Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors
This article is devoted to solution of one of the live scientific tasks: to determine regularities of dangerous geomechanical process occurrence and criteria for assessing risk of their development in the "support-rocks" system, and to validate parameters for the information system whic...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Дата: | 2016 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2016
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137608 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors / V.G. Shevchenko, A.I. Slashchov // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 70-78. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859942085685149696 |
|---|---|
| author | Shevchenko, V.G. Slashchov, A.I. |
| author_facet | Shevchenko, V.G. Slashchov, A.I. |
| citation_txt | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors / V.G. Shevchenko, A.I. Slashchov // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 70-78. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | This article is devoted to solution of one of the live scientific tasks: to determine
regularities of dangerous geomechanical process occurrence and criteria for assessing risk of their
development in the "support-rocks" system, and to validate parameters for the information system
which could provide prompt making of decisions on ensuring safety of underground mining jobs
with the help of current technologies: network communication, visual control and electronic documenting
of data, which are of great importance for the job safety at the mining enterprises. On the
basis of mathematical modeling methods, different scenarios of geomechanical process development
around the roadways were assessed. The methods and rational parameters were developed for
the information system elements functioning on ensuring the underground job safety. An architecture
with the validated rational parameters was designed for the information system of the underground
job safety, which differs by its methods for prompt predicting and assessing of different
scenarios of geomechanical process development, and which includes the following subsystems: a
basic client-server subsystem with functions of interaction between the personnel and management
of the enterprise; a reference and information subsystem, which supports a decision making process,
accumulates data and analyzes technical documentation; a subsystem for analyzing the job safety by
geomechanical factors and for assessing of the "support-rocks" system state basing on the risk criteria
and mathematical fuzzy logics.
The job safety is improved thanks to the better interaction between the people and their more
strict disciplinary responsibility and early decision-making on maintaining the roadways in the
trouble-free state. Methodical recommendations were developed on how to use the information system
for ensuring the underground job safety with taking into account geomechanical conditions of
the rock mass. The recommendations, which include the information system functioning, preparation
and deploy ment, and specificity of its application in different mining enterprises, were successfully
approved and implemented.
Стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання встановлення
закономірностей і критеріїв оцінки небезпеки розвитку геомеханічних процесів в системі
«кріплення-масив», а також обґрунтування параметрів інформаційної системи забезпечення
оперативного прийняття керуючих рішень для безпечного ведення підземних гірничих робіт
з використанням сучасних технологій: мережного зв’язку, візуального контролю і електронного документування даних, що має важливе значення для охорони праці на гірничодобувних підприємствах.
На базі методів математичного моделювання виконано оцінку сценаріїв розвитку геомеханічних процесів навколо гірничих виробок. Розроблено методи і обґрунтовані параметри
функціонування елементів інформаційної системи з безпеки ведення підземних гірничих робіт. Розроблена архітектура і обґрунтовані параметри нової інформаційної системи безпеки
ведення підземних гірничих робіт, яка відрізняється методами оперативного прогнозування і
оцінки сценаріїв розвитку геомеханічних процесів та включає: базову клієнт-серверну підсистему, що забезпечує функції взаємодії та управління персоналом на підприємстві; довідково-інформаційну підсистему підтримки прийняття рішень, яка здійснює накопичення даних і
аналіз технічної документації; підсистему аналізу рівня безпеки гірничих робіт за геомеханічними факторами, яка оцінює стан системи «кріплення-масив» на основі критеріїв небезпеки
та математичного апарату нечіткої логіки. Безпека праці підвищується за рахунок покращення взаємодії і дисциплінарної відповідальності персоналу, а також прийняття завчасних рішень з підтримання гірничих виробок в безаварійному стані.
Розроблені, затверджені та впроваджені «Методичні рекомендації з використання інформаційної системи забезпечення безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням
геомеханічного стану породного масиву», що включають основи функціонування, підготовки і розгортання інформаційної системи, а також особливості її застосування на гірничорудних підприємствах.
Статья посвящена решению актуальной научной задачи установления закономерностей и критериев оценки опасности развития геомеханических процессов в системе «крепь-массив», а также обоснования параметров информационной
системы обеспечения оперативного принятия управляющих решений для безопасного
ведения подземных горных работ с использованием современных технологий: сетевой связи, визуального контроля и электронного документирования данных, что имеет важное значение для охраны труда на горнодобывающих предприятиях.
