tech-2022_09(102)

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 9(102) Сентябрь 2022 Часть 1 Москва 2022

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, д-р техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 9(102). Часть 1. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 76 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/9102 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Инженерная геометрия и компьютерная графика 5 ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВ ПРИ ДОБЫЧЕ РУД В ГОРНЫХ 8 УСЛОВИЯХ Бердикулова Динора Фархадовна 11 Аскаров Бекзод Батырович 11 ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ КОЛЛЕДЖА Гречкина Мария Александровна 15 Пигарева Марина Евгеньевна 23 Информатика, вычислительная техника и управление 29 ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ 29 НА ПРИМЕРЕ ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ Герц Жасмина Викторовна 34 Асланов Ильхом Мухибуллаевич 39 ГЕОПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ РАССЕЛЕНИЯ УЗБЕКИСТАНА 39 Гулямова Лола Хаджи-Акбаровна 45 ТЕКТОЛОГИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ (С УТОЧНЕНИЯМИ И ДОПОЛНЕНИЯМИ) Катульский Август Александрович 45 Машиностроение и машиноведение 53 СУШКА УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ ПЕРЕД БРИКЕТИРОВАНИЕМ 57 Ахунбаев Адил Алимович Хакимов Акмалжон Ахмедович 57 Вохидова Насиба Хабибулло қизи 64 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ХЛОПКА С АНТИФРИКЦИОННЫМ ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ Иргашев Арипжан Акрамович Эргашев Фарход Арифжанович Металлургия и материаловедение ОЦЕНКА И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВСКРЫТИЯ ПРИКОНТУРНЫХ ЗАПАСОВ ПРИ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ НАГОРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Таджиев Шухрат Тулкинович Назаров Заир Содикович Жабборов Отамурод Итолмасович Самадова Гули Миржоновна Радиотехника и связь ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Халиков Абдульхак Абдульхаирович Ортиков Мироншох Содикович РАСЧЕТ СЕТКИ РАБОЧИХ ЧАСТОТ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Халиков Абдульхак Абдульхаирович Хуррамов Аслиддин Шокир угли Строительство и архитектура СТРАТЕГИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ НОВОГО ТРАНСПОРТНО-ЛОГИСТИЧЕСКОГО И ПРОМЫШЛЕННОГО ЦЕНТРА СИБИРИ – ГОРОДА ТАЙШЕТА Долинская Ирина Марковна Николенко Валерия Сергеевна ГОРОД БОНИВУР-НА-АМУРЕ – НЕЗАВЕРШЕННАЯ ЧАСТЬ КОМСОМОЛЬСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ Долинская Ирина Марковна Кендыш Михаил Александрович

СОВРЕМЕННОЕ КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ 70 СЕЙСМОУСТОЙЧИВЫХ ЗДАНИЙ С ПОМОЩЬЮ СТРОИТЕЛЬНОГО 3Д ПРИНТЕРА Юсупходжаев Саидғани Абдуллаходжаевич Ниғматжонов Диёржон Ғайратжон ўғли Адилханова Зарофатхон Олимжон қизи 4

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОМЕТРИЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14194 ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВ ПРИ ДОБЫЧЕ РУД В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ Бердикулова Динора Фархадовна студент, АФ НИТУ МИСиС, Республика Узбекистан, г. Алмалык Email: [email protected] Аскаров Бекзод Батырович ассистент кафедры АФ НИТУ «МИСиС», Республика Узбекистан, г. Алмалык OPTIMUM PRODUCTION MANAGEMENT IN MINING ORES Dinora Berdikulova Student of AB NUST MISiS, Republic of Uzbekistan, Almalyk Bekhzod Askarov Assistant of the department of AB NUST MISiS, Republic of Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ При организации работы экскаваторов и грузовиков использовалась теория графов. Для определения мини- мального расстояния между ними использовался алгоритм Дейкстрита. Определив матрицу смежности и взве- шенный граф, мы получили взвешенную функцию, с помощью которой можно определить расстояние и расход топлива, а значит добыча руды будет оптимизирована ABSTRACT When organizing the work of excavators and trucks, graph theory was used. Dijkstreet's algorithm was used to deter- mine the minimum distance between them. Having determined the adjacency matrix and the weighted graph, we have obtained a weighted function with which we can determine the distance and fuel consumption, which means that ore mining will be optimized Ключевые слова: Граф, алгоритм Дейкстрита, матрица смежности. Keywords: Graph, Dijkstra's Algorithm, adjacency Matrix. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время теория графов является раз- В качестве примеров графов могут выступать чер- делом дискретной математики и интенсивно разви- тежи многоугольников, электросхемы, схематичное вающимся разделом математики. Это объясняется изображение авиалиний, метро, дорог и т.п. Генеа- тем, что в виде графовых моделей описываются логическое дерево также является графом, где вер- многие объекты и ситуации, что очень важно для шинами служат члены рода, а родственные связи нормального функционирования общественной выступают в качестве ребер графа. жизни. Раскраска графов и применение Граф– это конечное множество точек – вершин, Если внимательно посмотреть на географиче- которые могут быть соединены линиями – ребрами. скую карту, то можно увидеть железные или шос- сейные дороги, которые являются графами. Кроме __________________________ Библиографическое описание: Бердикулова Д.Ф., Аскаров Б.Б. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗ- ВОДСТВ ПРИ ДОБЫЧЕ РУД В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14194

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. этого на карте есть граф, который состоит из границ математиком Перси Хивудом было доказано, что между странами (районами, областями). для раскрашивания любой карты будет достаточно пяти красок. А только 1968 году смогли доказать, В 1852 году английскому студенту Френсису что для раскрашивания карты, на которой изобра- Гутри поставили задачу раскрасить карту Велико- жено меньше сорока стран, будет достаточно 4 цве- британи, выделив каждое графство отдельным цве- тов. том. Из-за небольшого выбора красок Гутри использовал их повторно. Он подбирал цвета так, В 1976 году эта задача была решена при исполь- чтобы те графства, которые имеют общий участок зовании компьютера двумя американскими матема- границы, обязательно окрашивались в разные цвета. тиками Кеннетом Аппелем и Вольфгантом Хакеном. Возник вопрос, какое наименьшее количество кра- Для ее решения все карты были поделены на 2000 сок необходимо для раскрашивания различных карт. типов. Для компьютера была создана программа, ко- Френсис Гутри предположил, хотя и не смог дока- торая исследовала все типы с целью выявления та- зать, что четырех цветов будет достаточно. Эта про- ких карт, для раскрашивания которых будет блема бурно обсуждалась в студенческих кругах, но недостаточно четырех красок. Только три типа карт позже была забыта. компьютер исследовать не смог, поэтому матема- тики изучали их самостоятельно. В результате было Только в 1879 году данная задача была опубли- установлено, что для раскрашивания всех 2000 ти- кована в первом томе «Трудов Королевского геогра- пов карт будет достаточно 4 красок. Им было объяв- фического общества» известным английским лено о решении проблемы четырех красок. В этот математиком Артуром Кэли. Так она получила ши- день почтовое отделение при университете, в кото- рокую известность. ром работали Аппель и Хакен на всех марках ста- вило штемпель со словами: «Четырех красок «Проблема четырех красок» вызывала все боль- достаточно». ший интерес, но так и не была решена, даже выдаю- щимися математиками. В 1890 году английским Рисунок 1. Основные понятия теории графов И теория графов нашла свое применения и в раз- Постановка задач: Нужно организовать работу резах. Представьте себе, что в разрезе имеются n экскаваторов и грузовых машин, так что бы кратчай- экскаваторов и m грузовыx машин. шее время нужно максимально достать руды. При решении задачи на помощь приходить математика, Рисунок 2. Пути и циклы в графе а точнее теории графов. Предположим, что A,B,C и J это есть экскава- торы и пункты назначения (например, обогатитель- ные фабрики). Таким образом, граф определяется как множе- ство вершин V, связанных между собой множеством ребер Еи обозначается как G= (V, Е). Если V= {A,B,C ... J} — множество вершин и Е= {е1, е2. e3.., еn} – множество ребер. Чтобы найти минимум расстояние от точки A до точки F, будем использовать алгоритмом Дейкстрита. Матрица смежности — прямоугольная матрица, каждая строка которой соответствует соседнему узлу сети, а каждый столбец приписанного к нему ресурсу. Запись, расположенная на пересечении 6

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. столбца и строки указывает тип доступа к ресурсу, значениями во множестве вещественных чисел). обеспечиваемому данным узлом. Сама функция называется в этой ситуации весовой, а ее значение на том или ином ребре называется ве- Граф называется взвешенным, если определена сом этого ребра. любая функция (функция на множестве ребер со Рисунок 3. Значения параметров За весовой функцией можно подобрать расстоя- ние, расход горючего, время доставки руд и т.д. Та- ким образом подобрав весовую функцию, будет оптимизирована задача по данным параметрам. Список литературы: 1. Виленкин Н.Я., Виленкин А.Н., Виленкин П.А. Комбинаторика [Электронный ресурс ] - М.: ФИМА, МЦНМО, 2006. Vilenkin1969ru.pdf (ysn.ru). 2. Мельников О.И. Теория графов в занимательных задачах./ [Электронный ресурс ] Изд.3, испр. и доп. 2009 https://moodle.znu.edu.ua/pluginfile.php?file=/206369/mod_resource/content/1/Zanimatielnyie zadachi po tieorii ghrafov - Mielnikov O.I_.pdf 3. Фляйшнер Г. Эйлеровы графы и смежные вопросы. / [Электронный ресурс ] Пер. с англ. - М.:Мир, 2002. 4. Фляйшнер Г. Эйлеровы графы и смежные вопросы (studmed.ru). 7

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ КОЛЛЕДЖА Гречкина Мария Александровна преподаватель информатики, ГБПОУ «Нижегородский радиотехнический колледж», РФ, г. Нижний Новгород E-mail: [email protected] Пигарева Марина Евгеньевна преподаватель информатики, ГБПОУ «Нижегородский колледж малого бизнеса», РФ, г. Нижний Новгород BASES FOR FORMING A GRAPHIC CULTURE OF COLLEGE STUDENTS Maria Grechkina Computer science teacher, Nizhny Novgorod Radio Engineering College, Russia, Nizhny Novgorod Marina Pigareva Computer Science teacher, Nizhny Novgorod College of Small Business, Russia, Nizhny Novgorod АННОТАЦИЯ В статье проводится анализ теоретических и практических аспектов формирования графической культуры у учащихся колледжа инженерных специальностей. Определены возможности применения ИТ технологий для со- здания основ графической культуры студентов в процессе освоения курсов «начертательная геометрия» и «ин- женерная графика». ABSTRACT The article analyzes the theoretical and practical aspects of the formation of graphic culture among students of the College of Engineering specialties. The possibilities of using IT technologies to create the foundations of graphic culture of students in the process of mastering the courses \"descriptive geometry\" and \"engineering graphics\" are determined. Ключевые слова: графическая культура, графика, учебно-методическое сопровождение, электронные курсы. Keywords: graphic culture, graphics, educational and methodological support, electronic courses. ________________________________________________________________________________________________ Графическая культура – одна из важнейших со- нения и передачи информации о геометрии и тех- ставляющих профессиональной культуры програм- нике предметного мира, а также творческой профес- миста. В настоящее время любому образованному сиональной деятельности по развитию. Графичес- человеку необходимо наличие графической куль- кий язык» [3]. туры. Это связано с широким использованием ком- пьютерной графики, образовалось большое коли- Графической культурой в узком смысле счита- чество графики, символов и знаковой информации в ется степень совершенства, достигнутая человеком различных сферах жизнедеятельности общества и в овладении наглядными приемами и способами по- производственных объектов. Графика и образы дачи информации, измеряемая качеством исполне- представляют собой одним из основных средств для ния и чтения изображений [2]. понимания окружающего природного мира и сред- ством осуществления человеком творческого и про- Как элемент профессиональной культуры спе- странственно-аналитического мыслительного циалистов графическая культура представляет со- процесса. бой «единство графических знаний, умений и навыков, ценностного отношения к результатам гра- Графическая культура в широком смысле пони- фической деятельности, комплексного качества, мается как «ряд достижений человека в создании и обеспечивающего профессиональное творческое са- освоении графических способов отображения, хра- моразвитие» [3]. В аспекте it-подготовки «графическая культура выступает в качестве основного элемента общей __________________________ Библиографическое описание: Гречкина М.А., Пигарева М.Е. ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ КОЛЛЕДЖА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14246

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. культуры ИТ-специалиста и свидетельствует о вы- очередь повлияло на требования, предъявляемые к соком уровне знаний, навыков и умений в сфере ви- подготовке выпускников колледжей и оценки их зуального представления данных, умении понимать профессиональных качеств, компетенций. Профес- механику применения графических изображений, сиональная компетентность инженера в сфере гра- эффективно решать разнообразные профессиональ- фического представления данных заключается в ные проблемы оптимальным способом. Способность высоком уровне сознательного использования гра- оперативно понимать и фиксировать полученные ре- фических знаний, умений и навыков, которые бази- зультаты на эстетическом уровне» [1]. руются на знаниях в сфере функционально- конструктивных особенностей возводимых объек- В соответствии с точкой зрения ряда ученых тов, прошлом опыте графической профессиональ- можно сказать, что структурные компоненты изоб- ной работы, эффективных приемах, используемых в разительной культуры включают в себя познание, сфере графической информации. мотивация, операциональная деятельность, индиви- дуальное творческое мастерство [3]. Современный производственный процесс направ- лен на компьютеризацию проектной конструкторской Мы предполагаем, что, в плане формирования и работы, что приводит к тому, что подготовка инже- развития графической культуры важнейшим из них нерных кадров не возможна без должного графиче- является аксиология, то есть мотивационно-цен- ского образования. ностная или ценностная семантика, осознание ответ- ственными субъектами необходимости приобретения На начальном этапе обучения в СПО изучаются и совершенствования графических знаний, умений и такие предметы, как «компьютерная графика», кото- навыков, и их вклад в будущую профессиональную рая позволяет у обучающегося развивать простран- деятельность и признание значимости личного ственное воображение, творчество и конструктивное опыта. мышление. Студенты приобретают навыки использо- вания абстрактных геометрических моделей, оформ- Приходится признать, что познавательный, дея- ляют проектную документацию, осваивают компьюте- тельностный и творческий компоненты являются ризацию чертежных работ с помощью графического структурными компонентами и показателями куль- редактора. турного уровня индивидуальной графики, а также общего культурно-образовательного уровня людей. Графическая дисциплина является основой фор- Познавательная и творческая деятельность явля- мирования у студентов в колледже специальностей ются основополагающими в образовательном про- и графической культуры. Поэтому необходимо в ме- цессе. тодике преподавания предмета графики больше вни- мания уделять развитию наглядности, логики и Кроме представленных структурных составляю- абстрактного мышления, чтобы у студентов была щих изобразительной культуры важно отметить и возможность формировать статические и динамиче- эстетическое восприятие окружающего человека ские пространственные представления. При этом пространства, в том числе и способность, формиро- необходимо эффективно обучать графику студенты вать, проектировать объекты, которые будут удобны, с помощью различных аудиторных и внеаудитор- гармоничны и красивы. Этот факт особенно важен ных занятий, активизировать и разнообразить их для ИТ деятельности, так как непрерывность и стан- учебно-познавательную деятельность за счет инно- дартизация производственно-технических процес- вационных методик обучения. сов и продуктов приводят к ограничениям для производителей в сфере эстетики своих товаров. Но Такой подход предполагает создание «нагляд- эстетика не только дает возможность получить ду- ной среды обучения – совокупности условий обуче- шевную радость и удовлетворение, но и имеет боль- ния, акцентирующих использование резерва шое значение для воспитательно-образовательного наглядного мышления. Эти условия предполагают процесса. У среднего профессионального образова- наличие традиционных наглядных пособий и специ- ния, как правило, есть значительный разрыв между альных средств и приемов, активизирующих работу техническим и эстетическим образованием уча- зрения на продуктивные результаты» [5]. щихся. По этой причине важно скорректировать ме- тодическое сопровождение технических дисциплин Основной формой аудиторной работы являются с целью фокусировки внимания на конкретной за- лекции. Для повышения мобильности студентов в даче по получению и выделению составных эстети- колледже и экономии времени рекомендуется прово- ческих частей из окружающей природной среды [4]. дить презентации лекций на электронных носителях. Несомненным достоинством лекций-презентаций яв- Поэтому при целенаправленном формировании ляется отсутствие мела и тряпок, четкость изображе- графической культуры студента необходимо учиты- ний и надписей, возможность вернуться к предыду- вать все ее структурные компоненты и обеспечивать щим слайдам и восстановить утраченный материал. В ее развитие с учетом современных учебно-произ- качестве недостатков можно отметить возможность водственных условий. выхода оборудования из строя во время лекций, от- ражения в яркую погоду, трудности со считыванием Стремительное распространение высоких тех- графической информации с экрана и копированием нологий привело к трансформации содержания те- ее в блокноте. кущей деятельности программиста, что в свою 9

