Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт
Визначено, що існуючі методи складання оперативної частини ПЛА орієнтовані на аналітичний підхід до вироблення мір по ліквідації аварій, ускладнені неможливістю, на етапі використання „великих” ЕОМ, організації діалогу „користувач - ЕОМ”, і тому необхідно розробити додаткові методи врахування н...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33289 |
| 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: | Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт / И.Е. Кокоулин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 188-193. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33289 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кокоулин, И.Е. 2012-05-27T13:53:39Z 2012-05-27T13:53:39Z 2009 Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт / И.Е. Кокоулин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 188-193. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33289 622.822.24.3.004.6:519.876.5 Визначено, що існуючі методи складання оперативної частини ПЛА орієнтовані на аналітичний підхід до вироблення мір по ліквідації аварій, ускладнені неможливістю, на етапі використання „великих” ЕОМ, організації діалогу „користувач - ЕОМ”, і тому необхідно розробити додаткові методи врахування невизначеності інформації під час розробки ПЛА та спрощення критеріїв вибору аварійного вентиляційного режиму з урахуванням підвищення можливостей його оптимізації на сучасних ПЕОМ. Зроблено висновки щодо можливості та оцінки хиб методів iмiтацiйного моделювання аварійної ситуації (екзогенної пожежі) з метою вироблення мір по складанню та викристанню ПЛА. Marked, that existing method of working jun of operation part of PLA oriented to the analitical method of approach to the elaboration of measures for liquidation of accidents, which complimated of impossibility, at the stage of use of “large” ECM, organization of dialogue “technologist-ECM”, and that’s why is need to device a complementary methods of calculation indefinity of information in the time of wjrking out of PLA and simplification criterions alternative of repair ventilation regime with the calculation of possibilities of it’s optimization on the contemporary personal ECM. Drawed a cconclusions about possibility and estimation mistakes of methods of imitated modelling of repair situation (exogen fire) with the purpose elaboration of measures for the working out and use of PLA. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт Calculation indefinity of information in the time of working out plan liquidation of accidents of coal mines Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| spellingShingle |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт Кокоулин, И.Е. |
| title_short |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| title_full |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| title_fullStr |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| title_full_unstemmed |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| title_sort |
учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт |
| author |
Кокоулин, И.Е. |
| author_facet |
Кокоулин, И.Е. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехническая механика |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Calculation indefinity of information in the time of working out plan liquidation of accidents of coal mines |
| description |
Визначено, що існуючі методи складання оперативної частини ПЛА орієнтовані на аналітичний підхід до вироблення мір по ліквідації аварій, ускладнені неможливістю, на етапі використання „великих” ЕОМ, організації діалогу „користувач - ЕОМ”, і тому необхідно розробити додаткові методи врахування невизначеності інформації під час розробки ПЛА та спрощення критеріїв вибору аварійного вентиляційного режиму з урахуванням підвищення можливостей його оптимізації на сучасних ПЕОМ. Зроблено висновки щодо можливості та оцінки хиб методів iмiтацiйного моделювання аварійної ситуації (екзогенної пожежі) з метою вироблення мір по складанню та викристанню ПЛА.
Marked, that existing method of working jun of operation part of PLA oriented to the analitical method of approach to the elaboration of measures for liquidation of accidents, which complimated of impossibility, at the stage of use of “large” ECM, organization of dialogue “technologist-ECM”, and that’s why is need to device a complementary methods of calculation indefinity of information in the time of wjrking out of PLA and simplification criterions alternative of repair ventilation regime with the calculation of possibilities of it’s optimization on the contemporary personal ECM. Drawed a cconclusions about possibility and estimation mistakes of methods of imitated modelling of repair situation (exogen fire) with the purpose elaboration of measures for the working out and
use of PLA.
