Методологічні основи забезпечення надійності функціонування вугільної шахти, як єдиного технологічного комплексу з комп'ютеризованою системою управління

б) попереджувальне управління, здійснюване першими керівниками шахти, базується на усуненні заздалегідь виявлених причин втрати працездатності шахти в цілому чи в її підсистемах зокрема;

в) інформація для прийняття єдино вірного рішення повинна надаватися в найбільш зручному вигляді для сприйняття директором: носіями інформації повинні бути комп'ютеризовані варіанти мнемосхем роботи основних підсистем шахти з обов'язковою колірною індикацією їх стану за принципом світлофору;

г) всі управлінські впливи повинні бути спрямовані на відновлення витраченого ресурсу працездатності шахти та її підсистем;

д) управління надійністю є валідним тільки при наявності на шахті ефективно функціонуючої системи аналізу і прогнозу потоку відмовлень, оскільки вчасно прийняті керівництвом заходи для відновлення працездатності окремих технологічних процесів дозволяють досягти високих значень коефіцієнту готовності шахти, як єдиного технологічного комплексу, навіть при наявності в системі елементів з низькою надійністю та "вузьких" місць.

У розвиток виконаних у роботі досліджень з методології управління надійністю шахти, як ЄТК, розроблено методологічні основи забезпечення її роботи при оснащенні устаткуванням і засобами управління нового технічного рівня.

Дані, наведені на рис. 3 і 5, свідчать, що комплекси нового технічного рівня, які здатні видобувати 1,5-2,0 млн. т вугілля на рік з однієї лави, поки використовуються значно гірше. Рівень видобутку ними фактично менший у 3-5 разів. Лави, обладнані серійними комплексами машин, у період з 1999 по 2001 роки збільшили рівень добового видобутку.

В даний час на шахтах України, як правило, готують виїмкові стовпи з невеликими запасами вугілля. Розміри стовпа в залежності від потужності виймального пласту визначаються, насамперед, ресурсом очисної техніки, природно, при наявності відповідних запасів. З цих причин серійні очисні комплекси не можуть обслуговувати стовпи довжиною понад 1,25 км при довжині лави до 180 м. При середньодинамічній потужності пласту 1,7-1,45 м максимальна кількість вугілля у стовпі не більш 400-515 тис. т. При планованому рівні видобутку 1 млн. т на рік і середньодобовій продуктивності кожної лави 750 т, їхня необхідна середньодіюча кількість на шахті повинна бути не меншою 4 одиниць протягом року. Для відтворення фронту очисних робіт 4-х середньодіючих лав на шахті протягом року необхідно провести майже 8 пластових штреків загальною довжиною не меншою 5-5,5 км. Для підтримки виробничої потужності вугільного підприємства необхідно пройти ще додатково не менше 1 км виробок різного призначення, у тому числі магістральних і інших. Типова для шахт України довжина виробок, що готують для видобутку 1 млн. т вугілля, складає в середньому по галузі від 7 до 11 км у залежності від потужності виймального пласту. Крім того, на шахтах з виробничою потужністю порядку 1 млн. т на рік для забезпечення її життєдіяльності підтримується в експлуатаційному стані від 36 до 80 км гірських виробок різного призначення. Необхідність проведення значних обсягів гірничих робіт одночасно більш, ніж у десяти прохідницьких та видобувних вибоях та виконання при цьому значних обсягів підготовчих, монтажних, допоміжних та інших видів робіт, зумовлює необхідність утримання на шахті з виробничою потужністю порядку 1 млн. т на рік персонал чисельністю до 3,0 тис. чоловік, значну кількість прохідницьких і видобувних бригад, а також обслугу стаціонарного та іншого допоміжного обладнання. Приріст виробничої потужності шахти за такої схеми організації робіт можливий тільки за рахунок збільшення чисельності персоналу на 1000 чоловік на кожен мільйон тонн. Значна кількість елементів ЄТК однозначно залежить від кількості діючих лав і їх невелика елементна надійність є основними причинами низької структурної надійності шахти в цілому.

