Денис Кормщиков

Системы разработки рудных месторождений

2025-05-22T07:55:38.222Z

В 2011 я закончил обучение на кафедре разработки месторождений полезных ископаемых в Пермском политехе и стал горным инженером. В то время, чтобы понять как добывают полезное ископаемое, требовалось изучать чертежи, читать описание систем разработки и укладывать в голове как увязаны процессы, связанные с добычей.

Описание системы разработки в учебнике выглядит вот так =)

Сейчас меня увлекает дизайн и способы визуализации информации. Правильная визуализация улучшает и ускоряет понимание материала. Недавно я нашел хорошо визуализированные материалы для горных инженеров. Компания Epiroc опубликовала видео с объяснением систем разработки, применяемых на рудных месторождениях. Всем кто занимается горным делом рекомендую ознакомиться.

Камерно-столбовая система разработки

Room and Pillar Mining Method

Полезное ископаемое извлекают из массива, оставляя целики в виде столбов, которые поддерживают горные выработки. Такая технология подходит для относительно плоских и горизонтальных месторождений.

Камерно-столбовая система разработки встречается в Красноярском крае на рудниках Норильского никеля, добывающих ангидрит для закладочных работ. На калийных рудниках Уралкалия в Пермском крае применяется подобная система разработки с оставлением междукамерных ленточных целиков.

Подэтажно-камерная система разработки с закладкой камер

Sublevel Stoping Mining Method

Месторождение делится на подэтажи, в которых создаются камеры, заполняемые после выемки руды закладкой. Доступ к руде обеспечивается через специальные погрузочно-доставочные выработки. Способ удобен при отработке крутопадающих рудных тел.

Аналогичная система разработки применяется в республике Башкортостан на Ново-Учалинском месторождении, входящем в состав Учалинского ГОК компании УГМК. Выемка медно-цинковых руд осуществляется как восходящим, так и в нисходящим порядком.

Система разработки с закладкой выработанного пространства

Cut and Fill Mining Method

Руда извлекается горизонтальными слоями, а после каждого этапа извлечения пространство заполняется закладочным материалом для поддержания устойчивости массива. Подходит для рудных тел неправильной формы, расположенных в неустойчивых породах.

Эта система разработки используется на рудниках компании Алроса, добывающих алмазы в Якутии.

Система разработки с блочным обрушением

Block Caving Mining Method

Способ заключается в подрубании нижней части массива, после чего рудная масса под собственным весом постепенно обрушается и поступает к местам погрузки. Используется на крупных месторождениях с низким содержанием металла. Это эффективный и экономичный метод добычи массивных залежей руды.

В России я не встречал подобных способов добычи. Они применяются на месторождениях с низким горным давлением. Чилийская компания Коделко использует систему разработки с блочным обрушением на рудниках, добывающих медную руду.

Система разработки с подэтажным обрушением

Sublevel Caving Mining Method

Руда вынимается большими открытыми камерами, которые остаются не заполненными. Систетма разработки применяется в условиях крепких устойчивых пород и достаточно мощных рудных тел. Требует контроля устойчивости выработок.

Пример такой системы разработки встречается на апатитовых рудниках компании Фосагро в Мурманской области.

Как пользоваться ChatGPT в России?

2025-05-19T11:53:43.085Z

ChatGPT до сих пор одна из самых продвинутых языковых моделей, но сервис не доступен для использования в России. Чтобы начать использовать его, потребуется обойти следующие ограничения.

Нельзя пользоваться ChatGPT c русского IP-адреса. Тебе нужен VPN другой страны.
Нельзя зарегистрировать ChatGPT на русский номер телефона. Тебе нужна сим-карта зарубежного оператора связи.
Нельзя оплачивать подписку на ChatGPT с русской карточки. Тебе нужна карточка, подключенная к международной платежной системе.

Если хочется, чтобы нейросеть заменила тебя на работе, придется решить эти вопросы!

Не VPN единым...

Очевидный способ обойти первое ограничение — использовать VPN. Доверять сторонним VPN-сервисам не стоит, а организовать собственный VPN — не тривиальная задача.

Недавно я нашел альтернативный способ получить доступ к ChatGPT из России. Существует DNS-сервер, позволяющий работать с ChatGPT, Gemini, Copilot и другими языковыми моделями, недоступными из России. На официальном сайте Comss.one DNS выложены подробные инструкции по настройке подключения к этому серверу с любого устройства.

