Вдосконалення методів обґрунтування раціональних технологічних рішень і розрахунку параметрів підземного видобутку залізних руд

Для вирішення цих проблем запропоновано використовувати спеціальну форму хеш-функції і систему нормалізації аргументів, що представляє функціональне перетворення фізичних значень критеріїв вибору Х, Y, Z,… у цілочисельний вид аргументів хеш-функції з мінімальним діапазоном варіації: X?=f(X), Y?=f(Y), Z?=f(Z).

,

де .

Нормалізація формує такі особливості хеш-функції: при X'=0, Y'=0, Z'=0, хеш-код A=1; зміна нормалізованих значень аргументів хеш-функції може відбуватись тільки у діапазоні (0;0;0)? (X';Y';Z')? (X'max;Y'max;Z'max), де X'max;Y'max;Z'max - максимальні значення параметрів, що залежать від методу нормалізації. Цей метод вибирається за критеріями (Amax-Amin>min; Aх > min), що досягається за умови

.

Для нормалізації аргументів хеш-функції запропоновано ряд методів:

1. Крок критерію x ? 1 при зміні хеш-коду за інтервалами А=1. Наприклад, при виборі паспортів буропідривних робіт при проведені виробок, діапазон коефіцієнта міцності може бути розбитий на інтервали x?1 ( x=3): f=2…4; f=4…6 і т.д. Кожному x відповідає паспорт БПР. Нормалізація

f?=INT[(f-f0) / f].

2. Нерівність послідовних діапазонів критеріїв (хconst). У цьому випадку використовуються логічні функції для перевірки попадання ключа у конкретний діапазон значень. Наприклад, при зміни коефіцієнта концентрації напружень масиву при виборі виду кріплення (0,2<<0,3)

X1=( ? 0) (<0,12)=0; X2=( ? 0,12) ( <0,2)=0; X3=( ? 0,2)

(<0,3)=1; X4=( ? 0,3) ( <1)=0; X=X120+X221+X322+X423=4

Х?=1,442•ln(Х")=1,442•ln(4)=2.

3. Проблема “логічних конфліктів” пов'язана з можливістю застосування в одних і тих умовах декількох технічно прийнятних рішень, але різних за технічними та технологічними особливостям, при цьому потрібно встановити усі припустимі рішення. Це проявляється у тому, що одному хеш-коду можуть відповідати багато слотів. Наприклад, з-понад 2500 варіантів систем підземної розробки рудних родовищ, які відомі на даний час, до 20% варіантів мають співпадаючі умови застосування.

Вирішити цю проблему можна шляхом використання форми хеш-кодів у вигляді масивів байтових покажчиків за такою схемою: нормалізується кожен критерій та приводиться у цілий числовий вид у межах 0 ? Х?min ? 255; 0 ?Х?max ? 255. Кожне нормалізоване значення записується у два масиви байтів ; . Кожний рядок цих масивів представляє два укажчики на конкретне рішення за мінімальним і максимальним значенням критеріїв, тобто описує їхній діапазони. Такий рядок байтів є аналогом значення хеш-коду у 256-річній системі числення

,

де k=255m - коефіцієнт пропорційності (m - визначає порядковий номер конкретного критерію у вибраній послідовності їх аналізу; знак “+” визначає операцію зчеплення значень).

Таким чином отримуємо компактний запис набору критеріїв, так як байтовий тип самий короткий. Рішення знаходять за ознакою влучення значень нормалізованих ключів по байтах, у межі значень критеріїв Аmin ? Аx ? Аmax.

Рішення у базі знань ранжують за значеннями Аmin. Доступ до діапазону розташування слотів здійснюється за хеш-кодом Аx, Номер слота розраховується за виразом

.

Далі оглядаються сусідні слоти і вибираються прийнятні рішення, за умови Аmin? Аx? Аmax.

Із використанням описаних методів нормалізації можна формалізувати будь-які умови в задачах вибору для створення компактних пошукових (інформаційно-аналітичних) систем.

Сукупність розроблених функцій є системою формалізації різнотипних параметрів, що відображають гірничотехнічні умови функціонування об'єктів і пов'язують цілочисловою ступеневою залежністю хеш-коди рішень і конкретні гірничотехнічні параметри - критерії вибору. Така формалізація дозволяє здійснювати пошук гірничотехнологічних рішень найбільш ефективним способом - інтегральним хешуванням.