На базе методов математического моделирования выполнена оценка сценариев развития
геомеханических процессов вокруг горных выработок. Разработаны методы и обоснованы
параметры функционирования элементов информационной системы безопасности ведения
подземных горных работ. Разработана архитектура и обоснованы параметры новой информационной системы безопасности ведения подземных горных работ, которая отличается методами оперативного прогнозирования и оценки сценариев развития геомеханических процессов и включает: базовую клиент-серверную подсистему, которая обеспечивает функции
взаимодействия и управления персоналом на предприятии; справочно-информационную
подсистему поддержки принятия решений, которая осуществляет накопление данных и анализ технической документации; подсистему анализа уровня безопасности горных работ по
геомеханическим факторам, которая оценивает состояние системы «крепь-массив» на основе
критериев опасности и математического аппарата нечеткой логики. Безопасность труда повышается за счет улучшения взаимодействия и дисциплинарной ответственности персонала,
а также принятия заблаговременных решений по поддержанию горных выработок в безаварийном состоянии.
Разработаны, утверждены и внедрены «Методические рекомендации по использованию
информационной системы обеспечения безопасности ведения подземных горных работ с
учетом геомеханического состояния породного массива», которые включают основы функционирования, подготовки и развертывания информационной системы, а также особенности
ее применения на горнорудных предприятиях.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:12:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
70
UDC 622.862.3: 622.831.312: 004.42
Shevchenko V.G., D.Sc. (Tech.), Senior Researcher,
Slashchov A.I., M.Sc (Tech.)
(IGTM NAS of Ukraine)
VALIDATION OF PARAMETERS AND DESIGN OF INFORMATION
SYSTEM ON THE UNDERGROUND MINING JOB SAFETY
WITH TAKING INTO ACCOUNT GEOMECHANICAL FACTORS
Шевченко В.Г., д-р техн. наук, ст. наук. співроб.,
Слащов А.І., магістр
(ІГТМ НАН України)
ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ І РОЗРОБКА ІНФОРМАЦІЙНОЇ
СИСТЕМИ БЕЗПЕКИ ВЕДЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ГІРНИЧИХ РОБІТ
З УРАХУВАННЯМ ГЕОМЕХАНІЧНИХ ФАКТОРІВ
Шевченко В.Г., д-р техн. наук, ст. науч. сотр.,
Слащев А.И., магистр
(ИГТМ НАН Украины)
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА
ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕДЕНИЯ
ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ С УЧЕТОМ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ
ФАКТОРОВ
Abstract. This article is devoted to solution of one of the live scientific tasks: to determine
regularities of dangerous geomechanical process occurrence and criteria for assessing risk of their
development in the "support-rocks" system, and to validate parameters for the information system
which could provide prompt making of decisions on ensuring safety of underground mining jobs
with the help of current technologies: network communication, visual control and electronic docu-
menting of data, which are of great importance for the job safety at the mining enterprises. On the
basis of mathematical modeling methods, different scenarios of geomechanical process develop-
ment around the roadways were assessed. The methods and rational parameters were developed for
the information system elements functioning on ensuring the underground job safety. An architec-
ture with the validated rational parameters was designed for the information system of the under-
ground job safety, which differs by its methods for prompt predicting and assessing of different
scenarios of geomechanical process development, and which includes the following subsystems: a
basic client-server subsystem with functions of interaction between the personnel and management
of the enterprise; a reference and information subsystem, which supports a decision making process,
accumulates data and analyzes technical documentation; a subsystem for analyzing the job safety by
geomechanical factors and for assessing of the "support-rocks" system state basing on the risk crite-
ria and mathematical fuzzy logics.
The job safety is improved thanks to the better interaction between the people and their more
strict disciplinary responsibility and early decision-making on maintaining the roadways in the
trouble-free state. Methodical recommendations were developed on how to use the information sys-
tem for ensuring the underground job safety with taking into account geomechanical conditions of
the rock mass. The recommendations, which include the information system functioning, prepara-
tion and deploy ment, and specificity of its application in different mining enterprises, were suc-
cessfully approved and implemented.
© В.Г. Шевченко, А.И. Слащев, 2016
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
71
Keywords: underground mining job safety, information system, geomechanical factors.
Today, a share of the coal production and consumption is steadily increasing in
the world energy balance. In Ukrainian coal mines, rate of the face advance is also
increased; the mines are transferring to the roof bolting and pillar-free technology for
supporting the roadways in order to reuse them in future, and all these factors are re-
alized in extremely dangerous conditions. High danger of the coal and other mines is
associated with objective geomechanical factors, as the minerals are extracted from
the weak and water-saturated rocks at the great depths. Under such conditions, un-
controlled deformation of the rock mass is occurred in the form of sudden rock fall,
destruction of the roof supports and blockage of the roadways, accompanied with the
traumatism of up to half of the total number of the casualties. Besides, analysis of ac-
cidents shows that they are less commonly caused by equipment failure: human fac-
tor ranks the first. Therefore, an effective way to reduce accidents and injuries is to
predict the geomechanical processes and strictly control observance of the safety
rules by personnel with the help of the latest information systems [1-5].
