Введение к работе
Актуальность работы. Глубина ведения горных работ на шахтах, отрабатывающих Воркутское месторождение, достигла 850 метров от поверхности и ежегодно возрастает. С ростом глубины осложняются горно-геологические условия, увеличивается опасность возникновения горных ударов, внезапных выбросов, возрастают затраты на поддержание выработок, затрудняется эффективное проветривание подготовительных и очистных забоев. Ситуация усугубляется длительными сроками эксплуатации шахт (более 20 летк отставанием работ по воспроизводству вскрытых зала-сов, в результате чего отработка полей шахт Воркутинская и Комсомольская ведется по временным схемам: большим объемом поддерживаемых выработок: разбросанностью горных работ.
До настоящего времени не существшю методики, позволяющей для рассматриваемых условий однозначно определить рацио-нальние решение при планировании развития фронта очистных работ (іЮГ-О. обеспечивающее высокие технико-экономические показатели отработки с учетом всего многообразия влияющих факторов. С увеличением глубины ведения горных работ, "старением" шахтного фонда возрастает объем первичной информации, необходимой для принятия решения о развитии ФОР и,_в то же время, принятие недостаточно обоснованных решений может привести к неоправданному росту затрат, созданию опасных условий разработки.
Талим образом, разработка комплексной системы эффективного управления развитием ФОР, позволяющей научно обоснованно решать данные вопросы, использовать ЭВМ для обработки необходимой информации, исключая при этом возможность принятия ошибочного решения, является актуальний научно-технической задачей.
Цель работы состоит в повышении эффективности разработки месторождений посредством принятия наиболее рациональных прос-транстьенно-планировочных решений с учетом горно-геологических, горно-технических и геомеханических факторов на всех стадиях планирования горных работ с использованием ЭВМ.
Идея работы :
Пространственно-планировочные решения по развитию ФОР должны обосновываться вероятностно-статистическим прогнозированием на базе теоремы Байеса с применением ЭВМ.
Задачи исследований :
оценить степень влияния горно-геологических, горнотехнических факторов и менеджмента на технико-экономические показатели работы очистных забоев;
разработать математические модели работы очистных забоев на шахтах месторождения;
сформировать систему ограничений на развитие ФОР:
разработать информационную модель месторождения;
разработать алгоритм решения задачи развития ФОР на шахтах;
разработать методику оценки эффективности вариантов развития ФОР на шахтах:
- апробировать систему для условий одной из шахт.
Методы исследование.
Сообщение опыта решения задач управления развитием горных работ на шахтах, рудниках и карьерах; регрессионный анализ; вероятностно-статистическое прогнозирование на основе теоремы Баиеса: использование компьютеров для расчетов в широком диапазоне параметров.
Научные положения, выносимые на защиту :
система управления развитием фронта очистных работ на угольных шахтах, представляющая собой совокупность информационной модели месторождения, алгоритма расчета вариантов развития ФОР и методики оценки эффективности вариантов;
комплексная оценка эффективности вариантов развития ФОР на базе использования принципа Байеса, рассматриваемого в эвристической постановке;
основными факторами, влияющими на технико-экономические показатели очистных забоев являются; мощность пласта; угол падения: угол между линией простирания пласта и направлением подвигания очистного забоя; длина лавы: глубина ведения работ; тип комплекса: применяемая система разработки;
установлены факторы, не требующие отражения в регрессионных уравнениях, определяющих технико-экономические параметры отработки перспективных участков месторождения С например, однозначно не требует учета угол между линией простирания и направлением подвигания очистных забоев в поле шахты Комсомольская).
Научная новизна исследований состоит в следующем :
- для угольных шахт, отрабатывающих Воркутское месторожде-
ниє. впервые установлены регрессионные зависимости суточной нагрузки на очистной забой СА), производительности труда рабочих по добыче (Р) от горно-геологических и горнотехнических Факторов (.Х1...К5), дающие возможность прогнозировать значения этих показателей при отработке перспективных запасов с погрешностью до 10% :
A-ki*Xt+k2*X2+...+k5*X5: Р=гі«Хі-и-2«Х2+...+Г5*Х5 , где ki...kb и П...Г5 - коэффициенты регрессии при переменных: Х1...Х5 - влияющие факторы:
предложен алгоритм решения задач управления развитием ФОР. состоящий из одиннадцати блоков, работающих с общей информационной базой (информационной моделью месторождения), позволяющий оценить эффективность вариантов развития СОР с учетом горно-геологических, горнотехнических и геомеханических Факторов и их изменений по мере развития горных работ:
сформирована информационная модель Воркутского месторождения <.ИММ). которая является информационной базой системы управления развитием фронта очистных работ на угольных шахтах, а также может использоваться отдельно, как база данных о месторождении. Предлагаемая ИММ включает в себя данные о геологических, горнотехнических и геомеханических факторах, оказывающих влияние на эффективность работы очистных забоев и шахт в целом и позволяет автоматически учитывать эти факторы при решении вопросов развития фронта очистных работ на действующих предприятиях.
Достоверность цаучнщ.положений, выводов „и рекомендаций подтверждается: представительным количеством экспериментальных данных: использованием современных методов исследовании: высокой сходимостью фактических и прогнозируемых значений исследуемых показателей.
Практическая ценность работы заключается в разработке комплексно» системы эффективного управления развитием ФОР и алгоритма решения данных задач на ЭВМ.
Реализация работы.
Разработанная система управления развитием ФОР рекомендована объединением Боркутауголь к применению на шахтах для решения данных задач при отработке перспективных запасов Воркут-ской мульды. Система использована для оценки эффективности вариантов развития фронта очистных работ на горизонте -820 метров шахты Комсомольская и на III горизонте шахты Северная.
Ожидаемый экономический эффект ~о2,7 шт. руО'лоіі.
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы доложены на XI Коми республиканской научной молодежной конференции, международном симпозиуме по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства, технических совещаниях шахт и производственного объединения Воркутауголь, III международном симпозиуме "Горное дело в Арктике", семинарах кафедр С-ПГГИ.
Публикации.
По материалам диссертации автором опубликовано 4 работы.
Otitt?M и структура работы.
Диссертация общим объемом .,;г/ страниц состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендации, списка литературы из !' наименовании, содержит vj.v рисунков, „а таблиц, '.I приложения.