Розроблений комплекс функцій є основою доказу четвертого наукового положення роботи.

Вибір на основі інтегральної хеш-функції та нормалізації параметрів може використовуватись і для вирішення задач параметричної оптимізації з вибором за вказаним критерієм оптимальності найкращих комбінацій значень числових параметрів з усіх їхніх можливих варіантів.

Одним з варіантів застосування цього методу пошуку є економіко-математичне моделювання схем гірничотехнологічних об'єктів для визначення їхньої вартості, що критерієм вибору оптимальних проектних схем.

Визначення техніко-економічних характеристик виробничих об'єктів виконується шляхом автоматизованого аналізу структури схем об'єктів з автоматичним вибором технічних рішень їхніх елементів, відповідно до загальної проектної схеми і умов, у яких функціонує кожний елемент об'єкту.

Дана система реалізує економіко-математичну модель за функцією (19). Алгоритм моделювання полягає у наступному (рис.8). При визначенні прогнозної вартості схеми (у даному випадку видобувного блоку) згідно з алгоритмом (рис.3) за допомогою ІАСМ вибираються технічно прийнятні варіанти схем. Потім розраховуються їхні технічні параметри (у пошуковому режимі) і розробляються конструкції об'єктів, що реалізують ці схеми 1, які поділяють на елементи за процесами 2...6 та видами робіт 7...18.

Системі моделювання вказують обсяги робіт 19...32, обумовлені параметрами схеми, види і характеристики технологічних об'єктів, що повинні створюватись та гірничотехнічні умови 20, 22, 24...32, у яких вони будуть функціонувати. Після цього система аналізує дані і вибирає економіко-технологічні паспорти 43...49 для кожного об'єкта.

Наприклад, для вибору ЕТП БПР при проведенні виробок використовується хеш-функция

,

де S? - нормалізоване значення площі перетину виробки, од.; S?max - максимальна кількість усіх типових перетинів вироблень; F? - коефіцієнт міцності порід, од.; F?max - максимальна кількість діапазонів значень коефіцієнта міцності, од.; P? - вид породи із сукупності порід на даному підприємстві, од.

Таким чином, у процесі вибору ЕТП система синтезує технологічну схему об'єкта зі схем елементарних об'єктів за заданим шаблоном. Розрахунок повних витрат ресурсів і їхньої вартості здійснюється прямим калькулюванням витрат 50...56, обумовленим обраними ЕТП, обсягами робіт і вартістю ресурсів 57. Потім розраховуються показники 62 ефективності.

Описана вище математична модель процесу видобутку руди дозволяє встановити, при яких саме характеристиках розробки у конкретних умовах будуть забезпечені найкращі економічні результати. На підставі таких характеристик повинні визначатися технічні параметри трьох технологічних процесів очисного виймання: відбійки руди, доставки руди та підтримки очисного простору. На даний час є надійні й перевірені методики для вирішення цих задач. На базі цих методик автором розроблені системи моделювання, що працюють у оптимізаційному режимі що реалізує пошуку інтегральним хешуванням. Необхідність реалізації цього режиму викликана тим, що дані методики побудовані за принципом прямого розрахунку технічних параметрів на підставі вихідних технічних умов. Оптимізаційна постановка цих задач пов'язана з тим, що необхідно визначити параметри процесів, які забезпечують найкращі результати їхнього здійснення, тобто це задачі вибору, що вирішуються у пошуковому режимі.

У шостому розділі наведенні результати впровадження розробок, виконаних у дисертації у практику гірничотехнологічного проектування.

На базі отриманих результатів дисертації автором розроблена інформаційно-аналітична система моделювання (ІАСМ). В її основу покладені принципи системності і сучасні інформаційні технології для вирішення оптимізаційних задач розроблені на базі пошуку рішень інтегральним хешуванням. З використанням даної системи був вирішений ряд проектних задач, а саме: обрано оптимальну схему підготовки ділянки родовища в полі ш.ім.Леніна ВАТ КЖРК; розроблено експериментальний проект видобувного блоку 149-154 в умовах ш.“Жовтнева” ВАТ КЖРК; визначено оптимальні геометричні параметри конструктивних елементів видобувних блоків на ш.“Ювілейна” і ш.ім.Фрунзе ВАТ “Суха Балка”; обрано оптимальну технологічну схему відпрацьовування ділянки покладу “Головний” в осях 134-146 ш.“Ювілейна”.