|
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33289 |
| citation_txt |
Учет неопределенности информации при составлении планов ликвидации аварий угольных шахт / И.Е. Кокоулин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 188-193. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kokoulinie učetneopredelennostiinformaciiprisostavleniiplanovlikvidaciiavariiugolʹnyhšaht AT kokoulinie calculationindefinityofinformationinthetimeofworkingoutplanliquidationofaccidentsofcoalmines |
| first_indexed |
2025-11-27T02:46:42Z |
| last_indexed |
2025-11-27T02:46:42Z |
| _version_ |
1850795229531078656 |
| fulltext |
188 Выпуск № 83
УДК 622.822.24.3.004.6:519.876.5
И.Е. Кокоулин, канд. техн. наук
(ИГТМ НАН Украины)
УЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ
СОСТАВЛЕНИИ ПЛАНОВ ЛИКВИДАЦИИ
АВАРИЙ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Визначено, що існуючі методи складання оперативної частини ПЛА орієнтовані на ана-
літичний підхід до вироблення мір по ліквідації аварій, ускладнені неможливістю, на етапі
використання „великих” ЕОМ, організації діалогу „користувач - ЕОМ”, і тому необхідно
розробити додаткові методи врахування невизначеності інформації під час розробки ПЛА та
спрощення критеріїв вибору аварійного вентиляційного режиму з урахуванням підвищення
можливостей його оптимізації на сучасних ПЕОМ. Зроблено висновки щодо можливості та
оцінки хиб методів iмiтацiйного моделювання аварійної ситуації (екзогенної пожежі) з ме-
тою вироблення мір по складанню та викристанню ПЛА.
CALCULATION INDEFINITY OF INFORMATION IN THE TIME OF
WORKING OUT PLAN LIQUIDATION OF ACCIDENTS OF COAL MINES
Marked, that existing method of working jun of operation part of PLA oriented to the analitical
method of approach to the elaboration of measures for liquidation of accidents, which complimated
of impossibility, at the stage of use of “large” ECM, organization of dialogue “technologist-ECM”,
and that’s why is need to device a complementary methods of calculation indefinity of information
in the time of wjrking out of PLA and simplification criterions alternative of repair ventilation re-
gime with the calculation of possibilities of it’s optimization on the contemporary personal ECM.
Drawed a cconclusions about possibility and estimation mistakes of methods of imitated modelling
of repair situation (exogen fire) with the purpose elaboration of measures for the working out and
use of PLA.
Одной из основных проблем решения задач выбора и реализации противо-
аварийных мероприятий при возникновении аварийных ситуаций на шахтах яв-
ляется, как уже отмечалось в [1], оценка степени неопределенности исходной,
промежуточной и выходной информации, используемой при решении указан-
ных задач.
Причин возникновения неопределенностей указанного типа много. Если при
решении задач механики, гидравлики, аэрогазодинамики, геологии предполага-
ется, что информация для решения задач реальна и поставляется технологу в
полном объеме, методы ее обработки известны и следует лишь эффективно их
применить, то в задачах анализа и принятия решений при возникновении ава-
рийных ситуаций на угольных шахтах дело обстоит иначе. Известно, что шахта
является объектом, включающим ряд технологических элементов с заранее не-
известными (а зачастую – и непредсказуемыми) свойствами и значениями оп-
ределяющих, в частности аэродинамических, параметров. Уже на стадии выра-
ботки проектных решений технолог сталкивается с тем, что будущая работа
горного предприятия будет основываться (подчеркиваем, с точки зрения безо-
пасности ведения горных работ) на точном выполнении требований [2], резуль-
татов геологических данных о состоянии углепородного массива и основных
требованиях к вскрытию, подготовке и отработке шахтного поля.
"Геотехническая механика" 189
Разумеется, этих сведений для решения задач обеспечения безопасности ве-
дения горных работ на реально действующем объекте недостаточно. В ходе от-
работки угольного месторождения может возникать множество вопросов, свя-
занных с отклонением параметров реализуемого технологического процесса от
их проектных значений, осложнением ведения горных работ влиянием неуч-
тенных при проектировании факторов, а также человеческим фактором, учет
которого представляет собой скорее психологическую, чем оптимизационную,
задачу, и, как правило, не подлежит формализации и аналитическому учету.
Поэтому в [1] нами была поставлена задача рассмотрения системы противо-
аварийной защиты угольных шахт (СПАЗ) на всех этапах ее создания и функ-
ционирования – от выработки проектных решений до анализа степени участия
в ликвидации возникших аварий, с целью повышения ее эффективности. Отме-
тим, что рассмотрение указанных вопросов ориентировано на наиболее изучен-
ный, и в то же время наиболее опасный, вид шахтных аварий – экзогенные по-
жары.
