Математическое моделирование процессов очистных работ
За допомогою методу групового обліку аргументів отримані математичні моделі надійності і продуктивності комплексно-механізованої технології виїмки пологих шарів. Установлено, що найбільший деструктивний вплив на формування надійності і продуктивності очисних вибоїв робить процес кріплення і управлін...
Gespeichert in:
| Datum: | 2004 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2004
|
| Schriftenreihe: | Физико-технические проблемы горного производства |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189892 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Математическое моделирование процессов очистных работ / И.В. Антипов, В.Б. Грядущий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 147-157. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-189892 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1898922025-02-09T20:47:26Z Математическое моделирование процессов очистных работ Mathematical modeling of working processes in longwall Антипов, И.В. Грядущий, В.Б. За допомогою методу групового обліку аргументів отримані математичні моделі надійності і продуктивності комплексно-механізованої технології виїмки пологих шарів. Установлено, що найбільший деструктивний вплив на формування надійності і продуктивності очисних вибоїв робить процес кріплення і управління покрівлею. Structurization of processes and operations for longwall mining mechanized technology is executed. Mathematical models of mining technology reliability and productivity for flat layers are received by the Group Account Arguments Method. It is established, that the fastening and roof control processes are the most destructive effect on reliability and productivity longwalls. 2004 Article Математическое моделирование процессов очистных работ / И.В. Антипов, В.Б. Грядущий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 147-157. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2664-1771 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189892 622.794 ru Физико-технические проблемы горного производства application/pdf Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
За допомогою методу групового обліку аргументів отримані математичні моделі надійності і продуктивності комплексно-механізованої технології виїмки пологих шарів. Установлено, що найбільший деструктивний вплив на формування надійності і продуктивності очисних вибоїв робить процес кріплення і управління покрівлею. |
| format |
Article |
| author |
Антипов, И.В. Грядущий, В.Б. |
| spellingShingle |
Антипов, И.В. Грядущий, В.Б. Математическое моделирование процессов очистных работ Физико-технические проблемы горного производства |
| author_facet |
Антипов, И.В. Грядущий, В.Б. |
| author_sort |
Антипов, И.В. |
| title |
Математическое моделирование процессов очистных работ |
| title_short |
Математическое моделирование процессов очистных работ |
| title_full |
Математическое моделирование процессов очистных работ |
| title_fullStr |
Математическое моделирование процессов очистных работ |
| title_full_unstemmed |
Математическое моделирование процессов очистных работ |
| title_sort |
математическое моделирование процессов очистных работ |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| publishDate |
2004 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/189892 |
| citation_txt |
Математическое моделирование процессов очистных работ / И.В. Антипов, В.Б. Грядущий // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2004. — Вип. 7. — С. 147-157. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Физико-технические проблемы горного производства |
| work_keys_str_mv |
AT antipoviv matematičeskoemodelirovanieprocessovočistnyhrabot AT grâduŝiivb matematičeskoemodelirovanieprocessovočistnyhrabot AT antipoviv mathematicalmodelingofworkingprocessesinlongwall AT grâduŝiivb mathematicalmodelingofworkingprocessesinlongwall |
| first_indexed |
2025-11-30T15:39:01Z |
| last_indexed |
2025-11-30T15:39:01Z |
| _version_ |
1850230327901945856 |
| fulltext |
УДК 6 2 2 .7 9 4
М АТЕМ АТИЧЕСКОЕ М О ДЕЛ И РО ВАН И Е ПРОЦЕССОВ
О ЧИСТН Ы Х РАБОТ
д.т.н. Антипов И.В., асп. Грядущий В.Б. (ИФГП Н АН Украины)
За допомогою методу групового облгку аргумента отримаш математи-
чн1 модель надтностг г продуктивность комплексно-механаованол технологи ви
тки пологих шарьв. Установлено, що найбшьший деструктивный вплив на фор-
мування надшностг г продуктивности очисних вибогв робить процес кргплення г
управлшня покргвлею.