Нижче наведений приклад вирішення однієї з таких задач. На ш.“Ювілейна” ВАТ “Суха Балка” є ділянка покладу “Гніздо” у осях 206-212, гор.940 м з запасом 190 тис.т і вмістом заліза 59%. Для її відпрацьовування було розроблено два варіанти технологічних схем, один до впровадження системи моделювання, а другий - з використанням даної системи.

Одна з задач полягала у визначенні геометричних параметрів елементів блоку, по яким був обраний оптимальний варіант схеми його відпрацювання.

У результаті виконання початкового проекту була розроблена технологічна схема на підставі визначення розмірів елементів блоку тільки за умов забезпечення їхньої стійкості, згідно з методикою, розробленою у

Другий варіант схеми, розроблений на підставі визначення оптимальних розмірів елементів за умов забезпечення максимального запасу (об'єму) очисної камери Vк (м3), мінімальних запасів цілика Vц (м3) і стелини Vс (м3) при одночасному забезпеченні необхідної стійкості усіх цих елементів.

Доцільність такої постановки задачі пояснюється тим, що відпрацювання запасу камери забезпечує максимальне вилучення руди та її якість у порівнянні з вийманням запасу стелини і цілика. Розміри даних елементів визначають схеми і параметри їхнього відпрацьовування. Ці схеми забезпечують різні економічними характеристики, які визначаються тільки моделюванням.

Для визначення розмірів елементів блоку розроблена ІАСМ має два засоби: систему геометричного моделювання конструкцій блоків і систему економіко-математичного моделювання схем відпрацювання.

За допомогою першої підсистеми встановлюються геометричні параметри елементів, які забезпечують Vк > max, Vц > mіn і Vс >mіn методом евристичного пошуку. При цьому враховуються обмеження, які накладають на ці параметри геомеханічні умови розробки та габаритні розміри блоків, обумовлені параметрами рудних тіл, схем розкриття та підготовки. Виходячи з комплексного впливу вказаних умов на розміри елементів блоків, автором виведена функція для визначення їхніх оптимальних значень.

,

де а - розмір камери за простяганням покладу; в - за падінням; mг - навхрест простягання; mв - вертикальний розмір камери; с - розмір цілика за простяганням, h - висота стелини; М - розмір блоку в хрест простягання; Н - висота блоку; С - розмір блоку за простяганням; m, l; Ац; Ас - граничні функціональні характеристики, обумовлені геомеханічними умовами розробки.

Згідно з цією функцією при різних значеннях а, в, mг, можуть бути витримані умови стійкості елементів з однаковими значеннями Vк. Однак тільки одна комбінація дасть максимальне значення Vк у даних умовах. Крім того усі параметри а, в, mг є залежними один від одного, і їхні значення можуть змінюватись у межах: 0 < а ? С; 0 < mг ? M, 0 < b ? Н. Таким чином задача носить варіаційно-комбінаторний характер і може бути вирішена методом пошуку оптимальної комбінації значень а, в, mг з перевіркою на дотримання геомеханічних та геометричних обмежень.

Цей пошук здійснює за рахунок евристичного підходу, що скорочує у 105 разів кількість варіантів значень а, в, mг, що аналізуються у порівнянні з їхнім простим перебором.

Евристичний підхід полягає у векторизації пошуку за найкоротшою відстанню до екстремуму, реалізованого у просторі слотів метакубу, який описує варіанти значень a, в, mг. Комбінації значень встановлюються за допомогою хеш-функції, яка формує хеш-код з величинами відповідних параметрів.

Діапазон значень а, b, mг розбивається на піддіапазони з кроком 0,1 м. Сукупність піддіапазонів представляється у вигляді тривимірного метакубу. Система розбиває його на 8 підкубів і знаходить центральний слот ан, вн, mн за хеш-функцією Aн=amaxbmax(mн/2)+amax(bн/2max)+(aн/2)+1. Цей слот приймається як опорний. Потім розраховується відповідне значення Vк при ан,=f(amax); вн=f(bmax); mн=f(mmax). Такий же розрахунок виконується для усіх слотів, що оточують слот Ан. Порівнянням комплексу значень Vк встановлюється слот А?н, який відповідає розмірам елементів блоку, що забезпечують Vк=max при одночасному витримуванні умов стійкості. Це відразу виключає з пошуку 87,5% варіантів а, b, mг.