Вивчення можливостей техніки нового рівня для очисних, прохідницьких, транспортних і інших основних процесів дозволило сформулювати висновок про необхідність узгодження параметрів цієї техніки з характеристиками надійності, продуктивності і прибутковості шахти. Виходячи з цього сформульовано мінімально необхідні умови для створення сучасної шахти, що полягають у концентрації гірничих робіт, інтенсифікації очисних і підготовчих процесів, у забезпеченні рівномірності, безперервності інтегрального вуглепотоку й інтенсивності підготовки фронту очисних робіт. Встановлено, що стратегічними напрямками в галузі управління надійністю шахти є фінансово-технічна політика в підборі кадрів і матеріально-технічному постачанні, концентрації й інтенсифікації виробничої діяльності, заснованої на формулі "фронт - техніка - кадри". З цією метою встановлено залежності планового навантаження на шахту від коефіцієнтів безперервності вуглепотоку і машинного часу устаткування, рівня організації очисних робіт на шахті. Вперше встановлено залежності кількості лав на шахті від рівня коефіцієнтів готовності елементів основних транспортно-технологічних ліній і інших засобів. Виконані автором чисельні розрахунки роботи шахти при використанні устаткування нового технічного рівня свідчать, що рівень видобутку вугілля на шахті, що розробляє один пласт потужністю 1,7-2,5 м з кутом падіння до 35о в обмежено-сприятливих щодо "газового" фактору гірничо-геологічних умовах, може бути доведений до 3-4 млн. т вугілля на рік при 2-х середньодіючих лавах, коефіцієнті готовності 0,8 протягом року. При цьому чисельність промислово-виробничого персоналу буде до 1,5 тис. працюючих, а річний прибуток у розмірі 200 млн. грн. Створення шахт із такими показниками повинно стати метою усіх фахівців, які працюють для розвитку вуглевидобутку в Україні.

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень і основних висновків забезпечується коректністю прийнятих передумов і вихідних даних, які базуються на застосуванні комплексного методу досліджень функціонування шахти та системного підходу до обґрунтування методології управління її надійністю, фундаментальних положеннях і методах теорії випадкових процесів, теорії надійності, теоретичної механіки і моделювання, а також достатнім обсягом даних та аналізом їх методами теорії ймовірностей і математичної статистики з довірчою ймовірністю не нижче 0,9, позитивними результатами впровадження розробок у виробництво.

ВИСНОВКИ

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій надано теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної науково-технічної проблеми розробки методологічних основ забезпечення надійності функціонування вугільної шахти, як єдиного технологічного комплексу з комп'ютеризованою системою управління, для наукового обґрунтування методів підвищення ефективності роботи підприємств та оздоровлення галузі, що має важливе народногосподарське і соціальне значення.

У процесі виконання роботи отримано такі основні наукові висновки і практичні результати:

1. Надано наукове обґрунтування нового методологічного підходу до розв'язку комплексу проблем забезпечення стабільності і надійності функціонування шахти в цілому, виходячи із сучасних потреб держави у вугільній продукції. В основу підходу покладено уявлення про шахту, як про складну технічну систему з періодичною втратою і відновленням працездатності. Автором вперше запропоновано показники зміни працездатності шахти в часі, які дозволяють кількісно оцінювати ефективність управління надійністю функціонування шахти в цілому, її окремих підсистем і апарата управління зокрема. До цих показників відносяться: - показник швидкості зниження надійності системи у часі; - показник швидкості відновлення надійності системи у часі;

=Тп + Тв

- тривалість циклу зміни надійності системи; Тп і Тв - тривалості стадій, відповідно, зниження і відновлення надійності системи; - амплітуда коливання рівня надійності системи; - критичний рівень надійності системи, нижче якого система непрацездатна;

- функція ефективності управління надійністю роботи шахти.