To determine regularities of dangerous geomechanical process occurrence and
criteria for assessing risk of their development in the "support-rocks" system and to
validate parameters forthe information system which could provide prompt making of
decisions on ensuring safety of underground mining jobs with the help of current
technologies - network communication, visual control and electronic documenting of
data - is the live scientific task, which is of great importance for the job safety in the
mining enterprises.
On the basis of mathematical modeling methods, different scenarios of geome-
chanical process development around the roadways were estimated. The task of re-
ducing accidents and injuries in the mining enterprises was solved with the help of
designed information system of safety (ISS), one of the basic functions of which is an
opportunity to quickly predict and assess various scenarios of geomechanical process
development. The geotechnical system "support-rocks" is considered as a control ob-
ject. To assess its state, the ISS applies mathematical models of the rock mass, which
combine methods of continuum mechanics (finite element method) with the theory of
boundary and out-of-bounds states of the rocks (method of initial stresses). The data
on structural and geological characteristics of the rock mass and physical-mechanical
properties of rocks are taken into account.
It is proposed to use the local situational geomechanical models in the information
system of safety, which include parameters (in accordance with the passport of sup-
ports)of one of the possible ways of the roadway supporting and the most likely esti-
mated rock mass behavior under increasing load on the control object. In case of in-
creasing convergence of the roadway contour and rock destruction recorded by de-
vices of objective control, this approach makes it possible to quickly validate the re-
quired organizational and technical measures and to create conditions for the timely
warning of personnel about the emergency danger.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
72
To validate the risk criteria used by the ISS for assessing the job safety with tak-
ing into account geomechanical factors, typical scenarios of distribution of zones
with inelastic deformation and stress changes in the rock mass are identified (Fig. 1).
а) b) c) d) e) f)
– zones with destruction caused by shifting forces;
– zones with the continuity break
g) h) i)
σ1, МPа: < 10 10-20 20-30 30-40 40-50 > 50
Figure 1 - Scenarios of inelastic deformation zone behavior in the rock mass around the road-
way supported by the roof bolting at increasing depth of the mining jobs (a - 250 m, b - 500 m; c -
750 m; d - 1000 m; e - 1250 m; f - 1500 m) and changes of maximal stresses at different methods of
the roof supporting (g-i)
With the help of method of mathematical modeling, the geomechanical situational
models were calculated, which assumed use of different types of supports, increase of
load on the "support-rocks” system, and changing conditions of the rocks bedding
and water intrusion. The methods are developed, and parameters are validated for
functioning of the information system elements on ensuring safety of the under-
ground mining jobs [6, 7, 8].
The methodology for building the information system of safety was further devel-
oped, and now it uses different methods for the prompt predicting and estimating dif-
ferent scenarios of the geomechanical processes development. The ISS architecture
consists of three subsystems. The first is a basic client-server subsystem, which, with
the help of network technologies and mobile communication, provides functions of
interaction between the personnel and management of the enterprise. The second is a
reference and information subsystem, which supports a decision-making process
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
73
through the data accumulation and storage, information presentation as requested and
automatic analysis of needed normative and technical documentation.
The third subsystem assesses rate of the job safety by geomechanical factors and
with the help of mathematical models. This is a system for supporting the decision-
making with elements of expert knowledge, which accumulates and analyzes knowl-
edge (for example, typical mining and geological conditions or standard scenarios of
the rock massive behavior) and has algorithms for assessing state of the "support-
rocks" system on the basis of danger criteria and mathematical fuzzy logics.
Organization of personnel management assumes that the text description of the
tasks, time for their accomplishment, explanatory images, additional requirements
and instructions and on-line information concerning monitoring of the current task
accomplishment are transmitted to and recorded by the electronic media ( Fig. 2). The
subsystem of personal management has a warning function for rapid response to the
occurrence and development of events caused, in the first turn, by geomechanical fac-
tors (Fig. 3). This function helps to make appropriate decisions during essentially
shorter period of time. Labor safety is improved thanks to better interaction between
the people and their more strict disciplinary responsibility.