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Лямина А.А. Графический язык – язык межнационального общения: Материалы для XI региона. Технологии. конф. \"Университетская наука - Северный Кавказ\". Т. 2. Ставрополь: СевКавГТУ, 2007. 168 с. 2. Пермякова М.Ю. Характеристика понятия «Функциональнографическая грамотность обучающихся» // Мир науки, культуры, образования. №6. 2012. С. 28-31. 3. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебник. разрешение. Издание третье, св. СПб.: Изда- тельство «Лань», 2007. 368 страниц. 4. Темербекова А.А., Чугунова И.В., Байгонакова Г.А. Технология диагностики графической культуры обуча- ющихся // Мир науки, культуры, -образования. №5. 2012. С. 47-50. 5. Шеховцова Д.Н. Визуализация математических знаний с помощью компьютерных технологий // Вестн. объем. Государственный пед. Университет 2010, Выпуск 10. С. 99-103. 10

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ Герц Жасмина Викторовна PhD, доцент, «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства» Национальный исследовательский университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Асланов Ильхом Мухибуллаевич ст. преподаватель, «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства» Национальный исследовательский университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] GEOINFORMATIONAL MONITORING OF LAND USE CHANGE ON THE EXAMPLE OF THE FERGANA VALLEY Jasmina Gerts PhD, Associate Professor, \"Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers\" National Research University Republic of Uzbekistan, Tashkent Ilhom Aslanov Senior Lecturer, \"Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers\" National Research University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ С увеличением населения на планете идёт процесс повсеместной деградации земель (опустынивания, забо- лачивания, эрозии почв, разрушения естественных угодий и т.д.). Проблема роста населения является актуальной для многих Центральноазиатских стран, в связи с чем мониторинг и своевременная оценка ситуации являются необходимой составляющей процесса инвентаризации состояния землепользования. Применение ГИС техноло- гий позволяет своевременно и наиболее точно определить подобного рода изменения. В работе проведена оценка изменений типов землепользования в части Ферганской долины по спутниковым снимкам Ландсат в период с 2009 по 2021 г. В результате обнаружено, что за данный период наиболее резкие изменения отражают увеличение площадей населенных пунктов за счет сокращения сельскохозяйственных участков. ABSTRACT With an increase in the population on the planet, there is a process of widespread land degradation (desertification, waterlogging, soil erosion, destruction of natural lands, etc.). The problem of population growth is relevant for many Central Asian countries, in connection with which monitoring and timely assessment of the situation are a necessary component of the process of inventorying the state of land use. The use of GIS technologies allows timely and most accurate determination of such changes. The paper assessed changes in land use types in a part of the Fergana Valley using Landsat satellite images in the period from 2009 to 2021. As a result, it was found that over this period, the most dramatic changes reflect an increase in the areas of settlements due to the reduction of agricultural plots. Ключевые слова: дистанционное зондирование, землепользование, мониторинг, Узбекистан, геоинформацион- ные системы. Keywords: remote sensing, land use, monitoring, Uzbekistan, geoinformation systems. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Герц Ж.В., Асланов И.М. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ИЗМЕ- НЕНИЯ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ФЕРГАНСКОЙ ДОЛИНЫ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14264

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. По прогнозам Продовольственной и сельскохозяй- В качестве объекта исследования была выбрана ственной организации ООН к 2050 году население часть Ферганской долины, расположенная на терри- мира вырастет почти до 10 миллиардов человек, что тории Республики Узбекистан, включающая три об- увеличит спрос на сельскохозяйственную продук- ласти, а именно Ферганскую, Наманганскую и цию – при сценарии умеренного экономического ро- Андижанскую [4, c.10]. Непосредственно в Ферган- ста – примерно на 50 процентов по сравнению с 2013 ской долине расположены самые густонаселенные годом [ФАО, 2017]. Люди используют землю для поселения и согласно статистическим данным здесь производства продовольствия, энергии, воды, и в проживает треть граждан государства Узбекистан. связи с этим, такие факторы как урбанизация и ан- Основная часть жителей, как и прежде, занята в тропогенная деятельность существенно влияют на сельском хозяйстве. Орошаемые земли возделаны ее характеристики [5, c. 18,]. Изменения в почвен- под посевы хлопчатника, и риса, в предгорьях рас- ном покрове отражают развитие социальных, при- положены богарные пашни зерновых культур, мно- родных и экологических процессов. В связи с этим, гочисленные сады, огороды, бахчи и виноградники, для принятия экономически и экологически обосно- участки пустынных равнин служат для круглогодич- ванных решений необходимо оперативное, своевре- ного выпаса скота. менное управление информацией. Данные дистан- ционного зондирования содержат массивные, Спутниковые снимки LANDSAT, загруженные энерго и трудосберегающие данные, позволяющие с веб-сайта Геологической службы США оценить вопросы изменения земного покрова и ре- (http://earthexplorer.usgs.gov) за 2009 (TM5) и 2021 шения вышеуказанных вопросов с наименьшими (OLI8) года. Спутниковые снимки были геометриче- усилиями. ски скорректированы и получены в стандартной проекционной системе (UTM, исходные данные WGS84). Рисунок 1. Изучаемая территория Данные собраны за период с 30 июня по 15 лица 1). По необходимости проведена геометриче- июля, в связи с наименьшей облачностью и полным ская и атмосферная коррекция по методу самого отсутствием осадков в данный период. Для получе- темного пикселя, применены фильтры (медианный ния изображения, полностью покрывающего иссле- и Лапласа) для повышения четкости изображения и дуемою территорию, составлена мозаика из четырёх снижения шумовых эффектов [2, c.8]. Далее при по- последовательных изображений для каждого года мощи функции Clip (обрезка) были ограничены эле- рядов (path) 152 и 153 и колонок (row) 31 и 32. (таб- менты массива указанными границами необходимых значений [3, c. 10]. Таблица 1. Детализация используемых изображений. 2009 Сцена 1 Сцена 2 Сцена 3 Сцена 4 2021 152/031 152/032 153/031 153/032 Июль 15 Июль 15 Июль 6 Июль 6 Июнь 30 Июнь 30 Июль 7 Июль 7 Классификация была проведена на основе ме- точности [1, c. 6, 6, c. 50,]. Метод спектральной кор- тода спектральной корреляции, позволяющего полу- реляции сравнивает спектр изображения с индиви- чить результат с наибольшим процентом общей дуальными спектрами обучающих полигонов. 12

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Алгоритм определяет подобие между спектрами, Обработка изображений и ГИС анализ были вы- вычисляя «угол отклонения» между ними при этом полнены с использованием программного обеспече- обрабатывая их как векторы в пространстве с раз- ния Erdas Imagine 2014 и ArcGIS 10.6.1. Составлены мерностью равной числу спектральных полос (n). композиции ложных цветов с использованием ближ- неинфракрасного, красного и зеленого диапазонов (4,3,2 для Ландсат ТМ и 5,4,3 для Ландсат OLI) (рис. 2) Рисунок 2. Откорректированные изображения в ложной комбинации цвета (2009 слева и 2021 справа) В результате классификации спутниковых изоб- (желтый), растительный покров (зеленый), населен- ражений получены карты землепользования, вклю- ные пункты (розовый), снег, облака (белый) (рису- чающие 5 основных классов, таких как вода (синий нок 3). цвет), непокрытая растительностью территория Рисунок 3. Карты землепользования (2009 слева, 2021 справа) Проанализирована карта разности, созданная с В период с 2009 по 2021 год в районе Ферган- помощью Model Maker при вычитании одной карты ской долины анализ изменений в почвенном по- от другой. Выявлены участки, на которых наиболее крове показал, что сокращение посевных площадей наглядно произошли существенные изменения (ри- вызвано их преобразованием в населенные пункты. сунок 4). Заселенные территории увеличились в 1,27 раза за исследуемый период. 13

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 4. Карта разности за период 2009 – 2021 года Согласно статистическим данным и отчёту Гос- 35,27 миллиона человек. Постоянный прирост насе- ударственного комитета по статистике о демографи- ления в Республике приводит к увеличению заселен- ческой ситуации в стране, численность постоянного ных территорий за счет сельскохозяйственных населения Узбекистана по сравнению с 2020 годом территорий. Динамика изменений имеет ярко выра- увеличилась на 712,4 тысячи, или 2,1%, и составила женный положительный характер, что отчётливо видно при изучении космических снимков Ландсат. Список литературы: 1. Герц Ж. В, Пулатов А.С. Сравнение методов классификации космических снимков Ландсат на примере АВП Соф Оқ Олтин // Irrigartsiya va melioratsiya, Ташкент, 2017.- №1(7), C 5-8. 2. Пулатов А.С, Герц Ж.В. Применение фильтров дистанционного зондирования земли с целью улучшения ка- чества снимков на примере Сырдарьинской области (Узбекистан) // Экологическое обозрение, Ташкент, 2014.- №10 (162), C. 7-9. 3. Aslanov I. et al., Applying remote sensing techniques to monitor green areas in Tashkent Uzbekistan // E3S Web Conf., voёl. 258, pр. 04-012, May 2021, doi: 10.1051/e3sconf/202125804012. 4. Aslanov I. et al., Evaluation of soil salinity level through using Landsat-8 OLI in Central Fergana valley, Uzbekistan // E3S Web Conf., vol. 258, p. 03012, May 2021, doi: 10.1051/e3sconf/202125803012. 5. Dubertret F., Tourneau F. Le, Villarreal M.L., and Norman L.M., Monitoring Annual Land Use / Land Cover Change in the Tucson Metropolitan Area with Google Earth Engine ( 1986 – 2020 ), pp. 1–22, 2022. 6. Gerts J., Juliev M., Pulatov A., Multi-temporal Monitoring of Cotton Growth through the Vegetation Profile Classi- fication for Tashkent Province, Uzbekistan // GeoScape 14 (1), 2020, рp. 47-54. 14

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14304 ГЕОПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ РАССЕЛЕНИЯ УЗБЕКИСТАНА Гулямова Лола Хаджи-Акбаровна проф., канд. геогр. наук, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] GEOSPATIAL STUDY OF THE FUNCTIONING OF THE SYSTEM OF DISTRIBUTION OF POPULATION IN UZBEKISTAN Lola Gulyamova Prof., candidate of Geographical Sciences, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются методы и инструменты пространственного анализа с целью исследования функци- онирования систем расселения Узбекистана. Анализ функционирования по геоизображениям предполагает вы- явление пространственной упорядоченности элементов систем, являющейся индикатором особенностей функционирования системы. Предлагается термин «Образ расселения» как совокупность знаний о расселении, полученных в результате анализа, обработки геоизображений и генерации пространственных знаний, который носит отпечаток представлений в каждом из аспектов изучения расселения. Источниками данных для анализа пространственных особенностей функционирования систем расселения являются данные Госкомстата Респуб- лики Узбекистан, тематических карт и материалов полевых исследований, которые использовались для форми- рования базы данных в ГИС и анализа. ABSTRACT The article discusses the methods and tools of spatial analysis in order to study the functioning of the settlement systems of Uzbekistan. The analysis of functioning by geoimages involves the identification of the spatial ordering of the elements of systems, which is an indicator of the features of the functioning of the system. The term \"Image of settlement\" is proposed as a set of knowledge about settlement obtained because of analysis, processing of geoimages and generation of spatial knowledge, which bears the imprint of ideas in each of the aspects of the study of settlement. Data sources for the analysis of the spatial features of the functioning of settlement systems are the data of the State Statistics Committee of the Republic of Uzbekistan, thematic maps, and field research materials, which were used to form a database in GIS and analysis. Ключевые слова: пространственный анализ, ГИС, функционирование, системы расселения Узбекистан. Keywords: spatial analysis, GIS, functioning, settlement systems Uzbekistan. ________________________________________________________________________________________________ Введение центров расселения, изучению территориальной В статье с точки зрения геопространственных ис- структуры и потоков между элементами систем, за- следований рассматривается ряд вопросов, касаю- кономерностей их формирования. щихся выбора приёмов и методов анализа и интерпретации геоизображений. В качестве предмета Материалы и методы исследования принята пространственная упорядочен- Для изучения функционирования систем рассе- ность элементов системы. Задача сводится к определе- ления использованы материалы официальной стати- нию характеристик геоизображений, наиболее полно стики о населении, перевозках пассажиров, а также отражающих относительно неизменную, устойчивую, материалы полевых обследований, проведенных в закономерную часть внутрисистемных отношений. разных областях Узбекистана. Тематические карты Принято, что функционирование систем расселения использованы для извлечения в абстрагированной характеризуется той ролью, которую играет элемент форме данных о мощности, направлении и струк- системы по отношению к другим. Цель исследова- туре потоков. По топографическим картам, матери- ния сводится к определению границ и зон влияния алам дистанционного зондирования извлекаются __________________________ Библиографическое описание: Гулямова Л.Х. ГЕОПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИО- НИРОВАНИЯ СИСТЕМ РАССЕЛЕНИЯ УЗБЕКИСТАНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14304

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. данные о ширине дорожного полотна, типе покры- Хёгерстранда [1;2;3;4;5;6] представляет собой под- тия и других технических характеристиках. Сов- ход к поиску закономерностей циклов жизнедея- местное их использование, нацеленное на изучение тельности является по существу переходом от потенциальных и реальных потоков, позволяет изу- двумерного к трёхмерному пространству. Система чить процесс с разных позиций. Цель анализа гео- расселения преобразуется в поле, характеризуемое изображения заключается в выявлении границ зон неоднородной плотностью показателей. Простран- влияния на основе сопоставления потоков вдоль ственно-временной подход, связанный с процессом транспортных сетей. «функционирования систем расселения ритмиче- ски-колебательными изменениями среды обитания Отличительной особенностью развития систем и жизнедеятельности» [7.с.36] характеризует и про- расселения является их инерционность, выражаемая странственную мобильность человека. в некотором запаздывании её реакции на внешние воздействия. Это выражается в том, что морфологи- Анализ функционирования по геоизображениям ческие характеристики могут отражать предыдущие предполагает выявление устойчивых временных и состояния. Особенно примечательна эта черта для пространственных параметров передвижения насе- аридной зоны Узбекистана, имеющий атрибуты пре- ления, грузов, информации. Их пространственная обладания присущих сельской местности (рураль- упорядоченность является индикатором особенно- ных) процессов в планировочной структуре стей функционирования системы. Образ расселе- поселений и в формировании систем. Передвижение ния (рис.1) выступает как совокупность знаний о людей в процессе жизнедеятельности, выражаемые расселении, полученных в результате анализа, обра- суточными, недельными и другими периодическими ботки геоизображений и генерации пространствен- циклами, требуют анализа пространственных харак- ных знаний (рис.1). Он носит отпечаток представлений теристик динамики. Пространственно-временной в каждом из аспектов изучения расселения. Не вся анализ благодаря исследованиям, проводимым информация, полученная при чтении карты, состоит Лундской группой по социально-географическим из изображения [8]. Возникающие мысленные об- процессам и системному анализу под руководством разы и их графические образы не тождественны друг другу. Онтологическая Составляющая Хронологическая ОБРАЗ Хорологическая Составляющая РАССЕЛЕНИЯ Составляющая Рисунок 1. Составляющие «Образа расселения» Полнота информации, используемой для ана- свойств и рисунка расселения (рис.2). Разные об- лиза, определяет качественные и количественные разы возникают в результате анализа аналоговых и характеристики образа расселения. Формирование цифровых геоизображений. образа расселения представляет собой многоэтап- ный процесс анализа метрических, топологический Рисунок 2. Процесс формирования образа расселения на основе анализа метрических и топологических свойств изображения сетей расселения Анализ серии изображений или ряда показате- Полученные результаты лей изображения создаёт сложные образы, передавае- Для изучения функционирования использован мые обобщёнными показателями. Учёт простейших опыт создания карт пассажирских и грузовых пото- характеристик или многопараметрических отношений ков, накопленный в процессе создания комплексных влияют на формирование образа расселения. научно-справочных атласов, отличающихся просто- 16