2. Вперше розроблено методологію управління надійністю функціонування вугільної шахти, як складної технічної системи, що полягає в контролі поточного значення показника , прогнозуванні тенденцій зміни працездатності шахти в часі й обґрунтованому виборі системи рішень, що дозволяють її підтримувати в необхідних і достатніх межах. Показники і виміряються в частках одиниці від величини РБВ ймовірності безвідмовної роботи шахти в процесі "видобуток - реалізація вугілля - розвиток виробництва". При цьому для кращих вітчизняних шахт значення показника досягає 0,03 од/год, а для закордонних, наприклад, англійських, - 0,004 од/год при однакових межах зміни РБВ - від 0,99 до 0,5, але при різних тривалостях стадій втрати і відновлення надійності.

3. За результатами науково-методичних розробок показано, що метод управління надійністю функціонування шахти на "попередження" більш перспективний ніж "за кінцевим результатом", особливо для виробництв типу "шахта - лава". Комп'ютеризація управління, у тому числі автоматизація видачі наряд-путівок, детальні кількісні аналіз і прогноз життєдіяльності кожної підсистеми зокрема і шахти в цілому, автоматизація систем моніторингу, розрахунку траєкторій розвитку системи "видобуток - споживання - інвестиції", мотивація праці й інших необхідних і достатніх для нормальної роботи шахти процесів, є ефективним сучасним інструментом впливу на працездатність шахти.

4. Вперше встановлено, що показник зростає у часі, тобто працездатність шахти знижується в залежності логарифмічного вигляду від планового рівня і лінійно зменшується з ростом фактичного рівня видобутку. Встановлено, що показник зростає в параболічній залежності від кількості елементів у технологічних лініях вуглевидобутку, при цьому залежність зміни інтегральної ймовірності РБВ шахти в часі має синусоїдальний характер з амплітудою , яка дорівнює різниці між стартовим і мінімальним поточним значеннями РБВ системи при тривалісті циклу

=Тп + Тв.

5. Вперше встановлено залежності показника від сумарної швидкості V посування прохідницьких вибоїв і усередненої довжини L лав на шахті. Дані, отримані за результатами комп'ютерного моделювання роботи шахт, свідчать про лінійний характер цих залежностей, а також про тісну кореляцію , V і L при різних співвідношеннях між плановим і фактичним рівнями навантаження на шахту.

6. Вперше для аналізу техніко-економічного стану шахти, як єдиного технологічного комплексу, використано модель Кобба-Дугласа, що дозволило розробити методологію вибору оптимальних співвідношень різних компонентів у кошторисі витрат для здійснення ефективної виробничої діяльності шахти і разом з даними про поведінку показників і являє собою інформаційну базу управління надійністю шахти в цілому.

7. Доведено, що розгалужені, багатоелементні структури виробництв вітчизняних шахт для забезпечення їхньої системної надійності необхідно згорнути до комплексів вигляду "горизонт: підйом - 3-5 магістральних - 4-5 виїмкових штреків - мінімум допоміжних виробок - 1-2 лави - поверхневий комплекс - система управління якістю продукції - система реалізації вугілля". Це призведе до значного росту структурної і системної надійності при одночасному істотному скороченні умовно-постійних витрат на: підтримку, ремонт, погашення, провітрювання, водовідлив, управління пило-газовими режимами, ремонт устаткування, матеріали, управління, реалізацію соціальних програм та інші допоміжні процеси, питома вага яких у загальшахтному обсязі всіх робіт досягає 60-80 % у залежності від рівня видобутку. Такий підхід при комп'ютеризації управлінської діяльності забезпечує перехід вітчизняних виробництв виду "багато лав - багато проблем" до системи виду "шахта - одна-дві лави". Це дозволить розробку пластів потужністю 1,7-2,5 м з кутами падіння до 35о проводити з рівнем видобутку до 1 млн. т вугілля в рік з лави та рентабельністю виробництва біля 20%, що досягне показників роботи закордонних бездотаційних шахт.