Figure 2 – Setting of production task
Figure 3 - Responsiveness of the personnel
management system to the changed production
situation
In assessing parameters for geomechanical monitoring of the "support-rocks" sys-
tem, it is proposed to combine factors of expected technical risks for the system to
lose its stability by way of integrating the probability estimates of informative pa-
rameters of the rock mass and roadway state. Two integrated indices of safety were
formed for each group of parameters consisting of m indicators (standardized or nor-
malized in the range from 0 to 1).
The first indicator Rmax reflects level of maximum technical risk and is determined
by the value or rate of change of the monitoring parameter, which characterizes the
most unacceptable state of the control object by choosing a maximum value from the
calculated functions of the risk value distribution:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
74
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
+++=
+++=
+++=
+++=
+++=
=
)(...)()()(
)(...)()()(
)(...)()()(
)(...)()()(
)(...)()()(
5
5
4
4
3
3
2
2
1
11
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
1
max
m
gmggg
m
rmrrr
m
gmggg
m
smsss
m
rmrrr
KRkgKRkgKRkgKR
KRkrKRkrKRkrKR
ERkgERkgERkgER
ERksERksERksER
ERkrERkrERkrER
R ,
where m1, m2, m3 are the number of risk factors, which affect stability of the roof (Er
factor), walls (Es factor) and floor (Eg factor) of the roadways, respectively; m4, m5 are
the number of risk factors, which can cause sudden failure of the roof (Kr factor) and
sudden raising of the floor (Kg factor); R (Er), R (Es), R (Eg), R (Kr), R (Kg) are poten-
tial risk factors of emergency caused by the factors of E type (volume of inelastic de-
formation zones, displacement of roadway contour, etc.) and K type (changed dis-
placement rate, stress, volume of zones with continuity break, etc.); Kr, Ks, Kg are
normalized weighting factors, which can cause potential risk for specific factors in
the group.
The second indicator RΣ reflects an integrated technical risk of the "support-rocks"
system destruction, which is determined by sum of all of the risks:
∑∑∑∑∑
=====
Σ ++++=
54321
1
5
1
4
1
3
1
2
1
1 )()()()()(
m
i
ig
v
m
i
ir
v
m
i
g
v
m
i
is
v
m
i
ir
v KRkKRkERkERkЕRkR ,
where k1
v, k2
v, k3
v, k4
v, k5
v are normalized weighting factors of influence of each factor
group, k1
v+k2
v+k3
v+k4
v+k5
v=1.
The first indicator is used by the ISS to control entering of the control object to
the emergency mode and to determine a factor, which requires urgent interruption,
and the second indicator is used for the total assessment of the object current state.
The information system of the mining job safety was synthesized and tested with
taking into account geomechanical factors. The designed subsystems were integrated
into the information system of the mining jobs safety with the help of information
management methods, which are available for the authorized users. The remote divi-
sions of the enterprise were covered by the client software arranged on the mobile
devices connected to the local and global networks. The interaction with the system
was organized via the GUI.
The basic software-and-hardware complex is developed, which includes person-
nel management system based on the network technologies, stationary and mobile
communication tools and algorithms for warning about occurrence of dangerous ge-
omechanical factors. The complex was tested on example of typical organizational
structure of the mines and approved in the production conditions. The results showed
that the ISS improved rate of the underground mining jobs safety through: the inte-
gration of geomechanical data obtained from various measurements and information
sources into one information field; support of decision-making process at various lev-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
75
els and provision of up-to-date information; organizational adaptation to the man-
agement structures; more detailed data processing on the base of mathematical mod-
els; criteria assessing rate of danger for the control object by methods fuzzy logics;
personnel interaction via stationary and mobile interfaces.
“The Methodical Recommendations on How to Use the Information System for
Ensuring the Underground Mining Jobs Safety on the Basis of Geomechanical State
of the Rock Mass” were developed including the ISS functioning, preparation and
deployment and specificity of its application in different mining enterprises. The Me-
thodical Recommendations were successfully tested and implemented in the Institute
of Safety and Ecology in the Mining and Metallurgical Industry, SHEI "Kryvyi Rih
National University" of Ministry of Education and Science of Ukraine and by other
mining companies.
Introduction of the designed ISS into the production lines provides high economic
efficiency thanks to the reduced rate of injuries and forced outages as it: provides
prompt information about the rock mass state and indications of dangerous situations
in the roadways, which is obtained after processing data from various sources (per-
sonnel, control sensors, control systems); improves staff safety and efficacy of exist-
ing emergency systems due to the increased number of the controlled processes and
better quality of their control; provides more strict labor discipline and minimizes
costs thanks to the improved coherence between different infrastructural divisions of
the enterprise and better production control with the help of electronic documenting
of the tasks and performed jobs.
Conclusions.