Номерок блатной — три семерочки...

В попытках зарегистрировать ChatGPT, я нашел одно изящное решение, как получить номер телефона в Казахстане не выходя из дома.

Скачиваешь приложение Мой Beeline (Казахстан) в Google Play или App Store.

В приложении выпускаешь eSIM по русскому заграничному паспорту. При регистрации сим-карты можно выбрать любой свободный номер телефона. Я бесплатно выбрал себе такой же как в России, только который начинается
с +7 777 . . . - . . - . .

С этим номером я без проблем зарегистрировал аккаунт в ChatGPT.

Карта для оплаты за границей

Методом проб и ошибок я нашел более или менее удобный способ оформить карточку для оплаты за границей. Расскажу эту историю полностью, чтобы вам не пришлось много экспериментировать.

Сначала оформил карту Pyypl, которая выпускается в Арабских Эмиратах. В этом сервисе можно было выпустить виртуальную карточку Visa по загранпаспорту. Меня привлек минималистичный интерфейс приложения и удобное пополнение с криптобиржи Binance или Qiwi-кошелька. Сейчас эти способы пополнения в России не работают, да и сам Pyypl начал сбоить после перехода на платежную систему Mastercard.

Потом была попытка оформить турецкую карту Ininal с пополнением через Золотую корону. Можно даже заказать физическую карточку на Wildberries или Ozon, но чтобы снять ограничения на размер платежей требуется подписать соглашение в Турции. Лимит по такой карте на сумму транзакций в течение одного дня составляет 2 750 турецких лир, а это всего 8 500 рублей.

В итоге мой выбор остановился на китайской карте HyperPay. Виртуальную карточку можно зарегистрировать на сайте.

Китайский интерфейс приложения, конечно, немного шокирует. Зато прикольно, что вместе с реквизитами карты выдают адрес, который иногда нужен для платежей.

По сути, HyperPay — это очередная китайская криптобиржа. Туда можно закидывать деньги на USDТ-кошелек, а с него переводить на выпущенную карту. Переводы в этом сервисе с комиссиями, но зато он работает стабильно и нет ощутимых ограничений по транзакциям.

В приложении можно даже заказать физическую карточку за 150 долларов, но я пока не попробовал это сделать. Деньги хранить на этой карте не стоит, но вот платить там где это необходимо вполне приемлемо.

Размышления дилетанта о крипте

Раз уж мы заговорили на эту, почему-то до сих пор популярную, тему, позвольте дилетанту тоже высказать свое мнение.

Ни разу не покупал криптовалюту, чтобы заработать на ее росте. Вера остальных людей в крипту ничем не подкреплена. За криптовалюту не купишь в Пятерочке газировку. Ее нет в товарно-денежном обороте — пока это все спекуляция.

Но я немного скорректировал свое консервативное мнение. Когда SWIFT перестал работать с российскими банками, криптовалюта стала единственным способом перевода денег за границу между людьми. Рано или поздно государства зарегулируют эту сферу. Выживших останется немного, но такие сценарии использования дают некоторой крипте право на жизнь.

Сейчас криптовалюта помогает мне пополнять карточки, для оплаты за границей. Для покупки криптовалюты я использую кошелек, встроенный в Телеграм.

https://t.me/wallet

Творческий подход к решению нестандартных задач позволяет обойти практически любые барьеры, будь то географические ограничения, трудности с регистрацией или международными платежами.

Надеюсь, мой опыт поможет вам быстрее преодолеть возникающие трудности и начать эффективно пользоваться возможностями современных технологий. Используйте языковые модели, чтобы работать продуктивнее!

Как избежать типичных ошибок в экспериментах?

2025-03-30T06:21:04.114Z

Каждый, кто хоть раз проводил эксперименты, знает: все идеально спланировать невозможно. Сначала кажется, что достаточно зафиксировать несколько цифр — но на практике оказывается, что эти цифры противоречат друг другу, сбивают с толку и требуют пояснений.

В этой статье я поделюсь опытом проведения экспериментов, расскажу о простых, но важных принципах, позволяющих избегать типичных ошибок и получать данные, пригодные для дальнейшей работы. Эти рекомендации я сформулировал за годы работы в области вентиляции горных предприятий, однако они будут полезны и тем, кто занимается любыми другими техническими измерениями.