8. Показано, що структуру і параметри господарства кожної перспективної шахти доцільно оптимізувати за допомогою: зменшення і підтримки на мінімально необхідному рівні щільності виробок в обсязі шахтного простору, створення умов для ведення всього комплексу робіт відповідно до затверджених регламентів, підвищення якості і удосконалювання нарядної системи, раціональної мотивації праці кожного працівника, підвищення якості робіт і кінцевої продукції. Уперше встановлено, що щільність, а отже, трудо-, матеріало-, енергоємність прохідницьких робіт, що формують їхню собівартість, знаходяться в гіперболічній залежності від потужності виймального пласту і монотонно знижується з ростом усередненої довжини лав, що відпрацьовуються в межах шахтного поля. Показано, що крім устаткування нового технічного рівня кожна перспективна шахта повинна бути забезпечена сучасною інформаційно-технічною базою. База повинна включати автоматизовані робочі місця директора і його найближчих помічників - аналітика і прогнозиста, що зумовлює обов'язкове навчання роботі на ПЕОМ усіх керівників шахти.

9. Показано, що крім організації шахти у вигляді малоелементної структури необхідно підвищувати коефіцієнт готовності Кг кожного елемента основних технологічних ліній вуглевидобутку за пріоритетами: 1) підсистема дегазації і транспорту газу по виробках; 2) транспортно-технологічний ланцюжок очисної виїмки пласту; 3) підсистема проведення виїмкових і магістральних виробок; 4) служба моніторингу основних і допоміжних процесів; 5) ремонтно-відбудовча і 6) матеріалозабезпечуюча підсистеми; 7) комерційно-економічна і 8) контрольно-рекомендуючі служби. Про необхідність цього свідчить установлене зростання фактичної продуктивності шахти Qф у параболічній залежності при зменшенні кількості послідовно з'єднаних елементів технологічної лінії вуглевидобутку. Крім цього встановлено, що Qф лінійно збільшується при зростанні усередненого Кг всіх елементів шахти.

10. Теоретичне узагальнення отриманих результатів і багатоплановий особистий досвід роботи автора у вугільній галузі України свідчать, що за рівнем надійності функціонування вітчизняні шахти природним чином поділяються на такі групи:

а) високонадійні з позицій прибуткової виробничої діяльності - які мають активний дієздатний апарат управління і розвинену економічну і техніко-технологічну бази, які дозволяють здійснювати ефективний видобуток у сприятливих чи обмежено-сприятливих гірничо-геологічних умовах, а за рахунок власної господарчої діяльності - підтримувати виробничу потужність і інші встановлені параметри функціонування протягом тривалого часу;

б) прагнучі до надійного функціонування - які не відповідають сучасним вимогам щодо апарату керування і нової техніки, але мають підготовлені до виїмки значні запаси коштовного вугілля, зосередженого в сприятливих чи обмежено-сприятливих для розробки пластах, а для підтримки виробничої потужності й інших установлених параметрів функціонування вимагають періодичної державної підтримки;

в) з обмеженою надійністю функціонування - які не мають у своєму розпорядженні достатніх запасів вугілля в пластах, сприятливих для розробки, і не привабливі з позицій інвесторів, але для вирішення низки економічних і соціальних проблем регіону і галузі їм необхідна державна підтримка в доробці запасів вугілля.

11. Узагальнення результатів проведених робіт дозволяє аргументовано стверджувати, що технічна політика у вугільній промисловості України повинна базуватися на встановленні пріоритетів у розвитку шахтного фонду. Пріоритети повинні встановлюватися в залежності від потужностей, кількості і якості промислових запасів вугільних шарів і базуватися на можливості вугільного підприємства забезпечувати надійне його функціонування з параметрами, установленими, виходячи з потреб держави у вугільній продукції.