Потім за опорний приймається слот А?н і алгоритм пошуку повторюється. Таким чином система встановлює найкоротший напрямок (вектор) проходу до слоту з характеристикою Vк=max.

На підставі отриманих результатів розроблений другий варіант схеми відпрацьовування блоку (рис.10). Він характеризується тим, що зменшення довжини цілика забезпечує можливість його обвалення масовим вибухом на камеру без попереднього підрізання. Це виключає необхідність проведення компенсаційних виробок, які необхідні за першим варіантом схеми (рис.9). При цьому скорочується загальна довжина виробок Lн на 17%.

Однак забезпечення оптимальності Vк і зниження Lн ще не означає забезпечення загальної оптимальності відпрацьовування блоку, це ще необхідно довести за економічними параметрами.

Для вирішення даної задачі було виконано економіко-математичне моделювання обох варіантів, результати якого наведені у табл.2. З таблиці видно, що більш ефективним є другий варіант, який забезпечує кращі значення усіх показників і прибуток більший на 174 тис.грн. Впровадження даної підсистеми у виробництво (ВАТ “Суха Балка”) дозволило отримати економічний ефект у розмірі 973 тис.грн.

Таблиця 2 - Результати моделювання варіантів відпрацювання блоку

ВИСНОВКИ

Представлена дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій вирішено актуальну науково-технічну проблему вдосконалення методів вибору і обґрунтування проектних рішень підземного видобутку залізних руд на основі системної моделі рудопотоку, яка розроблена з використанням вперше встановлених закономірностей формування його характеристик у багатостадійному процесі виробництва товарної руди, що забезпечує оптимізацію схем і параметрів гірничовидобувного виробництва.

Основні наукові і практичні результати роботи:

1. Підземний спосіб розробки багатих залізних руд є однією з основ розвитку гірничо-металургійного комплексу України, що обумовлено великими промисловими запасами таких руд. Геотехнічні умови залягання і відпрацювання цих запасів характеризуються підвищеною складністю. На даний час у галузі підземного видобутку залізних руд розроблено велику кількість технічних і технологічних рішень, які надають саму технічну можливість і забезпечують економічну доцільність такої розробки у складних умовах. Але досягнення найвищої ефективності розробки можливе тільки при глибоко обґрунтованому виборі оптимальних проектних рішень основних виробничих об'єктів цього способу розробки при одночасному урахуванні умов їхнього функціонування, технічних особливостей кожного з припустимих рішень таких об'єктів і оцінюванні прогнозних результатів реалізації цих рішень на системному рівні гірничовидобувного виробництва.

2. На даний час вирішення проектних задач вибору та обґрунтування оптимальних технологічних та технічних рішень підземних виробничих об'єктів і розрахунку їхніх параметрів здійснюється без застосування системного підходу, характеризується низьким методичним рівнем, відсутністю системної техніко-економічної моделі залізорудного видобувного виробництва та засобів автоматизації моделювання цього виробництва на системному рівні. Таке положення часто призводить до прийняття нераціональних проектних рішень і значних збитків для гірничо видобувних підприємств.

3. Вперше сформульовано основні принципи системного проектування гірничотехнологічних об'єктів підземного видобутку залізних руд і розроблено методологію формування їхніх системних моделей, реалізація яких дозволяє вибирати найбільш ефективні технологічні та технічні рішення і розраховувати оптимальні параметри таких об'єктів.

4. Вперше розроблено системну техніко-економічну модель гірничовидобувного виробництва при підземному видобутку залізної руди, яка дозволяє визначати технічні і економічні показники ефективності розробки при аналізі варіантів рішень виробничих об'єктів. Основним з таких економічних показників є норма прибутковості на інвестиції, а технічних показників - вихід товарного еквівалента балансового запасу у товарний продукт.

5. Вперше встановлено гіперболічну залежність, за якою формується значення норми прибутковості на інвестиції, і яка описує одночасний вплив на цей показник характеристик технічної ефективності вилучення руди з надр, вилучення товарного продукту з видобутої рудної маси і вартісних характеристик гірничотехнологічних об'єктів різного призначення, що повинні функціонувати у єдиній виробничо-технологічній системі гірничовидобувного підприємства для здійснення розробки.