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. той содержания, обеспечивающая изучение передви- одному из параметров взаимосвязей или по ком- жений из одной точки в другую (9). При переходе от плексу показателей взаимодействия. дискретных (карт пассажирских и грузовых перево- зок) к непрерывным картографическим изображе- Установлено, что методы анализа геоизображе- ниям созданы карты полей (зон влияния центров ний, исходя из вышеизложенного, подразделяются расселения, их транспортно-географического на две группы: 1) методы, предназначенные для изу- положения и т. п.), характеризующие территорию по чения метрики; и 2) методы, предназначенные для изучения топологии (рис.3). методы, •исследования морфологии сети предназначенные •приёмы преобразования метрики пространства для изучения метрики методы, •анализ размеров зон влияния, и их конфигурации предназначенные •определение показателей, характеризующих связность сети, транспортно-географическое для изучения положение пунктов топологии Рисунок 3. Методы пространственных исследований функционирования систем расселения Процесс исследования состоит из нескольких этапов (рис.4) и является циклическим и итератив- ным. Рисунок 4. Исследование функционирования центров систем расселения является Эти статистические поверхности строятся с учё- ошибки, однако исследователями (13;14) показано, том минимальных изолинейных интервалов в соот- что точность по мере увеличения объёма выборки ветствии с назначением и масштабом создаваемых увеличивается в небольшой степени. Показатель карт. Точность средних значений для построения степени функции изменения точности построения изолиний зависит от точности измерений и про- поверхности тем меньше, чем более сглажена эта по- странственного распределения данных, вида интер- верхность. полирования, пространственной автокорреляции (11). Как показывает (12), процедура построения по- Различные приёмы моделирования удалённости верхности, основанная на интерполяции средних от путей сообщения в метрической, временной, сто- значений вдоль профилей по восьми направлениям имостной и им подобных системах мер и построения цифровой модели местности, уменьшает площадные эквидистантных статистических поверхностей с 17

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. учётом качества сообщения, скорости передвиже- ляется многостадийном процессом (рис.5), включа- ния используются для характеристики транспортно- ющем пространственный анализ размещения центра географического положения территории. Изучение расселения, зон влияния и совмещения центров раз- территориальной структуры системы расселения яв- ного уровня. Используются исходные изображения, характеризующие базовое понятие «расстояние». Рисунок 5. Пространственный анализ функционирования систем расселения Использование аппарата теории графов для ана- они равны 0. обозначает центральность лиза морфологии сетей и их эволюции (18;19), а узла i также других топологических методов разработки картографических изображений (20) показывают, Элемент в позиции (i, j) матрицы Ak отражает об- что к исходным изображениям не предъявляются щее число соединений степени k между узлами i и j. высокие требования к их метрической точности. Оценка удалённости от центра расселения, иначе го- Индекс Шимбеля [28] – это анализ топологиче- воря положения поселения, при помощи теории гра- ской сети, который ограничивается кратчайшими фов сводится к определению различных показателей, маршрутами между узлами. Вместо того, чтобы про- характеризующих связность сети, транспортно-гео- верять все шаги между i и j, исследуется только ко- графическое положение пунктов. Как известно, се- личество шагов кратчайшего маршрута между i и j. тевой анализ обеспечивает выявление структуры Алгоритмы нахождения кратчайшего пути на графе географических явлений, и это обстоятельство опре- применяются для нахождения путей между физиче- деляет характер пространственных исследований в скими объектами на таких картографических серви- этом направлении. Исследование топологической сах, как карты Google* или Open Street Map. структуры обладает таким важным преимуществом, как возможность оценки в формализованном виде Ниже приводятся сведения о вычислении ин- конфигурации сетей, связывающих населённые декса Шимбела, когда L является не чем иным, как пункты. одним из способов получения величины - Для анализа изображения с целью изучения ре- альных и потенциальных связей между поселениями кратчайшего пути из i в N, имеющего проме- целесообразно воспользоваться известными методи- ками расчётов связности графа, меры обеспеченно- жуточный узел. сти пункта транспортными связями, индекса оптимальной связности, индекса доступности и др. Действительно, возведение матрицы L в r-ю сте- (19; 21). Эти характеристики, рассчитываемые для каждого поселения, дают представление о его до- пень можно рассматривать как последовательное (г — ступности, выгодности положения в системе поселе- ний, в том числе с учётом иерархичности их 1) - кратное умножение матрицы L саму на себя: положения, позволяют оценить транспортно-геогра- фическое положение большой территории. Это даёт . возможность построить статистическую поверх- В случае если является элементом i строки х ность и обеспечивает корректность переходя от дис- кретного изображения к непрерывному. Из столбца матрицы L, а -элементом х строки j популярных методов вычисления меры центрально- сти – метод по Кацу [22], когда принимается во вни- столбца матрицы , то по обычным правилам мание общее число маршрутов между парой действующих объектов. В этом случае матрица смежности сети состоит из элементов , кото- рые являются переменными и принимают значение умножения матриц элемент i строки и j столбца , матрицы будет равен: 1, если узел i связан с узлом j. В противном случае 18

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. С учетом операций, введенных Шимбелом, вы- . ражение запишется следующим образом: , или в сокращенном виде Алгоритм вычисления аналогичен определению пространственные характеристики функционирования связности: систем расселения. Применение методов теории гра- фов для оценки связности сети позволяет анализиро- 1. Матрица умножается сама на себя; вать сеть поселений и оценить различные 2. Записываются новые ненулевые ячейки характеристики транспортной доступности. (диады); 3. В эти ячейки заносится произведение мат- Обсуждение рицы; Анализ морфологического строения транспортной 4. Новая матрица добавляется к исходной. сети путём расчленения её конфигурации на элементы 5. Процесс продолжается до тех пор, пока все служит основой выделения систем расселения и позво- нулевые ячейки не будут удалены. ляет оценить степень их топологической сложности. Индекс Шимбеля является лучшей мерой отно- Уже на этом этапе определяются границы и зоны вли- сительной доступности, так как он измеряет кратчай- яния центров расселения, формируемых в тесной связи ший топологический маршрут. Связность является с территориальной структурой транспортной сети. лучшим показателем ситуации внутри сети из-за того, Очевидно, чем сложнее конфигурация сети, богаче что измеряется общее количество связей независимо набор структурно-морфологических компонентов, тем от топологического или реального расстояния. Число больше потенциал взаимодействия и шире зона влия- ребер к числу вершин является самым простым пока- ния. зателем меры связности графа – сети поселений, и этот Своеобразие конфигурации транспортной сети Уз- показатель обозначается β – индексом. Каждое ребро бекистана, обусловленное природными и социаль- характеризуется длиной, расстоянием между верши- ными факторами, лимитирует разнообразие прост- нами. Замкнутые ребра – циклы свидетельствуют о ранственных взаимоотношений и не позволяет полно- большей связности поселений и большем количе- стью реализовать потенциал территории. И не слу- стве вариантов связей между ними. Отношение ко- чайно диспропорциональное развитие транспортного личества циклов в графе к максимально возможному комплекса, и преобладание перевозок на дальние рас- количеству циклов α – индекс характеризует нереа- стояния присутствует именно на автотранспорте. Так лизованные возможности взаимодействия поселе- подтверждается мысль [24; 25] о том, что начертание ний. Эти показатели связности служат основой для сети есть ресурс социально-экономического развития моделирования взаимодействия отдельных зон рас- территории. Морфологическое строение транспортной селения. Анализ рисунка транспортной сети по гео- сети вызывает эффект сжатия метрики пространства в изображениям показывает, что сформировавшаяся районах, где сеть развита в большей степени. Метрика на территории Узбекистан транспортная сеть отли- систем расселения определяется топологией связыва- чается простой топологической структурой. При ющих поселения магистралей, что и определяет кон- этом сеть автодорог сложнее, чем железных. Анализ фигурацию границ зон тяготения. Для определения развития транспортного комплекса [23] показывает, размерности зон влияния в зависимости от топологии что развитие железнодорожного транспорта не удо- и метрики необходимо оперирование такими поняти- влетворяет в полной мере потребностям народного ями, как удалённость, доступность, интегрально- хозяйства. Общее в тенденции к упорядоченности транспортная доступность. Построение на основе ба- пространственной структуры, выбора оптимального зовых карт моделей транспортной доступности во вре- уровня связности в конкретных природных и соци- менных показателях, транспортных издержек - в ально-экономических условиях для разных геоси- стоимостных, социального расстояния – в показателях стем, определяет многоплановость интерпретации уровня жизни населения и т. д.- формирует образ рас- результатов моделирования на основе теории гра- селения с учётом всех его составляющих. фов. Например, картографирование индекса доступно- сти и мер связности позволяет оценить 19

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 5. Фрагмент модели потенциала поля расселения Ташкентской агломерации Для характеристики пространственного взаимо- процессом урбанизации. Так, отчётливо проявля- действия составлена модель потенциала поля рассе- ется формирование агломерации второго порядка с ления, рассчитанного для 130 зон (рис.5). Размер и ядром в городе Чирчик, локальных систем расселе- положение зон определяется нормативом средней ния с центрами в Чиназе, Буке, «узлы-противовесы» доступности путей сообщения. В качестве центров в Ангрене, Алмалыке, Бекабаде. Расчёт индекса до- зон приняты низовые центры расселения. Значи- ступности и связности основан на матричном ме- тельные колебания показателей густоты поселений, тоде, размерность матрицы смежности определена средней людности являются причиной существен- количеством магистралей и числом пересечений, ного размаха количественных значений потенциала принятых за вершины графов (рис.6). Он был зало- поля расселения. Псевдоизолинии являются грани- жен в основу характеристики территории по уровню цами агломераций, поясов спутников, периферий- развития отдельных видов транспорта. С его помо- ного пояса, «узлов противовесов» локальных систем щью выявляются районы, находящиеся при прочих расселения, периферии, не затронутой интенсивным равных условиях в невыгодном транспортно-геогра- фическом положении. 20

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 6. Совмещение моделей транспортной доступности и потенциала поля расселения Конфигурация зон и их размер характеризуются по любым из геоизображений. Для выполнения дан- не только центральностью положения районов, ра- ной операции использование крупномасштабных диальностью расположения дорог, но и циклично- изображений с высоким разрешением обеспечит не- стью сети. Поэтому не все районы, находящиеся на обходимую точность. Исследование же морфологии равном расстоянии от центра, имеют равные усло- сетей не требует метрической точности, достаточно вия связности и доступности. Понижение этих пока- использование геоизображений среднего и мелкого зателей к периферии, особенно в районах, для масштабов с невысоким разрешением. Исследова- которых характерно повышенное значение плотно- ние функционирования центров систем расселения сти населения, густоты объектов приложения труда, на республиканском уровне следует начинать с ана- указывает на несоответствие уровня развития сети лиза мелкомасштабных геоизображений для выяв- пассажирского транспорта расселению населения. ления общих закономерностей и характерных особенностей процесса. В зависимости от конфигу- Вывод рации сети и территориальной структуры выбира- На характер территориальных взаимоотноше- ются приёмы анализа и переход «от общего к ний в системах расселения большое влияние оказы- частному» осуществляется постепенным усложне- вают топологические свойства пространства. Поэтому нием аппарата исследования. В условиях простран- рисунок расселения и при исследовании функцио- ственной неоднородности, характерной для нирования является объектом самого пристального Узбекистана, особый смысл приобретает использо- внимания для изучения метрических и топологиче- вание аппарата теории графов для оценки террито- ских свойств сетей расселения по их геоизображе- рии. Неоднородность поверхности вызывает ниям, которые как модели отражают эти свойства и изменения в конфигурации сети и определяет харак- различные аспекты функционирования. Такие инди- тер сочленения её отдельных звеньев. С позиции каторы, как мощность, направление и ритмичность этого подхода оценка роли каждого из поселений, связей позволяют оценить территорию влияния. Ди- отдельных зон в городе, в формировании отношений намическая устойчивость размеров зон влияния цен- в системе расселения проводится на основе анализа тров расселения выдвигает на первый план требование топологических свойств изображения. Использование исследования морфологии сети. Это обстоятельство этого метода для оценки транспортной доступности, служит причиной использования при изучении по- привлекательности, определения мер связности в тес- токов приёмов преобразования метрики простран- ной связи с анализом рисунка изображения позво- ства и перехода к другим его измерениям. Объек- ляет давать разнообразные оценки территории. Чем тивные и субъективные причины, оказывающие вли- выше уровень развития систем и подсистем, тем яние на скорость передвижений, определяют, в свою компактнее форма, структура рисунка сети, совер- очередь, и размеры зон влияния, и их конфигура- шающих переход от «отрезка-к цепочке-дереву-за- цию. В частности, измерение расстояния между по- мкнутому контуру». Однако, не менее важное селениями, как основа для определения размеров значение при исследовании функционирования систем зон влияния центров расселения и вычисления ско- расселения имеет анализ конфигурации, формы и дру- рости передвижения между ними, можно проводить 21

