Разработка прототипа цифрового двойника системы проветривания подземного горнодобывающего предприятия, имитирующего воздухораспределение при нормальном и аварийном режимах работы

Предприятия, имеющие подземные транспортные тоннели, технологические сооружения или промышленные площадки, имеют крайне опасные условия для работы персонала и при этом потребляют колоссальный объем электрической энергии. Повышение эффективности добычи полезных ископаемых подземным способом и обеспечение при этом безопасности невозможно без рационального использования регулирующего оборудования, обеспечения точности, достоверности и корректности измерения и передачи данных с удаленных объектов шахты (рудника) на управляющие системы, а также работоспособности промышленных сетей мониторинга и анализа ретроспективных данных о состоянии технологических единиц. Исследования, наладка, эксплуатация, диагностика энергообъектов распределенных технологических систем требуют огромных временных и финансовых затрат по причине отсутствия корректного математического аппарата, описывающего функциональные зависимости энергоэффективности и факторов исследуемых технологических объектов в условиях безопасности. Также актуальна проблема быстрого реагирования по результатам полученных данных в условиях пожара, когда необходимо надежно и эффективно распределять воздушные потоки и потоки дымовых газов под землей. Неэффективная идентификация параметров на локальных участках затрудняет получение общей оценки состояния инфраструктуры на подземных участках. Передача данных по проводным сетям для решения указанных задач связана с риском повреждения ее горным оборудованием, в режиме аварии, когда она нужна для передачи данных на систему управления, может быть нарушена огнем или техникой.В условиях создания цифровых предприятий и киберфизических систем управления шахтами, рудниками и подземными сооружениями актуальной задачей НИОКР является повышение эффективности систем управления проветриванием подземных горнодобывающих предприятий в реальных условиях с учетом динамики и прогнозом изменений. Настоящая задача может быть решена путем исследования и разработки систем мониторинга температуры и скорости воздушного потока в подземных выработках на основе технологий Интернета вещей, интеллектуального анализа данных и цифровых двойников системы вентиляции с использованием технологий объектно-ориентированного моделирования.Реализация данного проекта позволит обеспечивать рациональную подачу воздуха по требованию нужд безопасности, энергоэффективное воздухораспределение между горными выработками в динамических режимах работы с учетом погодных условий и климата, предотвратит изменения температурных режимов рудника, снизит риск затоплений. Результаты проекта могут быть также использованы для оптимизации режимов работы систем вентиляции промышленных или коммерческих помещений, подземных коммуникациях, метро.