Эксперименты никогда не идут по плану

Я занимаюсь вентиляцией горных предприятий и постоянно сталкиваюсь недостаточностью собранной информации при проведении экспериментов. Объект наших исследований огромен. Обычно обследование занимает несколько дней, и на замеры влияют не только элементы системы, но и природные явления, связанные с атмосферой.

Часто полученные замеры противоречат друг другу. Ошибочно мы считаем систему стабильной, а замеры, проводимые в течение нескольких дней, отражают изменения: за это время изменяются параметры работы вентиляторов, открываются или закрываются вентиляционные двери, меняется атмосферное давление.

Поэтому при проведении измерений важно записывать время каждого замера. Время поможет позже связать замеры с журналами работы оборудования, другими событиями, изменяющими состояние системы, а также с графиком атмосферного давления, полученным с местной метеостанции.

Такой принцип полезен при проведении любых измерений. Даже если кажется, что эксперимент длится так мало, что время не окажет влияния — всегда записывайте его. Ведь именно сведения о времени помогают связывать замеры с дополнительной информацией и правильно их интерпретировать.

Сбор информации при проведении экспериментов

Когда проводишь эксперимент, важно собирать дополнительную информацию о работе оборудования. Режим работы любой системы зависит от установленной в ней техники: вентиляторов, калориферных установок, насосов, погрузочно-доставочных машин.

Обязательно записывайте модель оборудования или лучше фотографируйте табличку, которую производитель крепит к устройству с названием модели и основными характеристиками. По этой информации можно легко найти документацию и сравнить полученные замеры с паспортными параметрами.

Если оборудование оснащено системой контроля или управления, запишите или сфотографируйте текущие показания датчиков. Это позволит дополнительно проверить, соответствует ли режим работы оборудования текущему энергопотреблению и состоянию системы.

Собранная дополнительная информация поможет выявить ошибочные измерения и снизить влияние погрешностей в корректных данных.

Запись замеров

Для записи замеров часто используются схемы шахт с уже нанесенной на них информацией: местами установки оборудования и стрелками, указывающими направление движения воздуха, а иногда даже с замерами расхода воздуха, выполненными работниками рудника.

Хорошей практикой при записи измерений является нанесение на схему своих стрелок с направлением потока, даже если оно совпадает с отображенными на схеме. При дальнейшей обработке замеров отсутствие нарисованной стрелки будет восприниматься как ситуация, когда направление воздуха не оценивалось.

По этой логике полезно отмечать или обводить на схеме вентиляторы или перемычки, обнаруженные в ходе обследования. Это позволит при анализе полученных результатов точно знать, что эти объекты присутствуют в системе, а не только отображены на схеме.

Отсутствие информации и ноль — это разные вещи

Эта мысль очевидна для программистов. Отсутствие данных в программировании даже обозначается специальным значением Null. Но на бытовом уровне ноль ассоциируется с тем, что искомая величина отсутствует.

При замерах воздуха в руднике часто встречаются ситуации, когда воздух не движется. В таких случаях на схеме нужно явно указать ноль. Если оставить место пустым, то позже при обработке замеров будет сложно вспомнить, почему здесь ничего не написано. Неясно, это действительно отсутствие воздуха или замер просто не производился.

Ноль бывает разным

Эта мысль очевидна для математиков, но при проведении экспериментов не всегда приходит в голову.

Рассмотрим простой пример: измерение скорости воздуха в горной выработке. Представим, что мы замерили скорость анемометром и получили ноль. Но означает ли это, что воздух вообще не движется? Если внимательно прочитать инструкцию к прибору, можно обнаружить, что паспортная точность обеспечивается только в диапазоне от 0,2 до 40 м/с. То есть реальная скорость воздуха может быть любой от 0 до 0,2 м/с.

Теперь учтем сечение выработки. Если оно 10 м², то расход воздуха может достигать 2 м³/с, а при сечении 25 м² — уже до 5 м³/с. Согласитесь, не такой уж это и ноль.

Понимание того, что ноль на приборе не всегда является абсолютным нулем, позволяет точнее интерпретировать результаты замеров и нивелировать погрешности.

Ничего не произошло — тоже событие

В ходе экспериментов на руднике постоянно происходят события, которые меняют состояние системы. Обследования больших систем напоминают работу сыщика, и в этой связи уместна цитата из рассказа Артура Конан Дойля «Серебряный».

— Есть ещё какие-то моменты, на которые вы посоветовали бы мне обратить внимание?
— На странное поведение собаки в ночь преступления.
— Собаки? Но она никак себя не вела!
— Это-то и странно, — сказал Холмс.

