Функціонально-структурний опис мереж гірничих виробок на різних стадіях розвитку з урахуванням сприятливості умов залягання вугільних пластів. Обґрунтування критерію оптимальності проектних рішень, що враховує ймовірнісну природу початкової інформації.
Аннотация к работе
У той же час існуючі методи оптимізації, що використовуються в теорії проектування шахт, цим вимогам не відповідають, оскільки не гарантують знаходження глобального оптимуму, не відбивають взаємозвязку між ступенем сприятливості залягання вугільних пластів і топологією мережі гірничих виробок, базуються переважно на детермінованих моделях, не передбачають пошуку варіантів максимального суміщення виробками технологічних функцій, не знімають гостроти протиріччя між прагненням до максимально можливої деталізації варіантів топології мережі гірничих виробок і надмірним збільшенням їх вихідної множини, що, у свою чергу, призводить до збільшення трудомісткості оптимізаційних розрахунків, зниження надійності інвестиційних проектів, перевитратам фінансових і матеріальних ресурсів. Метою роботи є створення комплексу науково обґрунтованих методів функціонально-структурної оптимізації моделей мереж гірничих виробок на різних стадіях їх розвитку, що забезпечують підвищення надійності й ефективності прийнятих проектних рішень. Для досягнення зазначеної мети в роботі поставлені наступні основні задачі: - розробити критерій оптимальності проектних рішень і методику оцінювання ступеня складності умов залягання вугільних пластів з урахуванням їх неоднорідності й імовірнісної природи, як основи інформаційного забезпечення процедури формування варіантів мереж гірничих виробок; розробити принципи функціонального опису мережі гірничих виробок, обґрунтування на його підставі наукових положень генерування й оцінювання ідей проекту, раціональних комбінацій технологічних функцій, що виконуються виробками; Мережа гірничих виробок як складна багатофункціональна динамічна система, що розвивається в часі й просторі характеризується комбінаціями моделей, що враховують структурові і функціональні ознаки мережі гірничих виробок на різних стадіях їх розвитку, а досконалість моделей визначається ступінню концентрації та суміщення функцій і питомою вагою тих, які ведуть до негативних наслідків, причому за такою оцінкою ступеня організованості моделей можливо генерувати ідеї проекту з використанням теорії вирішення винахідницьких задач.Аналіз пропонованих до теперішнього часу методів оптимізації мереж гірничих виробок показав, що для них характерні наступні основні недоліки: неможливість визначення глобального оптимуму через проблему розмірності вихідної множини варіантів проектних рішень, що суттєво загострюється через збільшення ступеня їх детальності; невідповідність скалярних критеріїв оптимальності імовірнісній природі геологічних умов залягання вугільних пластів; вибір оптимальних проектних рішень без урахування неоднорідності й різного ступеня складності цих умов; невисока вірогідність їх прогнозування; домінування структурного підходу до формування варіантів мереж гірничих виробок без попереднього обґрунтування раціонального переліку й комбінацій виконуваних ними технологічних функцій, що не дозволяє ефективно реалізовувати групу процедур «формування ідей проекту» в системі САПР вугілля. З урахуванням сформованого переліку факторів були розроблені анкети й обґрунтована методика обстеження шахт з метою одержання обєктивної інформації про показники й умови їх роботи, стан і функціонування гірничих виробок, яка передбачала вивчення й аналіз первинної шахтної документації, контрольних шахтних спостережень і вимірів, польових випробувань міцнісних властивостей гірських порід. , (1) де Р(Ві) і Р(Aj) - імовірність відпрацювання запасів на i-й ділянці зі сприятливими й j-й ділянці з несприятливими умовами залягання; n і m - кількість сприятливих і несприятливих ділянок у межах шахтного поля відповідно; Цті і Сті, Цtj і Ctj - ціна й загальношахтна собівартість видобутку 1 т вугілля на i-й сприятливій і j-й несприятливій ділянках відповідно, грн.; Zпр.t - промислові запаси, що відпрацьовуються в t-му році після введення шахти в експлуатацію або її реконструкції, т; Кт1 - капітальні витрати в t1-му році будівництва або реконструкції, грн.; Е - прийнята норма прибутковості капітальних вкладень, ч.о.; Т0 - термін окупності початкових капітальних вкладень, років; Т1 - термін будівництва шахти, років. У розроблених розпізнавальних системах і регресійних моделях врахована низка геологічних факторів, до яких належать: міцність порід на одновісне стиснення, потужність пласта, кут його падіння, потужність несправжньої покрівлі, показники якості вугілля, обводненість лав і нормальний приток води в шахту, відносна метановість очисного вибою, тектонічна порушеність пласта, стійкість вуглевміщуючих порід, зрушеність основної покрівлі, небезпека вугільних пластів щодо раптових викидів. 7 і містить у собі наступні функції: F1 - забезпечити видобуток вугілля; F2 - забезпечити доступ з поверхні до місця видобутку корисної копалини; F3 - забезпечити діставання корисної копалини на поверхню; F21, F22, F23 - забезпечити розкриття, підготовку й формування очисних вибоїв; F31, F32, F33, F34, F35, F36, F37, F38, F39, F310 - забезпечити переміщення людей, розміщення ус