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. гих геометрических свойств сетей. В этом случае топо- *(По требованию Роскомнадзора информируем, логические свойства изображений играют большую что иностранное лицо, владеющее информацион- роль по сравнению с их метрическими свойствами. По- ными ресурсами Google является нарушителем за- этому особый интерес представляет картографирова- конодательства Российской Федерации – прим. ние результатов интерпретации топологии прост- ред). ранства по геоизображениям. References: 1. Hägerstrand, T. 1952 The propagation of innovation waves>>Lund Studies in Geography B, Human Geography, Vol.4 pp.3-19, 1952. 2. Gilbert, E.W. 1958, <<Pioneer Maps of Health and Disease in England>>The Geographical Journal, Vol.124 No2, pp.172-83, June 1958. 3. Hägerstrand, T. 1967, Innovation Diffusion As a Spatial Process, (G. Haag), A. Pred (Eds.), Chicago-IL-USA:Uni- versity of Chicago Press, June 1967. 4. Tobler, W.R. 1970, <<A Computer Movie Simulating Urban Growth in the Detroit Region>>Economic Geography, Vol.46 No. Supplement, pp.234-40, June 1970.doi:10.2307/143141. 5. Hägerstrand, T. 1970, <<What about People in Regional Science?>>Papers in Regional Science, Vol.24 No.1, pp.7- 24, January 1970. doi:10.1111/j.1435-5597.1970.) tb01464.x. 6. An Annotated Bibliography on Spatio-temporal Modelling Trends (2017) International Journal of Earth & Environ- mental Sciences.2. 135 Int J Earth Environ Sci 2017, 2: 135 https://doi.org/10.15344/2456-351X/2017/135. 7. Петров Н.В. Морфологический анализ в геоурбанистике (исследования пространственной структуры урба- нистических форм) М. 1987. 8. Gold, 1990: The Geography of Transport Systems. Jean-Paul Rodrigue 2020. 9. Cyganiak N. Auto Maps Computer Map Design. 1987 // The American Cartographer, vol.14, No 3- 269-270 p.p. 10. Mac Eachren A.M., Ganter J.H. A Pattern Identification Approach to Carographic Visualization, 1987 // Cartograph- ica, vol.27, No 2- 64-91 p.p. 11. Ilana D., Yoeli M. Self-Timed is Self-Checking. Journal of Electronic Testing. 1997. 6.10.1007/BF00993088. 12. Acherman F. Experimental Investigation into the Accuracy of Contouring 1987 // Proceedings of the Digital Terrain Models (DTM) Symposium. 13. Ayen O.O. Optimum sampling for Digital Terrian Models : A Trend Towards Automation 1982 // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. Vol.48, 1687-1694 p.p. 14. Тархов С.А. Транспортная освоенность территории 2018 // Вестник Московского университета. Серия 5: Гео- графия, № 2. – с.5-26. 15. Топчиев А.Г. Пространственная организация географических комплексов и систем. 1987. Киев - Одесса: Вища школа. – 187 с. 16. Суворов А.К. Топологические методы разработки картографических изображений. 1987. М.: ИГАН СССР. – 209 с. 17. Голиков А.П., Черванев И.Г., Трофимов А.М. Математические методы в географии. 1986. 18. Katz L. A New Status Index Derived from Sociometric Index // Psychometrika. — 1953. 19. Shimbel, Alfonso. Structural parameters of communication networks // Bulletin of Mathematical Biophysics. — 1953. — Т. 15, № 4. — С. 501—507. — doi:10.1007/BF02476438. 20. Гулямова Л. (1985) Картографо-аэрокосмический метод исследования расселения населения Узбекистана. Ташкент: «Университет». 21. Бугроменко В.Н. Современная география транспорта и транспортная доступность // Изв. РАН. Сер. геогр. 2010. № 4. С. 7–16; Бугроменко В.Н. Транспорт в территориальных системах. М.: Наука, 1987. 112 с. 22. Неретин и др. Транспортная связность и освоенность восточных регионов России // Изв. РАН. Сер. геогр. 2019, № 6, с. 35–52. 22

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14231 ТЕКТОЛОГИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ (С УТОЧНЕНИЯМИ И ДОПОЛНЕНИЯМИ) Катульский Август Александрович инженер радиосвязи, РФ, г. Москва E-mail: [email protected] TECTOLOGICAL FUNCTION (WITH CLARIFICATIONS AND ADDITIONS) August Katulsky Engineer radio, Russia, Moscow АННОТАЦИЯ Практика раскрытия структур потенциалов предметов и их анализ привели к необходимости уточнения тек- тологической функции. ABSTRACT The practice of revealing the structures of the potentials of objects and their analysis led to the need to clarify the tectological function. Ключевые слова: Тектологическая функция, структура, эффективность, модель. Keywords: tectological function; structure; effectiveness; model. ________________________________________________________________________________________________ Понимая под предметом имеющее определен- где n – количество элементов потенциала пред- ные свойства, одушевленное и неодушевленное, ма- мета, териальное (неорганической природы и живое), абстрактное, материально-абстрактное, любое из m – количество потенциалов (коэффициентов) того, что нас окружает, что нами создается, что слу- взаимозависимости fj всех пар элементов, жит объектом или источником какой-либо деятель- ности, какого-либо состояния или отношения, что Ui – потенциал i-го элемента структуры потен- служит содержанием мысли, речи, а под потенциа- циала предмета. лом предмета — величину способности предмета выполнять заданные функции, соответствовать сво- Если элементы предмета определяются дру- ему предназначению, степень возможного проявления гими элементами, а те своими и так далее не- какого-либо действия, первое правило тектологиче- сколько раз, и все они отвечают изложенному ской функции [1] (Правило I): Если предмет может выше правилу, то потенциал такого предмета быть полностью и непосредственно определен при отсутствии внешнего воздействия окружаю- (описан, охарактеризован) несколькими элемен- щей среды на него равен произведениям потенци- тами (свойствами, характеристиками), увеличе- алов элементов (Uk.i), завершающих раскрытие ние потенциала (величины) каждого из которых структуры потенциала предмета, и коэффициен- ведет к увеличению потенциала предмета, а тов взаимозависимости fj всех пар элементов всех стремление к нулю – лишает его смысла, предна- уровней структуры потенциала предмета значения, обращает в нуль, то потенциал пред- мета при отсутствии внешнего воздействия nу.к. mc окружающей среды на него равен произведению потенциалов элементов его структуры и коэффи-  U0 = ( Uk.i ) ( f j ), (2) циентов взаимозависимости всех пар этих эле- ментов i=1 j =1 nm (1) где nу.к. – количество элементов, завершающих раскрытие всех ветвей структуры потенциала пред-  U0 = ( Ui ) ( f j ) , мета U0 и отвечающих требованиям правила I, i=1 j=1 Uk.i – потенциал i-го элемента, завершающего раскрытие структуры потенциала предмета; mc – количество коэффициентов взаимозависи- мости fj всех пар элементов всех уровней структуры потенциала предмета, равное числу сочетаний по 2, то есть mc = nс! / 2! (nс-2)!. Коэффициенты fj безраз- мерны и имеют величины в интервале от единицы __________________________ Библиографическое описание: Катульский А.А. ТЕКТОЛОГИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ (С УТОЧНЕНИЯМИ И ДОПОЛНЕНИЯМИ) // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14231

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. (при отсутствии взаимозависимости элементов) и до сти элементов не требуют обеспечения их ресур- нуля (при полной взаимозависимости элементов). сами и поэтому при расчете оптимального рас- Все они входят в число nу.к.. пределения ресурсов не входят в число nу.к.. Если в структурах потенциалов предметов находятся Второе правило тектологической функции элементы, выражающие количество однотипных (Правило II): Если предмет может быть полно- элементов с одинаковой размерностью, то nу.к. стью и непосредственно определен (описан, оха- необходимо увеличить на эти количества. рактеризован) несколькими элементами (свойст- вами, характеристиками) (Uk) с одинаковой раз- Потенциал предмета, равный произведению мерностью, увеличение потенциала (величины) сомножителей выражения (2), подобен прочности каждого из которых ведет к увеличению потен- физической цепи, определяемой прочностью сла- циала (величины) предмета, а стремление к нулю бейшего ее звена! Наивысшая эффективность ис- уменьшению потенциала предмета не меняя его пользования ресурсов, обеспечивающих жизненный смысл, предназначение и не обращению потенци- цикл предмета, таким образом, имеет место, когда ала предмета в нуль, то потенциал такого пред- все элементы выражения (2), завершающие раскры- мета (U0), при отсутствии внешнего воздействия тие структуры потенциала предмета U0 будут иметь окружающей среды на него, равен сумме произ- одинаковую стоимость. В этом случае достигается ведений потенциалов всех его элементов Uk, наивысшее соотношение качества (потенциала) умноженной на произведение коэффициентов предмета к средствам, обеспечивающим жизненный взаимозависимости всех пар элементов потенци- цикл предмета, а отклонения от указанного распре- ала предмета, деления ресурсов приводит к падению эффективно- сти использования ресурсов. nc mc (3) Обычно величина потенциала предмета зависит  U0 =( U k )( f j ), от инфраструктуры предмета, жизненный цикл ко- k =1 j =1 торой обеспечивается ресурсами, являющимися или не являющимися частью ресурсов, обеспечивающих где nс – количество элементов, отвечающих тре- жизненный цикл анализируемого предмета. В струк- бованиям правила II, туре производственного предприятия, например, мы выделяем его производственные силы и их инфра- Uk.. – потенциал k – ого элемента предмета, структуру (совокупность сил разных управляющих mc – количество пар элементов всей их суммы, и обеспечивающих работу производственных сил равное числу сочетаний из nс по 2, то есть mc = nс! / органов), органично входящих в структуру предпри- ятия. Такая инфраструктура вместе с производ- 2! (nс-2)!. ственными силами в полном соответствии с третьим Величины всех потенциалов элементов струк- правилом тектологической функции участвует в оп- тимизации использования ресурсов, обеспечиваю- туры предмета, имеющие размерность, удобно вы- щих жизненный цикл предприятия. Вместе с тем ражать стоимостью их создания или приобретения. имеются не входящие в структуры предметов ин- Тогда сумма стоимостей всех таких элементов, вы- фраструктуры, например, влияющая, как правило, явленных 1-м правилом тектологической функции и нелинейно на потенциал работника политическая и завершающих раскрытие структуры потенциала экономическая обстановка в стране. предмета, равна величине, обеспечивающей жиз- ненный цикл предмета, а их произведение предста- На рисунке 1 в качестве примера раскрытия вит потенциал и размерность предмета. структуры реального предмета по правилам текто- логической функции и иллюстрации предлагаемой Третье правило тектологической функции (Пра- методики раскрытия структур потенциалов предме- вило III): Если коэффициенты ki не зависят от ве- тов, представлен фрагмент структуры потенциала личины средств, выделяемых элементам предмета, производственного предприятия. Элементы этой когда эти средства близки к оптимальной вели- структуры, выявленные первым правилом тектоло- чине, то оптимальная доля ресурсов (средств), гической функции, изображаются в прямоугольниках, выделяемых кадому элементу, завершающему а вторым правилом — в эллипсах. Предлагаемая тех- полное раскрытие каждой ветви структуры по- нология предусматривает многократное последова- тенциала предмета по первому правилу тектоло- тельное применение двух приемов. Первый прием гической функции, получается в результате раскрытия структуры потенциала предмета — выяв- деления всех средств (ресурсов), обеспечиваю- ление потенциалов содержания предмета и взаимо- щих жизненный цикл предмета, на nу.к.. Опти- зависимостей элементов его содержания. Второй мальная доля средств, выделяемых элементу прием ― выявление потенциалов элементов содер- промежуточного уровня упомянутой структуры, жания предмета по первому или второму правилу определяется как сумма средств для всех элемен- тектологической функции, выявленных первым тов, вытекающих непосредственно из данного на приемом. Далее раскрывается структура каждого ра- следующем уровне развития структуры потенци- нее выявленного элемента содержания предмета так ала предмета. Здесь ki – коэффициент пропорцио- же, как раскрывалась структура потенциала пред- нальности между потенциалом i-го элемента и мета, и так далее до момента, когда размерность эле- средствами (ресурсами) Pi, обеспечивающими его ментов станет единичной или безразмерной. создание (приобретение), использование в предмете и утилизацию. Коэффициенты взаимозависимо- 24

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Элементы формы предмета при раскрытии «формой» по своей сути взаимозависимы с элемен- структур потенциалов предметов имеют не житей- тами содержания, что противоречит философскому ское представление, а философское, когда форма представлению сути формы предмета, — взаимоза- предмета представляет собой произведение коэффи- висимости элементов содержания произведения ис- циентов взаимозависимостей элементов содержания кусства (различных приемов творца произведения, предмета. При этом взаимозависимость любой пары которые он использует для комплексного воздей- элементов имеет величину в пределах 0 ≤ f ≤ 1 и без- ствия на психическое состояние человека через раз- размерна. Элементы структуры произведений ис- личные элементы его эрудиции в разных областях кусства в житейском представлении определяемые восприятия информации). U0- U0-1 - U -0-1-1 U0-1-1-1 - Потенциал содержания сил Потенциал Потенциал Потенциал сил производства предприятия предприятия содержания производства предприятия U0-1-1-2 - Потенциал взаимозависимости предприятия элементов сил производства предприятия U -0-1-2 U0-1-2-1 - Потенциал содержания сил Потенциал сил инфраструктуры предприятия инфраструктуры U0-1-2-2 - Потенциал взаимозависимости предприятия элементов сил инфраструктуры предприятия U0-2 - Потенциал взаимозависимости элементов содержания предприятия Рисунок 1. Структура потенциала предприятия U -0-1-1-1-1 U -0-1-1-1-1-1 U0-1-1-1-1-1-1 - Потенциал сил бригады № 1 цеха № 1 Потенциал Потенциал U0-1-1-1-1-1-2 - Потенциал сил бригады № 2 цеха № 1 содержания сил цеха сил цеха № 1 U0-1-1-1-1-1-m - Потенциал сил инфраструктуры цеха № 1 №1 U0-1-1-1-1-2 - Потенциал взаимозависимости элементов сил цеха № 1 U -0-1-1-1 U -0-1-1-1-2 U -0-1-1-1-2-1 U0-1-1-1-2-1-1 - Потенциал сил бригады № 1 цеха № 2 Потенциал Потенциал Потенциал U0-1-1-1-2-1-2 - Потенциал сил бригады № 2 цеха № 2 содержания содержания сил цеха сил цеха № 2 U0-1-1-1-2-1-m - Потенциал сил инфраструктуры цеха № 2 сил №2 производства предприятия U0-1-1-1-1-2 - Потенциал взаимозависимости элементов сил цеха № 2 U0-1-1-1-2 - Потенциал сил цеха № 3 U0-1-1-1-n - Потенциал внешней инфраструктуры предприятия Рисунок 2. Структура потенциала содержания сил производства предприятия 25

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. U -0-1-1-1-1-1-1 U -0-1-1-1-1-1-1-1 U -0-1-1-1-1-1-1-1-1 U0-1-1-1-1-1-1-1-1-1 - Потенциал содержания сил Потенциал Потенциал Потенциал рабочего места № 1 бригады № 1 цеха № 1 содержания сил рабочего U0-1-1-1-1-1-1-1-1-2 - Потенциал взаимозависимости сил места № 1 элементов содержания сил рабочего места № 1 бригады № 1 сил бригады № 1 бригады № 1 цеха № 1 цеха № 1 цеха № 1 U -0-1-1-1-1-1-1-1-2 U0-1-1-1-1-1-1-1-2-1 - Потенциал содержания сил Потенциал рабочего места № s бригады № 1 цеха № 1 сил рабочего U0-1-1-1-1-1-1-1-2-2 - Потенциал взаимозависимости места № s элементов содержания сил рабочего места № s бригады № 1 цеха № 1 U0-1-1-1-1-1-1-1-3 - Потенциал сил инфраструктуры бригады №1 цеха №1 U0-1-1-1-1-1-1-2 - Потенциал взаимозависимости элементов содержания сил бригады № 1 цеха № 1 Рисунок 3. Структура потенциала сил бригады цеха U -0-1-1-1-1-1-1-1-1-1 U0-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1 - Потенциал работника рабочего места № 1 бригады № 1 цеха № 1 Потенциал содержания U -0-1-1-1-1-1-1-1-1-1-2 Потенциал средств рабочего места № 1 бригады № 1 цеха № 1 сил рабочего U -0-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3 Потенциал инфраструктуры рабочего места № 1 бригады № 1 цеха № 1 места № 1 бригады № 1 Рисунок 4. Структура потенциала содержания сил рабочего места цеха № 1 U -0-1-2-1 U0-1-2-1-1 - Потенциал сил управления предприятием Потенциал U0-1-2-1-2 - Потенциал сил обеспечения предприятия средой существования содержания сил U0-1-2-1-3 - Потенциал сил обеспечения предприятия средствами производства инфраструктуры предприятия U -0-1-2-1-4 Потенциал сил обеспечения предприятия расходными материалами UU --00--11--22--11--55 ППооттееннццииааллссииллссккллааддиирроовваанниияярраассххоодднныыххммааттееррииааллооввииггооттооввооййппррооддууккццииии UU --00-1-1-2-2-1-1-6-6 ППооттееннццииааллссииллооббеессппееччеенниияяббииззннеесс--ссттррууккттууррыыппооддггооттооввллеенннныыммииккааддррааммии UU --00--11--22--11--77 ППооттееннццииааллссииллооббеессппееччеенниияяббииззннеесс--ссттррууккттууррыыооббооррооттооммддееннеежжнныыххссррееддссттвв UU --00-1-1-2-2-1-1-8-8 ППооттееннццииаалл ссиилл ммооттииввааццииииттррууддааррааббооттннииккоовв ббииззннеесс--ссттррууккттууррыы UU --00-1-1-2-2-1-1-9-9 ППооттееннццииааллссииллооббеессппееччеенниияяввззааииммооддееййссттввиияяппррееддппрриияяттиияяссввннеешшннееййссррееддоойй Рисунок 5. Структура потенциала содержания сил инфраструктуры предприятия Относительный потенциал предмета, структура UU00.p. =0= nу.к. (4) которого отвечает правилу I, (отношение потенци- ала предмета, когда средства Р, обеспечивающие его U 0.макс. (1+ Δi ) , жизненный цикл, распределены между его элемен- тами не оптимально, к его потенциалу при опти- i=1 мальном распределении средств между всеми его элементами) где i = (Ui - Ui.опт.) / Ui.опт. = (Рi - Рi.опт.) / Рi.опт.. nу.к. При этом i = 0 . i =1 26

