Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, постановка задач иследования 14
1.1. Горногеологическая и горно-техническая характеристика угольных месторождений, состояние и перспективы подземной добычи угля в Индии 14
1.2. Общие сведения о технологии разработки мощных угольных пластов в условиях, аналогичных месторождениям Индии 21
1.3. Анализ существующих методов исследования надежности технологических схем выемочно-транспортных и закладочных работ 25
1.4. Постановка задач исследования 35
Глава 2. Исследование надежности функционирования очистные работы при буровзрывной выемке угля 39
2.1. Особенности ведения очистных работ и базовая технологическая схема 39
2.2. Аналитико-вероятностное описание функционирования процессов и операций в очистном забое 41
2.3. Статистические характеристики случайных величин и оценка вероятностей состояний подсистемы 54
2.4. Методика оценки надежности функционирования очистного забоя при буровзрывной выемке угля 63
2.5. Процедуры выбора предпочтительных организационно-технических решений 79
Глава 3. Моделирование работы магистрального локомотивного транспорта 94
3.1. Базовая структурная схема локомотивного транспорта и особенности ее моделирования... 94
3.2. Аналитико-вероятностная модель работы магистрального локомотивного транспорта 96
3.3. Методика и алгоритм расчета стационарных характеристик модели . 100
3.4. Процедуры оценки надежности и производительности транспортного комплекса 106
3.5. Выводы 118
Глава 4. Определение и прогнозирование показателей надёжности при гидравлической закладке выработанного пространства 120
4.1. Краткое описание работы гидрозакладочных комплексов (ГЗК) 120
4.2. Методические принципы определения сменного коэффициента машинного времени ГЗК 124
4.3. Статистические характеристики случайных величин 138
4.4. Процедуры расчета и прогнозирования показателей надежности гидрозакладочного комплекса и технологические рекомендации.. 142
Глава 5. Методика оптимизации по критерию надежности вшото-трашпортных и заклщчншгработ и выбор технических решений проланировании развития горных работ на шахтах Индии 158
5.1. Общие замечания 158
5.2. Аналитико-вероятноетные модели взаимозависимого функционирования выемочно-транспортных и закладочных работ
5.3. Методика и алгоритм оптимизации параметров выемочно-транспортных и закладочных работ. 170
5.4. Выбор технических решений при планировании развития горных работ в условиях шахт месторождения Джария 173
5.4.1. Общие положения. 173
5.4.2. Оценка надежности действующих технологических схем на шахтах месторождения Джария 174
5.4.3. Выбор технических решений для формирования конкурентоспособных вариантов. 182
5.4.4. Выбор оптимальных технических решений 187
5.4.5. Экономическая эффективность технических решений 194
5.5. Выводы 196
Заключение 198
Библиографический список. 201
Приложения 212
- Анализ существующих методов исследования надежности технологических схем выемочно-транспортных и закладочных работ
- Методика оценки надежности функционирования очистного забоя при буровзрывной выемке угля
- Методика и алгоритм расчета стационарных характеристик модели
- Статистические характеристики случайных величин
Введение к работе
Перед угольной промышленностью Индии стоит задача увеличить добычу угля в период с 1978-79 года по 1987-88 год со 100 млн.т до 240 млн.т. Долгосрочным планом развития этой отрасли предусматривается также повышение безопасности работ и существенный роет производительности труда и экономической эффективности при подземной разработке угольных месторождений. Это в первую очередь относится к месторождениям коксующихся углей, основные запасы которых сосредоточены в мощных пластах. В связи с высокой ценностью таких углей и опасностью самовозгорания их разработка обычно осуществляется с полной гидравлической закладкой выработанного пространства.
Технологические схемы подземной разработки мощных угольных пластов на шахтах Индии конструируются на основе опыта высокоразвитых стран и, особенно, Советского Союза. Все многообразие допустимых технологических схем подземной разработки мощных угольных пластов с гидравлической закладкой вписывается в две обобщенные технологические схемы, отличающиеся только механизацией работ по выемке угля и креплению в забое пласта или слоя и видом транспорта по магистральным выработкам. При этом во всех странах преимущественное распространение получили технологические схемы с буровзрывной выемкой угля в забое в сочетании с конвейерной доставкой до погрузочного пункта и локомотивной откаткой по магистральным выработкам. На шахтах Индии, из-за несовершенства отдельных методических положений, недостатка капиталовложений и избытка рабочей силы, эти технологические схемы отличаются низкой нагрузкой на очистные забои, высокой трудоемкостью, неудовлетворительным взаимодействием многочисленных процессов и операций выемочно-транепортных и закладочных работ.