6. Вперше встановлено експоненціальну залежність величини виходу товарного еквівалента балансового запасу залізної руди у товарний продукт від відношення вмісту металу у балансовому запасі до його необхідного вмісту у товарній руді з урахуванням коефіцієнта технологічних втрат руди балансового запасу, коефіцієнта технологічного засмічення рудної маси при її видобутку, коефіцієнта виходу товарного продукту з рудної маси при її первинній переробці, коефіцієнта міцності матеріалу рудної маси та різниці між вмістом заліза у рудній масі і його необхідним вмістом у товарній руді.

7. Вперше розроблено підхід до системного економіко-математичного моделювання виробничих об'єктів в автоматизованому режимі на основі синтезу їхніх моделей за допомогою інформаційно-аналітичних засобів і економіко-технологічної паспортизації структурних елементів цих об'єктів. Вперше розроблено концепцію економіко-технологічного паспорта елементарних підземних гірничотехнологічних об'єктів.

8. Удосконалено вибір проектних рішень і економіко-технологічних паспортів при моделюванні технологічних схем підземних виробничих об'єктів методом інтегрального хешування. Цей метод адаптовано до вирішення пошукових задач гірничотехнологічного проектування шляхом розробки системи формалізації різнотипних гірничотехнічних параметрів, що описують умови підземної розробки залізних руд і виробничі ситуації, і є аргументами хеш-функції для вибору рішень. Ця система формалізації дозволяє застосовувати метод інтегрального хешування для автоматизації моделювання виробничих об'єктів зі складною структурою і умовами функціонування.

9. Вперше розроблено комплекс інформаційно-аналітичних засобів моделювання основних виробничих об'єктів підземного видобутку залізних руд на основі принципів системного проектування, методології системного моделювання, системної техніко-економічної моделі підземного видобутку руди, засобів автоматизації пошуку рішень методом інтегрального хешування.

10. Впровадження розроблених засобів моделювання виробничих об'єктів у практику гірничотехнологічного проектування здійснено шляхом їх передачі у проектні відділи залізорудних шахт. З використанням цих засобів вирішено ряд проектних задач. Впровадження результатів вирішення цих задач дозволило одержати реальний економічний ефект у розмірі 973 тис.грн і очікуваний ефект - 18 млн.грн.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ТА ЇЇ НАУКОВІ ПОЛОЖЕННЯ ВИКЛАДЕНІ В ПУБЛІКАЦІЯХ

1. Попов С.О. Совершенствование методов оценки эффективности проектных решений подземных горнотехнологических объектов // Вісник КТУ. - Кривий Ріг: КТУ, 2006. - №14. - С. 28-32.

2. Попов С.О. Разработка математической модели для определения оптимальных размеров конструктивных элементов добычных блоков на основании геомеханического состояния выемочных участков и их геометрических параметров // Системні технології. - Дніпропетровськ: НМА, 2006. - №4(45). - С. 144-152.

3. Корж В.А., Попов С.О. Методичні основи системного проектування виробничих об'єктів підземної розробки залізних руд // Зб. наук. пр. НГУ. -Дніпропетровськ: НГУ, 2006. - №25. - С. 61-71.

4. Попов С.О. Оптимизация геометрических параметров конструктивных элементов добычных блоков с использованием интеллектуализированной системы моделирования геомеханических условий их отработки // Зб. наук. пр. НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ, 2004. - №20. - С. 78-84.

5. Попов С.О. Методические основы нормирования показателей извлечения железных руд по критериям технико-экономической эффективности эксплуатации недр // Науковий вісник НГУ. - Днепропетровск: НГУ, 2004. -№10. - С. 22-25.

6. Попов С.О. Использование методов автоматизированного поиска при решении задач защиты окружающей среды от вредного влияния подземных горных работ // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ, 2004. - №9. - С. 21-22.

7. Попов С.О., Фаустов Г.Т., Погорецкий П.А. Автоматизированная система определения оптимальних параметров буровзрывных работ при проектировании технологических схем отработки добычных блоков // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ, 2004. - №85. - С. 158-161.

8. Попов С.О., Фаустов Г.Т. Автоматизированная система нормирования показателей извлечения руды из добычных блоков на стадии их проектирования и отработки // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ: НГУ, 2003. - №9. - С. 89-91.

9. Попов С.О. Автоматизированная система технико-экономического мониторинга реализации проекных горно-технологических решений // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ, 2003. - №84. - С. 53-57.

10. Попов С.О. Совершенствование методов экспертного выбора технологических решений при автоматизированном моделировании и проектировании сложных производственных систем // Системні технології. -Дніпропетровськ: НМА, 2001. - №1(12). - С. 29-32.