12. Показано, що застосування на високонадійних і прагнучих до цього шахтах сучасних технологій вуглевидобутку і способів проведення виробок з опорно-анкерним кріпленням дозволяють досягти високого рівня видобутку і його прибутковості тільки в єдиному варіанті - при забезпеченні надійності роботи шахти в цілому й окремих елементів зокрема. Для цього шахта повинна мати у своєму розпорядженні підготовлені до виїмки пласти потужністю 1,15-2,5 м з кутами падіння до 350 та дієздатний апарат управління, який за допомогою комп'ютеризованих засобів постійно контролює, аналізує і прогнозує перебіг основних показників життєдіяльності шахти.

Робота має великий соціальний ефект, оскільки містить науково-методологічні основи управління вугільною шахтою, використання яких покращить техніко-економічний стан галузі.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ

Монографії

1. А.Н. Шашенко, Н.С. Сургай, Л.Я. Парчевский. Методы теории вероятностей в геомеханике // Госуглепром Украины - К.: Техніка, 1994. - 216 с.

2. А.Д. Алексеев, Н.С. Сургай. Прогноз и управление состоянием горного массива. - К.: Наукова думка, 1994. - 200 с.

3. Сургай Н.С. Надежность функционирования угольных шахт // Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск: Арт-Прес. 1998. - 192 с.

4. Справочник по разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса // Н.С. Сургай и др. ДонНИИПК по проблемам ЦРД. - Донецк., 1994. - 328 с.

Наукові статті

5. Совершенствование способов ведения горных работ на глубоких шахтах / Сургай Н.С., Куклин Б.К., Лепихов А.Г., Шевцов В.И. // Уголь Украины. - 1978. - № 12. - С. 7-10.

6. Сургай Н.С. С позиций эффективности // Ресурсосбережение и научно-технический прогресс. / Отв. редактор А.П. Савченко. - К.: Политиздат Украины, 1985. - С. 125-135.

7. Уроки истории в угольной промышленности/ Н. Сургай, С. Фищенко, А. Татаринов, С. Янко // Уголь Украины. - 1997. - № 5.- С. 3-5.

8. Сургай Н.С. Приоритеты в угле и цена их недооценки // Науковий вісник Національної гірничої академії України.- Дніпропетровськ. - 2000. - № 5.- С. 9-14.

9. Сургай Н.С., Фищенко С.П. Альтернативы углю в Украине - нет! // Уголь Украины.- 2000, № 8. - С. 7-8.

10. Виноградов В.В., Сургай Н.С. Шахтный фонд Украины. Проблемы и перспективы надёжного функционирования // Геотехническая механика. Межведомственный сборник научных работ. / Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск, 2000.- Вып. 21.- С. 3-10.

11. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. Производительность очистных комплексов нового технического уровня и пути её повышения // Уголь Украины. - 2001. - № 6.- С. 3-7.

12. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. О готовности шахт к применению оборудования нового технического уровня // Уголь Украины. - 2001. - № 7. - С. 3-8.

13. Сургай Н.С., Кияшко Ю.И. Пути повышения надежности и эффективности работы шахт с оборудованием нового технического уровня // Науковий вісник Національної гірничої академії наук України. - Дніпропетровськ. - 2001. - № 3. - с. 40-44.

14. Сургай Н.С. Моделирование показателей надежности работы шахт с традиционной и новой структурами // Вісник Национального технического университету "Київський політехнічний інститут", серія "Гірництво", вип. 8, 2002 р.

15. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. До розробки методологічних основ управління надійністю функціонування шахтних підсистем // Геотехническая механика. Межведомственный сборник научных работ. - Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск, 2002. - Вып. 36. - с. 17-21.

16. Сургай. Н.С. К анализу проблемы обеспечения надежности функционирования шахт // Геотехническая механика. Межведомственный сборник научных работ. / Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск, 2002. - Вып. 37. - с. 34-39.

17. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. Методологические основы обеспечения надежности работы шахт // Геотехническая механика. Межведомственный сборник научных работ. / Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск, 2002. Вып.38. - с. 16-22.

18. Сургай Н.С., Кияшко Ю.И. Результати аналізу проблеми забезпечення надійного функціонування вугільної шахти // Геотехническая механика. Межведомственный сборник научных работ. / Институт геотехнической механики НАН Украины. - Днепропетровск, 2002. Вып.39. - с. 16-21.

19. Сургай М.С., Ткачук С.П. Усвідомлення безпеки // Охорона праці. - 2002. - № 7. - С. 30-35.

20. Сургай Н.С. К оценке надежности работы шахты как единого технологического комплекса // Уголь Украины. - 2002. - № 9. - с. 3-5.

21. Сургай Н.С., Кияшко Ю.И. Пути повышения надежности и эффективности работы шахт с оборудованием нового технического уровня // Науковий вісник Національної гірничої академії наук України. - Дніпропетровськ, 2001. - № 5. - с. 40-44.

22. Сургай Н.С. Роль директора в обеспечении надежности функционирования шахты как единого технологического комплекса // Науковий вісник Національної гірничої академії наук України. - Дніпропетровськ, 2002. - № 5. - С. 34-36.

23. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. Оценка эффективности применения современных очистных комплексов на шахтах Украины // Науковий вісник Національної гірничої академії наук України. - Дніпропетровськ, 2002. - № 6. - С. 24-26.

24. Сургай Н.С., Виноградов В.В. Науково-технічні принципи створення комп'ютеризованої системи управління надійністю роботи вугільної шахти // Проблемы горного давления: Сборник научных работ Донецкого государственного технического университета. - 2002. - № 8. - С. 34-39.

25. Сургай Н.С. К построению обобщенной модели надежности работы шахты // Сборник научных трудов Донбасского горно-металлур-гического института. -Алчевск. - 2002. - № 16. - С. 17-23.

26. Сургай М.С. та ін. Установка для виділення породи і сторонніх предметів з кусковатої гірничої маси: Деклараційний патент на винахід № 36003 А від 16.04.2001.

27. Сургай М.С. та ін. Гідроімпульсний пристрій: Деклараційний патент на винахід № 385113 А від 15.05.2001.

Матеріали і тези доповідей

28. Угольная промышленность Украины / Сургай Н.С.// 15-й Всемирный Горный Конгресс, г. Мадрид, май 1992.

29. Машины и оборудование нового технического уровня для выемки угля и прохождения горных выработок / Н.Сургай, Г.Пивняк // 16-й Всемирный Горный Конгресс, г. София, (SAVI) - сентябрь 1994. - С. 145-148.

30. Yu. Rusantsov, S. Polyakov, N. Surgay, S. Shidlovsky, G. Pivnyak. Modern Tendencies and Problems of Development of Coal Mining Industry in Ukraine // 17 Word Mining Congress Mexico, Acapulco, October 14-18, 1997. - P. 405-413.

31. Некоторые аспекты повышения безопасности и надёжности машин и сооружений / Сургай Н.С., Дырда В.И., Мазнецова А.В., Твердохлеб Т.Е. // Труды 2-го Международного симпозиума о механике эластомеров / НАНУ. Институт геотехнической механики. - Днепропетровск: Арт-Прес. - 1998 - С. 349-377.

32. Сургай Н.С. Компьютерное управление машинами и механизмами в высоконагруженных лавах шахт Украины // 18-й Всемирный Горный Конгресс, г. Лас-Вегас, США, 9-12 октября 2000.

33. Сургай Н.С., Виноградов В.В., Кияшко Ю.И. Проблемы повышения надёжности и эффективности работы угольной шахты при применении оборудования нового технического уровня (НТР) // "Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях"; Материалы Первой Промышленной международной конференции, п. Славское.- 20-22 февраля 2001.

