения машин и оборудования, работающего без применения смазочных материалов. В этом случае отработанный воздух будет пригоден для проветривания. Положительный опыт применения антифрикционных материалов для компрессоров в виде композита низкого трения типа BARS-500, 600, 700 [4] позволяет надеяться на успешность создания такой интеграционной технологии.

Опыт создания компрессорно-детандерной установки для производства сжатого воздуха с помощью пневматического двигателя для проходческих работ в тупиковых забоях глубоких шахт разработан в Институте горной механики и технической кибернетики. Основой опытной установки являлся дожимной компрессор, в качестве которого был использован агрегат ЗИФШВ-5 с приводом от пневмодвигателя В110-25. Подвод сжатого воздуха к компрессорно-детандерной установке проводили из шахтной сети при абсолютном давлении воздуха 0,35 МПа. Развиваемая мощность двигателем составила 50 кВт при удельном расходе воздуха 53 м³/кВт.ч. Дожатие воздуха в компрессоре при всасывании его из сети с давлением 0,2 МПа обеспечивалось до 0,9 МПа. Холодопроизводительность агрегата составила 136 тыс. кДж/ч. При сравнении этой конструкции детандера по энергетике с передвижным кондиционером парокомпрессорного типа КПШ-90П он примерно одинаков. Однако конструктивно проще, компактнее и легче, чем КПШ-90П. Расчеты, выполненные в [5], показали, что для снижения температуры в тупиковом забое с 35 до 25 °С производительность агрегата при установке его от забоя на расстоянии 100 м и глубине шахты 1000 м должна быть в пределах 134,5 тыс. кДж/ч, а на расстоянии 50 м в два раза меньше. При шахтных испытаниях агрегата достигнуто снижение температуры в очистном забое с 30 - 32 до 24 - 26 °С. При этом давление сжатого воздуха у потребителей увеличилось в 1,5 - 2,0 раза. Сравнение данной компрессорно-детандерной установки с кондиционером КПШ-90П по приведенным затратам на базе капитальных и эксплуатационных расходов показало годовую экономическую эффективность первого варианта более 9 тыс. (цены 1988 г.). Расчет выполняли без учета роста производительности проходческого оборудования. Разработанная В.И. Дегтяревым [5] дожимная компрессорно-детандерноя установка имеет существенные недостатки: для компрессора необходима камера, он создает шум и установка не жестко связана с вентиляцией и обменом воздуха в рабочем забое.

В связи с требованиями правил безопасности в мировой практике глубоких шахт и рудников широко используют стационарные и передвижные кондиционеры. Их недостатки: необходимость размещения холодильного оборудования в камерах, которые требуют затрат на их проходку; потери холода при его доставке в тупиковый забой; необходимость подвода и отвода воды для обеспечения конденсации фреона-12; сложность, громоздкость и массивность оборудования, а также необходимость подготовки специально обученного обслуживающего персонала.

Снижению температуры рудничной атмосферы с помощью сжатого воздуха и совершенствованию рудничных компрессорных установок посвящены также работы Л.Л Моисеева, А.Н. Кабакова, Г.Т. Ямкового , В.А. Мурзина и др. Этими учеными, их учениками и коллегами выполнены исследования по совершенствованию схем и средств обеспечения горного производства сжатым воздухом. Однако и в настоящее время, по-прежнему, существуют проблемы и эксплуатация этого вида энергетических машин требует своего совершенствования. Прежде всего, к их числу следует отнести проблему интеграции технологических процессов.

Нами рассмотрено только одно из направлений развития интеграции с проветриванием тупиковых выработок при использовании сжатого воздуха. Тем не менее, нельзя исключить и работы по интеграции процессов транспортировки грузов, например, с вентиляцией. Большие возможности представляет пневмоконтейнерный транспорт, применение грузовых пневмоподъемных установок с общешахтным проветриванием, воздухоснабжением и кондиционированием.

Весьма интересным с точки зрения эффективности производства сжатого воздуха является применение гидрокомпрессоров непосредственно в шахтах и рудниках. Оценка интеграционных схем работы в сочетании с водоотливом, воздухоснабжением и проветриванием выработок представляет как практический, так и теоретический интерес.

Выполненный обзор в области совершенствования проветривания рудников и шахт с целью снижения температуры атмосферы в рабочих забоях нельзя считать исчерпывающим. Проблема может решаться и различными горно-техническими мероприятиями. Эффективными могут быть проходка новых стволов, модернизация главных вентиляторных установок, нисходящее проветривание угольных лав, охлаждение дождевальной воды и рабочих мест путем подачи охлажденного рассола с поверхности.

Основной целью настоящей работы является обзор тех исследований, которые открывали или открывают возможности экономии энергии за счет использования сжатого воздуха. Физическое снижение расхода энергии компрессорами может осуществляться в различных направлениях. Наиболее эффективными по [4] являются:

Применение частотного регулирования скорости вращения синхронных двигателей;