Вопросы проектирования СПАЗ представляют предмет отдельного рассмот-
рения. Они, как отмечалось уже нами в [1], разработаны недостаточно, и, не-
смотря на учет основных требований [2], не всегда могут считаться эффектив-
ной основой для принятия первоочередных мер. Поэтому, принимая в качестве
первоначального допущения, что СПАЗ на шахте существует, необходимо оце-
нить возможность составления и реализации плана ликвидации (ПЛА) с учетом
ее существующих технологических ограничений.
Этот этап связан с необходимостью использования неопределенной инфор-
мации, поскольку составляется ПЛА заблаговременно (один раз в полугодие),
и, естественно, не может учесть в полной мере динамику горных работ и свя-
занного с ней изменения условий возникновения аварийных ситуаций.
Вопросами автоматизации выбора мероприятий и составления ПЛА занима-
лись в период 1975-1995 г.г. коллективы ряда институтов Академий наук
СССР, РФ и Украины, отраслевых институтов соответствующих Министерств
угольной промышленности, штабов ГВГСС и горных предприятий угольной
отрасли. Анализ их работы занял бы достаточно много места; заинтересован-
ные специалисты могут обратиться к литературным источникам [3-5], где такой
обзор в основном приведен. К сожалению, интерес к решению указанных во-
просов в последние годы снизился; объясняется это, повидимому, тем, что воз-
росшие возможности проведения расчетов в условиях повышения быстродей-
ствия современных ПЭВМ позволили ряду исследователей сделать заключение
о том, что перебор всего множества заданных вариантов позволит исключить
необходимость разработки и реализации специальных методов целенаправлен-
ного поиска оптимального решения.
Задачей системы противоаварийной защиты, и составляемого шахтой ПЛА в
частности, является обеспечение безопасной эвакуации горнорабочих из выра-
боток аварийного и угрожаемых участков в кратчайшие сроки [2]. Общеприня-
тый на шахтах метод решения этой задачи заключается в:
- определении выработок, пригодных для осуществления аварийной эвакуа-
190 Выпуск № 83
ции людей, и времени движения по ним с учетом геометрических (длина, пло-
щадь поперечного сечения, угол наклона), технологических (температура, об-
водненность, степень загроможденности технологическим оборудованием и
промышленными отходами, оборудование клетевым или лестничным подъе-
мом, наличие транспортных средств) и аварийных (возможное повышение тем-
пературы воздуха и загазирование выработок пожарными газами) характери-
стик;
- формировании из них маршрутов аварийной эвакуации с учетом миними-
зации суммарного времени их преодоления;
- проведении контрольных проверок выбранных маршрутов.
Задача в такой постановке была решена [3]. Однако решение ее было полу-
чено более 20 лет назад, и имело следующие недостатки.
1. Задача решалась, на первом этапе, для неглубоких (что позволило пре-
небречь температурой в горных выработках в нормальных условиях эксплуата-
ции) и негазовых шахт (исключая тем самым учет газового фактора при управ-
лении воздухораспределением в аварийных и угрожаемых участках шахты).
2. Основные результаты были получены для неугольных шахт, обладающих
хотя и значительно большей топологической размерностью вентиляционной
сети, но отличающихся от угольных шахт системой отработки полезного иско-
паемого и, соответственно, другими подходами к организации спасательных и
аварийно-восстановительных работ.
3. Решение задач ПЛА решалось на основе незыблемых, на тот момент вре-
мени, постулатов:
- высокая размерность вентиляционной системы (ШВС) и разнообразие
подлежащих решению задач предопределяет использование ЭВМ (в тот период,
когда отсутствовали ПЭВМ, «больших», типа ЕС);
- существующие ЭВМ не имеют достаточных ресурсов для решения задач
ПЛА. В частности, отсутствие (а в дальнейшем – недостаточность) возможно-
сти вмешательства пользователя в расчетный процесс предопределяют необхо-
димость создания искусственных методов исключения неопределенности при
проведении расчетных операций и максимального снижения необходимости
такого вмешательства.
Так возникла концепция аналитического описания протекающих в аварий-
ном участке ШВС процессов и принятия соответствующих противоаварийных
мер.