34. Сургай Н.С. Альтернативы углю в Украине - нет! // Международный энергетический форум "Уголь СНГ" Ялта, Украина, 26-30 сентября 2001.

35. Сургай Н.С. Отраслевая наука, состояние и перспективы // Международный энергетический форум МЭФ СНГ-2002, Ялта, Украина, - 16-21 сентября 2002.

АНОТАЦІЯ

Сургай М.С. Методологічні основи забезпечення надійності функціонування вугільної шахти, як єдиного технологічного комплексу із комп'ютеризованою системою управління. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.15.02 - "Підземна розробка родовищ корисних копалин". Інститут геотехнічної механіки НАН України, Дніпропетровськ, 2002.

Дисертація має метою розробку методологічних основ надійного функціонування вугільного підприємства в час, коли основні показники роботи більшості шахт нашої держави погіршились і потрібні нові підходи до вирішення проблеми забезпечення країни власними енергоносіями. Для досягнення цієї мети проаналізовано сучасний стан проблеми надійного функціонування шахти, як єдиного технологічного комплексу. Це дозволило розглянути шахту, як складну людино-машинну систему із періодичним зниженням та відновленням рівня надійності. Такий підхід створив передумови розробки нової оригінальної системи показників оцінки роботи шахти з позиції її надійності, а також показав, що управління сучасною шахтою вже неможливе без комп'ютерного забезпечення. Розроблено нові науково-технічні принципи створення комп'ютеризованої системи управління надійністю шахти, які полягають у тому, що директор контролює тільки значні відхилення від штатного перебігу усіх технологічних процесів, а служби “аналітика” і “прогнозиста” за допомогою комп'ютерних технологій опрацьовують великий обсяг інформації і надають директору найбільш важливі дані. Форма надання цих даних, а також їхня інформаційна ємність необхідні і достатні для прийняття директором обґрунтованих рішень щодо стратегічних і тактичних шляхів розвитку шахти, як ЄТК.

Дисертація має піонерний характер і відкриває новий напрямок у пошуку шляхів оздоровлення галузі її перебудування у зв'язку з новими явищами в життєдіяльності держави. Реалізація результатів роботи у промисловості забезпечить створення вугільних підприємств нового технічного рівня - бездотаційних, високопродуктивних, прибуткових та соціально-перспективних.

Ключові слова: методологія забезпечення надійності роботи шахти, новий підхід до моделювання шахти, як людино-машинної системи з періодичною зміною надійності; комп'ютеризована система управління надійністю; підприємство нового технічного рівня із новою технікою і комп'ютеризованою системою управління рівнем надійності.

забезпечення надійність функціонування вугільна шахта

АННОТАЦИЯ

Сургай М.С. Методологические основы обеспечения надежности функционирования угольной шахты, как единого технологического комплекса с компьютеризованной системой управления. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых". Институт геотехнической механики НАН Украины, Днепропетровск, 2002.

Диссертация направлена на разработку методологических основ надежного функционирования угольного предприятия в период, когда основные показатели работы большинства шахт нашего государства ухудшились и необходимы новые подходы к решению проблем обеспечения страны собственными энергоносителями. Для достижения цели работы проанализировано современное состояние проблемы надежного функционирования шахты, как единого технологического комплекса.

Надежность - этой свойство системы поддерживать работоспособность в течение срока службы. Шахта - весьма сложная человеко-машинная система, поэтому надежность ее работы не может быть оценена теми показателями, которые существуют для оценки надежности отдельного замкнутого процесса, например, наработкой на отказ, временем восстановления и другими. Поэтому автор представил шахту в виде объекта с периодической потерей и восстановлением надежности и ввел понятие отказа на макроуровне. Это понятие означает, что степень отказа велика и требует вмешательства директора шахты для его устранения. Кроме этого, автором предложено организовать на шахте специальную службу аналитика-прогнозиста, которая вооружена современной компьютерной базой для сбора, анализа, обработки и представления директору информации об основных показателях работы шахты: уровне добычи, производственной и полной себестоимости, сроках оплаты за отгруженный уголь и других. Это позволяет заменить традиционный путь управления шахтой вида “решение по конечному результату”, новым - “решение на упреждение макроотказа”. Автором также предложена и реализована система автоматизированной выдачи наряд-путевок, в каждой из которых указано “что, кому, как, когда и сколько” необходимо сделать для качественного достижения цели производственного задания.