МАТНЕМАТ1САБ МОБЕЫМС ОЕ \УОККИЧС РКОСЕ88Е8 Ш
Ь01ЧС\УА1Х
АпНроу 1.У., СгуабизЬн У.В.
51гис(ипгаНоп о / ргосеззез апс! орегаИот /о г 1опун>а11 т т п§ тесНатгес!
1есИпо1б§у & ехесШес/. Ма1кетаНса1 тос/еЬ о /ттт§ Сескпо1о%у геНаЬИНу ат!ргс-
<ЗисП\>Иу/огУ1аI1ауегл аге гесеГед Ъу 1ке Огоир АссоипI Аг§итеп1з Мебюс!. II Б ез-
шЪШкеф 1ка11ке/аз1епт^ апс/ гоо/соп!го1 ргосеззез аге 1ке тоз! с/ез1гис(Ые ефесХ
оп геНаЬИНу апс!ргоБисСБИу 1оп§у>а1Ь.
Актуальность проблемы.
Ежегодно в угольной промышленности мира добывается около 4
млрд. т угля. Основными угледобывающими странами являются СШ А, Ки
тай, Россия, Украина, Германия, Великобритания, Австралия, Польша,
ЮАР, Чехословакия, Канада, Индия и др. Причем, около 70% мировой до
бычи угля приходится на подземный способ, а более 60% угля добывается
на шахтах длинными очистными забоями [1].
Основным средством обеспечения высоких технико-экономических
показателей работы очистных забоев являются механизированные ком
плексы [2]. В последние годы отмечается некоторое снижение показателей
применения механизированных комплексов на шахтах Украины и других
стран СНГ. Наряду с сокращением количества комплексно
механизированных забоев, снижаются средняя нагрузка на лаву и произво
дительность труда рабочих [3].
Определить наиболее рациональные пути повышения эффективности
средств комплексной механизации можно путем установления причин
снижения показателей работы лав и выявления имеющихся резервов.
Для этого необходимо провести исследования в действующ их очист
ных забоях, разработать методику математического моделирования и уста
новить зависимости основных параметров, характеризующих работу лав,
от комплекса влияющих факторов.
Задачи исследования.
147
Задачи проводимых исследований заключаются в следующем:
- определить показатели надежности механизированных комплексов
с различными вариантами компоновки оборудования;
- установить среднюю продолжительность и причины простоев очи
стных забоев из-за отказов отдельных компонентов оборудования механи
зированных комплексов;
- создать информационную базу для формализации зависимостей на
дежности и производительности механизированных комплексов от про
должительности выполнения технологических процессов в очистных забо
ях.
Планирование экспериментов и обоснование необходимого объ
ема информации.
Анализ использования оборудования механизированных комплексов
показал, что для отработки тонких пластов возможно применение 41 вари
анта компоновки "крепь-комбайн-конвейер". Для детального анализа были
отобраны 10 очистных забоев с наиболее характерными для Донбасса гор
но-геологическими условиями [4]. Комплексные натурные наблюдения
проводились в очистных забоях, оборудованных наиболее распространен
ными вариантами комплектации механизированных комплексов - КД80,
МКД90, КМ 103, КМК97М и др.
Наиболее эффективным инструментом учета результатов функцио
нирования технических систем с точки зрения их надежности являются
хрономегражные наблюдения.
Минимально необходимое количество и продолжительность наблю
дений определяются с помощью методов теории планирования экспери
ментов. Если величина Д представляет собой случайные наработки между
соседними отказами восстанавливаемого объекта (очистного забоя), то
опытная наработка на отказ (Топ) составляет:
Т0П= Ч (1)
п
где п - количество независимых опытов (наблюдений).
В этом случае границы доверительного интервала продолжительно
сти наблюдений определяются по формулам:
Т „ = г 3Т0П, (2)
Та = г ,Т 0П, (3)
где Т„ - время наработки на отказ; Т„ - время восстановления работоспо
собного состояния очистного забоя.