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Из выражения (4) следует, что относительный 1. Возможностью так раскрыть структуру по- потенциал предмета не зависит от коэффициентов ki тенциала предмета различной природы и сложности, и fj и поэтому удобен для анализа влияния на него что потенциалы всех его элементов окажутся свя- отклонений от оптимального распределения средств занными конкретной математической зависимо- (ресурсов) между его элементами. стью. Относительный потенциал предмета U00.Р. подо- 2. Выявлением ранее неизвестной количествен- бен прочности физической цепи, состоящей из зве- ной связи между потенциалами предмета, его ньев с прочностью, эквивалентной (1 + Δi). Средства формы (взаимозависимости элементов содержания Pi эквивалентны массе звена цепи. Чем больше раз- предмета) и содержания, как и многих других фило- брос по массе (толщине) звеньев, тем ниже проч- софских категорий. ность всей цепи, определяемой самым слабым звеном, ниже эффективность использования ограни- 3. Выявлением ранее неизвестных величин и ченных средств, обеспечивающих жизненный цикл сути потенциала формы предмета, представляющей предмета. График на рисунке 6 построен с помощью собой произведение потенциалов (коэффициентов) компьютерной программы на основе выражения (4). взаимозависимости fj всех пар потенциалов элемен- тов содержания предмета [2]. Тектологическая функция отличается: Рисунок 6. Зависимость величины нормированного потенциала предмета из 4000 элементов, завершающих раскрытие структуры его потенциала, от отклонений от оптимального распределения между элементами предмета ресурсов, обеспечивающих его жизненный цикл 4. Возможностью определить оптимальное (по элементами этого предмета, а также найти зависи- критерию качество/цена предмета) распределение мость величины потенциала предмета от отклоне- ресурсов, обеспечивающих жизненный цикл пред- ний от оптимального распределения указанных мета различной природы и сложности, между всеми ресурсов (рис. 2). 27

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 5. Способностью вносить вклад в выявление 7. Возможностью более точного определения сути единства мира, в тектологию, поскольку текто- зависимости между ресурсами и выпуском продук- логическая функция позволяет использовать единый ции по сравнению с производственной функцией способ вычисления потенциалов предметов различ- ной природы и сложности, единый способ раскры- Кобба-Дугласа (Q = A L  K  ) . В отличии от тия их структур. Человеческое знание, раздроб- ленное специализацией, остро нуждается в его объ- производственных функций, рассматриваемых единении. экономической наукой, правила тектологической функции позволяют при анализе как действующей, 6. Уточнением теории исследования операций, так и перспективной системы производства уйти от одним из основных требований которой является использования субъективно назначаемых величин «равнопрочность» по отношению к различным раз- константы А, коэффициента эластичности по труду ― рушающим факторам случайного или преднамерен- α и коэффициента эластичности по капиталу ― β. Эти ного характера. Использование приведенных правил величины появились, чтобы учесть уже сложивши- раскрытия структуры потенциала предмета помо- еся на момент анализа системы, но не раскрытую ее гает избежать ошибок в обеспечении упомянутой структуру и имеющие место отклонения от опти- равнопрочности ̶ равнопрочности элементов струк- мального распределения ресурсов в ней [3]. туры предмета, завершающих, а не начинающих ее раскрытие. Список литературы: 1. Катульский А.А. \"Тектологическая функция\". Вестник науки и образования Северо - Запада России. 2015, Т . 1, № 2. 2. Катульский А.А. \"К вопросу о форме предмета\". Universum: Общественные науки: электронный научный журнал 2018. № 8(48). 3. Катульский А.А. «К вопросу о взаимоотношении производственной и тектологической функций». Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2017. № 2 (35). февраль, 2017 г. 28

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ DOI: 10.32743/UNITECH.2022.102.9.14310 СУШКА УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ ПЕРЕД БРИКЕТИРОВАНИЕМ Ахунбаев Адил Алимович канд. техн. наук, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана. E-mail: [email protected] Хакимов Акмалжон Ахмедович PhD, доц., Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Вохидова Насиба Хабибулло қизи соискатель ученой степени доктора философии, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] DRYING OF COAL FINE BEFORE BRIQUETTING Adil Axunbaev Postgraduate Researcher (DSc), Associate Professor, Fergana Polytechnic Institute, Fergana, Republic of Uzbekistan, Fergana Akmaljon Khakimov PhD, associate professor, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana Nasiba Vokhidova Graduate Student, Fergana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ В статье описана кинетика сушки угольной мелочи в контактном барабанном аппарате с быстровращаю- щимся ротором. Дана методика определения кривой сушки и кривой скорость сушки экспериментальным путем. На базе общих представлений о сушке и ее законах рассмотрена физическая картина процесса по стадиям, про- текающим в сушильной установке. ABSTRACT The article describes the kinetics of coal fines drying in a contact drum apparatus with a rapidly rotating rotor. A method for determining the drying curve and the drying rate curve experimentally is given. On the basis of general ideas about drying and its laws, the physical picture of the process by stages occurring in the drying plant is considered. Ключевые слова: скорости сушки, кинетика сушки, кривая скорости сушки, тонкодисперсный материал, контактная сушка. Keywords: drying rates, drying kinetics, drying rate curve, fine material, contact drying. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Ахунбаев А.А., Хакимов А.А., Вохидова Н.Х. СУШКА УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ ПЕРЕД БРИКЕТИРОВАНИЕМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14310

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Введение брикетировать в оптимальных геометрических раз- Во всем мире уголь считается более экономич- мерах [6,7]. Исследования гранулометрического со- ным и широкодоступным сырьем для теплоэнерге- става угольных мелочей Ангренского тических установок, действующих в отдаленных месторождения, осуществленного методом сыто- регионах и промышленных зонах. Однако, качество вого анализа, позволили установить, что содержа- угля не всегда отвечает требуемым нормам, осо- ние угольной пыли (менее 0,2 мм) в среднем бенно по показателю его механической прочности, доходить до 8%, и этот показатель колеблется от 3 что влечет за собой его значительное измельчение. до 14% [8,9]. Поэтому большое значение имеет брикетирование в специальных устройствах с использованием связую- При таком содержание угольной пыли примене- щих веществ для повышения горючести образую- ние конвективных сушилок нецелесообразно. Пред- щихся мелочей угля [1,2,3]. лагаемой нами сушилке с быстровращающимся Одним из процессов технология брикетирова- ротором процессы теплообмена происходят интен- ния является сушки угольной мелочи, так как, изна- сивнее 2-4 раза по сравнению с другими контакт- чально добытые пробы из карьера угол имеет ными аппаратами. Это достигается за счет равно- определенную влажность. Например, отобранные на мерного слоя дисперсного материала по всей нагре- анализ основных физико-химических показателей ваемой внутренней поверхности аппарата и интен- бурых углей пробы Ангренского месторождения по- сивного движения материала относительно горячей казал, что исходная влажность угольных мелочей стенки барабана [10,11]. меняется существенно и в зависимости от пласта со- ставляет от 17% до 45% [4]. По технологии брикети- Объект и метод исследования рования угольных брикетов необходимо добавление В экспериментальной установке теплота подво- до 25% от массы угольной мелочи, в качестве связу- дится непосредственно от обогреваемой стенки ба- ющих веществ из отходов гидролизной и масложи- рабана к слою дисперсной угольной мелочи, что ровых производств [5]. Поэтому возникает необхо- исключает унос частиц, поскольку отсутствует по- димость сушки угольной мелочи до 15% перед до- ток тепло носящего сушильного агента. Аппарат со- бавлением связующих веществ при приготовление стоит из неподвижного горизонтального, обогре- исходной массы для прессования угольных брике- ваемого барабана, внутри которого расположен вра- тов. щающийся ротор с шестью лопатками (рис. 1). При Необходимо отметить, что бурые угли не зави- вращении ротора лопатки захватывают угольную симо от мест поставки имеют до 60% мелочей, кото- мелочь, и возникающая при этом центробежная сила рых необходимо с добавкой местных связующих отбрасывает материал на нагретую внутреннюю стенку барабана. Энергия для высушивания получа- ется при конденсации водяного пара, что позволило контролировать температуру нагрева [12,13,14]. Рисунок 1. Схема экспериментальной установки 1-корпус; 2-ротор; 3-лопатки; 4- питатель; 5- выгружной порог; 6- выход высушенного продукта; 7-электродвигатель; 8-пробоотборник Испаренная влага выводится из аппарата проти- зазор вблизи вала и конденсировался в теплообмен- вотоком движению высушиваемого материала через нике. Вследствие этого, исключались потери про- дукта и загрязнение окружающей среды. 30

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 2. Фотографии экспериментальной установки Для определения основных закономерностей определяли их влажность весовым методом. Влаго- процесса сушки угольной мелочи было проведено содержание образцов определяют путем их сушки экспериментальное исследование кинетики про- при 105°С в течение 3 ч в сушильном шкафу [15,16]. цесса удаления влаги в периодическом режиме. Опыты проводились для исходного продукта с ис- В процессе сушки контролировались темпера- ходной влажностью 45%. Определение кинетики туры материала и стенки аппарата в различных точ- сушки угольной мелочи проводилось в периодиче- ках по длине и по периметру барабана. В разных ском режиме. Методика эксперимента заключалась экспериментах поддерживалась постоянной либо в следующем. В течение длительного времени (до 2 температура стенки, либо электрическая мощность, часов) аппарат поддерживался в нагретом состоя- снимаемая с нагревателя [17]. нии. При этом во всех точках достигалась стацио- нарная температура. После этого запускался Исследовались кинетические зависимости двигатель и устанавливалось заданное число оборо- сушки угольной мелочи при следующих режимах тов и в аппарат через питатель загружалась порция работы аппарата: материала. С этого момента через определенные промежутки времени отбиралось пробы материала и Число оборотов ротора n = 200 – 1000 об/мин; Температура стенки аппарата tст = 110 – 140 0С Коэффициент загрузки зазора кз = 0,75 – 1,25 Характерные кривые кинетики сушки представ- лены на рис. 3. Рисунок 3. Кинетические кривые сушки угольной мелочи 1-n = 300 об/мин; 2- n = 500 об/мин; 3- n = 700 об/мин С достаточной точностью графики кинетиче- Из кривой скорости сушки видно, что до влаж- ских зависимостей до остаточной влажности около ности 30 % процесс сушки происходит в первом пе- 30% можно условно аппроксимировать прямой ли- риоде, то есть скорость сушки постоянна. Анализируя нией и рассматривать эту влажность как критиче- материальный и тепловой баланс процесса сушки, скую. Данный вывод косвенно согласуется с кривой можно заметить, что скорость сушки пропорцио- температуры материала. Температура материала до нальна тепловому потоку, получаемому материалом влажности 30 % остается равной 100 ℃ и при даль- от стенки. Также необходимо отметить довольно нейшем уменьшении влажности высушиваемого ма- простой вид кривой сушки – это линейная зависимость териала происходит рост её температуры [18,19]. 31

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. скорости сушки от текущего влагосодержания. Следо- более 20 ℃. F = 0,17 м2 – внутренняя поверхность вательно, экспериментальные кинематические ре- корпуса аппарата. зультаты можно аппроксимировать в виде (1): Количество теплоты, подводимой к материалу, в процессе сушки определялось по балансу  dU dt  NприU  Ukp  d d dU =   (1) Q = Gc r + Gc (C + CU ) , (3) d приU  Ukp  N U −Up  Ukp −Up  где U – массовая доля влаги в материале, отнесен- ная к абсолютно сухому весу. По изменению влагосодержания и температуры материала в процессе сушки определялось количе- Влияние содержания влаги на теплообмен пред- ство подведенной к материалу теплоты в процессе ставлен на рис. 4, где можно заметить наличие трех теплоотдачи от нагретой стенки аппарата. Резуль- периодов – с увеличивающимся значением коэффи- таты экспериментов обратывалась в виде зависимо- циента теплоотдачи α, с относительно постоянной сти коэффициента теплоотдачи от нагретой стенки к его величиной и с уменьшающимся значением α. слою материала в соответствии с формулой (2) Как было замечено в дальнейших экспериментах, понижение значения коэффициента теплоотдачи ( ) = Q / F  tcp (2) при высоких влагосодержания связано с неудачно организованной загрузкой в аппарат, вследствие Здесь tcp - разность между средней температу- чего с начале процесса не образуется хорошего кон- такта материала со стенкой. рой стенки и температурой материала. В экспери- ментах для точности определения коэффициента Высокий коэффициент теплоотдачи α соответ- теплоотдачи разность температур поддерживалась ствует удалению поверхностной влаги и физическое объяснение высоких значений коэффициента тепло- отдачи α следующие: Рисунок 4. Зависимость коэффициента теплоотдачи α от влажности u угольной мелочи 1-n = 300 об/мин; 2- n = 500 об/мин; 3- n = 700 об/мин. Во-первых, увеличение пятно контакта между Выводы частицей и горячей поверхностью, т. к. часть воз- Экспериментально показана принципиальная душной прослойки заполняется жидкостью. возможность сушки угольной мелочи в контактном аппарате в виде тонкого слоя в зазоре между бараба- Во-вторых, в сильных центробежных полях мо- ном и лопатками ротора. Доказана возможность ис- жет происходить отжим влаги на горячую поверх- ключения потерь тонкодисперсной угольной мелочи ность, что приведет к увеличению эффективной и вследствие этого загрязнение окружающей среды. поверхности теплообмена; За счёт высоких коэффициентов теплообмена кон- тактные аппараты имеют значительно малые габа- В-третьих, с изменением влажности дисперс- ритные размеры по сравнение с конвективными ного материала будут изменяться теплофизические аппаратами. свойства слоя, что скажется на интенсивности теп- Получены кинетические кривые сушки дисперс- лообмена между слоем и стенкой. ных материалов в исследуемом аппарате, что позво- ляет рассчитать необходимые размеры предла- Из кривых также можно видеть, что скорость гаемого нами аппарата. подвода теплоты быстро возрастает с увеличением скорости вращения ротора. 32

