Development and integration of an underground mining enterprise ventilation process simulations into the demand response

Journal of Mining Institute. 2025. Vol. 275. P. 18–29.

Nikolaev A., Кычкин А. В.

Управление процессом проветривания подземных горно-добывающих предприятий (ПГДП), характеризую-щимся высокой инерционностью и множеством влияющих внешних факторов, по текущим показаниям с дат-чиков, которые расположены в горных выработках и на поверхности, с высоким уровнем точности регули-ровки подачи воздуха главной вентиляторной установкой (ГВУ) возможно только в условиях заранее предопределенной траектории управляющих воздействий. Такую задачу можно отнести к задачам аппрокси-мированного динамического программирования (ADP), что подразумевает синтез субоптимальной функции управления работой ГВУ в режиме предиктивного моделирования процесса воздухораспределения при извест-ном пространстве возможных состояний и выборе наилучшей стратегии управления, обеспечивающей задан-ный критерий. Приведена имитационная модель подсистемы цифрового двойника процесса управления про-ветриванием на примере двух типов ПГДП (калийных рудников и нефтяных шахт), которую можно использовать для решения задач ADP. Для предиктивного моделирования воздухораспределения и определе-ния значения критерия энергоэффективности работы ГВУ, потребляющей до половины всей электроэнергии ПГДП, цифровой двойник подключается к внешним данным, с учетом которых оценивается энергопотребле-ние при сохранении подачи требуемого объема подаваемого воздуха. Подобный способ управления позволит не только безопасно и энергоэффективно управлять процессом проветривания, но и участвовать в планирова-нии и реализации мероприятий ценозависимого управления спросом на электроэнергию.

Ключевые слова: кибернетический подход, цифровой двойник, краткосрочное прогнозирование нагрузки, платформа Интернета вещей, Internet of Things platform, cybernetic approach, short-term load forecasting, underground mining enterprise, Digital twin, управление спросом на электроэнергию, electricity demand management, подземное горно-добывающее предприятие