1. The analysis shows that totally up to half of all accidents and accidents are
caused by geomechanical factors, which occurring the form of uncontrolled deforma-
tion of the rock mass, destruction of the roof supports and blockage of the roadways.
The second reason is the human factor. It is shown that one of the ways to reduce
number of accidents and injuries is to ensure more strict labor discipline of employ-
ees and to prevent scenarios of negative geomechanical processes with the help of the
state-of-the art information systems.
2. To validate the risk criteria used by the ISS for assessing the job safety with
taking into account geomechanical factors, the typical scenarios of distribution of
zones with inelastic deformation and stress changes in the rock mass are identified.
Two integral indicators of safety are formed for assessing parameters of the current
geomechanical monitoring of the "support-rocks" system. The first indicator deter-
mines the maximum level of technical risk and is defined by maximal values selected
from the functions of the groups related to the risk of losing stability of the roadway
roof, walls and floor. The second indicator reflects an integrated geotechnical risk for
the system to lose its stability and is determined by the values and rate of monitoring
parameters changing. The first indicator is used by the ISS to control entering of the
control object to the emergency mode and to determine a factor, which requires ur-
gent interruption, and the second indicator is used for the total assessment of the ob-
ject current state.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
76
3. An architecture with the validated rational parameters was designed for the new
information system of underground job safety, which differs by its methods for
prompt predicting and assessing of different scenarios of geomechanical process de-
velopment, and which includes the following subsystems: a basic client-server sub-
system with functions of interaction between the personnel and management of the
enterprise; a reference and information subsystem, which supports a decision making
process, accumulates data and analyzes technical documentation; a subsystem for
analyzing the job safety by geomechanical factors and for assessing of the "support-
rocks" system state basing on the risk criteria and mathematical fuzzy logics. The job
safety is improved thanks to the better interaction between the people and their more
strict disciplinary responsibility and early decision-making on maintaining the road-
ways in the trouble-free state.
4. “The Methodical Recommendations on How to Use the Information System for
Ensuring the Underground Mining Jobs Safety on the Basis of Geomechanical State
of the Rock Mass” were developed including the ISS functioning, preparation and
deployment and specificity of its application in different mining enterprises.
________________________________________
REFERENCES
1. Anciferov, A.V., Skipochka, S.I., Yalanskiy, A.A. [and others.] (2010, Geomekhanichniy monitoryng
pidzemnikh geotekhnichnykh system: monografiya. Vidpovid. Red. A.F. Bulat [Geomechanical underground
geotechnical monitoring systems: monograph. Answers. ed. A.F. Bulat], «Noulidzh», Donetsk, UA.
2. Plastun, V.N. (2009), Marshrutnaya skhema kontrolya sostoyaniya truda na shakhtakh [Route control
scheme of occupational safety in mines], MakNII, Makeevka, UA.
3. Rekomendatsii shchodo vprovadzhennya zakhodiv z profilaktyky vyrobnychogo travmatyzmu
[Guidelines for implementation of the prevention of occupational injuries] (2010), NNDIPBOP, Kyiv, UA.
4. Ivashin, V.M., Ivashin, Yu.V. and Shtapauk G.P. (2009), «How to prevent accidents at coal mines in
Ukraine», Scientific bulletin of NMU, no. 8, pp. 32-36.
5. Kiyashko, Ju.I., Shevchenko, V.G., Prisnyakov, K.V. and Padashulya, A.I. (2010), «Objectives of the
monitoring and scientific research in psychophysical work with staff of the coal industry», Geo-Technical
Mechanics, no. 90, pp. 71-78.
6. Norton, P. and Shildt, G. (1997), Polniy spravochnik po Java:Per. S angl.[Complete Reference Java:
Translated from English], "Dialectic", Kiev< UA.
7. Slashchev, A.I. (2010), «Improving the computational efficiency of the algorithm results visualization
solutions to complex geomechanical problems», Geo-Technical Mechanics, no. 90, pp. 142-149.
8. Shevchenko, V.G. and Slashchev, A.I. (2014), «Development of schemes and algorithms of
functioning information complex personnel management for uranium mines», Geo-Technical Mechanics, no.
117, pp. 128-140.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геомеханічний моніторинг підземних геотехнічних систем : монографія / Відповід. ред.
А.Ф. Булат / А.В. Анциферов, С.І. Скіпочка, А.О. Яланський [та ін.]. – Донецьк: «Ноулідж», 2010. –
253 с.
2. Пластун, В.Н. Маршрутная схема контроля состояния охраны труда на шахтах / В.Н. Пластун.