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Akhmedovich K.A. et al. The Diligence of Drying the Coal Dust in the Process of Obtainig the Coal Brickets // International Journal of Innovative Analyses and Emerging Technology. – 2021. – Т. 1. – №. 5. – С. 111-115. 2. Axmedovich X.A., Saidakbarovna S.D. Research the strength limit of briquette production //Asian journal of multi- dimensional research. – 2021. – Т. 10. – №. 5. – С. 275-283. 3. Khakimov А.А., Salikhanova D.S., Vokhidova N.K. Calculation and design of a screv press for a fuel briquette //Scientific- technical journal. – 2020. – Т. 24. – №. 3. – С. 65-68. 4. Nasiba V. High-pressure coal dust pressing machine //Universum: технические науки. – 2022. – №. 7-4 (100). – С. 17-19. 5. Saidakbarovna S.D., Akhmedovich K.A., Abdusattor o‘g‘li D.A. The current state of technologies for the production and activated clay adsorbents // International Journal of Advance Scientific Research. – 2022. – Т. 2. – №. 04. – С. 25-28. 6. Xakimov A., Vohidova N. Relevance of the choice of binders for coal briquettes // Scientific progress. – 2021. – Т. 2. – №. 8. – С. 181-188. 7. Xakimov A., Voxidova N., Rajabov B. Analysis of collection of coal brickets to remove toxic gas //Барқарорлик ва Етакчи Тадқиқотлар онлайн илмий журнали. – 2021. – Т. 1. – №. 5. – С. 85-90. 8. Xakimov A., Voxidova N., Xujaxonov Z. Analysis of main indicators of agricultural press in the process of coal powder bricketing //Барқарорлик ва Етакчи Тадқиқотлар онлайн илмий журнали. – 2021. – Т. 1. – №. 5. – С. 72-78. 9. Xakimov A. et al. Analysis of coal bricket strength dependence on humidity // Барқарорлик ва Етакчи Тадқиқотлар онлайн илмий журнали. – 2021. – Т. 1. – №. 5. – С. 79-84. 10. Xakimov A. et al. The diligence of drying coal powder in the process of coal bricket manufacturing //Барқарорлик ва Етакчи Тадқиқотлар онлайн илмий журнали. – 2021. – Т. 1. – №. 5. – С. 64-71. 11. Асанов А.А. и др. К разработке технологических систем для получения угольных брикетов //Вестник Кыр- гызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова. – 2015. – №. 2. – С. 54-58. 12. Ахунбаев Адил Алимович, & Ражабова Наргизахон Рахмоналиевна (2021). Высушивание дисперсных мате- риалов в аппарате с быстро вращающимся ротором. Universum: технические науки, (7-1 (88)), 49-52. 13. Марченко В.А. и др. Способ брикетирования влажных мелких классов угля и шламов. – 2008. – С. 131. 14. Хакимов А.А., Вохидова Н.Х., Нажимов Қ. Кўмир брикети ишлаб чиқаришнинг янги технологиясини яратиш // ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги Заҳириддин Муҳаммад Бобур номидаги Андижон давлат университети. – С. 264. 15. Хакимов А.А., Вохидова Н.Х. Использование местных отходов в производстве угольных брикетов // Универ- сум: химия и биология. – 2020. – №. 4 (70). 16. Хакимов А.А., Салиханова Д.С., Каримов И.Т. Кўмир кукунини брикетловчи қурилма //Фарғона политех- ника институти илмий техника журнали. -2018. -№ спец. – 2018. – Т. 2. – С. 169-171. 17. Хакимов А.А. и др. Определение показателей качества угольного брикета // Universum: химия и биология. – 2021. – №. 5-2 (83). – С. 40-44. 18. Хакимов А.А. и др. Связующее для угольного брикета и влияние его на дисперсный состав //Universum: хи- мия и биология. – 2020. – №. 6 (72). – С. 81-84. 19. Хакимов А.А. Совершенствование технологии получения угольных брикетов с использованием местных промышленных отходов: Дисс. … PhD. – Ташкент, 2020. – 118 с. 33

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14299 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ХЛОПКА С АНТИФРИКЦИОННЫМ ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ Иргашев Арипжан Акрамович канд. техн. наук, доц., Национальный исследовательский университет “ТИИИМСХ” Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Эргашев Фарход Арифжанович PhD, доц., Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] ENERGY EFFICIENCY OF SCREW CONVEYOR FOR TRANSPORTATION OF COTTON WITH ANTI-FRICTION POLYMER COATING Aripzhan Irgashev Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, National Research University “TIIIMSH” Republic of Uzbekistan, Tashkent Farhod Ergashev PhD, Associate Professor, Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье приведены результаты исследования влияние антифрикционного поликапроамидного композици- онного покрытия, нанесенное на поверхность винта и желоба, на производительность и потребляемой мощности винтового конвейера для хлопка. В процессе производственных испытаний были проведены измерения величины линейного износа покрытия на поверхности винта и желоба. Установлено, при рекомендуемой толщине покры- тия из АПКП-I 600-700 мкм, его долговечность в условиях эксплуатации на хлопкоочистительном заводе, при двухсменной работе в течении одного сезона будет обеспечена. ABSTRACT The article presents the results of a study on the effect of an anti-friction polycaproamide composite coating applied to the surface of a screw and a chute on the performance and power consumption of a screw conveyor for cotton. In the process of production tests, measurements were made of the linear wear of the coating on the surface of the screw and the chute. It has been established that with the recommended thickness of the APKP-I coating of 600-700 microns, its durability under operating conditions at a cotton gin plant, with two-shift operation during one season, will be ensured. Ключевые слова: транспортировка хлопка, винтовых конвейеров, волокна хлопка, влажности хлопка, анти- фрикционного поликапроамидного композиционного покрытия. Keywords: transportation of cotton, screw conveyors, cotton fiber, cotton moisture, anti-friction polycaproamide composite coating. ________________________________________________________________________________________________ Возрастающие требования к повышению эффек- производительности и долговечности машин и ме- тивности хлопко-очистительной промышленности ханизмов за счет совершенствования конструкции и вызывают необходимость постоянного совершен- широкого применения новых, наиболее эффектив- ствования технологического оборудования, сниже- ния энергоёмкости и металлоемкости, повышения __________________________ Библиографическое описание: Иргашев А.А., Эргашев Ф.А. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ХЛОПКА С АНТИФРИКЦИОННЫМ ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫ- ТИЕМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14299

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ных конструкционных материалов при условии со- за больших габаритов испытуемых образцов и дета- хранения природных качеств хлопкового волокна и лей, а также сложности изучения распределения из- семян [1,2]. носа по поверхности деталей. Исследования ряда авторов показывают [3-5], С этой точки зрения для изучения изнашивания что рабочие органы винтовых конвейеров, применя- полимерных покрытий при трении с хлопком-сыр- емых в хлопкоочистительной промышленности при цом в зависимости от условий испытания, а также взаимодействии с хлопком-сырцом, значительно по- конфигурации деталей, использовали переносной вреждает его и снижают качество выпускаемой про- магнитный толщиномер покрытий МТ-101М, пред- дукции. Кроме того, эти агрегаты металлоемки, назначенный для измерения толщины покрытий на потребляют большое количество энергии, имеют от- магнитных металлах в соответствии с ГОСТ 51694. носительно низкую производительность и работо- способность, являются источниками возникновения В работе, для нанесения порошкообразной по- пожаров за счет искрообразования при соударении лимерной композиции на поверхность рабочих орга- их рабочих органов с твердыми включениями нов винтового конвейера применяли способ хлопка-сырца. плазменного напыления, с использованием про- мышленной установки Киев-7. Установка позволяет Ранее было установлено, что указанные недо- получать многослойные покрытия с изменением статки можно устранить или свести к минимуму концентрации компонентов напыляемых порошко- применением полимерных покрытий. Полимерные вых материалов по толщине слоя и достижении со- покрытия значительно улучшают микрогеометрию вокупности свойств, присущих каждому из поверхности, ликвидируя заусенцы и острые напыляемых компонентов. кромки. Кроме того, образующиеся на поверхности полимерного покрытия микронеровности обладают Для получения высококачественных покрытий меньшей способностью надреза хлопковых волокон важное значения имеет строгое соблюдение задан- из-за большого радиуса скругления вершин микро- ной технологии приготовления составов и компози- неровностей и высокой эластичности полимерного ции. Нами для приготовления композиций в покрытия [6-9]. необходимом соотношении его компонентов ис- пользован смеситель типа “Ангер”. Хорошая гомо- На основании исследования физико-механиче- генизация компонентов получается при двух ских и антифрикционных свойств с хлопком различ- стадийном их смешивании. Композицию смешивали ных композиционных полимерных покрытий с в зависимости от вида наполнителей в течении 20- учетом их стоимости и технологичности, а также 40 минут. Сушку наполнителя проводили при повы- условий эксплуатации были разработаны несколько шенных температурах (100-150 0С) для ускорения составов антифрикционных композиции для приме- процесса сушки. Полимерный порошок предвари- нения на рабочих поверхностях хлопковых машин, тельно выдерживали в вакуум-сушильном шкафу обладающих комплексом необходимых эксплуата- ВШ-0,035 М в течение 6 часов при 323-333 0К до ционных свойств [10,11]. влажности 0,1-0,3%. Для проведения исследования влияния разрабо- На рис.1. представлены результаты исследова- танных антифрикционных поликапроамидных ком- ния АПКП (Антифрикционное поликапроамидное позиционных покрытий (АПКМ), нанесенных на композиционное покрытые) на производительность поверхность винта и желоба, на эффективность ра- и потребляемую мощность винтового конвейера для боты винтовых конвейеров для хлопка нами разра- хлопка ШХР в зависимости от влажности транспор- ботана и изготовлена специальная стендовая уста- тируемого хлопка при различных коэффициентах новка, работающая по замкнутому циклу. заполнения. На стендовой установке горизонтально вмонти- Видно, что с увеличением влажности транспор- рован исследуемый винтовой конвейер длиной 4 м тируемого хлопка производительность винтового (одна секция). конвейера, как с покрытием, так и без него, линейно снижается. При этом наиболее интенсивное сниже- Скорость вращения питательных валиков уста- ние наблюдается у винтового конвейера без покры- новки регулируется, что позволяет подавать хлопок тия. Также видно, что при уменьшении на винтовой конвейер с различным коэффициентом коэффициента заполнения производительность у заполнения. всех винтовых конвейеров с увеличением влажно- сти снижается менее значительно. Исследования проводились на средневолокни- стом хлопке селекции «Султон» первого сорта ма- Исследования показали, что при коэффициенте шинного сборка кондиционной влажности от 8 до 21% с засоренностью от 7,5 до 28%. Увлажнение заполнения =1 и влажности хлопка W=7,5% про- хлопка проводилось по методике ЦНИХПрома. изводительность конвейеров с АПКП в среднем на 9% выше, чем без покрытия, а потребляемая мощ- В процессе проведения опытов с помощью са- ность на 21% ниже, а при влажности хлопка W=20% мопишущего ваттметра производилась запись рас- эти цифры составляют 29 и 34%. хода мощности на холостом ходу и под нагрузкой. Результаты этих исследований объясняется, Износ деталей, в основном, измеряют по потере главным образом, закономерностью изменения ко- массы и по изменению линейных размеров образ- эффициента трения АПКП и стали с хлопком в зави- цов. Первый метод обеспечивает высокую точность, симости от влажности последнего. Коэффициент простоту и удобство измерений. Однако для наших трения АПКП с хлопком, во-первых, значительно задач применение этого метода нецелесообразно из- 35

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ниже, чем у стали, во-вторых с увеличением влаж- хлопка начнет вращаться вмести с винтом. Послед- ности хлопка коэффициент трения у АПКП менее нее оказывает влияние не только на увеличение за- интенсивно увеличивается в сравнении со сталью [8]. трат энергии на транспортирование хлопка, но С увеличением силы трения хлопка по поверхности также приводит к снижению производительности пера винта в силу большей связанности хлопка про- винтового конвейера. Причем явление перебрасыва- исходит его перебрасывание, т.е некоторая часть ния хлопка винтом проявляется сильнее при боль- ших значениях коэффициента заполнения. а) б) Рисунок 1. Зависимость производительности (а) и потребляемой мощности (б) винтового конвейера ШХР от влажности транспортируемого хлопка при ψ = 1(1,2,3,4) и ψ = 0,75 (1′,2′,3′,4′); 1,1′,2,2′,3,3′ - поверхность винта и желоба покрыты разработанными антифрикционными поликапроамидными композициями соответственно АПКП-1, АПКП-2, АПКП-3; 4,4′-винтовой конвейер без покрытия Таким образом, в пределах рассмотренной влаж- чих органов винтового конвейера являются вер- ности хлопка среди разработанных композиций шины перьев винта и дно желоба. Произведенный АПКП-3 обеспечивает винтовому конвейеру срав- расчет энергии возможной искры от электростатиче- нительно более высокую и стабильную производи- ских зарядов, образующих на поверхности винта и тельность. Известно, что при трении полимеров с желоба показали, что энергия заряда при этом не хлопком образуется и накапливается на поверхности превышает 0,157 Дж. Это значительно меньше энер- контактирующих тел электростатические заряды, гии воспламенения хлопковой пыли, которая равна которые могут стать источником возгорания хлопка- 0,510 Дж. [5]. сырца по схеме: искра разряда-хлопковая пыль-хло- пок [12,13]. С целью прогнозирования долговечности разра- ботанных антифрикционных ПКП в реальных усло- В связи с этим были проведены исследования, виях эксплуатации, нами в процессе произ- включающие в себе определение возможности заго- водственных испытаний были проведены измерения рания хлопка-сырца от зарядов статического элек- величины линейного износа покрытия на поверхно- тричества. При этом потенциал электризации сти винта и желоба с помощью переносного магнит- поверхности рабочего органа винтового конвейера ного толщиномера МТ-101М. измеряли электростатическим вольтметром С-53. Результаты измерения показали, что наиболее Результаты измерения линейного износа покры- сильно электризуемым участком поверхности рабо- тия из АПКП-3 на рабочей поверхности перьев винта и желоба представлены на рис. 2. Как видно из рис.2. наиболее сильно изнашивается вершины 36

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. перьев винта и поверхности дна желоба. После 1400 Следовательно, при рекомендуемой толщине часов работы винтового конвейера линейный износ покрытия из АПКП-3 600700 мкм, его долговеч- поверхности покрытия на этих участках винта и же- ность в условиях эксплуатации на хлопкоочисти- лоба составил 260 и 310 мкм соответственно. При тельном заводе, при двухсменной работе в течении этом за время эксплуатации испытуемого конвейера одного сезона вполне будет обеспечена. в течении одного сезона не наблюдалось отслаива- ние покрытия с поверхности перьев винта и желоба. Рисунок 2. Распределение линейного изнащивания покрытия из АПКП-3 на рабочей поверхности перьев винта (1) и желоба (2) после 1400 часов работы винтового конвейера Таким образом, применения антифрикционного хлопка и устраняет возможное сгорание хлопка от поликапроамидного композиционного покрытия на искр, возникающих при соударении твердых приме- винтовых конвейерах повышает эффективность их сей хлопка с металлическими рабочими органами работы, способствует сохранению природных свойств этих машин. Список литературы: 1. Имамутдинов М.Х., Максудов И.А. Состояние в перспективы развития хлопкоочистительной промышлен- ности Узбекистана. – Ташкент: УзНИИНТИ, 1981. – 57 с. 2. Давыдбаев Х.К., Самигулин Р.Л. Состояние и цути развития техники и технологии первичной обработки хлопка. – Ташкент: УзНИИНТИ, 1981.-27 с. 3. Иргашев А.А., Эргашев Ф.А. Установка для исследования гидроабразивной изнашиваемости композицион- ных полимерных покрытий. Сборник научных статей международного научно-технического конференции “Инновационные решения создания высокоэффективных сельскохозяйственных машин и повышения эффек- тивности использования технических средств”, 27 мая 2022 года Гулбахор, 2022, - С. 372-375. 4. Амиров Р.И. др. К вопросу о повреждаемости семян при транспортировке хлопка-сырца. Хлопковая про- мышленность, 1975, №1 с.3-4. 5. Негматов С.С. Условия эксплуатации основных рабочих органов машин и механизмов для уборки и перера- ботки хлопка-сырца. Ташкент, «Узбекистан», 1980, 60с. 6. Иргашев А.А. Разработка и исследование антифрикционных композиционных полимерных покрытий, рабо- тающих с условиях взаимодействия с хлопком-сырцом. Автореферат канд. дисс. Т. 1983 25 с. 7. Иргашев А.А., Цырлина Э.Б. и др. Исследование возможности применения композиционных полимерных материалов в рабочих органах хлопкоочистительных машин с целью повышения их эффективности // Ком- позиционные полимерные материалы и их применение. - Ташкент: Фан, 1986. - С. 144-148. 8. Негматов С.С, Иргашев А.А., Цырлина Э.Б. Применение антифрикционных композиционных полимерных материалов в технологическом оборудовании первичной обработки хлопка: Сборник докладов «TPJBO- TEHNJCA-87» The 5in conference on fruction, Lubrication and wear, Bucuresti. 1987, 167-173. 9. Джумабаев А.Б., Иргашев А.А., Джалалов Т., Негматов С.С. Исследование триботехнических св-тв композиционных полимерных материалов при фрикционном взаимодействии с хлопком-сырцом: В сборнике трудов международной научной конференции «Трение, износ и смазочные материалы», М. 1985, Т, I. с. 66-71. 37