Эффективность подземной разработки мощных угольных пластов с гидравлической закладкой во многом определяется техникой и технологией ведения горных работ и эффективностью функционирования вариантов технологической схемы, пригодной для применения в конкретных горногеологических и горнотехнических условиях. В свою очередь, эффективность функционирования технологической схемы в условиях действующих шахт в значительной степени зависит от того, насколько обоснованы и надежны технические решения при планировании выемочно-транспортных и закладочных работ.
На практике решения по выбору параметров выемочно-транспортных и закладочных работ при подготовке новых выемочных полей чаще всего базируются на совокупности детерминированных расчетов и предшествующем опыте, который распространяется на новую зону ведения горных работ.
Вопросы взаимного влияния большого количества формирующих технологическую схему процессов и операций с учетом вероятностного характера их функционирования, а также влияния параметров технологии на надежность технологической схемы в целом, а следовательно , на реальную производительность систем разработки с закладкой, решены не до конца и не для всего диапазона горногеологических и горно-технических условий подземной разработки мощных угольных пластов с закладкой выработанного пространства.
С учетом условий залегания, особенностей и традиций разработки мощных угольных пластов в Индии, работа ориентирована на получение закономерностей функционирования обобщенной технологической схемы, частным случаем которой является используемый для иллюстрации общего методического подхода вариант отработки мощного пласта наклонными слоями с гидравлической закладкой полосами по простиранию при буровзрывной выемке угля в забое и локомотивном транспорте по магистральным выработкам.
В связи с этим настоящая диссертационная работа посвящается исследованию и обобщению закономерностей функционирования наиболее распространенных технологических схем разработки мощных пластов, включающих очистные работы с буровзрывной выемкой угля, перемещение полезного ископаемого по магистральным выработкам локомотивным транспортом и гидравлическую закладку выработанного пространства, и реализации на этой основе системного подхода к выбору методов оценки надежности существующей и планируемой технологии и оптимизации технических решений.при планировании выемочно-транспортных и закладочных работ на действующих шахтах с привязкой и апробацией этих методов для условий угольных месторождений Индии.
Целью работы является установление зависимостей надежности элементов технологии и всей совокупности взаимосвязанных процессов и операций от управляемых параметров технологической схемы при выемке и транспортировке угля и возведении закладки для разработки методики оценки надежности и оптимизации по этому критерию технических решений при планировании выемочно-транспортных и закладочных работ на действующих предприятиях, обеспечивающей повышение эффективности производственной деятельности угольных шахт Индии.
Основная идея работы заключается в системном подходе к оценке надежности технологических схем, разработки угольных пластов, как сложных систем, предусматривающем учет влияния смежных уровней на динамику изменения этого показателя.
Выносимые на защиту научные положения и их новизна заключаются:
- в установлении аналитико-вероятностных зависимостей, описывающих работу очистного забоя с буровзрывной выемкой угля при отработке мощного пласта наклонными слоями с гидравлической закладкой, отличающихся тем, что они позволяют определять показатели надежности этого звена технологической схемы как функции параметров внутризабойных процессов и числа одновременно работающих забоев; в разработке аналитико-вероятностной сетевой модели и алгоритма функционирования магистрального локомотивного транспорта в рамках исследуемой обобщенной технологической схемы, отличающихся тем, что они позволяют с помощью математического аппарата теории массового обслуживания дать оценку работу и определить оптимальные параметры этого звена технологической схемы при любых наблюдаемых на практике характеристиках случайных величин;
- в разработке метода установления сменного коэффициента машинного времени гидрозакладочного комплекса, отличающегося тем, что он позволяет определять коэффициенты готовности отдельных элементов этого звена технологической схемы как на основе хроно-метражных наблюдений, так и аналитико-вероятностных расчетов, и прогнозировать динамику этого параметра;
- в разработке аналитико-вероятностной модели; и алгоритма взаимозависимого функционирования выемочно-транспортных и закладочных работ в рамках исследуемой обобщенной технологической
схемы, отличающихся тем, что они позволяют оптимизировать с учетом надежности технические решения при планировании развития горных работ на действующих шахтах.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждаются:
- общностью подхода к исследованию надежности технологических схем, базирующегося на апробированной для рассматриваемого класса задач методологии;
- использованием достаточного объема статистических данных, характеризующих условия и показатели функционирования технологических схем с закладкой на выбранных в качестве аналога шахтах Дрокопьевско-Киселевского района Кузбасса;
- удовлетворительной сходимостью полученных результатов с ,данными практики.