11. Попов С.О., Фаустов Г.Т. Разработка экспертной системы для выбора вида крепи горных выработок при проектировании технологических схем подземной разработки рудных месторождений // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ, 2001. - №74. - С. 50-56.

12. Попов С.О. Экспертный выбор технологических схем отработки добычных блоков с использованием методов интегрального хеширования // Сб. научн. тр. НГА. - Днепропетровск: НГА, 2001. - №12. - Т. 2. - С. 120-123.

13. Попов С.О. Методические основы динамического экспертного моделирования технологических схем подземной разработки месторождений полезных ископаемых // Сб. научн. тр. НГА. - Днепропетровск: НГА, 2001. -№11. - Т. 1. - С. 119-122.

14. Попов С.О. Разработка системы экономико-математического моделирования технологических схем отработки добычных блоков с использованием экспертных компонент // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ, 2000. - №73. - С. 47-49.

15. Попов С.О. Реализация принципа вариационно-оптимизационного ряда при выборе систем подземной разработки рудных месторождений // Сб. научн. тр. НГА. - Днепропетровск: НГА, 2000. - №10. - С. 29-36.

16. Попов С.О. Принципи розробки компьютерного банка гiрничотехнологiчних iнформацiйних систем // Відомості АГН України. - Кривий Ріг: АГН, 1997. - №2. - С. 54.

17. Попов С.О., Гулевич А.А. Подальше удосконалення проектування буровибухових робіт у видобувних блоках // Відомості АГН України. - Кривий Ріг: АГН, 1997. - №3. - С. 87-88.

18. Фаустов Г.Т., Попов С.О. Разработка экспертной системы для выбора технологических схем подземной добычи железных руд // Разработка рудных месторождений. - К.: Техніка, 1996. - №58. - С. 62-65.

19. Попов С.О. Разработка аналитического метода прогнозирования прочности твердеющей закладки // Разработка рудных месторождений. - К.: Техника, 1996. - №58. - С. 61-64.

20. Фаустов Г.Т., Федько М.Б., Попов С.О., Маховский А.Д. Вскрытие и подготовка глубоких горизонтов шахт Кривбасса // Металлургическая и горнорудная промышленность. - Днепропетровск: НИИ Укрметаллургинформ, 1994. - №3. - С. 45-48.

21. Фаустов Г.Т., Попов С.О. Ресурсосбережение при подземной разработке железорудных месторождений // Черная металлургия. - М.: ЦНИИИТЭИЧМ, 1991. - №5. - С. 4-19.

22. Капленко Ю.П., Фаустов Г.Т., Попов С.О. Экологические проблемы подземной разработки рудных месторождений // Черная металлургия. - М.: ЦНИИИТЭИЧМ, 1992. - №9. - С. 3-12.

23. Фаустов Г.Т., Попов С.О. Применение экономичных составов твердеющей закладки на отечественных и зарубежных рудниках // Черная металлургия. - М.: ЦНИИИТЭИЧМ, 1988. - №17. - С. 2-16.

24. Аксюк В.Л., Попов С.О. Разработка автоматизированной системы контроля геометрических параметров добычных блоков при подземной разработке рудных месторождений // Сб. научных тр. КТУ. - Кривой Рог: Минерал, 2005. - С. 288-293.

25. Фаустов Г.Т., Попов С.О. Опыт разработки железорудного месторождения в сложных экологическаих и горно-технических условиях // Черная металлургия. - М.: ЦНИИИТЭИЧМ, 1992. - №4. - С. 24-26.

26. Фаустов Г.Т., Попов С.О. Исследование влияния технологи отработки месторождения шахты “Октябрьская” на притоки шахтних вод // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КГРИ, 1992. - №53. - С. 112-115.

27. Мазур И.А., Попов С.О., Фаустов Г.Т., Мандриченко Б.Б., Ткаченко Г.И., Соломяник С.А., Гломозда А.В. Влияние органических активаторов на прочностные свойства твердеющей закладки // Разработка рудных месторождений. - К.: Техника, 1990. - №50. - С. 21-24.

28. Фаустов Г.Т., Попов С.О., Гломозда А.В., Наумов К.С. Оптимизация параметров вторичных камер по условиям разубоживания руды твердеющей закладкой // Разработка рудных месторождений. - К.: Техіка, 1987. - №44. - С. 75-77.