Если наблюдения в очистном забое проводились в течение наработки
1И и при этом было зафиксировано т отказов, то вместо уравнения (1) бу
дем иметь:
148
В этом случае нижняя граница доверительного интервала находится
из уравнения (2) по формуле:
Т „ = г2Топ) (5)
или, с учетом выражения (4):
И (6)
Если наблюдения ведутся до получения заданного числа отказов, а
время испытаний является случайной величиной, то используются коэф
фициенты г, и г2. Если наблюдения проводятся в течение заданного про
межутка времени, а получаемое число отказов является случайным, то при
определении границ доверительного интервала используются коэффициен
ты Г! и г2. Коэффициент г0 используется, если наблюдения ведутся до пер
вого отказа.
Задавая минимальную наработку на отказ Ттш, можно определить
наименьшую наработку при проведении наблюдений по формуле:
Исходя из задач исследований, отказ рассматриваемого объекта
(очистного забоя) происходит в период вторичных осадок основной кров
ли. Анализ характера протекания геомеханических процессов показал, что
вторичные осадки в зависимости от литологического состава пород прояв
ляются в лавах работающих с полным обрушением через 8...12 м (катего
рии пород по классификации Донуги А) и А2). Суточное подвигание очи
стного забоя составляет в среднем 0,8...1,2 м. Расчет минимальной про
должительности наблюдений выполняется для средних значений шага по
садки и суточного подвигания очистных забоев, 10 м и 1 м, соответствен
но. Доверительная вероятность принимается 0,95, для которой го=3,0. По
формуле (8) получаем, что минимальная продолжительность наблюдений в
одном забое составляет 138 часов, или 23 смены.
В 20-й западной лаве пласта с и шахты "Южно-Донбасская № 1" на
блюдения проводились непрерывно в течение 48 смен (288 ч). Лава была
оборудована механизированным комплексом КМ 103. Средняя нагрузка со
(7)
Таким образом, получаем:
(8)
149
ставляла 149 т/см, а коэффициент готовности - 0,62. В 1-й северной лаве
пласта ш, шахты "Горняк", оборудованной комплексом КМ 103, наблюде
ния велись 42 смены (252 ч). Получены следующие средние значения
нагрузки и коэффициента готовности: 131 т/см и 0,55. В 3-й восточной
лаве пласта 1\ шахты "Комиссаровская": КД80, 39 смен (174 ч), 154 т/см и
0,65, соответственно. 8-я лава западного блока пласта Ц шахты "Винниц
кая": КД80, 42 смены (252 ч), 140 т/см и 0,61. Лава 29 пласта Ию шахты
"Иловайская": КМК97М, 27 смен (162 ч), 130 т/см и 0,57. 3-я южная лава
пласта к% шахты им. Г.М.Димитрова: КМК97М, 36 см (216 ч), 125 т/см и
0,52. 12-я лава пласта /г7 шахты "Заря": КМ137, 51 смена (306 ч) 144 т/см и
0,6. Лава 532 пласта щ шахты 10-я "Великомостовская": КМ137, 33 смены
(198 ч), 157 т/см и 0,67. Лава 27 пласта Д шахты им. Я.М.Свердлова:
2МКДМ, 30 смен (180 ч), 124 т/см и 0,53. Лава 816 пласта С8 шахты "За
падно-Донбасская": 2МКДМ, 36 смен (216 ч), 110 т/см и 0,51.
Объем наблюдений по каждой лаве превышает минимальную про
должительность наблюдений - 138 часов. Таким образом, имеющейся ин
формации достаточно для формализации зависимостей надежности произ
водственных процессов и производительности комплексно
механизированных забоев с максимальной относительной ошибкой 0,1 и
установления интервальных оценок с доверительной вероятностью 0,9.
Наблюдения в каждой лаве проводились непрерывно. В рабочие
смены хронометрировалась продолжительность выполнения производст
венных процессов и операций, а также причины и время устранения отка
зов с точностью до 5 минут. В проведении исследований принимали уча
стие научные сотрудники Донецкого научно-исследовательского угольно
го института (ДонУГИ) и студенты горного института Донецкого нацио
нального технического университета (ДНТУ).