– Макеевка: МакНИИ, 2009. – 6 с.
3. Рекомендації щодо впровадження заходів з профілактики виробничого травматизму. – К.:
ННДІПБОП, 2010. – 74 с.
4. Ивашин, В.М. Как предотвратить аварийность на угольных шахтах Украины / В.М. Ивашин,
Ю.В. Ивашин, Г.П. Штапаук. – Науковий вісник НГУ. – Дніпропетровськ: РВК НГУ, 2009. - № 8. - С.
32-36.
5. Задачи научного обеспечения мониторинга и психофизических исследований в работе с кад-
рами угольной отрасли / Ю.И. Кияшко, В.Г. Шевченко, К.В. Присняков, А.И. Падашуля // Геотехни-
ческая механика: межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украины.– Днепропетровск, 2010. – Вып.
90. – С. 71-78.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
77
6. Нортон, П. Полный справочник по Java : Пер. с англ. / П. Нортон, Г. Шилдт. – К.: "Диалекти-
ка", 1997. – 592 с.
7. Слащев, А.И. Повышение вычислительной эффективности алгоритма визуализации результа-
тов решения сложных геомеханических задач / А.И. Слащев // Геотехническая механика: межвед. сб.
научн. трудов / ИГТМ НАН Украины.– Днепропетровск, 2010. – Вып. 90. – С. 142-149.
8. Шевченко, В.Г. Разработка схем и алгоритма функционирования информационного комплекса
управления персоналом на урановых шахтах / В.Г. Шевченко, А.И. Слащев / Геотехническая механи-
ка межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ НАН Украины – Днепропетровск, 2014. – Вып. 117. – С. 128-
140.
________________________________________
Об авторах
Шевченко Владимир Георгиевич, доктор технических наук, старший научный сотрудник, уче-
ный секретарь института, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной ака-
демии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, V.Shevchenko@nas.gov.ua
Слащев Антон Игоревич, магистр, младший научный сотрудник, Институт геотехнической ме-
ханики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепро-
петровск, Украина, SlashovAnton@ya.ru
About the authors
Shevchenko Vladimir Georgievich, Doctor of Technical Sciences (D. Sc), Senior Researcher, Scientific
Secretary of the Institute, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy
of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, V.Shevchenko@nas.gov.ua
Slashchev Anton Igorevich, Master of Science, Junior Researcher, M.S. Polyakov Institute of Geotech-
nical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk,
Ukraine, SlashovAnton@ya.ru
________________________________________
Анотація. Стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання встановлення
закономірностей і критеріїв оцінки небезпеки розвитку геомеханічних процесів в системі
«кріплення-масив», а також обґрунтування параметрів інформаційної системи забезпечення
оперативного прийняття керуючих рішень для безпечного ведення підземних гірничих робіт
з використанням сучасних технологій: мережного зв’язку, візуального контролю і електро-
нного документування даних, що має важливе значення для охорони праці на гірничодобув-
них підприємствах.
На базі методів математичного моделювання виконано оцінку сценаріїв розвитку геоме-
ханічних процесів навколо гірничих виробок. Розроблено методи і обґрунтовані параметри
функціонування елементів інформаційної системи з безпеки ведення підземних гірничих ро-
біт. Розроблена архітектура і обґрунтовані параметри нової інформаційної системи безпеки
ведення підземних гірничих робіт, яка відрізняється методами оперативного прогнозування і
оцінки сценаріїв розвитку геомеханічних процесів та включає: базову клієнт-серверну підси-
стему, що забезпечує функції взаємодії та управління персоналом на підприємстві; довідко-
во-інформаційну підсистему підтримки прийняття рішень, яка здійснює накопичення даних і
аналіз технічної документації; підсистему аналізу рівня безпеки гірничих робіт за геомехані-
чними факторами, яка оцінює стан системи «кріплення-масив» на основі критеріїв небезпеки
та математичного апарату нечіткої логіки. Безпека праці підвищується за рахунок покращен-
ня взаємодії і дисциплінарної відповідальності персоналу, а також прийняття завчасних рі-
шень з підтримання гірничих виробок в безаварійному стані.
Розроблені, затверджені та впроваджені «Методичні рекомендації з використання інфор-
маційної системи забезпечення безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням
геомеханічного стану породного масиву», що включають основи функціонування, підготов-
ки і розгортання інформаційної системи, а також особливості її застосування на гірничоруд-
них підприємствах.