29. Фаустов Г.Т., Мазур И.А., Попов С.О., Гломозда А.В. Мандриченко Б.Е., Кныш Е.Г., Ткаченко Г.И. Разработка методов нормализации теплового режима твердеющей закладки // Разработка рудных месторождений. - К.: Техника, 1991. - №52. - С. 62-65.

30. Способ приготовления твердеющей закладки: А.с. 1689647 СССР, Е 21 F 15/00 / И.А.Мазур, Г.Т.Фаустов, С.О.Попов, Б.Е.Мандриченко, Г.И.Ткаченко (СССР). №4753620/03; Заявл. 23.10.89; Опубл. 07.11.91, Бюл. №41. - 2 с.

31. Способ электроактивации шахтной воды, авторы: А.с. 1314129 СССР, Е 21 F 15/00 / Г.Т.Фаустов, С.О.Попов (СССР). №4000322/22-03; Заявл. 30.12.87, Бюл. №20. - 4 с.

32. Способ приготовления строительного раствора: А.с. 1728200 СССР, С 04 В 40/00 / И.А.Мазур, Г.Т.Фаустов, С.О.Попов, В.И.Носоченко, В.И.Гайдаш (СССР). № 4780454/05; Зявл. 09.01.90; Опубл. 23.04.92, Бюл. №15. - 2 с.

33. Инструкция по расчету на персональных ЭВМ технических параметров добычных блоков на основании отраслевых методик для определения проектных характеристик систем подземной разработки. Утв. концерном “Укррудпром” 17.03.97 / Разработчик - С.О.Попов. - Кривой Рог, Минерал, 1997. - 12 с.

34. Инструкция по проектированию нарезных и очистных работ в добычных блоках при подземной разработке железорудных месторождений. Утв. концерном “Укррудпром” 20.07.98 / Разработчики - Г.Т.Фаустов, С.О.Попов. - Кривой Рог, Минерал, 1998. - 25 с.

35. Инструкция по прогнозированию прочности закладки и выбору составов твердеющих смесей на основе метода реляционных характеристик. Утв. гл. инженером ВостГОКа 01.10.2002 / Разработчик - С.О.Попов. - Желтые Воды - Кривой Рог: Минерал, 2002. - 35 с.

36. Инструкция по нормированию, прогнозированию и учету показателей извлечения руды при подземной разработке железорудных месторождений. Утв. Министерством промышленной политики Украины 01.03.06 / Разработчики - А.А.Азарян, А.В.Моргун, С.О.Попов и др. - Кривой Рог: Минерал, 2006. - 135 с.

АНОТАЦІЯ

Попов С.О. Вдосконалення методів обґрунтування раціональних технологічних рішень і розрахунку параметрів підземного видобутку залізних руд. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - підземна розробка родовищ корисних копалин, Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2007.

Дисертація присвячена вирішенню проблеми вдосконалення методів обґрунтування раціональних технологічних рішень і розрахунку параметрів підземного видобутку залізних руд при проектуванні виробничих об'єктів підземного видобутку залізних руд.

У дисертації розроблено теоретичні основи системного підходу до проектування і побудови моделей гірничотехнологічних об'єктів, розроблено системну модель підземного гірничо-видобувного виробництва, обрано й удосконалено метод автоматизованого вибору проектних рішень.

На цій основі розроблено систему моделювання основних гірничотехнологічних об'єктів підземного видобутку залізних руд. Наведено дані щодо ефективності використання даної системи у практиці проектування виробничих об'єктів підземного видобутку залізної руди.

Ключові слова: вдосконалення, методи, обґрунтування, технологія, розрахунок параметрів, підземний видобуток, залізна руда.

Попов С.О. Совершенствование методов обоснования рациональных технологических решений и расчета параметров подземной добычи железных руд. - Рукопись.

Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - подземная разработка месторождений полезных ископаемых, Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2007.

Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической проблемы совершенствования методов выбора и обоснования рациональных технологических и технических решений основных горно-технологических объектов подземной добычи железных руд на основе системного подхода к проектированию, что обеспечивает повышение эффективности производственной деятельности горнодобывающих предприятий.

В диссертации разработаны основы системного проектирования горно-технологических объектов, принципы такого проектирования и системного моделирования этих объектов.