Внимательно фиксируйте даже отсутствие событий: это расскажет о состоянии системы не меньше, чем произошедшее изменение. В новый день измерений лучше сделать замер в тех местах, где они проводились в предыдущие дни. Одинаковые результаты в таких местах говорят о том, что за ночь в системе не произошло изменений и можно продолжать эксперимент.

Проводя замеры, важно каждый раз предполагать, какой результат должен получиться. Если замер не оправдал ожиданий, стоит задуматься, какие изменения в системе могли на это повлиять.

Постоянный анализ ожиданий и результатов позволит уменьшить количество ошибочных замеров, облегчить дальнейшую обработку измерений и развить оперативное критическое мышление экспериментатора.

Чек-листы

При проведении экспериментов полезно заранее готовить чек-листы. Они помогают не упускать важные детали и избегать типичных досадных ошибок. Учитывая опыт из предыдущих постов, составим чек-лист для проведения замеров.

Запросить схемы обследуемой системы и паспорта объектов, входящих в неё.
Перед каждым днем замеров спланировать маршрут и конкретные точки измерений.
Начинать каждый новый день измерений с нескольких контрольных точек, измеренных ранее, для сопоставления результатов.
Указывать время выполнения каждого измерения.
Отмечать на схеме все выявленные объекты и характеристики системы.
Для всех обнаруженных объектов фиксировать модель и текущие параметры работы для последующего сравнения с паспортными значениями.
При замере нулевых величин дополнительно замерять и фиксировать все сопутствующие параметры.
По завершении эксперимента собрать из журналов информацию о режимах работы оборудования за весь период измерений.

Для типовых обследований и повторяющихся экспериментов чек-листы можно и нужно расширять, учитывая специфику, прошлый опыт и часто возникающие ошибки, а также необходимость сбора дополнительных сведений о системе.

Сколько стоят сообщения об ошибках?

2025-01-08T08:58:00.089Z

Так или иначе вся моя рабочая деятельность связана с анализом пользовательского опыта. Недавно меня посетила интересная мысль о том, что каждое сообщение об ошибке, которое отображается в интерфейсе, имеет стоимость.

Понимая это, можно рассчитать стоимость обработчика ошибки и стоимость изменения интерфейса для ее исключения. Сравнив эти стоимости можно понять насколько сложным допустимо делать обработчик ошибки или может дешевле будет ее исключить.

Попробую разобрать эту идею на трех достаточно приземленных примерах.

Сообщения об ошибках в полях ввода

Начнем с простого примера проверки текстовых полей в формах ввода. Опыт работы привел меня к следующему принципу по обработке текстовых полей.

Делайте поле ввода таким, чтобы ошибки при проверке вообще не возникало. Если ошибку нельзя исключить, то текст ошибки должен призывать пользователя к действию, которое исправит проблему.

Лучшим вариантом будет написать комментарий с ограничениями под полем ввода и исправлять введенное значение автоматически. В поле где вводится только числовое значение ограниченного диапазона, делайте запрет ввода буквенных значений и лишних знаков. В случае мобильного устройства нужно еще включить клавиатуру с цифрами.

Исключение сообщения об ошибке

Например, возле поле ввода температуры в градусах Цельсия следует написать комментарий:

Температура не может быть ниже −273,15 °C

Если пользователь ввел значение −300 °C, после снятия фокуса нужно превратить его в ближайшее допустимое: −273,15 °C.

Неверный пароль

Некоторые ошибки нельзя исключить. Когда пользователь ввел неверный пароль при входе в приложение текст ошибки должен предлагать варианты решения.

Неверный пароль. Повторите попытку или нажмите «Забыли пароль?», чтобы сбросить его.

Требования к паролю

При регистрации пользователя пишите требования к паролю прямо в комментарии к полю ввода.

Пароль должен содержать не менее 8 знаков, включать буквы и цифры

А при не соблюдении этих требований лучшим решением будет просто повторить их еще раз после снятия фокуса, только в виде ошибки.

Не пишите писать ошибки типа:

❌ Пароль недостаточно сложный

❌ Слишком короткий пароль

Пустые поля

Когда поле нельзя оставить пустым пишите текст, призывающий к правильному действию.

Введите имя

Введите пароль

Введите электронную почту

Такие проверки проводятся перед отправкой формы или при снятии фокуса с текстового поля. Сводите количество обязательных полей к минимуму.