Научное значение работы заключается в установлении зависимостей между показателями надежности и параметрами технологий разработки мощных угольных пластов, позволяющих сформировать приведенные ниже взаимосвязанные расчеты и методики, на основе которых реализуется привязанный к условиям разработки угольных месторождений Индии системный подход для оптимизации с учетом надежности технических решений при планировании развития горных работ:
- методика оценки вероятности рабочего состояния процессов и операций очистного забоя при буровзрывной выемке угля и совокупность расчетов для выбора организационно-технических решений по критерию надежности функционирования забоя;
- методика оценки надежности и производительности транспортного комплекса;
- методика расчета и прогнозирования коэффициента машинного времени гидрозакладочного комплекса;
- методика оптимизации технических решений при планировании выемочно-транспортных и закладочных работ.
Практическое значение работы состоит в том, что разработанные в ней методики позволяют с требуемой точностью решать комплекс перечисленных выше практически важных вопросов, связанных с оценкой и планированием выемочно-транспортных и закладочных работ на действующих шахтах. Все трудоемкие расчеты и методики доведены до реализации на ЭВМ и обеспечены программами на алгоритмическом языке Фортран-1У".
Результаты выполненных исследований были апробированы применительно к условиям месторождения Джария (Индия). Разработанные на основе усовершенствованных методических положений оптимальные технические решения для планирования выемочно-транепор-тных и закладочных работ на действующих шахтах могут быть использованы в других аналогичных горногеологических и горнотехнических условиях и при их реализации на практике обеспечивают большой экономический эффект.
Анализ существующих методов исследования надежности технологических схем выемочно-транспортных и закладочных работ
В настоящее время аналитико-вероятноетные методы моделирования широко применяются при исследовании производственных процессов и, в частности, для оценки надежности технологической системы шахты, состоящей из последовательно и параллельно сопряженных технологических звеньев с вероятностным характером функционирования.
Под надежностью понимается вероятность того, что устройствоили система будет в полном объеме выполнять свои функции в течениезаданного промежутка времени при заданных условиях работы [2.27,3.39 ] . Особенность надежности сложной технологической системызаключается в том, что она формируется из надежности ее техноло гических подсистем и элементов в зависимости от их взаимодействия в ходе производственного процесса.
Методы определения надежности сложной системы по характеристикам надежности ее элементов рассматриваются в работах Б.В.Гнеденко, Ю.К.Беляева, А.Д.Соловьева [ 2.II] ; Д.Кокса, В.Смита [2.23 ] ; И.А.Ушакова, Ю.К.Коненкова [2.35] , А.Н.Рай-кина [2.31] и других.
Выбор критериев при оценке надежности сложных систем является сложной задачей. Несмотря на сложность выбора критериев, в работе [2.II] изложен общий подход к определению критериев технических систем.
Наиболее полным критерием надежности является коэффициент готовности, физический смысл которого состоит в вероятности того, что в течение заданного времени и при заданных условиях производственный процесс будет протекать в соответствии с техническими требованиями. Однако, коэффициент готовности не может являться единственным критерием надежности, в частности, при оценке надежности сложной технологической системы шахт. Поэтому для решения вопроса о критериях оптимальности для сложных систем необходимо на каждом шаге сочетать анализ показателей надежности с экономическими показателями. Вопросам выбора критериев надежности технологических схем угольных шахт посвящены работы А.С.Малкина, А.М.Йурносова, Л.З.Звягина, Б.М.Воробьева, А.С.Бурчакова, Е.В.Шибаева [2.5, 2.7, 2.8, 2.9, 2.17, 2.21].