Синтез разработанных научно-технических принципов позволил сформулировать методологические основы обеспечения надежности работы современной шахты. Такой подход в той или иной мере используют в работе директора шахт-лидеров угольной отрасли - им. А.Ф. Засядько, “Красноармейская-Западная № 1”, “Краснолиманская”, “Южнодонбасская” № 1 и “Южнодонбасская” № 3, а также ряд руководителей в ГХК по добыче угля “Ровенькиантрацит”, “Павлоградуголь”, “Краснодонуголь”, “Добропольеуголь” и других. Однако серьезная технологическая база управления надежностью работы отдельных шахт и отрасли в целом пока отсутствует, а методологические основы обеспечения надежности их работы являются научно-техническим фундаментом этой базы.

Автором впервые выполнена декомпозиция структуры угольной отрасли Украины, что позволило разработать естественную классификацию угольных шахт по уровню надежности функционирования и способности к дальнейшей высокопроизводительной и прибыльной деятельности. На базе этого исследования сформулированы основные направления развития отрасли, а также программа технического перевооружения ее основных предприятий.

Диссертация имеет пионерный характер и открывает новое направление в поиске путей оздоровления отрасли, ее переустройства в связи с новыми явлениями в жизнедеятельности государства, а полная реализация результатов работы в промышленности обеспечит создание угольных предприятий нового технического уровня - бездотационных, высокопроизводительных, прибыльных и социально-перспективных.

Ключевые слова: методология обеспечения надежности работы шахты, новый подход к моделированию шахты, как человеко-машинной системы с периодическим изменением надежности; компьютеризированная система управления надежностью; предприятие нового технического уровня с новой техникой и компьютеризированной системой управления уровнем надежности.

ANNOTATION

M.S. Surgaj. The methodological fundamentals for reliable functioning of a coal mine as an integrated technological complex with computerized control system. - Manuscript.

Thesis for the degree of the Doctor of Technical Scienceon a speciality 05.15.02 - “The underground mining of minerals”. The Institute of Geotechnical Mechanics of the NAS of Ukraine, Dniepropetrovsk, 2002.

The purpose of the thesis is working out the methodological fundamentals of reliable functioning of a mining enterprise in the time when the basic work indicators of the great majority of mines are falling and new approaches for the problems of providing the country with domestic energy resources are necessary. To achieve the purpose the current state of the problem of reliable functioning of a mine as an integrated technological complex was analyzed.

The synthesis of the above-mentioned scientific and technical principals allows working out the methodological fundamentals for providing the present-day mines with reliable work. But solid technological base for managing the reliability of the work of a single mine and the industry as a whole is not available and the scientific and technical foundation for such base should be the methodological fundamentals of reliability of the mines' work.

The author is the first who has decomposed the structure of the coal industry of Ukraine. And this allows to develop the natural classification of the coalmines on the basis of their reliability of functioning and ability for further highly effective and profitable activity. On the basis of the present research the main directions of the industry development and the program of the technical reequipment of the basic enterprises are formulated.

The thesis is a pioneer in a series of scientific works on recovery of the industry, its reorganization due to the new phenomena in the life of our State. Its full realization in the industry will create coal enterprises of a new level - without State subsidy, highly effective, profitable and socially promising.

Key words: methodology providing the reliability of the mine work, new approach for simulation of a mine as a man-machine system with regular changes in reliability, computerized system for reliability control, enterprise of a new technical level with new equipment and computerized system for controling the level of reliability.

Размещено на Allbest.ru