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 10. Иргашев А.А., Негматов С.С., Эргашев Ф.А., Туркменов Х.И. Разработка требований к эксплуатационным свойствам композиционных полимерных материалов. В сб. трудов Международного симпозиума «Наука. Инновации. Техника и проблемы, достижения и перспективы». Комсомольск – на- Амуре, 2-16 мая 2015г.166-169 с. 11. Иргашев А.А., Эргашев Ф.А. Проблемы разработки и применения наполненных полимерных композицион- ных материалов при восстановлении деталей машин в сельском хозяйстве. В сб. трудов международной научно-практической конференции «Наука, образование и инновации для АПК: состояние, проблемы и пер- спективы», Ташкент, 22-23 ноябрь 2019г. Часть-1, с.395-397. 12. Негматов С.С., Джалилов Н.Х. Исследование явления электризации при трении полимерных покрытий с хлопком- сырцом: В. сб. Теория трения, износа и смазки., Ташкент, 1975, с.111-116 13. Джалилов Н.Х., Иргашев А.А., Цырлина Э.Б., Негматов С.С. Электризация композиционных полимерных материалов покрытий на основе фурано-эпоксидных олигомеров при трении с хлопком-сырцом. В сборнике трудов международной научной конференции «Трение, износ и смазочные материалы», М. 1985, Т.П. с. 210-216. 38

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ОЦЕНКА И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВСКРЫТИЯ ПРИКОНТУРНЫХ ЗАПАСОВ ПРИ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ НАГОРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Таджиев Шухрат Тулкинович ст. преподаватель, Навоийский государственный горно-технологический университет, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] Назаров Заир Содикович канд. техн. наук, Навоийский государственный горно-технологический университет, Республика Узбекистан, г. Навои Жабборов Отамурод Итолмасович главный инженер проекта по горным работам Центрального проектного бюро АО “Навоийский горно-металлургический комбинат”, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] Самадова Гули Миржоновна канд. техн. наук. декан Горного факультета Таджикский Горно-металлургический Институт, Республика Таджикистан, г. Чкаловск ASSESSMENT AND SELECTION OF A RATIONAL OPTION FOR THE OPENING OF NEAR-CONTOUR RESERVES DURING OPEN-UNDERGROUND MINING OF UPLAND DEPOSITS Shuhrat Tadjiev Senior Lecturer of the Department of Mining at Navoi State Mining and Technological University, Republic of Uzbekistan, Navoiy Zair Nazarov Associate Professor of the Department of Mining of Navoi State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan, Navoiy Otamurod Jabborov ISU for Mining Operations of the Central Design Bureau Navoi Mining and Metallurgical Plant, Republic of Uzbekistan, Navoiy Guli Samadova Ph.D. Dean of the Mining Faculty Tajik Mining and Metallurgical Institute, Republic Of Tajikistan, Chkalovsk __________________________ Библиографическое описание: ОЦЕНКА И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВСКРЫТИЯ ПРИКОН- ТУРНЫХ ЗАПАСОВ ПРИ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ НАГОРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Таджиев Ш.Т. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14280

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ В статье рассмотрен комбинированный способ отработки месторождения Каракутан и обосновано две си- стемы вскрытия приконтурных запасов открыто-подземным способом. Отработка приконтурных запасов предусматривает использование выработанного пространства карьера для вскрытия рудных зон горизонтальными, вертикальными или наклонными выработками с объединением грузопо- токов открытой и подземной добычи в единый грузопоток. Переход на подземную добычу предполагается на последней стадии доработки карьера открытым способом. В связи с тем, что за контурами карьера остается зна- чительнее запасы, месторождения, которые целесообразно отработать открыто-подземным способом. ABSTRACT The article considers a combined method of mining the Karakutan deposit and substantiates two systems of opening the contiguous reserves by the open-underground method. The development of short-circuit reserves provides for the use of the worked-out space of the quarry for the opening of ore zones by horizontal, vertical or inclined workings with the combination of open and underground mining cargo flows into a single cargo flow. The transition to underground mining is expected at the last stage of completion of the open pit. Due to the fact that there are more reserves behind the contours of the quarry, deposits that it is advisable to work out in an open-underground way. Ключевые слова: приконтурные запасы, карьер, грузопоток, вскрытия, штольня, выработка, изолиния, го- ризонт, рельеф, траншея, уклон, трасса, вскрыша, добыча, ствол, наклонный съезд. Keywords: contoured reserves, quarry, cargo flow, openings, tunnel, mining, izoline, horizon, relief, trench, slope, highway, overburden, mining, trunk, inclined exit. ________________________________________________________________________________________________ Вопросам оценки и выбора рациональных вари- перспективного и промежуточного контуров карь- антов вскрытия посвящены работы. [1,2,3,4]. ера. При этом каждый разрабатываемый план привя- зывается к рельефу местности; При разработке месторождения открытым спо- собом принимаемая технология и схема вскрытия 2. На составленных планах наносятся изолинии запасов рассматриваемого участка зависит от следу- горизонталей абсолютных отметок, а также рельеф ющих: местности; • залегания рудных тел; 3. Определяются и задаются самые оптималь- ные направления развития проектируемых горных • рельефа поверхности земли; работ; • размещения поверхностного комплекса руд- 4. На основе представленных справок на без- ника; рудность площадей и инженерных изысканий, а также рельефа местности устанавливаются место • режима горных работ; расположения отвалов, складов забалансовых руд, складов минерализованной массы и основных со- • стоимости готовой продукции, а также эконо- оружений, а также подводящие трасса дорог в ка- мической эффективности разработки. рьер; Стадия проектирования технологии и схемы 5. На основе выбранного комплекса горнотранс- вскрытия участка представляет собой рассмотрение портного оборудования определяются параметры и сравнение нескольких вариантов, которые имеют трассы: проектные уклоны, радиусы поворотов, прин- различные технико-экономические показатели, что ципиальные формы примыкания, оптимальные раз- в свою очередь требует определения оптимального меры траншей, протяженность площадок примыкания, варианта по технико-экономическим показателям, в протяженность элементарных участков съездов. Уста- которой многие определяющие факторы не подда- навливаются форма трассы, ее стационарность и ются количественной оценке [5]. Настоящая задача границы размещения в пределах карьерного поля. является одним из основной и необходимо решить сравнивая количественные и качественные пара- 6. Составляется предварительная транспортная метры отработки месторождения с привязкой техни- схема трассирования для начальных, промежуточ- чески возможных рассматриваемых вариантов ных и конечных контуров проектируемого карьера. вскрытия. Если проектной организацией рассматривается Поставляемые задачи включают в себя решение несколько вариантов вскрытия, то вышеприведен- нескольких отдельных задач, которые составляют ные построения производятся для каждого варианта комплекс задач, а сама задача в свою очередь услож- отдельно. Последовательно принимаются решения, няется своей динамичным характером с учетом при- касающиеся выбора объектов транспортных работ с нимаемых отдельных технических решений. Техно- составлением календарных графиков выполнения логия и схема вскрытия будет усовершенствоваться вскрышных и добычных работ. Затем рассчитыва- в течении всего срока эксплуатации месторождения ются основные показатели, необходимые для опре- подвергаясь не однократной реконструкции. Изме- деления технико-экономического сравнения вариан- нение и перепроектирование рассматриваемой за- тов способа вскрытия. дачи выполняется в следующей последовательности: Оформление выбранного варианта осуществля- 1. Составляются планы развития работ на ос- ется дальнейшая детализация отдельных элементов, нове поперечных и продольных разрезов конечного, 40

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. трассирование траншей и построение планов карь- • экономическое направление, которое в свою ера на момент сдачи его в эксплуатацию, на 1-й, 2 и очередь выделяет оптимальные границы перехода с последующие годы эксплуатации, а также на конец открытого на подземный способ с учетом полноцен- отработки в конечных и промежуточных контурах. ного вовлечения в отработку запасов месторожде- ния и получения максимальной прибыли; Так, в работе [6] при выборе способа вскрытия рекомендуется исходить из следующих положений: • сырьевое направление, включающий в себя частичное снижение мощности рудных тел, содер- 1. На основании характера месторождения и жания металла в руде, вовлечения в отработку ранее условий его эксплуатации устанавливают техниче- нерентабельных руд с учетом роста цены на готовую ски возможные, но экономически неравноценные продукцию, а также дальнейший прирост запасов варианты, отбрасывая очевидно неприемлемые и не- руды с учетом разведки флангов и нижних горизон- рациональные. тов месторождения. 2. При оценке сопоставляемых вариантов осо- Учитывая, что сравнительно значительная часть бое внимание обращают на размеры зависящих от запасов нагорного месторождения «Зиаэтдинское способа вскрытия капитальных и эксплуатационных рудное поле» остается за пределами контура карьера затрат по сравниваемым вариантам, исключая оди- в связи с нерентабельностью отработки их откры- наковые затраты. В общем случае учитываются: ка- тым способом нами совместно со специалистами питальные затраты на вскрытие и строительство Центрального проектного бюро АО «НГМК» и РУ поверхностных сооружений; эксплуатационные рас- «ГМЗ-1» определены рациональные границы пере- ходы на поддержание вскрывающих выработок, хода с открытого способа на подземную в рассмат- подземную и поверхностную откатку, подъем, водо- риваемом участке. отлив; ущерб от оставления охранных целиков; уменьшение финансирования капитальных затрат за При этом подземный комплекс должен иметь счет попутной добычи руды при расположении непосредственные выходы на карьерное поле на горно-капитальных выработок в рудном теле. бортах (для вскрытия и отработки флангов) и с низу (для отработки подкарьерных запасов). В настоящей 3. Обычно учитывают существенные затраты и работе приводится несколько вариантов развития расходы, а мелкие и второстепенные, как малозна- сценария с учетом углубления карьера в каждые 50 чимые для сравнительной оценки, во внимание не м. принимаются. Рассматриваемом участке отработки располо- 4. Подсчитанные для каждого варианта капи- жены рудные тела 7 и 51. За пределами предельных тальные затраты и эксплуатационные расходы сво- контурах карьера выделены две рудных зон: рудное дятся в таблицу и подсчитываются на 1 т добычи. тело 7 и 51. Производительность рудника рассмат- ривается в пределах от 200 до 400 тыс. т руды в год. 5. Точность экономических подсчетов прини- мают для окончательных выводов в пределах ± 10 Зиаэтдинское рудное поле расположено в Зиаэт- %, при меньшей разнице варианты считают равно- динских горах на границе Зарафшано-Алайской и ценными. Зарафшано-Туркестанской структурно-формацион- ных зон. Сложено оно метаморфизованными эффу- 6. При сопоставлении вариантов учитывают и зивно-терригенными отложениями нижнего девона, факторы, трудноподдаюшиеся стоимостному выра- дислоцированных в крупную Катармайскую анти- жению, как, например, время вскрытия и строитель- клиналь ассиметричного строения, крылья которой ства рудника, перспективы его развития, а также осложнены складками более высоких порядков и соображения народнохозяйственного характера. многочисленными разновозрастными нарушениями преимущественно субширотного простирания. В качестве критерия при выборе оптимального варианта используется минимум сравнительных за- Рельеф участков рудных тел 51 и 7 гористый трат на 1 т добычи исходной руды. расчлененный с абсолютными отметками – 550-700 м (рудное тело 51) и 475-700 м (рудное тело 7), из- В качестве образца вышеприведенной последо- резан сетью тальвегов-временных водотоков от ши- вательности работ по оценке и выбор рационального ротного до меридиональных направлений, а по варианта вскрытия приконтурных запасов при от- рудному телу 7 направление тальвегов преимуще- крыто-подземной разработки рассмотрим место- ственно северного направления. Наиболее протя- рождение нагорного типа «Зиаэтдинское рудное женные тальвеги бывают обводнены только во поле» и принимаем в основу разработки стратегии время ливневых осадков в зимнее-весенний период. его освоения. Селевые потоки очень редки с периодом раз в 15-20 лет. В 6-8 км к северу протекает канал Нарпай, в 3-4 Имеющиеся в настоящее время методологиче- км – ЛЭП 220 кВ Бекабад-Навои, в 8,5 км проложен ские основы [7] разработки стратегии освоения ме- водовод Дамходжа-Бухара. сторождения нагорного характера «Зиаэтдинское рудное поле», разрабатываемый рудником «Караку- Рассмотрев 5 вариантов системы вскрытия - с тан» должна включать в себя следующие основопо- использованием карьерного пространства, без ис- лагающие направления: пользования карьерного пространства как главный вскрывающий выработкой, а также комбинирован- • технологическое направление, включающий ной системы вскрытия отработки прибортовых и в себя основы проектирования и рассмотрения во- просов разработки нагорного месторождения от- крыто-подземным способом с углублением карьера до глубины 50-150 м с применением только автомо- бильного транспорта; 41

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. подкарьерных запасов нагорных месторождений Ка- запасов рудных тел 7 и 51 рудником «Каракутан» с ракутан с учётом рельефа местности и расположе- применением комбинированной системы вскрытия ния запасов выбраны два оптимальных варианта т.е. вскрытия прибортовых запасов штольнями прой- технологии отработки и схемы вскрытия. денных в пространстве карьера, а вскрытия подкарьер- ных запасов наклонным транспортным съездом, Первый вариант технологическая схема вскры- пройденного за контурами карьера (рис. 1). тия приконтурных (прибортовых и подкарьерных) Рисунок 1. Схема вскрытия приконтурных запасов рудных тел 7 и 51 с применением системы вскрытия штольнями пройденных с бортов карьера и наклонным транспортным съездом При применении первой схемы вскрытия необ- 5. Проходка вентиляционных восстающих с ходимо произвести следующие основные горно-ка- гор. 240,0 м. до гор. 580,0 м. питальные работы: При применении данного варианта для выдачи 1. Проведение штольни из пространства карьера руды прибортовых запасов служат вскрывающие на восточном борту гор.+530,0 м и западном борту штольни, пройденные из пространства карьера и гор.+540,0 м с общей длиной 750 м; наклонный транспортный съезд, который предна- значен для отработки подкарьерных запасов. 2. Проведение наклонного транспортного съезда за пределами контура карьера с гор.+540,0 м до Второй вариант схемы вскрытия приконтурных, гор.+240,0 м, протяжённости 440 м на каждом 60м прибортовых и подкарьерных запасов Каракутан с вскрытия новых горизонтов; применением комбинированной системы вскрытия т.е. вскрытия часть прибортовых запасов штоль- 3. Проведение квершлагов откаточных с кон- нями пройденных в пространстве карьера часть вер- центрационных горизонтов, общей длиной 109 м на тикальными стволами, а вскрытия подкарьерных каждом горизонте; запасов тремя вертикальными вскрывающими ство- лами, пройденных за пределами контура карьера 4. Камерные выработки в объеме приблизи- (рис. 2). тельно 30% от всего объема вскрывающих горных выработок. 42