Методологическая основа исследования.
В качестве методологической базы исследований принимается сис
темный подход [5]. При этом объект исследования - комплексно
механизированной технологии очистной выемки угля - рассматривается
как совокупность (система) взаимосвязанных технологических приемов и
способов достижения положительного результата.
Структуризация исходных данных.
На первом этапе исследований подвергаются структуризации затра
ты времени на выполнение процессов и операций очистного цикла [6].
Ведение очистных работ с применением механизированных ком
плексов предусматривает выполнение последовательных (несовмещенных
во времени) процессов и операций, которые условно можно разделить на
три группы:
- выемка угля комбайном (механизированная зачистка угля при од
носторонней схеме работы комбайна), крепление забоя и передвижка кон
вейера;
- концевые операции (передвижка головок конвейера, профилактиче
150
ский осмотр оборудования и др.);
- прочие затраты времени (прием-сдача смены, буровзрывные рабо
ты и др.).
Особую категорию операций составляют нештатные - обусловлен
ные необходимостью устранения отказов. Продолжительность выполнения
нештатных операций определяется временем простоев по внутрилавным
причинам. Отдельную группу простоев (внелавные) составляют остановки
по причинам, зависящим от общешахтного и участкового транспорта, из-за
перебоев в снабжении электроэнергией и др.
Внутрилавные простои, в зависимости от вызывающих их причин,
делятся на следующие группы: неисправности комбайна, конвейера, меха
низированной крепи и прочего оборудования.
Как и любая технология, представляющая собой совокупность прие
мов и способов добычи полезных ископаемых, комплексно
механизированная выемка угля характеризуется определенной циклично
стью выполнения процессов и операций во времени.
Выемка угля комбайном осуществляется одновременно с передвиж
кой секций механизированной крепи и става конвейера. Исключение со
ставляют технологии, предусматривающие одностороннюю схему работы
комбайна, или фронтальную передвижку конвейера. В этом случае процес
сы не совмещаются во времени. Концевые операции предусматривают пе
редвижку головок конвейера, профилактический осмотр и мелкий ремонт
комбайна и др. К прочим производственным затратам времени относятся
буровзрывные работы, мероприятия по дегазации, упрочнению, разупроч
нению пород.
При проведении хрономегражных наблюдений фиксировались за
траты времени выполнения штатных процессов:
- выемка и зачистка угля, крепление и передвижка конвейера (ц), мин.;
- продолжительность концевых операций (12), мин.;
- прочие затраты времени (13), мин.
Простои лав обуславливались отказами следующих компонентов ме
ханизированных комплексов:
- комбайна (14), мин.;
- конвейера (15), мин.;
- механизированной крепи (16), мин.;
- прочие простои по внутрилавным причинам (17), мин.
Простои по внелавным причинам обуславливались следующими
факторами:
- общешахтный транспорт (18), мин.;
- энергоснабжение (19), мин.;
- прочие простои по внелавным причинам (1ю), мин.
В таблице представлены средние значения затрат времени выполне
ния операций в исследуемых очистных забоях.
Выемка угля, крепление забоя и передвижка конвейера занимают от
151
15,8% до 42,7% общего времени. Концевые операции занимают 10...20%
времени.
Среди внутрилавных простоев наибольшую продолжительность
времени занимают неполадки крепи - от 15,6% до 22,5%. Простои по вине
конвейера составляют от 7,8% до 15,8% и комбайна - от 5,0% до 7,5%.
Таким образом, предварительный анализ результатов наблюдений
показал, что в комплексе оборудования "крепь - комбайн - конвейер" наи
менее надежным элементом является механизированная крепь.
Таблица 1. Средние значения параметров (А, т/смена; кг) и факторов
(I;, мин.).