Несмотря на большое количество статей и монографий по вопросам теории и практики надежности, появившихся в последние годы, проблемы теории надежности окончательно не решены. Например, до сих пор не решена задача о надежности систем при условии взаимосвязанных отказов отдельных звеньев или подсистем,практически отсутствуют инженерные методы расчета надежности систем, когда имеют место различные законы распределения отказов отдельных подсистем.
Исследования по вопросам надежности технологических систем шахт и ее элементов могут быть разделены на две группы:1. Исследования эксплуатационной надежности горных машин и горношахтного оборудования.2. Исследования надежности функционирования производственных процессов в технологических схемах шахт.
Исследованию вопросов эксплуатационной надежности горных машин и горношахтного оборудования посвящены работы В.Н.Хорина, G.Г.Ильинского [3.33] ; Г.СРахутина[2.32, 3.29]; А.В.Топчиева [2.34] и других, а также работы института Гипроуглеавтоматиза-ция [2.26, 6.1].
В этих работах приведены методики оценки надежности горных машин, механизированных крепей и других элементов горношахтного оборудования. Определение надежности горных машин, механизированных крепей и горношахтного оборудования не позволяют оценить надежность технологической системы шахты в целом. Это объясняется тем, что существуют определенные взаимосвязи и взаимодействия между машинами и производственными процессами, а также сильным влиянием на работу машин горногеологических и горно-технических факторов, которые вносят случайные элементы в функционирование системы.
Вопросам надежности технологических схем шахт посвящены работы А.М.Іфрносова, Г.С.Рахутина, Б.М.Воробьева, А.С.Бурчакова, И.В.Бишеле, К.Н.Адилова [2.1, 2.9, 2.20, 3.29] и других.
В этих работах авторы рассматривают шахту, как сложную технологическую систему и разбивают ее на основные элементы и подсистемы. Целью этих работ является составление методики определения надежности технологической сети шахт и определение оптимальных параметров технологических схем с учетом надежности функциониро вания производственных процессов, вторы отмечают важность учета горногеологических и горно-технических условий при оценке надежности технологических схем шахт и необходимость расчета обоснованного значения коэффициента машинного времени для различных технологических схем.
Исследованию надежности производственного процесса очистной выемки посвящены работы А.С.Бурчакова, Л.А.Зиглина, Э.И.Гойэмана, СА.Каршана, И.А.Колосова, Л.Д.Мартынова и других.
В работах С.А.Каримана [2.18, 2.19] рассматриваются вопросы моделирования и оптимизации производственных процессов и их надежности при подземной добыче угля и выбора технологических схем в конкретных горногеологических условиях.
Исследование показателей систем разработки с закладкой при буровзрывной выемке с учетом надежности приводится в работе [ ЗЛЗ]
В работе [ 5.3 ] разработаны методы расчета надежности сочетающихся процессов очистной выемки, т.е. рассмотрена жесткая связь между системами комбайн-конвейер и установлена зависимость между отдельными показателями этих систем.
В ряде работ, например для шахт Донецкого бассейна [2.4, 2.9J, при построении математических моделей и определении оптимальных параметров технологии исследуются вероятностные закономерности процессов выемки и транспортировки. В работе [ 2.36j установлено, что распределение длительности случайных интервалов времени непрерывной работы выемочной машины и ее простоев хорошо аппроксимируется экспоненциальным законом распределения, а отказы очистного забоя являются стационарными. Хотя интенсивность восстановления забоя менее устойчива, но при конечной длине интервала времени она может также считаться стационарной [ 3.1].В работах [ 2.33, 2.36, 3.27] очистной забой рассматривается как многоканальная система массового обслуживания, где в качестве
Методика оценки надежности функционирования очистного забоя при буровзрывной выемке угля
Оценка надежности функционирования действующего очистного забоя или прогнозирование надежности проектируемого забоя адэкватны определению вероятностей рабочего состояния процессов в забое с буровзрывной выемкой угля и на этой основе - вероятности рабочего состояния подсистемы "очистные работы" в частности с одним забоем.
Процедуры расчетов базируются на зависимостях, приведенных в разделе 2.2, и формируются в виде четырех взаимосвязанных алгоритмов (см.рис.2.13, 2.14, 2.15 и 2.16). "призабойное крепление" Р00 в подсистеме "очистные работы", Лист.01. Исходные данные для расчетов получаются на основе горногеологической и горнотехнической характеристики очистного забоя методом экспертных оценок с учетом диапазона изменения характеристик случайных величин, приведенных в табл.2.1.