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 2. Схемы вскрытия приконтурных запасов рудных тел 7 и 51 с применением системы вскрытия штольнями пройденных в пространстве карьера и вертикальными стволами При применении второй схемы вскрытия необ- Для определения оптимальной схемы вскрытия ходимо произвести следующие основные горно-ка- из рассматриваемых вариантов проводятся расчёты питальные работы: по известной методике с применением компьютер- ной программе Microsoft Excel для определения бо- 1. Проведение штольни из пространства карьера лее приемлемой схемы. на восточном борту гор. +530,0 м и западном борту гор.+540,0 м с общей длиной 750 м; В связи с тем, что за контурами карьера остается значительнее запасы, месторождения, переход на 2. Проведение трёх вертикальных клетевых и подземную добычу предполагается на последней вспомогательных стволов – «Вспомогательный-Во- стадии доработки карьера открытым способом. сточный» глубиной 359,0 м, «Ствол-Западный» глу- биной 427,0 м. и ствол «Главный» глубиной 329,0 м. В целом реализация предложенной стратегии освоения рудных тел 7 и 51 Зиаэтдинского рудного 3. Проведение квершлагов откаточных с кон- поля рудником «Каракутан» предусматривает повы- центрационных горизонтов, общей длиной 169 м в шение эффективности освоения всех золотосодержа- каждом горизонте; щих запасов до уровня 85-90%. Основным критерием и продолжением стратегии освоения месторождений 4. Камерные выработки в объеме в пределах Зиаэтдинского рудного поля является разработка об- 30% от всего объема вскрывающих горных вырабо- щей стратегии адаптации технологии горных работ к ток. изменяющимся условиям рыночной экономики с учетом технологической особенности освоения ме- При применении данного варианта для выдачи сторождения с применением открыто-подземного части руды прибортовых запасов служат вскрываю- способа. щие штольни, пройденные из пространства карьера. Выдача части прибортовых и подкарьерных за- пасов осуществляется через клетевые стволы, прой- денный за пределами контура карьера. Список литературы: 1. Воронюк А.С. Особенности комплексного вскрытия рудных месторождений. – М.: ИПКОН АН СССР, 1986. - 77 с. 2. Каплунов Д.Р., Юков В.А. Геотехнология перехода от открытых к подземным горным работам. - М.: Горная книга, 2007. - 267 с. 3. Трубецкой К.Н. О совместном вскрытии карьерного и шахтного полей при комбинированной разработке ме- сторождений. //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - Новосибирск, 1968. - № 4. - С.58-63. 43

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 4. Щелканов В.А. Комбинированная разработка рудных месторождений. - М.: Недра, 1974. -232 с. 5. Караулов Г.А., Гавришев С.Е., Першин Г.Д., Караулов Н.Г. Вскрытие месторождений: Учеб, пособие. -2-е изд. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2006. - 108 с. 6. Каплунов Д.Р., Левин В.И., Болотов Б.В. и др. Развитие подземной добычи при комплексном освоении ме- сторождений. - М.: Наука, 1992. -253 с. 7. Материалы ТЭО «Подземные горные работы на руднике Каракутан» утвержденное Распоряжением КМ Р. Уз. №346 ФМ от 18.05.12 г. 8. Таджиев Ш.Т., Кобилов О.С., Жабборов О.И., Содиков И.Ю. Исследование технологических особенностей открыто-подземной разработки нагорных месторождений. //Научно-технический и производственный жур- нал «Горный Вестник Узбекистана». - Навои, октябрь-декабрь 2021. - № 87. - С. 29÷31. 44

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Халиков Абдульхак Абдульхаирович д-р техн. наук, проф. Ташкентского государственного транспортного университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ортиков Мироншох Содикович PhD, и.о. доцент Ташкентского государственного транспортного университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND SIMULATION OF ELECTROMAGNETIC PROCESSES OF A DEMAGNETIZING DEVICE Abdulkhak Khalikov Doctor of technical sciences, prof. Tashkent State Transport University, Republic of Uzbekistan, Tashkent Mironshoh Ortikov PhD, Associate Professor, Tashkent State Transport University, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В работе приведены экспериментальные исследования и моделирования процессов размагничивающего устройства, изменения индукции в зазоре между электромагнитом и рельсовой плетью, а также действие его на размагничивание рельсовой плети. ABSTRACT The paper presents experimental studies and modeling of the processes of a demagnetizing device, changes in induc- tion in the gap between an electromagnet and a rail string, as well as its effect on the demagnetization of a rail string. Ключевые слова: моделирования, электромагнитные процессы, размагничивающее устройство, рельсовая плеть. Keywords: modeling, electromagnetic processes, demagnetizing device, rail string. ________________________________________________________________________________________________ Качество процесса перевозки на железнодорож- стандартную программу «ELCUT» [6], которая поз- ном транспорте определяется быстротой, надежно- воляет моделировать процессы электромагнитной стью и безопасностью доставки грузов и пассажиров дефектоскопии методом концевых элементов. Это к месту назначения [1-3]. Эти показатели зависят от позволяет использовать визуальное программирова- успешного функционирования и взаимодействия ние при исследовании устройства дефектоскопии на подразделений и хозяйств железнодорожного транс- геометрической модели. Обычно используется де- порта. картовая система координат, в которой z-направле- ние является переменным, а параметры среды Значительна роль этого взаимодействия в сетях являются источниками. размагничивания рельсовых плетей железнодорож- ного транспорта [4, 5]. Результат получается в координатах x и y. Зна- чения углов не влияют на электромагнитное поле, При моделировании дефектов рельсовых листов при их использовании направление z берется на железнодорожном транспорте использовали __________________________ Библиографическое описание: Халиков А.А., Ортиков М.С. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14236

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. вправо, а направление r-вверх. Программный ком- Создание модели и итоговой сетки элементов плекс позволяет решить двумерную задачу размаг- выполняется в геометрическом редакторе, который ничивания рельсовых пластин. Для этого прини- позволяет работать с программным обеспечением маются во внимание: модель и класс решаемой задачи, САПР в формате DXF или Solid Works. Хранение разработка геометрической модели, определение информации о граничных условиях и свойствах ма- свойств материала (������, ������, ������), нагрузка (Fмаг, ������), гра- териалов осуществляется в подсистеме физических ничные условия. Также требуются соответствую- данных. Граничные условия могут быть заданы фор- щие шаги, такие как решение проблемы и обработка мулой или координатой и временем. результатов. Главное окно программы позволяет со- здать имя программы и имя файла модели. В этом Рассмотрим задачу расчета электромагнита, ос- окне также можно указать структуру задачи и ее гео- новной частью которого, является катушка индук- метрию [3]. тивности и рельсовая плеть типа Р 65 (рис.1). Она содержит w витков, намотана на магнит проводе, а в качестве якоря используется рельсовая плеть. 320 210 155 40 55 210 Рельс Р65 Рисунок 1. Катушка индуктивности и рельсовая плеть Из меню файлов выбрана команда «создать» и за- «Магнитное проницаемость». В окно «свойства» и дача программы «Свойства для магнитного поля пере- «сердечник» введены свойства нелинейных материа- менных токов». Окно выбора расположения задания лов (рис. 2). введено в название «ЭМД». В окне «Свойства задачи» выбран тип «Магнитостатическое поле» и модель Рисунок 2. Окно свойств нелинейных материалов «Осесимметричная», расчет – «Обычный». В окне ко- Окно редактирования данных «Сердечник» пока- ординат были выбраны единицы измерения «Милли- метры» и «Декартовы координаты». В поле заны в таблице 1. «Геометрия» выбрана модель в виде прямоугольника ABCB с размерами 210 х 320 мм, 0≤ ������ ≤ 210мм, 0 ≤ ������ ≤ 320мм. Основой геометрических объектов в па- кете «ELCUT» являются вершина, ребро и блок. Была выбрана вершина (0,210) и она перемещается в коор- динатную точку (320, 210). В этом случае создано ребро АВ. Также были созданы ребра BC, CD, DA. В меню «правка / добавить вершины» указаны вид и ко- ординаты геометрической фигуры. Длина прямоуголь- ника 320 мм, высота 210 мм. Далее выбраны метки для решения задачи, причём длина метки ограничена 16 символами. Выбрали мнемонические метки «Воздух», «Сер- дечник», «Обмотка». Введено в свойства «Воздух» мера относительная магнитная проницаемость, она же введена в раздел 46

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Таблица 1. Кривая намагниченность сердечника B,Тл 0 0,8 0,95 1,0 1,1 1,25 1,4 1,55 1.65 H,A/ м 0 460 640 720 890 1280 1900 3400 6000 В поле «Источники» введена числовая величина ������пр = 1,74 ∗ 106А/м2. магнитодвижущей силы обмотки электромагнита ������ = ������������ = 125 ∗ 50 = 6250������. В поле «Плотность Был установлен шаг дискретизации 3 мм, а на тока» ввели плотность тока обмотки ������������ = ������з ∗ ������обм ∗ внутренних границах 2 мм (область отмотки) и всего ������пр, сечение обмотки ������обм = 55 ∗ 10−4м2, коэффици- 1 мм в области рабочего зазора, чтобы получить об- ент заполнения катушечного окна ������з = 0,65, число щие число узлов не более 200. Рассчитанная картина витков ������ = 125, ������ = 50А, плотность тока в обмотке поля показана в меню «Задачи / Решить» (рис. 3). Рисунок 3. Результаты расчета по программе «ELCUT» В меню «Вид / Цветовая шкала» появляется индукции отображается полосами темного цвета т. шкала цветов, которая характеризует значение маг- е. картина распределения магнитной индукции нитной индукции. Увеличенное значение магнитной представлена на рис. 4. Рисунок 4. Картина распределения магнитной индукции Программа «ELCUT» дала возможность решить тины поля, значениями индукции, графиками и таб- задачи несколькими способами: с помощью кар- лицами. Для моделирования электромагнитных про- цессов используются программы «ELCUT» и 47

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. «Maxwell», которые позволяют решать задачи элек- ограничения, которые облегчают выполнения прак- тромагнитных полей в двухмерном пространстве тических задач. Пример допущений в постановке за- магнитных, электрических и тепловых, механиче- дач показан на рисунке 5. ских деформаций и напряжений, а также рассчиты- вать поля, описываемые уравнениями Лапласа и Из этих задач выделим расчет магнитных полей Пуассона в любых областях произвольной формы. при импульсных и несинусоидальных воздействий. При расчетах магнитных полей используем магни- При численном моделировании электромагнит- тостатическую формулировку. Она позволяет опре- ных процессов уравнения Максвелла используются делить индуктивность с учетом насыщения магнитных с допущениями. При этом вводятся дополнительные материалов при постоянных токах и магнитах. На рисунке 5 представлены задачи, выполняемые в про- грамме «ELCUT». Электрическое поле Электростатика Постоянный ток U = U0 cos(t + 0 ) U = f (t) - Емкость - Сопротивние - Активный, реактивный ток - Нелинейные - Электрическая - Оптические потери - Омические потери диэлектрические - Реактивная мощность среды прочность Магнитное поле Магнитостатика I = I0 cos(t +0 ) I = f (t) - Индуктивность - Эффект вытеснения, эффект близости - Магнитное поле при импульсном - Насыщение ферромагнетиков - Индуктивность при повышенной частоте и несинусоидальном возбуждении - Потери в проводниках и в магнетиках Температурное поле, прочность Установившаяся Т = f (t) Упругость - Граничные условия: конвекция, радиация температура - Температурное поле, тепловые потоки - Нелинейная теплопроводность и теплоемкость - Плоско-напряженное или плоскодеформированное упругое состояние Рисунок 5. Задачи, выполняемые в программе «ELCUT» Для анализов в частотной области применим материала. Результаты – локальные и интегральные магнитные поля переменных токов, так как в этом инженерные параметры на рисунке 6 c указанием случае будут учтены вихревые токи. Результатом та- подсистемы программы «ELCUT». кого анализа является расчет активных и индуктив- ных сопротивлений с учетом эффекта близости и Создать модель и сетку конечных элементов потерь в магнитных материалах на переменном токе. позволяет геометрический редактор. Также он дает Решение задач с помощью программы «ELCUT» даёт возможность работать с программой CAD в формате возможность учитывать реальную кривую намагни- DXF или Solid Works. Хранение сведений о гранич- чивания, одновременные взаимодействия перемен- ных условиях, свойствах материалов происходит в ных, постоянных токов и магнитов. Принцип решения подсистеме физических данных. Граничные условия задач с помощью «ELCUT» состоит в создании гео- могут быть заданы либо формулой, либо зависимо- метрии моделей, расчетных конечных сеток элемен- стью от координат и времени. тов с указанием граничных условий и свойств Модель Данные Решатели Постпроцессор Геометрия и *Материалы *Статический *Картина поля сетка *Граничный условия *Гармонический *Интегралы *Источники *Нестационарный *Таблицы Соединения *Нелинейность *Графики Подключенная электрическая цепь Импорт: DXF, Экспорт: STEP, Excel, Matlab, SolidWorks Garfield Рисунок 6. Подсистемы программы «ELCUT» 48

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Если магнитные поля связаны с электрической На рисунке 7 представлены действия размагни- схемой, то используется редактор электрической цепи. чивающего устройства на рельсовую плеть. Распреде- Картина поля в виде цветных карт, линий поля, се- ление силовых линий магнитного поля в программе мейств векторов, графиков и таблиц, причём эту «ELCUT» для электромагнита и зазора показаны на ри- функцию выбора выполняет подсистема анализа ре- сунке 7а. Графики модуля нормальной и касательный шений. Интегрирование выполняется по любой по- компонент в зазоре представлены на рисунке 7б. верхности, вдоль линии, по всему объему. Результаты расчетов по этой программе могут быть экспортиро- На рисунке 8 показаны действия разработанного ваны в другие программы, такие, как Excel, Mat lab и устройства на размагничивание рельсовой плети. другие. Распределение потоков на различных участках Программа «ELCUT» была использована для размагничивающего устройства, рассчитанное по определения индукции в материале электромагнита, программе «ELCUT», показывает неравномерное применённого в качестве элемента размагничиваю- распределение индукции в зазоре, минимум кото- щего устройства для рельсовых плетей. Кроме рого приходится на середину окна электромагнита, этого, необходимо определить изменения индукции то есть происходит центрированное размагничива- в зазоре между электромагнитом и рельсовой пле- ние рельсовой плети. тью, а также действие электромагнита на размагни- чивание рельсовой плети. а) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 б) Рисунок 7. Картина поля электромагнита размагничивающего устройства Для экспериментального исследования динами- осциллограф RIGOL MSO1104Z и 16 (бит) тай- ческих характеристик электромагнитов разработана мер микроконтроллера PIC16F628, запрограммиро- математическая модель измерения. Для получения ванный на работу с частотой от 5 Гц до 25 Гц. наглядных характеристик моделей использовался цифровой а) б) Рисунок 8. Действия разработанного устройства на размагничивание рельсовой плети С этой целью был разработан программный ком- ного поля при разных величинах зазора между элек- плекс для исследования динамических характери- тромагнитом и рельсовой плетью. В пакете Mat lab стик электромагнитов. В комплексе программе Simulink исследовались уравнения динамики элек- «ELCUT» была рассчитана картина электромагнит- тромагнитов. Математически это можно предста- вить в виде линейной системы дифференциальных 49