Системный подход к горно-технологическому проектированию позволяет принимать и обосновывать эффективность проектных решений производственных объектов на уровне функционирования всей производственно-технологической системы подземного горнодобывающего предприятия. При этом наиболее точно отображаются технические и технологические процессы, протекающие на всем жизненном цикле проектируемого объекта, определяются его оптимальные характеристики и параметры, а также обеспечивается высокая достоверность принимаемых технологических, технических и параметрических решений.

В результате выполненных исследований процесса формирования технических и технологических параметров товарной продукции железорудных шахт установлены зависимости, которые описывают функциональные связи показателей технической эффективности функционирования подземных горно-технологических объектов с экономическими результатами их производственной деятельности.

На основе этих зависимостей разработана системная модель горнодобывающего производства при подземной разработке железорудных месторождений. Системная модель включает: технико-экономическую модель ппроцесса производства товарной железной руды на подземном горнодобывающем предприятии и математическую модель процесса добычи рудной массы.

Системная модель позволяет определять и оценивать эффективность функционирования производственных объектов различного уровня и назначения, которые должны функционировать для реализации в полном объёме технологической схемы разработки месторождения, отдельных рудных залежей и их участков. На основании этой модели можно выбирать оптимальные варианты технологических и технических решений производственных объектов, рассчитывать их оптимальные параметры, обеспечивающие достижение наивысших технико-экономических результатов производства товарной руды, нормировать показатели эффективности функционирования указанных объектов.

В диссертации обосновано применение и усовершенствован метод выбора проектных решений горно-технологических объектов интегральным хешированием. Использования данного метода поиска обеспечивает основу интеллектуализации автоматизированных систем моделирования подземных производственных объектов. В результате исследования особенностей горнотехнических параметров, используемых в качестве критериев и ключей выбора в поисковых задачах проектирования, разработана система формализации этих параметров в тип аргументов интегральной хеш-функции. Это обеспечивает возможность адаптации метода интегрального хеширования к решению любых проектных задач поискового характера в автоматизированном режиме.

На основе разработанных принципов системного проектирования, методологии построения системных моделей и автоматизации решения проектных поисковых задач разработан ряд информационно-аналитических систем для проектирования основных горно-технологических объектов.

Внедрение этих систем в проектных отделах подземных железорудных горнодобывающих предприятий позволило автоматизировать решение сложных проектных задач выбора технологических схем разработки, технических решений производственных объектов, расчета оптимальных параметров этих объектов.

В процессе внедрения был решен ряд проектных задач, которые являются актуальными для дальнейшего развития горных работ на шахтах и их текущей производственной деятельности. В частности были решены задачи выбора схемы вскрытия и подготовки крупного участка месторождения железной руды на ш.им.Ленина ОАО “Кривбассруда”, задача выбора технологической схемы отработки крупного добычного блока на. ш.“Юбилейная” ОАО “Сухая Балка”, задача выбора оптимальных размеров конструктивных элементов ряда выемочных единиц в условиях шахт “Юбилейная” и им.Фрунзе ОАО “Сухая Балка”.

В результате внедрении разработанных информационно-аналитических систем и решения указанных задач при разработке проектов соответствующих горно-технологических объектов получен реальный экономический эффект в размере 973 тис.грн и ожидаемый эффект в размере 18 млн.грн.

Ключевые слова: усовершенствование, методы, обоснование, технология, расчет параметров, подземная добыча, железная руда.

Popov S.O. Perfecting of methods of rational technological solutions substantiation and account of underground iron-ore mining parameters. - Manuscript.

The thesis for doctor of technical sciences degree by specialty 05.15.02 - Underground mining of useful minerals, Kriyvyj Rih technical university, Kryvyj Rih, 2007.

The thesis is devoted to a solution of a problem of improvement of methods of the substantiation of rational technological solutions and account of parameters of iron-ore underground mining.

In the thesis the principles and methodology of the system of modeling are developed by a fundamentals of system designing of mining-technological objects. Such approach to mining-technological designing allows to receive design solutions most precisely, and also ensures thigh reliability accepted technological, technical and parametrical solution.

The system of modeling of main mining-technological objects of iron-ore underground mining is developed. The data as for effectiveness of elaborated system usage in practice of objects designing of iron-ore underground mining are given.

The introduction of these systems has allowed to receive: actual economic effect - 973 thUAH and expected - 18 mlnUAH.

Key word: improvement, methods, substantiation, technology, account of parameters, underground mining, iron ore.

Размещено на Allbest.ru