Однако практическая реализация такого метода показала его несовершенст-
во. Выбор маршрутов аварийной эвакуации на основе лишь инженерного опыта
и интуиции составителя (главного инженера шахты) не позволяет [1] учесть
большое количество разноплановых факторов и таит возможность возникнове-
ния ошибок, связанных с недооценкой роли того или иного фактора и степени
их взаимовлияния. Главный инженер сталкивается с вопросами выбора альтер-
нативного варианта между длинной, но горизонтальной, и более короткой, но
наклонной выработкой, выработкой большого сечения, по которой можно дви-
гаться в пешем порядке, и более короткой выработкой, движение по которой
"Геотехническая механика" 191
может осуществляться лишь ползком, выработкой, в которой есть транспортное
средство, способное отказать в аварийной ситуацией, и выработкой более ко-
роткой, в которой оно отсутствует, и т.д. Исключение этих вопросов из реше-
ния общей оптимизационной задачи оперативной части ПЛА снижает эффек-
тивность использования ЭВМ при выборе вентиляционных мероприятий ПЛА.
В то же время альтернативные решения могут приниматься ЭВМ лишь на ос-
нове сравнения по некоторому аналитическому критерию оптимизации значе-
ний ряда параметров протекания аварийной ситуации.
Первым этапом, после определения перечня выработок, принципиально
пригодных для целей аварийной эвакуации, является определение для каждой
из них значения принятой на анализируемом этапе некоторой общей характе-
ристики (можно назвать ее степенью проходимости), функционально связанной
с временем движения людей по выработке и действующими в ней поражающи-
ми факторами пожара. В дальнейшем для каждого исходного пункта аварийной
эвакуации определяется маршрут по критерию минимума суммы указанных ха-
рактеристик.
Метод решения этой задачи наиболее полно рассмотрен в [3,6]. В качестве
критерия оптимальности маршрута принимается математическое ожидание ко-
личества эвакуируемых из аварийного и угрожаемых участков шахты людей с
учетом эргономических характеристик маршрута. В аналитическом виде этот
критерий имеет вид:
min,]1)([exp),(
),( ),()','(
)','(
)','()','( →−∑ ∑
∈ ∈θ µ
λ
ji liji
jiv
jiLjiCPji
где λ(i,j) представляет собой математическое ожидание количества людей в
выработке (i,j) в течение рабочего цикла (смены), θ – множество всех выработок
шахты, P – числовой параметр, характеризующий степень влияния характери-
стик маршрута на значение критерия в целом, C(i',j') – концентрация пожарных
газов в (i',j'), L(i',j'),v(i',j') – длина (i',j') и скорость движения людей по ней соот-
ветственно; последняя определяется по нормативным данным или рассчитыва-
ется по методике [8], µ(i,l) – маршрут аварийной эвакуации людей от узла i к
узлу l, находящемуся на поверхности. Более подробно особенности использо-
вания этого критерия исследованы и обобщены в работах [3, 7].
Анализ показывает, что и здесь имеет место неопределенность. Как уже от-
мечалось в [1], математическое ожидание количества людей в выработке уже
представляет собой недостаточно определенную величину. Она характеризует
значение рассматриваемого параметра за определенный (предполагаемо боль-
шой) отрезок времени и может колебаться в широких пределах. Однако этот
«большой» отрезок времени не может повысить степени определенности при-
нимаемых противоаварийных мер. Кроме того, с целью возможности аналити-
ческого исследования протекания аварийной ситуации λ(i,j) было принято ис-
кусственно и не совсем правомерно с точки зрения выполнений требований [2].
Именно, [2] регламентируют вывод всех людей из аварийных и угрожаемых
192 Выпуск № 83
участков шахты в кратчайшие сроки, а приведенный выше аналитический кри-
терий ориентирует выбор аварийного вентиляционного режима на скорейшую
эвакуацию больших групп горнорабочих, что осложняет эвакуацию их мелких
групп и ведет к продлению времени их движения в безопасные участки шахты
и на поверхность. В настоящее время, когда в связи с увеличением возможно-
стей вычислительной техники и эффективности информационного обмена
«технолог - ПЭВМ» возникла возможность анализа различных вариантов ава-
рийных ситуаций с вмешательством пользователя в расчетный процесс, приве-
денный выше критерий не может удовлетворять требованиям практики, по-
скольку он ориентирован на универсальный, избыточный вариант аварийной
эвакуации, что может отразиться негативно на ее эргономических характери-
стиках и времени осуществления.