Избегайте неопределенных сообщений типа:

❌ Обязательное поле

Удобный интерфейс складывается из таких вот мелочей. Каждое уведомление об ошибке портит настроение от пользовательского опыта, поэтому при регистрации на сайте должно быть минимально возможное количество полей обязательных для заполнения.

Если на форме регистрации вашего сайта пользователя встретит большое количество сообщений об ошибках, то он скорее всего и не зарегистрируется. Потерянные пользователи и будут стоимостью сообщения об ошибке. А вот исключить их или сделать достойный обработчик будет не так уж и дорого на этом фоне — пара строчек кода.

Сообщения об ошибках в автомобиле

Тема сообщений об ошибках обширная и разносторонняя. Как мы выяснили сообщения об ошибках лучше исключать, но по объективным причинам не все ошибки исключаются.

Попробуем взглянуть на этот вопрос глобальнее. В автомобиле устанавливают индикатор давления в шинах. В теории вывод подобного сообщения об ошибке можно исключить, но для этого потребуется изобрести шину, которую не нужно накачивать воздухом. При этом желательно, чтобы это изобретение получилось дешевле классической бескамерной шины. Тогда новую шину можно было бы внедрять в автомобили и убирать индикатор давления. При текущем уровне развития науки и производства это не выполнимо.

Сообщения об ошибках требуют дополнительных затрат. Чтобы выводить ошибку о низком давлении, нужны как минимум датчики давления в каждое колесо, которые стоят денег. Поэтому сравнивая стоимость внедрения нового изобретения с обычной шиной, следует учитывать затраты на сообщения об ошибках.

Сообщения об ошибках в нашей программе

Уже 15 лет я участвую в разработке программы для моделирования вентиляции горных предприятий, которая называется Аэросеть.

Первые программы для моделирования вентиляции выдавали по сегодняшним меркам странные ошибки. Например, что в какой-то выработке не задано аэродинамическое сопротивление, или что есть тупиковые выработки, которые невозможно рассчитать.

Когда я только начал работать в институте, мне казалось очевидным, что такие ошибки можно попросту исключить и повысить удобство использования программы. Если задавать параметры для каждой выработки по умолчанию, то сопротивление будет рассчитываться автоматически. Тупиковые выработки можно принудительно не отправлять в алгоритм расчета... но вот, что интересно. Очевидные тогда вещи не так уж просто разглядеть на новом этапе развития.

В нашей программе присутствует инструмент для проверки моделей, который автоматически находит допущенные пользователем ошибки. Он содержит проверку угла наклона выработок, идея которой в том, что на горных предприятиях редко встречаются выработки с углом наклона от 15 до 85 градусов. Возможно такая выработка нарисована некорректно. Это происходит когда при рисовании вертикальной выработки одно из сопряжений немного сместилось в сторону. Чтобы исправлять такие ошибки в программу добавили функционал выравнивания вертикальной выработки.

Какая же будет стоимость такого обработчика ошибки для разработчика? Дело в том, что каждое сообщение об ошибке — это дополнительная нагрузка на техническую поддержку и обучение пользователей, разработка проверок и функционала для исправления ошибки, запись видео и написание документации. По сути это финансовые затраты, которых можно было бы избежать, если сделать режим фиксации построения выработки только вертикальном направлении.

Взглянув на инструмент проверки моделей под этим ракурсом, я увидел сколько работы можно было и не делать, если бы такая мысль пришла мне пораньше.

Влияние соли на воду

2024-12-20T04:08:20.877Z

Однажды мы написали настоящую научную статью со старшим ребенком, когда она училась в первом классе. Все было по взрослому: анализ, эксперимент и выводы. Получилось достойно. Я иногда свои статьи не так тщательно оформляю. Считаю, что этот научный труд обязательно должен увидеть свет.

Введение

Если наступает зима и температура опускается ниже нуля, то вся вода замерзает. Вместо дождя начинает идти снег. А на дорогах появляется лед, на котором можно поскользнуться.

Когда я шла из школы домой, у меня возник вопрос: «Почему снег и лед тают, если дороги посыпают реагентами?»

Цель работы выяснить как влияет соль на таяние льда и почему он начинает таять даже при температуре ниже нуля.

В ходе работы необходимо проверить следующее предположение: «Соль снижает температуру замерзания воды».