Программы расчетов по описанному алгоритму приведены в приложении I.Анализ результатов раздела 2.3 говорит о том, что снижение надежности работы очистного забоя происходит главным образом за счет ненадежного функционирования процессов "бурение шпуров", "погрузка угля" и "призабойное крепление". Следовательно, улучшение работы этого звена технологической схемы зависит, в основном, от качества функционирования перечисленных процессов.В общем случае процедуры выбора предпочтительных организационно-технический решений, предназначенных для максимизации показате лей надежности работы очистного забоя, должны сводиться к:- прогнозированию наличия осложняющих неуправляемых факторов, влияющих на работу выделенных процессов;- выбору для этих процессов наиболее надежных технических средств;- выбору количества крепильщиков и других рабочих в зависимости от наличия неуправляемых факторов и таких управляемых факторов как запасы материалов;- к установлению числа забоев в выемочном участке.
При этом следует иметь в виду, что увеличение состава бригады в одном забое на каждую единицу должно удовлетворять соотношениюгде А&АБ - сменная добыча из забоя, т; N - состав бригады, чел. Следовательно,
Реальными управляемыми параметрами технологии для анализируемой подсистемы могут быть:1) надежность бурового оборудования (надежность доставочного оборудования из-за невозможности ее регулирования в процессе очистных работ не рассматривается);2) интенсивность установки дополнительной крепи:а) в процессе бурения;б) в процессе ликвидации вывалов кровли и при созданиизапаса крепежных материалов.
Повышение надежности бурового оборудования может быть обеспечено за счет резервных комплектов эдектросверл. При этом задержка процесса "бурение шпуров" будет происходить лишь в период переключения отказавшего электросверла на электросверло из резервного комплекта. Соответствующая зависимость может быть выражена следующим образом:где 71Эс.р,71эс.ср - интенсивность отказов, вызывающих остановку процесса "бурение шпуров" из-за элемента электросверло соответственно при резервировании и без резервирования; М - количество электросверл в резерве. Повышение интенсивности установки дополнительной крепи зависит от количества рабочих, занятых в этих работах. Соответствующие зависимости описываются следующим образом;где j n.p, jvtn.c? - интенсивность восстановлений процесса из-за элемента пласт соответственно при увеличении численности рабочих и до увеличения;) ?/1 кр-ср интенсивности восстановлений процесса из-за внеочередной установки крепи соответственно при увеличении численности рабочих и до увеличения; N - число рабочих,- в процессе "призабойное крепление" где ] окм.9і Мокм.ср интенсивность восстановлений процесса в случае отсутствия на месте крепежных материалов соответственно при увеличении численности рабочих и до увеличения;j fc?,/ vK.cp - интенсивность восстановлений процесса из-за устойчивости кровли соответственно при увеличении численности рабочих и до увеличения.
На основе перечисленных соотношений можно выбрать соответствующие организационно-технические решения, максимизирующие надежность подсистемы "очистные работы". Яри этом задача решается с помощью алгоритма, приведенного в разделе 2.4, и комплекса программ, приведенных в приложении I.
Блок-схемы дополнительных алгоритмов определения вероятности рабочих состояний;- процесса "бурение шпуров" Р000 с учетом резервирования числа электросверл и допустимого увеличения количества рабочих;- процесса "призабойное крепление" Роо с учетом увеличения допустимого количества рабочих;- подсистемы "очистные работы",а также соответствующего грузопотока из одного и двух очистных забоев приведены на рис.2.17, 2.18 и 2.19. Соответствующий комплекс программ представлен в приложении 2.В табл.2.3 приведены перечень необходимых для расчетов исходных данных, а также промежуточные результаты и выходная информация.