№ А кг 1: 2̂ 1з и *5 4? *8 1? йо И,
1 149 0,62 128 59 18 9 33 68 15 18 8 4 360
2 131 0,55 94 67 24 18 34 83 17 14 4 5 360
3 154 0,65 160 38 15 6 34 56 20 17 7 7 360
4 140 0,61 117 63 19 18 35 60 19 17 6 6 360
5 130 0,57 99 66 18 18 35 74 21 13 10 6 360
6 125 0,52 90 64 14 32 41 79 15 12 6 7 360
7 144 0,60 134 50 15 18 39 58 17 17 6 6 360
8 157 0,67 154 48 23 5 28 69 10 17 4 2 360
9 124 0,53 93 72 12 19 57 81 20 3 2 1 360
10 110 0,51 82 70 14 27 47 72 19 10 12 7 360
Выбор и обоснование параметров и факторов.
Для окончательных выводов о направлениях совершенствования
средств комплексной механизации необходимо формализовать зависимо
сти параметров, характеризующих работу очистных забоев, от комплекса
влияющих факторов.
При выборе моделируемых параметров учитывается следующее:
- параметр должен быть весомым, т.е. наиболее полно характеризо
вать исследуемый объект, его полезные свойства, выход продукции и т.д.;
- желательно чтобы параметр имел простой экономический, техниче
ский, или физический смысл, чтобы он легко вычислялся, или измерялся;
- параметр обязательно должен быть количественным, т.е. иметь чи
словую оценку;
- предпочтительно, чтобы параметр был универсальным, т.е. сопос
тавим с аналогичными показателями других объектов.
152
В качестве параметров, характеризующих систему “технология очи
стных работ” могут выступать экономические (себестоимость угля, произ
водительность труда и др.), или технические (надежность функционирова
ния, нагрузка на забой и др.). Выбор параметров осуществляется в соответ
ствии с целью проводимых исследований.
Для установления технических возможностей объекта исследования,
комплексно-механизированной технологии очистных работ, наиболее при
емлемы показатели нагрузки на очистной забой (А, т/смену) и коэффици
ента готовности (кг).
Эти параметры достаточно полно характеризуют полезные свойства
объекта - выход готовой продукции в единицу времени и вероятность ра
ботоспособного состояния; они имеют простой технический и физический
смысл,“легко измеряются, оцениваются численным значением, сопостави
мы с аналогичными показателями других технологий добычи угля. Факто
рами при этом выступают затраты времени на выполнение штатных и не
штатных процессов и операций очистного цикла [7].
Выбор и обоснование метода восстановления зависимостей.
Одним из распространенных методов получения математических
моделей является множественная регрессия. Однако жесткие количествен
ные и качественные требования к исходным данным для корректного при
менения регрессионного анализа накладывают определенные ограничения
на область его применения. Кроме нормального распределения факторов и
значительного превалирования объема наблюдений над количеством аргу
ментов (10...12 раз), к таким требованиям относятся: стахостическая неза
висимость результатов наблюдений и пропорциональность величины ус
ловной дисперсии зависимой переменной некоторой известной функции.
Наличие этих и ряда других требований к корректному использованию
множественной регрессии не позволяет использовать ее для решения мно
гофакторных задач в условиях дефицита информации и зашумленности
исходных данных, к которым относятся задачи моделирования производ
ственных процессов.
Кроме того, методы математического моделирования основываются
на принципе - чем больше переменных содержит модель и чем она слож
нее, тем точнее описывает действительность. Поэтому для получения наи
более точного результата структура модели искусственно усложняется, пе
регружается малоинформированными аргументами. Но, желая работать с
более простой моделью, приходится искусственно удалять из нее часть
факторов, сохраняя точность результатов в заданных пределах с помощью
методов факторного, дисперсионного анализа и др. Гораздо эффективнее
было бы сразу получать модель оптимальной сложности путем отсева ма-
лоинформированных факторов в процессе ее формирования.