Для того, чтобы достичь цели работы поставлены следующие задачи:

изучить данные о трех состояниях воды и о реагентах, которыми посыпают дороги;
проверить опытным путем влияет ли соль на таяние льда;
подготовить и провести эксперимент, позволяющий оценить как соль изменяет температуру замерзания воды;
провести сравнительный анализ свойств воды с разным содержанием соли;
сделать выводы по результатам экспериментов.

В ходе работы планируется применить следующие методы исследования:

изучение литературы и других источников информации;
проведение эксперимента с измерением температур;
анализ и сравнение результатов измерений.

Три состояния воды

Мы привыкли, что вода — это прозрачная жидкость без цвета и вкуса. Но она бывает и твердой, и газообразной. Лед и снег — это тоже вода. А в воздухе всегда есть вода в виде пара.

Вода может быть в трёх состояниях: жидком, газообразном (пар, туман) и твёрдом (лёд, снег, град, иней).

Состояние воды зависит от температуры. Если на улице тепло, то вода жидкая. На морозе вода замерзает и превращается в лёд. А при нагревании она испаряется и становится водяным паром. [1]

Превращение жидкой воды в лёд происходит при температуре ниже 0 градусов. Это замерзание. Лед начинает таять, если температура выше 0 градусов. Происходит таяние льда.

Превращение жидкой воды в пар — это испарение. Испарение происходит при любой температуре, а полностью вода становится газообразной, если температура выше 100 градусов. Водяной пар превращается в жидкую воду при температуре ниже 100 градусов. Процесс называется конденсация. [2]

Чем посыпают дороги

Еще в позапрошлом веке дороги в России посыпали солью, чтобы бороться со льдом. Сохранились документы 1868 года, где поднимался вопрос отказа от этого метода борьбы с гололедом. Основная причина — вред для копыт лошадей. [3]

Активно борьбу со льдом на дорогах в нашей стране начали вести еще 100 лет назад. В то время для этой цели использовали смесь песок, гранитную или мраморную крошку. Позже песок стали смешивать с солью. Эта смесь оставалась основным противогололедным материалом вплоть до 1960 года. А в 1995 году было принято решение о преимущественном использовании в качестве противогололедного материала чистой технической соли. Но превышение количества соли, соответствующего требованиям безопасности, вызывает вредное воздействие на окружающие объекты. [4]

От соли портятся обувь и одежда, ржавеют машины, разрушаются бетонные сооружения. Она разъедает лапы животных и у некоторых людей может вызывать аллергические реакции. [5]

В разных городах России используют различные реагенты для борьбы со льдом на дорогах. Они могут быть жидкие или твердые, для дорог и тротуаров или для скоростных трасс, для применения при заморозках или при сильных морозах. В настоящее появляются новые реагенты. Они содержат добавки, которые снижают вред, наносимый солью окружающей среде. Но все равно все реагенты для растапливания льда содержат соль хоть и в разных количествах. [6]

Подготовка к эксперименту

Существует мнение, что соль изменяет температуру замерзания и закипания воды. [7] Соль взаимодействует со льдом и понижает температуру его таяния. Для того, чтобы проверить это предположение проведен ряд экспериментов.

Для проведения эксперимента использованы следующие материалы: вода, лед, соль. Чтобы измерять количество соли и воды применяются весы Redmond RS-724.

В экспериментах необходимо измерять температуру воздуха, воды и льда. Для этого использованы следующие приборы: телефон Cat S60 с тепловизором FLIR Lepton, и термометр Fluke 971 и пирометр Fluke 561 с контактным термометром. Внешний вид приборов приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Приборы для измерения температуры, которые использовались в эксперименте.

Взаимодействие соли и льда

Первый эксперимент позволяет понять действительно ли соль вызывает таяние льда. Для этого в морозильной камере с температурой воздуха — 21 градус заготовлен лед. Когда лед остыл до температуры морозильной камеры, на него насыпали соль.

В ходе наблюдений за взаимодействием соли и льда отмечено, что реакция начала происходить незамедлительно и очень активно: соль впитывала влагу со льда, лед начал с шумом трескаться и через минуту на поверхности льда образовалась пленка из жидкости. В течение часа взаимодействие соли со льдом происходило в морозильной камере и в результате количество жидкости на поверхности льда увеличилось, а часть льда растаяла.

Таким образом, взаимодействие соли и льда приводит к его таянию даже при отрицательных температурах.

Влияние соли на воду

Второй эксперимент позволяет оценить как соль изменяет температуру замерзания воды.