Методика и алгоритм расчета стационарных характеристик модели
Метод определения основных стационарных характеристик приведенной в разделе 3.2 модели функционирования магистрального локомотивного транспорта базируется на работах [2.38, 3.48] . Стационарное распределение требований по узлам сети устанавливается с учетом ее функционирования, описываемого марковским процессом с конечным пространством состояний. м где р. 21ГІІ, щ - количество требований в L -ом узле. Обозначим через Р ( п ) стационарную вероятность состояния п Є & См) , введем величины и предположим, что вектор X - ( Xj, ... , Xj ) является решением следующей системы линейных уравнений Тогда на основании работы 3.48 получим где Нормирующая константа Q(N) находится из условия Получив стационарное распределение, можно найти ряд характеристик GeMO [2.6, 2.38, 3.2] . Например, вероятность того, что в І -ом узле находится хотя бы одно требование, равна Эта характеристика соответствует коэффициенту использования узла и вычисляется по формуле Стационарная интенсивность поступающего в L -ый узел потока требований определяется в соответствии с зависимостью Важная характеристика - среднее число требований в г -ом узле может быть получена их соотношения С помощью формулы Литтла находится средняя продолжительность пребывания требования в L -ом узле. Зная интенсивности потоков в сети можно вычислить еще одну важную ее характеристику Тг- - время реакции сети по отноше нию к І -му узлу. Эта величина является средним значением длительности промежутка времени от момента окончания обслуживания в і -ом узле до ближайшего момента возвращения требования в этот же узел. Расчетная формула имеет следующий вид: Для расчетов по приведенным выше формулам необходимо разработать процедуры определения вероятностей Рп { Пі = В J , 1 = 1, М , Р = О, ы и функции G СП) в точках П = VN . Эффективный вычислительный алгоритм для определения этих величин строится учетом следующих обозначений: Очевидно, что Алгоритм А для расчета величин G(n) строится следующим образом. Для определения вероятностей Рп І ПІ. S } вводится вспомогательная функция CJL (п, т) . Алгоритм В для расчета функ Необходимым условием вычисления основных характеристик СеМО является решение системы линейных уравнений Эта система уравнений является однородной, причем ее ранг на единицу меньше ее размерности. Поэтому величины ijj, j = \, М определяются с точностью до постоянной величины. Без нарушения общности можно выбрать эту константу так, чтобы у4 =1, Тогда для рассматриваемой модели величины \jj, j = і7м могут быть определены следующим образом;
Укрупненная блок-схема алгоритма расчета основных характеристик работы магистрального локомотивного транспорта приведена на рис.3.3.
Программа расчета на языке Фортран-1У приведена в приложении 3.В табл.3.1 дана необходимая информация и требуемых длярасчета исходных данных и результатах расчетов.Таблица 3.1 Исходные данные и выходная информация в методике расчета стационарных характеристик модели
Для оценки с использованием изложенных в разделе 3.3 процедур расчетов надежности подсистемы "магистральный локомотивный транпсорт" необходимо знать статистические характеристики таких случайных величин, как среднее время движения транспортных средств с грузом и без груза, среднее время погрузки и другие, в функции от управляемых параметров технологической схемы транспорта.
Эти статистические характеристики обычно определяются на основе хронометражних наблюдений, которые, как следует из вышеизложенного, должны проводиться в условиях, аналогичных угольным месторождениям Индии. Наиболее сложными и информативными являются условия принятой в качестве аналога шахты "Коксовая" 1 0 "Прокопь-евекуголь", на которой технологическая схема транспорта полностью соответствует заложенным в модель правилам функционирования подсистемы "магистральный локомотивный транспорт". Поэтому хрономет ражные наблюдения и обобщение статистических данных осуществлялись на этой шахте.Технологическая схема транспортировки угля на шахте "Коксовая" приведена на рис.3.4. При этом условия функционирования подсистемы "магистральный локомотивный транспорт" следующие.Шахта имеет три действующие горизонта, из которых откаточным является горизонт 35 м. Он вскрыт центральными клетевым, скиповым и вспомогательным стволами.
Транспорт угля по откаточным выработкам осуществляется аккумуляторными электровозами АМ8Д (АМ8) и вагонетками ВШ8,а по одноколейному пути с разным числом последовательно расположенных погрузочных пунктов. Режим работы подземного транспорта - три смены по семь часов.