Ключові слова: безпека ведення підземних гірничих робіт, інформаційна система, гео-
механічні фактори.
mailto:V.Shevchenko@nas.gov.ua�
mailto:SlashovAnton@ya.ru�
mailto:SlashovAnton@ya.ru�
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2016. № 128
78
Аннотация. Статья посвящена решению актуальной научной задачи установле-
ния закономерностей и критериев оценки опасности развития геомеханических про-
цессов в системе «крепь-массив», а также обоснования параметров информационной
системы обеспечения оперативного принятия управляющих решений для безопасного
ведения подземных горных работ с использованием современных технологий: сете-
вой связи, визуального контроля и электронного документирования данных, что име-
ет важное значение для охраны труда на горнодобывающих предприятиях.
На базе методов математического моделирования выполнена оценка сценариев развития
геомеханических процессов вокруг горных выработок. Разработаны методы и обоснованы
параметры функционирования элементов информационной системы безопасности ведения
подземных горных работ. Разработана архитектура и обоснованы параметры новой инфор-
мационной системы безопасности ведения подземных горных работ, которая отличается ме-
тодами оперативного прогнозирования и оценки сценариев развития геомеханических про-
цессов и включает: базовую клиент-серверную подсистему, которая обеспечивает функции
взаимодействия и управления персоналом на предприятии; справочно-информационную
подсистему поддержки принятия решений, которая осуществляет накопление данных и ана-
лиз технической документации; подсистему анализа уровня безопасности горных работ по
геомеханическим факторам, которая оценивает состояние системы «крепь-массив» на основе
критериев опасности и математического аппарата нечеткой логики. Безопасность труда по-
вышается за счет улучшения взаимодействия и дисциплинарной ответственности персонала,
а также принятия заблаговременных решений по поддержанию горных выработок в безава-
рийном состоянии.
Разработаны, утверждены и внедрены «Методические рекомендации по использованию
информационной системы обеспечения безопасности ведения подземных горных работ с
учетом геомеханического состояния породного массива», которые включают основы функ-
ционирования, подготовки и развертывания информационной системы, а также особенности
ее применения на горнорудных предприятиях.
Ключевые слова: безопасность ведения подземных горных работ, информационная сис-
тема, геомеханические факторы.
Статья поступила в редакцию 16.05. 2016
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук А.П. Круковским
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137608 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T16:12:20Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Shevchenko, V.G. Slashchov, A.I. 2018-06-17T13:58:01Z 2018-06-17T13:58:01Z 2016 Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors / V.G. Shevchenko, A.I. Slashchov // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 128. — С. 70-78. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137608 622.862.3:622.831.312:004.42 This article is devoted to solution of one of the live scientific tasks: to determine regularities of dangerous geomechanical process occurrence and criteria for assessing risk of their development in the "support-rocks" system, and to validate parameters for the information system which could provide prompt making of decisions on ensuring safety of underground mining jobs with the help of current technologies: network communication, visual control and electronic documenting of data, which are of great importance for the job safety at the mining enterprises. On the basis of mathematical modeling methods, different scenarios of geomechanical process development around the roadways were assessed. The methods and rational parameters were developed for the information system elements functioning on ensuring the underground job safety. An architecture with the validated rational parameters was designed for the information system of the underground job safety, which differs by its methods for prompt predicting and assessing of different scenarios of geomechanical process development, and which includes the following subsystems: a basic client-server subsystem with functions of interaction between the personnel and management of the enterprise; a reference and information subsystem, which supports a decision making process, accumulates data and analyzes technical documentation; a subsystem for analyzing the job safety by geomechanical factors and for assessing of the "support-rocks" system state basing on the risk criteria and mathematical fuzzy logics. The job safety is improved thanks to the better interaction between the people and their more strict disciplinary responsibility and early decision-making on maintaining the roadways in the trouble-free state. Methodical recommendations were developed on how to use the information system for ensuring the underground job safety with taking into account geomechanical conditions of the rock mass. The recommendations, which include the information system functioning, preparation and deploy ment, and specificity of its application in different mining enterprises, were successfully approved and implemented. Стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання встановлення закономірностей і критеріїв оцінки небезпеки розвитку геомеханічних процесів в системі «кріплення-масив», а також обґрунтування параметрів інформаційної системи забезпечення оперативного прийняття керуючих рішень для безпечного ведення підземних гірничих робіт з використанням сучасних технологій: мережного зв’язку, візуального контролю і електронного