Для этого приготовлены различные растворы соли в воде и помещены в морозильную камеру, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Приготовленные растворы соли, помещенные в морозильную камеру.

В ячейках емкости растворы расположены по возрастанию слева на право количества соли, содержащейся в воде. Первый образец с чистой водой без соли. Далее образцы содержат 5, 15, 30 и 50 граммов соли на 100 миллилитров воды.

В ходе приготовления раствора с содержанием 50 граммов соли на 100 миллилитров воды, выяснилось, что в воде растворилась не вся соль, а только 37 граммов.

После размещения в морозильной камере растворов в морозильной камере, каждый час производились замеры температуры рассолов с помощью тепловизора и контактного термометра. Результаты измерений приведены на рисунке 3.

Рисунок 3. Результаты измерений температуры рассолов.

В ходе эксперимента в морозильной камере поддерживалась температура минус 20 градусов. Измерения температуры производились с помощью термометра.

По результатам анализа измеренных температур жидкостей наблюдаются интересные явления. Через 4 часа на температурных снимках видно, что обычная вода и вода с 5 граммами соли более теплая, чем остальные рассолы. При этом более теплые образцы через 4 часа превратились в лед.

Через 20 часов все жидкости остыли до температуры воздуха в морозильной камере. После окончания остывания образцов проведена проверка их твердости. Результаты проверки показаны на рисунке 4.

Рисунок 4. Проверка твердости различных замороженных рассолов.

В итоге вода без соли превратилась в твердый лед, который не ломается и не протыкается зубочисткой. Вода с 5 граммами соли превратилась в лед, который протыкается зубочисткой. Лед с 15 граммами был рыхлым. А те рассолы, в которых содержится более 30 граммов соли на 100 миллилитров воды вообще остались жидкими.

Выводы

Анализ результатов экспериментов позволил сделать следующие выводы:

1. В 100 миллилитрах воды можно растворить не более 37 граммов соли.
2. Через одно и тоже время температура твердеющих жидкостей остается выше, чем у нетвердеющих.
3. Соль делает лед хрупким.
4. Соль снижает температуру замерзания воды.

Статья получилась действительно научной. Из этого эксперимента можно сделать и более взрослые выводы, которые не так уж очевидны. Обратите внимание на фотографии с тепловизора, по ним видно, что соль ускоряет процесс охлаждения воды. Значит она увеличивает теплопроводность воды.

Заключение

В ходе работы изучена литература и интернет-источники с целью сбора и анализа информации о свойствах воды, а также о реагентах, которыми посыпают дороги. Опытным путем подтверждено, что соль взывает таяние льда даже при отрицательных температурах воздуха.

Кроме того, подготовлен и проведен эксперимент с измерением температуры воды, содержащей разное количество соли. Анализ результатов эксперимента позволил сделать выводы о влиянии соли на температуру замерзания воды и твердость образовавшегося льда.

В результате работы подтверждено предположение о том, что соль снижает температуру замерзания воды.

Список использованных источников

Дейкало С. Золотая бабочка // Издательские решения. — 2019. — С. 50.
Три состояния воды // ЯКласс URL: https://www.yaklass.ru/p/okruzhayushchij-mir/3-klass/priroda-vokrug-nas-324086/krugovorot-vody-v-prirode-329399/re-41a59e8b-2278-4a47-bce7-22d88f80b349 (дата обращения: 01.12.2019).
Чем посыпают дороги зимой // Автоасса — Ассамблея автомобилистов URL: https://autoassa.ru/blog/chem-posypayut-dorogi-zimoj/ (дата обращения: 01.12.2019).
Кошелева А. А., Тагиева Н. К., Пруидзе Е. А. Анализ методов и материалов, применяемых при противогололедной обработке асфальтобетонных дорожных покрытий // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. — 2016. — №. 2 (8).
Острожная Е. Е., Астафурова Н. Н. Вред и польза от использования противогололедных средств в Краснодарском крае // Моделирование и анализ сложных технических и технологических систем. — 2017. — С. 79-82.
Ачкеева М. В. и др. Противогололедные реагенты на основе ацетатов и хлоридов магния и натрия //Химическая технология. — 2013. — Т. 14. — №. 4. — С. 193-198.
Нелюбин М. А. Свойства солёной воды // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. — 2014. — С. 144-145.