Существенным недостатком некоторых методов математического
моделирования является низкая помехозащищенность, чем вызвано появ
ление теории планирования экспериментов. При разработке моделей ис
153
пользуется только один, внутренний, критерий оценки точности, а внеш
ние критерии отсутствуют. Поэтому при применении множественной рег
рессии для обработки зашумленных данных, в том числе шахтных наблю
дений, математические модели имеют невысокую точность - отклонения в
поле исходных данных достигают 30.. 40%.
Достоверность и устойчивость математических моделей существен
но повышается при использовании метода группового учета аргументов
(МГУА). Алгоритмы МГУА реализуют принципы самоорганизации слож
ных систем. Согласно этим принципам при постепенном усложнении
структуры модели значение внешнего критерия сначала уменьшается, а за
тем возрастает, проходя при этом через минимум, определяющий модель
оптимальной сложности и максимальной точности. Поскольку аналитиче
ская зависимость величины критерия от сложности модели не известна, за
дача поиска минимума критерия решается методом математической ин
дукции при помощи целенаправленного перебора многих моделей-
претендентов. В зависимости от назначения будущей модели используются
критерии регулярности, несмещенности и баланса переменных. Возможно
также последовательное или комбинированное применение нескольких
критериев.
Сравнительный анализ существующих методов математического мо
делирования показал, что для установления зависимостей надежности и
производительности комплексно-механизированных технологий очистных
работ от продолжительности производственных процессов в лаве наиболее
приемлем метод группового учета аргументов, основанный на самооргани
зации моделей, определении структуры модели оптимальной сложности,
имеющий высокую помехозащищенность за счет применения внешних
критериев селекции [8, 9]. Этот метод позволяет получать наиболее про
стые и точные модели при решении многофакторных задач в условиях де
фицита наблюдений и высокой зашумленности исходных данных шахтно
го эксперимента.
Результаты математического моделирования.
С помощью МГУА получены математические модели всех десяти
комплексно-механизированных очистных забоев:
кг=0,43—2,07’ 10%1<;+1,86-10 '34„ (9)
А=0,23—6,07-10 'Ч -2162+ 1,164],
36<1]<252, 0<15<63, 0<14<40, 0<16<130;
к г= 0 , 3 5 + 1 ,1 5 - 1 0 5-112+ 4 , 6 2 - 1 О ' Ч - Ь г - 2 ,0 1 -1 0 ‘54 , 4 5- 1 ,4 4 - 1 О ' Ч , ( 1 0 )
А = 1 ,3 9 + 2 ,4 3 - 1 0 ' Ч , — 1 ,9 2 - 1 0 ‘Ч - 1 4- 4 , 8 4 - 1 0 Ч 44 5+ 1 ,3 8 -1 ,,
27<1]<212, Ос 15<85, 0<Ц<36, 0<{б<135;
кг=5,75+3,78-Ю'4-112-1,01-10Ч,-12+0,8 4 4 ,-4 ,13-10'Ч , (11)
А=0,42-4,42- 1 0 п42Ч 2+ 1,68-1 <Г34 ,-1 ,07-10’Ч - 1 ,39-10 415,
27<1,<224, 5<12<65, 0<Г<30, 0<15<75, 0<16<108;
154