Концентрация пожарных газов в исследуемых выработках является пара-
метром трудноопределяемым; ее критическое значение вообще находится за
пределами зоны действия большинства приборов контроля, и в аналитическое
выражение вышеприведенного критерия оно введено лишь для искусственного
определения более подходящих (хоть также не совсем безопасных) выработок
аварийной эвакуации горнорабочих. В то же время эвакуация людей должна
осуществляться из всех выработок аварийной и угрожаемых по фактору загази-
рования зон. Поэтому введение в аналитическое выражение критерия эффек-
тивности аварийного вентиляционного режима параметра C(i',j') потеряло свою
актуальность. Изменение его в двух равноценных с точки зрения аварийной
эвакуации горных выработках, к примеру, на 0,01 % не может служить для
предпочтения выработки с меньшим его значением для включения в маршрут
аварийной эвакуации: и та, и другая выработка одинаково опасны, и предпоч-
тение должно отдаваться выработке с более очевидными эргономическими ха-
рактеристиками (длиной, углом наклона, загроможденностью, наличием при-
годных для целей аварийной эвакуации технических средств и т.д.).
Скорость движения людей по маршруту аварийной эвакуации является так-
же величиной неопределенной. Она планируется с учетом заранее задаваемых
характеристик аварийной ситуации, и фактически не может учесть незаплани-
рованных, инициированных ею факторов (повышения температуры выше до-
пустимых пределов, обрушения пород кровли, что сокращает время преодоле-
ния угрожаемого участка и т.д.).
На основании изложенного может быть сделан вывод о том, что при реше-
нии задач реализации мероприятий противоаварийной защиты угольных шахт
возникает проблема неопределенности исходной, промежуточной и выходной
информации решения задач вентиляции, дегазации и тактических мероприятий
ПЛА. Методы устранения или учета такой неопределенности разработаны в на-
стоящее время недостаточно. Необходима разработка дополнительных методо-
логических подходов, соответствующего методического, алгоритмического и
программного обеспечения решения указанных задач с целью поставки его на
шахты и совершенствования решения задач с учетом определяющего времен-
ного фактора (а не некоторого усредненного значения предполагаемых пара-
"Геотехническая механика" 193
метров возникновения и протекания аварийной ситуации независимо от време-
ни, как это делается в настоящее время).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кокоулин И.Е. Неопределенность в системах противоаварийной защиты угольных шахт / И.Е. Кокоулин,
Т.В. Бунько // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук праць / Дніпропетровськ, 2006.- Вип.. 64.- с. 21-30.
2. Правила безопасности в угольных шахтах / ДНАОП 1.1.30-1.01-00 // Утверждено приказом Министерст-
ва труда и социальной политики Украины от 22.08.2000 г. № 215.- К.: Основа, 2000.- 207 с.
3. Потемкин В.Я. Автоматизация составления оперативной части планов ликвидации аварий на шахтах и
рудниках / В.Я. Потемкин, Е.А. Козлов, И.Е. Кокоулин. - Киев: Техника, 1991. - 125 с.
4. Соболев Г.Г. Горноспасательное дело – М.: Недра, 1972.- 356 с.
5. Смоланов С.М. Основи гірничорятувальної справи (навчальний посібник для студентів гірничих
спеціальностей вищих навчальних закладів) / С.М. Смоланов, В.І. Голінько, Б.А. Грядущий.- Дніпропетровськ,
видавництво НГУ.- 2002.- 267 с.
6. Светличный В.П. Обобщенный алгоритм формирования с помощью ЭВМ оптимальных путей движения
людей из шахты при возникновении аварийной ситуации / В.П. Светличный, И.Е. Кокоулин, В.А. Хижняк //
Известия ВУЗ. Горный журнал. - 1979. - № 10. - С. 26 – 30.
7. Принципы выбора вентиляционного режима при условии возможного осложнения протекания экзоген-
ного пожара взрывом метана/ И.А. Ященко// Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук праць/ Дніпропетровськ,
2005.- Вип.. 59.- с. 183-188.
8. Расчет времени движения людей при выходе из аварийной зоны/ Потемкин В.Я., Светличный В.П., Ко-
коулин И.Е.// Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело: Науч.-техн. реф. сб. ЦНИЭИ-
Уголь.- 1977.- № 12.- с. 13 – 14
|