Вентиляция по требованию

2024-11-25T07:06:35.975Z

Последнее время в рудничной вентиляции часто используют термины: вентиляция по требованию, бережливое проветривание, умная вентиляция, автоматическое управление проветриванием. Эти термины синонимичны и обозначают системы, которые управляют вентиляцией рудника и экономят электроэнергию.

Теория

Вентиляция по требованию — это когда для проветривания рабочей зоны подается ровно столько воздуха, сколько требуется в данный момент. Например, если в рабочей зоне приостанавливается добыча руды, то на время проветривание этого участка снижается до минимально допустимого и в рудник подается меньше воздуха. Таким образом, снижаются затраты электроэнергии на проветривание.

Чтобы понять как устроена вентиляция по требованию во-первых разберемся какими средствами управляют проветриванием рудника:

Подачу воздуха в рудник регулируют изменением угла поворота лопаток и оборотов главной вентиляторной установки.
Между участками рудника воздух перераспределяют за счет автоматических вентиляционных окон.
На участке рудника воздух подается на повторное использование рециркуляционными вентиляторными установками.
Подачу воздуха в рабочую зону регулируют изменением оборотов вентиляторов местного проветривания.

Во-вторых разберемся какими способами определяют сколько воздуха подать в рабочую зону:

Воздуха подают столько, чтобы в рабочей зоне содержание газов и пыли было в допустимых пределах. Количество, газовый состав и запыленность воздуха контролируют автоматические замерные станции.
Необходимое количество воздуха подают на каждую единицу техники и человека, работающих на участке. За местоположение людей и техники следит система позиционирования.
Количество воздуха рассчитывают для каждого режима работы участка: добычная смена, ремонтная или нерабочая. Перед новой сменой на диспетчерском пульте выбирают режим работы каждого участка.

Каждая система управления проветриванием строится на выборе способа определения количества воздуха и набора средств управления вентиляцией. Выбранные компоненты соединяются с центральным контроллером, в котором программируется специальный алгоритм управления проветриванием рудника.

Примеры

Виртуальная диспетчерская имитирует работу системы автоматического управления проветриванием, которую разработала в Перми команда Горного института. В эту систему входят автоматические замерные станции, управляемые вентиляционные двери и регулируемый главный вентилятор.
https://vod.aerologist.ru

Решение швейцарской корпорации ABB Ability™ Ventilation Optimizer основано на системе позиционирования техники, управляемых вентиляторах местного проветривания, вентиляционных окнах и главной вентиляторной установке.
https://youtu.be/kylx4Ls4Zi0

Компания Howden предлагает программу Ventsim™ Contol для управления вентиляцией горного предприятия. Программа работает с любым из трех способов определения требуемого количества воздуха и управляет следующими компонентами: вентиляторы местного проветривания, вентиляционные окна и главный вентилятор.
https://youtu.be/cpZfNL4w5nI

Практика

На четвертом рудоуправления предприятия Беларуськалий работает система управления вентиляцией, которая состоит из следующих компонентов: регулируемый главный вентилятор, автоматические вентиляционные двери и рециркуляционные установки. Количество воздуха, необходимое для проветривания, определяется расчетом для каждого режима работы участка.

Применение вентиляции по требованию на этом руднике снижает потребление электроэнергии главным вентилятором с 4 до 1 МВт и дает технический резерв вентиляции, позволяющий увеличить мощность рудника по добыче с 6 до 12 млн тонн руды в год.

Фотографии

На фотографиях показаны некоторые компоненты систем управления вентиляцией рудника.

Автоматическая замерная станция контролирует параметры загрязнения воздуха в местах где работают люди. Она комплектуется датчиками скорости движения воздуха, температуры, влажности, содержания пыли, горючих и ядовитых газов.

Главная вентиляторная установка регулирует общую подачу воздуха в рудник, изменения угол поворота лопаток и обороты вращения двигателя. Параметры подбираются таким образом, чтобы обеспечить минимальные энергозатраты на проветривание.

Автоматическая вентиляционная дверь перераспределяет воздух между участками рудника, обеспечивая в каждой рабочей зоне количество воздуха, необходимое для проветривания

Рециркуляционная установка подает воздух для повторного использования на участке рудника. Это снижает затраты на его нагрев.

Видео

Мы записали видео в формате 360 градусов для виртуальной диcпетческой, чтобы наглядно показать компоненты вентиляции по требованию.

Запустите плейлист на Youtube и используйте VR-очки, чтобы оказаться в шахте и увидеть как работает это оборудование.