документування даних, що має важливе значення для охорони праці на гірничодобувних підприємствах. На базі методів математичного моделювання виконано оцінку сценаріїв розвитку геомеханічних процесів навколо гірничих виробок. Розроблено методи і обґрунтовані параметри функціонування елементів інформаційної системи з безпеки ведення підземних гірничих робіт. Розроблена архітектура і обґрунтовані параметри нової інформаційної системи безпеки ведення підземних гірничих робіт, яка відрізняється методами оперативного прогнозування і оцінки сценаріїв розвитку геомеханічних процесів та включає: базову клієнт-серверну підсистему, що забезпечує функції взаємодії та управління персоналом на підприємстві; довідково-інформаційну підсистему підтримки прийняття рішень, яка здійснює накопичення даних і аналіз технічної документації; підсистему аналізу рівня безпеки гірничих робіт за геомеханічними факторами, яка оцінює стан системи «кріплення-масив» на основі критеріїв небезпеки та математичного апарату нечіткої логіки. Безпека праці підвищується за рахунок покращення взаємодії і дисциплінарної відповідальності персоналу, а також прийняття завчасних рішень з підтримання гірничих виробок в безаварійному стані. Розроблені, затверджені та впроваджені «Методичні рекомендації з використання інформаційної системи забезпечення безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням геомеханічного стану породного масиву», що включають основи функціонування, підготовки і розгортання інформаційної системи, а також особливості її застосування на гірничорудних підприємствах. Статья посвящена решению актуальной научной задачи установления закономерностей и критериев оценки опасности развития геомеханических процессов в системе «крепь-массив», а также обоснования параметров информационной системы обеспечения оперативного принятия управляющих решений для безопасного ведения подземных горных работ с использованием современных технологий: сетевой связи, визуального контроля и электронного документирования данных, что имеет важное значение для охраны труда на горнодобывающих предприятиях. На базе методов математического моделирования выполнена оценка сценариев развития геомеханических процессов вокруг горных выработок. Разработаны методы и обоснованы параметры функционирования элементов информационной системы безопасности ведения подземных горных работ. Разработана архитектура и обоснованы параметры новой информационной системы безопасности ведения подземных горных работ, которая отличается методами оперативного прогнозирования и оценки сценариев развития геомеханических процессов и включает: базовую клиент-серверную подсистему, которая обеспечивает функции взаимодействия и управления персоналом на предприятии; справочно-информационную подсистему поддержки принятия решений, которая осуществляет накопление данных и анализ технической документации; подсистему анализа уровня безопасности горных работ по геомеханическим факторам, которая оценивает состояние системы «крепь-массив» на основе критериев опасности и математического аппарата нечеткой логики. Безопасность труда повышается за счет улучшения взаимодействия и дисциплинарной ответственности персонала, а также принятия заблаговременных решений по поддержанию горных выработок в безаварийном состоянии. Разработаны, утверждены и внедрены «Методические рекомендации по использованию информационной системы обеспечения безопасности ведения подземных горных работ с учетом геомеханического состояния породного массива», которые включают основы функционирования, подготовки и развертывания информационной системы, а также особенности ее применения на горнорудных предприятиях. en Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors Обґрунтування параметрів і розробка інформаційної системи безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням геомеханічних факторів Обоснование параметров и разработка информационной системы безопасности ведения подземных горных работ с учетом геомеханических факторов Article published earlier |
| spellingShingle | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors Shevchenko, V.G. Slashchov, A.I. |
| title | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| title_alt | Обґрунтування параметрів і розробка інформаційної системи безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням геомеханічних факторів Обоснование параметров и разработка информационной системы безопасности ведения подземных горных работ с учетом геомеханических факторов |
| title_full | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| title_fullStr | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| title_full_unstemmed | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| title_short | Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| title_sort | validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137608 |
| work_keys_str_mv | AT shevchenkovg validationofparametersanddesignofinformationsystemontheundergroundminingjobsafetywithtakingintoaccountgeomechanicalfactors AT slashchovai validationofparametersanddesignofinformationsystemontheundergroundminingjobsafetywithtakingintoaccountgeomechanicalfactors AT shevchenkovg obgruntuvannâparametrívírozrobkaínformacíinoísistemibezpekivedennâpídzemnihgírničihrobítzurahuvannâmgeomehaníčnihfaktorív AT slashchovai obgruntuvannâparametrívírozrobkaínformacíinoísistemibezpekivedennâpídzemnihgírničihrobítzurahuvannâmgeomehaníčnihfaktorív AT shevchenkovg obosnovanieparametrovirazrabotkainformacionnoisistemybezopasnostivedeniâpodzemnyhgornyhrabotsučetomgeomehaničeskihfaktorov AT slashchovai obosnovanieparametrovirazrabotkainformacionnoisistemybezopasnostivedeniâpodzemnyhgornyhrabotsučetomgeomehaničeskihfaktorov |