кг=0,62-4,62' 10'Ч+2,86' 10% -1г-2,2-1О'Ч,
А = 1,62-1 ,1М 0Ч -12-8 ,34-10Ч 11б+1,19-11-1 ,1 М 0 '2-15,
27<1\<225, 36<12<79, 0<15<66, 0<16<120;
(1 2 )
к г= 0 , 6 0 + 3 , 9 9 - 1 0 ' 64 ,+ 1 ,1 7 - 1 0 ' 34 2 - 8 , 7 5 - 1 0 ' 3-Ь г -7 ,4 2 -1 0 -4-15, ( 1 3 )
А = 0 , 6 7 — 1 ,0 8 '1 0 '4-1 ,'1 4 -2 )2 5 ' 1 0 % 1 5 + 1 , З М 1,
2 6 < 1 , < 2 2 0 , 4 7 < 1 2< 4 7 , 0 < 1 4< 3 6 , 0 < 1 5< 5 7 ;
к г= 0 , 7 5 - 1 , 2 1 ■ 1 0 'Ч Ч ' 1 б + 3 , 8 9 ’ 1 1 , 5 8 1 0 ' Ч - 1 , 69- 1 0 3-С,, ( 1 4 )
А=1,64+1,51-10'Ч2-2,23-10-4452+1)37-11-6 ,15 -10 'Ч >
3 0 < 1 , < 2 4 8 , 2 6 < 1 2< 7 6 , 1 9 < Ц < 4 9 , 0 < 1 5< 6 2 , 0 < и < 1 2 3 ;
к = 0 , 4 7 - 5 , 9 7 4 0 ‘74 Л ' 1 « + 1 ,5 6 - 1 0 3-1,— 1 , 7 9 1 0 3 14, ( 1 5 )
А= 1 , 0 6 - 7 , 3 5 ' 1 0 ‘5-152+ 4 ,9 7 ' 1 0 '5'1г 15+ 1 ,0 7 - 1 1 - 2 ,3 3 ' 1 0 ‘Ч ,
31<1,<256, 13<12<71, 0<14<40, 0<15<68, 0<1«<112;
кг=0,83+1,85-10'64,42-5,17-10'5>45-1г -1,24-10г3-12, (16)
А=3,22—1,42-10'4'11'12-2 ,79 '10415'16+ 1,01 Аг—4,62-1О'Ч,
3 1 < 1 1< 2 4 5 , 2 3 < 1 2< 7 3 , 0 < 1 4< 3 0 , 0 < 1 5< 7 4 , Ос ^ с Ш ;
к г= 0 , 4 1 - 6 , 8 9 - 1 0 '7'121 4'16+ 1 ,6 3 - 1 0 ’Ч + 8 , 7 2 ' 1 0 ' 4'12- 4 , 5 4 ' 1 0 ' % , ( 1 7 )
А = 3 , 0 5 - 5 , 3 8 ' 1 0 ' 7'122'142- 6 , 8 3 ' 1 0 ' Ч 2'1 ,+ 1 ,3 2 1 , - 3 , 5 4 1 0 3-15,
30<1,<254, 33<12<85, 0<6,<33, 0<15<83, 0<1б<123;
к г= 0 , 4 3 —2 ,2 3 ' 10‘7'1б2'12+2,08' 1 0 3-1,—4 ,2 8 - 1 О ' Ч , ( 1 8 )
А=1,29-7,66' 10‘5'152—2,68' 10 4-12-14+1,33-1,—3,68-10'3-^,
2 7 < 1 ) < 2 2 4 , 5 0 < 1 2< 8 2 , 0 < Ц < 5 9 , 0 < ( 5< 6 9 , 0 < 1 « < 1 1 5 .
Графически представить полученные зависимости не представляется
возможным, так как они содержат более двух переменных. Поэтому целе
сообразно проследить тенденции поведения параметров (кг и А) отдельно
по каждому фактору (I,), фиксируя остальные ({^р) на уровне средних зна
чений, представленных в таблице.
Наибольшее отрицательное влияние на надежность и производи
тельность комплексно-механизированных технологий оказывает процесс
крепления и управления кровлей: влияние фактора 1б (непроизводительные
затраты времени в процессе крепления и управления кровлей) существенно
превалирует над остальными факторами.
Процесс выемки угля оказывает меньше влияния на производитель
ность и надежность комплексно-механизированных технологий, чем креп
ление и управление кровлей: влияние фактора I, (непроизводительные за
траты времени в процессе выемки угля) меньше, чем 16-
Процесс транспортирования угля отрицательно сказывается на фор
мировании надежности и производительности комплексно
механизированных технологий, что подтверждается отрицательным влия-
155
нием фактора 15 (непроизводительные затраты времени в процессе транс
портирования угля) на параметры А и кг, однако его влияние, чем влияние
фактора Щ
Выводы.