Погрузочные пункты (ДП). Очистные участки имеют от одного до четырех погрузочных пунктов, общее число погрузочных пунктов 17. Загрузка составов осуществляется конвейерами С-53. Перемещение состава при их загрузке - лебедками МК-б. Грузоподъемность состава 25-30 т.Длина маршрутов колеблется в пределах от 1,2 до 4,2 км, а нагрузка на погрузочный пункт от 96 до 300 т/сутки (среднее значение - 112 т/сутки), причем большее значение относится к случаю одновременной работы двух забоев на один погрузочный пункт. Пункт разгрузки (ПР). Уголь на поверхность выдается по вертикальному стволу скипами. Вместимость угольной ямы - 1000 т. Схема движения составов при разгрузке челноковая, обеспечивающая правильную ориентацию вагонеток относительно разгрузочной ямы. Перемещение составов производится лебедкой МК-6.Составы с сухим углем разгружаются без остановок. При влажном угле имеет место зависание угля в кузове вагонетки. Для побуждения его высыпания включается вибратор. Если состав вагонеток или часть
Статистические характеристики случайных величин
Изложенные в предыдущем разделе методические принципы говорят о том, что для определения сменного коэффициента машинного времени ГЗК необходимо иметь репрезентативные статистические данные о работе всех узлов и элементов закладочного комплекса. Эти ста тистические данные должны соответствовать условиям функционирования подсистемы "закладочные работы" в обобщенной технологической схеме разработки мощных угольных пластов с закладкой выработанного пространства. Таким условиям отвечает работа гидрозакладочных комплексов на шахте "Коксовая" Ц/0 "Прокопьевскуголь". Общая характеристика гидрозакладочных комплексов на этой шахте приведена в табл.4.3. Таблица 4.3 . Из этой таблицы видно, что параметры гидрозакладочных комплексов соответствуют условиям разработки мощных угольных пластов на шахтах месторождения Джария (Индия), которое выбрано для апробации проведенных исследований. Нормативные затраты времени для исследуемой технологии приведены в табл.4.4. Результаты обработки специальных хронометражних наблюдений и обобщения статистических данных по шахте "Коксовая", которые необходимо закладывать в основу определения попроцеееных и пооперационных коэффициентов готовности приведены в табл.4.5. Приведенные в разделах 4.2 и 4.3 методика расчета коэффициента машинного времени ГЗК, средние условия работы и статистические характеристики случайных величин позволяют сформировать формализованные процедуры, позволяющие: а) оценивать надежность действующих гидрозакладочных ком плексов; б) прогнозировать надежность проектируемых систем. При этом в качестве выходных показателей надежности должны рассматриваться сменный коэффициент машинного времени (вероятность безотказной работы подсистемы) и интенсивности наработка на отказ и восстановления подсистемы "закладочные работы . Интенсивности наработки на отказ Лз.э и восстановления jAb.b можно определить из следующих соображений. Если подсистему "закладочные работы" рассматривать как состоящую из последовательно соединенных элементов, то приблизительную зависимость Язз и Ma. от определяющих факторов можно представить в виде где N - число элементов в подсистеме; JVi - интенсивность отказов по і -му элементу. Основанная на описанных зависимостях блок-схема алгоритма определения показателей надежноети подсистемы "закладочные работы" приведена на рис.4.3. Алгоритм ориентирован как на оценку и исследование, так и на прогноз показателей надежности, причем для оценки и исследования используются сформированные на основе табл.4.1 - 4.5 исходные данные, характеризующие работу и условия функционирования выбранной в качестве аналога технологической схемы (см.табл.4.б), а для прогноза - те же исходные данные с учетом изменения отмеченных звездочкой параметров. При этом в случае прогноза показателей надежности технологические и организационные параметры устанавливаются на оенове проекта отработки выемочного участка, а вероятностные параметры, связанные с работой пульповодов и системы по снабжению закладочным материалом, - на основе сформулированных ниже технологических рекомендаций. Одновременно устанавливаются возможные вариации интенсивноетей наработки на отказ и восстановления подсистемы "закладочные работы" в целом. Промежуточные результаты при работе алгоритма и выходная информация приведены в табл.4.7. Время демонтажа одного рештака призабойного конвейерного става ТдЕм.р TDP Время монтажа одного рештака призабойного конвейерного става Время на возведение І м ограждения любого вида Время на выполнение подготовительно-заключительных операций Длина рештака призабойного конвейерного става Теоретическая скорость подъема лебедки ЛТ-40 Средняя скорость движения пульпы Диаметр трубопровода Вынимаемая мощность слоя Коэффициент, учитывающий вид ограждения Коэффициент, учитывающий увеличение нормативных затрат времени в зависимости от угла падения пластов Коэффициент, учитывающий транспортабельности (постоянный для данных трубопроводов и закладочного материала)