Сравнительный анализ методов математического моделирования
многомерных объектов показал, для формирования математических моде
лей надежности и производительности комплексно-механизированных
технологий очистных работ наиболее приемлем метод группового учета
аргументов, позволяющий получать наиболее точные и устойчивые модели
при решении многофакторных задач в условиях дефицита информации и
высокой зашумленности результатов шахтных экспериментов.
Разработанная методика математического моделирования производ
ственных процессов позволяет на основе краткосрочных хрономегражных
наблюдений с высокой степенью достоверности определять и прогнозиро
вать значения показателей надежности и производительности механизиро
ванных комплексов в конкретных условиях их эксплуатации.
Установлены зависимости надежности и производительности ком
плексно-механизированных технологий с наиболее распространенными
вариантами компоновки оборудования на пологих пластах.
В результате моделирования технологических процессов к комплекс
но-механизированных очистных забоях установлено, что наибольшее дест
руктивное воздействие на формирование надежности и производительности
очистных забоев оказывает процесс крепления и управления кровлей.
Анализ зависимостей (9)-(18) показал, что в системе “комбайн-
конвейер-крепь” наименее надежным элементом является механизирован
ная крепь. Она оказывает наибольшее отрицательное воздействие на фор
мирование технологической надежности и производительности механизи
рованных комплексов. Очевидно, что поиск путей повышения эффектив
ности комплексно-механизированной выемки угольных пластов должен
ориентироваться на совершенствование существующих и разработку
принципиально новых средств крепления очистных забоев.
С П И С О К Л И Т Е РА Т У РЫ
1. Антипов И.В., Филимонов П.Е., Щ ербинин Д.В. Мировые рынки угля и
техника для очистных забоев // Геотехнологии на рубеже XXI века.- До
нецк: 2001,- ДУНПГО. Т. 1. - С. 25-31.
2. Грядущий В.Б. Научные концепции и гипотезы о формировании напря
жений в горном массиве на концевых участках лав / Сб. научн. тр. "Гео-
техническая механика",- ИГТМ НАН Украины, № 48.- 2004,- С. 205-217.
3. Гуменюк А.Н., Пилецкий В.Г., Вожик Л.М., Антипов И.В., Лобков Н.И.,
Чемерис И.Ф. Современное состояние и перспективы развития топлив
но-энергетического комплекса Украины // ФЫ ко-техшчш проблеми
прничого виробництва / ГЛд загальною редакщею А.Д. Алексеева,- До-
156
нецьк: ООО "Алекс", 2003,- С. 42-52.
4. Антипов И.В., Филимонов П.Е., Грядущий В.Б., Гатауллин Н.Н. Шахт
ные исследования и моделирование геомеханических процессов / Сб.
научн. тр. "Геотехническая механика".- ИГТМ НАН Украины, № 30.-
2001,- С. 160-165.
5. Антипов И. В. Системный подход и его применение в горном деле//
“Методологические проблемы науки и техники в условиях ускорения
социально-экономического развития”.- Донецк, 1988,-С. 113-114.
6. Антипов И. В. Структурный анализ затрат времени выполнения про
цессов очистного цикла//”Системный подход в горном деле. Проблемы,
теория, методы”,- М, 1991,- С. 28-31.
7. Антипов И. В. Оптимизация продолжительности процессов очистных
ра-бот // Разраб. месторождений полез, ископаемых: Респ. межвед. на
уч.- техн. сб.- 1991,- Вып. 90,- С. 23-28.
8. Антипов И. В., Корнеев М. В. Моделирование надежности технологи
ческих процессов методом группового учета аргументов// “Теория и
практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроиз
водительных подземных рудников”.- М., 1990.- С. 202-203.
9. Антипов И.В., Ш куматов А.Н. Моделирование производственных про
цессов методом группового учета аргументов // Проблемы экологии,-
Общегосударственный научно-технический журнал, 2000.- N 1 , 0 . 5-9.
157
|