Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций

Виконана структуризація витрат часу на виконання процесів та операцій очисного циклу в комплексно-механізованому очисному вибою. За допомогою МГВА отримані математичні моделі навантаження лави від витрат часу на виконання нештатних операцій очисного циклу по трьом провідним підприємствам України різ...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Наукові праці УкрНДМІ НАН України
Date:2015
Main Authors: Антипов, И.В., Савенко, А.В., Турбор, И.А.
Format: Article
Language:Russian
Published: Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2015
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99571
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций / И.В. Антипов, А.В. Савенко, И.А. Турбор // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 68-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859819588542267392
author Антипов, И.В.
Савенко, А.В.
Турбор, И.А.
author_facet Антипов, И.В.
Савенко, А.В.
Турбор, И.А.
citation_txt Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций / И.В. Антипов, А.В. Савенко, И.А. Турбор // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 68-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Наукові праці УкрНДМІ НАН України
description Виконана структуризація витрат часу на виконання процесів та операцій очисного циклу в комплексно-механізованому очисному вибою. За допомогою МГВА отримані математичні моделі навантаження лави від витрат часу на виконання нештатних операцій очисного циклу по трьом провідним підприємствам України різних форм власності. Structurization of time expenses for performance of mining cycle processes and operations in longwall is executed. By GAAM mathematical models of longwall productivity of time expenses for performance of supernumerary operations of mining cycle on three Ukrainian leading coal-mining enterprises of various ownerships are received.
first_indexed 2025-12-07T15:24:31Z
format Article
fulltext Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 68 УДК 622.268.1 ЗАВИСИМОСТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ ОТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ НЕШТАТНЫХ ОПЕРАЦИЙ Антипов И. В., Савенко А. В. (УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина) Турбор И. А. (ИФГП, г. Донецк, Украина) Виконана структуризація витрат часу на виконання проце- сів та операцій очисного циклу в комплексно-механізованому очи- сному вибою. За допомогою МГВА отримані математичні моде- лі навантаження лави від витрат часу на виконання нештатних операцій очисного циклу по трьом провідним підприємствам України різних форм власності. Structurization of time expenses for performance of mining cycle processes and operations in longwall is executed. By GAAM mathe- matical models of longwall productivity of time expenses for perfor- mance of supernumerary operations of mining cycle on three Ukraini- an leading coal-mining enterprises of various ownerships are re- ceived. С позиций системного подхода комплексно- механизированные технологии выемки угля рассматриваются как совокупность взаимосвязанных производственных процессов и операций в очистном забое [1]. Для определения параметра надежности производственных процессов в очистном забое необ- ходимо установить зависимости, учитывающие влияние различ- ных факторов и отражающие физический смысл технологических звеньев очистных работ. Таким образом, для формализации производственных про- цессов в лаве необходимо структурировать затраты времени на выполнение процессов и операций очистного цикла. Продолжи- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 69 тельность производственных процессов и операций обуславлива- ется совокупностью производительных и непроизводительных затрат времени, т.е. предусмотренных и не предусмотренных технологическим паспортом и планограммой ведения очистных работ. Ведение очистных работ с применением механизированных комплексов предусматривает выполнение технологических (штатных) процессов и операций, которые условно можно разде- лить на три группы [2]: 1) выемка угля комбайном, механизированная зачистка угля при односторонней схеме работы комбайна, передвижка секций механизированной крепи и забойного конвейера; 2) концевые операции: передвижка головок конвейера, про- филактический осмотр оборудования и др.; 3) прочие затраты времени: прием-сдача смены, буро- взрывные работы, противовыбросные мероприятия и др. Особую категорию производственных операций составляют нештатные операции – обусловленные необходимостью устране- ния отказов [3]. Продолжительность выполнения нештатных опе- раций определяется временем простоев по внутрилавным причи- нам. Отдельную группу непроизводительных затрат времени (простоев) составляют остановки по внеплановым причинам, за- висящим от общешахтного и участкового транспорта, перебоев в снабжении электроэнергией, запрещения работ из-за нарушения ПБ и др. Нештатные операции, в зависимости от причин их возник- новения, делятся на следующие группы:  непроизводительные затраты времени в процессе выемки угля;  непроизводительные затраты времени в процессе транс- портирования угля к подготовительной выработке;  непроизводительные затраты времени в процессе крепле- ния и управления кровлей;  непроизводительные затраты времени при выполнении концевых операций, проведения противовыбросных мероприя- тий, буровзрывных работ, упрочнения пород и др. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 70 Структура затрат времени выполнения производственных процессов и операций в комплексно-механизированном очистном забое представлена в таблице 1. Таблица 1 Структура затрат времени на выполнение производственных процессов и операций в очистном забое Производственные процессы и операции в очистном забое О бо зн а- че ни я Категории Группы П ро из во ди - те ль ны е за тр а- ты в ре м ен и Работоспособное состояние очистного забоя (штатные технологи- ческие процессы и операции) Выемка, зачистка и транспор- тирование угля, крепление и управление кровлей t1 Концевые операции t2 Прочие процессы и операции t3 Н еп ро из во ди те ль ны е за тр ат ы вр ем ен и Неработоспособное состояние очистного забоя, или простои по внутрилавным причинам в техноло- гическом процессе (нештатные опера- ции) Выемка угля (комбайн) t4 Транспортирование угля (кон- вейер) t5 Крепление и управление кров- лей (механизированная крепь) t6 Горно-геологические причины t7 Прочие внутрилавные простои t8 Простои по внелавным причи- нам Транспорт t9 Энергоснабжение t10 Прочие внелавные простои t11 Комплексно-механизированная выемка угля, как и любая технология, характеризуется определенной цикличностью выпо- лнения процессов и операций во времени. Выемка угля комбайном осуществляется одновременно с передвижкой секций механизированной крепи и става конвейера. Исключение составляют технологии, предусматривающие одно- стороннюю схему работы комбайна, или фронтальную передвиж- ку конвейера. В этом случае процессы не совмещаются во време- ни. Концевые операции предусматривают передвижку головок конвейера, профилактический осмотр и мелкий ремонт комбайна Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 71 и др. К прочим производственным затратам времени относятся концевые операции, буровзрывные работы, мероприятия по дега- зации, упрочнению пород и др. Изучение технологии очистных работ, как взаимосвязанной системы (совокупности) процессов и операций добычи угля поз- воляет формализовать зависимости надежности и производи- тельности комплексно-механизированных технологий от про- должительности производственных процессов и операций [4]. Математические модели системы «очистные работы» позволяют установить закономерности формирования надежности и произ- водительности комплексно-механизированных технологий добы- чи угля. Шахтные хронометражные наблюдения, выполняемые непосредственно в очистных забоях, позволяют получить наибо- лее точные данные о продолжительности выполнения штатных и нештатных процессов и операций. Однако, проведение хроно- метражных наблюдений требует значительных непроизводитель- ных трудозатрат от группы наблюдателей, которые должны вы- полнять непрерывные наблюдения в течение определенного пе- риода. Продолжительность наблюдений определяется методами теории планирования экспериментов [5, 6]. При этом задается желаемая точность результатов, от которой зависит минимальная продолжительность наблюдений с учетом точности каждого от- чета о наблюдениях. Чем меньше точность отдельных отчетов, тем продолжительнее будет период наблюдений для получения результатов с заданной точностью. При проведении непрерывных хронометражных наблюдений группой наблюдателей непосред- ственно в очистном забое минимальный срок наблюдений мень- ше, чем при использовании в качестве исходных данных отчетов горных мастеров добычных участков, которые фиксируются де- журным по шахте в диспетчерском журнале. Для формализации производственных процессов и операций в очистном забое применяется метод группового учета аргумен- тов (МГУА) [7, 8]. Этот метод является уникальным и эффектив- ным средством решения широкого спектра задач, в том числе идентификации и прогнозирования, распознавания образов и кла- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 72 стеризации, интеллектуального анализа данных и поиска законо- мерностей. К анализу приняты очистные забои ведущих негосудар- ственных предприятий угольной отрасли Украины и предприятие государственной формы собственности: – Публичное акционерное общество «Шахтоуправление «Покровское»; – Арендное предприятие «Шахта им. А.Ф. Засядько»; – Государственное предприятие «Донецкая угольная энерге- тическая компания» Обособленное предприятие «Шахтоуправле- ние «Трудовское». Выбор объектов обусловлен динамикой развития этих пред- приятий, особенностями горно-геологических условий залегания пластов, укомплектованностью очистных забоев этих предприя- тий современным оборудованием, применением современных технологий ведения очистных работ. Исходные данные сформировались в виде таблиц, где по строкам представлены суточные результаты наблюдений, а в столбцах – затраты времени на выполнение штатных и нештат- ных процессов и операций очистного цикла, а также фактическая суточная добыча угля. Массив данных составил 540 отчётов. Из них 181 отчётов по ПАО «Шахтоуправление «Покровское», 175 отчетов по АП «Шахта им. А.Ф. Засядько», 184 отчёта по Обособленное предприятие «Шахтоуправление «Трудовское». Суть задачи формализации производственных процессов и операций состоит в восстановлении зависимости производитель- ности очистного забоя от затрат времени на выполнение нештат- ных операций очистного цикла, т.е. установлении зависимости вида: ),,,,,,,( 1110987654 ttttttttfQ  . (1) Исходные данные представляют собой массив аргументов Q и факторов t (табл. 2). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 73 Таблица 2 Структура исходных данных Д ат а В ре м я ра бо че го со ст оя ни я, м ин В ре м я пр ос то я, м ин В ы ем ка у гл я (к ом ба йн ), м ин Т ра нс по рт ир ов ан ие уг ля ( ко нв ей ер ), м ин М ех ан из ир ов ан на я кр еп ь, м ин Г ор но -г ео ло ги че ск ие пр ич ин ы , м ин П ро чи е вн ут ри ла вн ы е пр ос то и, м ин Т ра нс по рт , м ин Э не рг ос на бж ен ие , м ин П ро чи е вн ел ав ны е п р ос то и, м ин Ф ак ти че ск ая д об ы ча , то нн t1+t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 Q 01.12.12 834 246 0 60 0 0 0 126 60 0 2300 02.12.12 957 123 0 0 0 66 30 0 0 27 2800 03.12.12 850 230 0 0 0 230 0 0 0 0 2450 … … … … … … … … … … … … 29.12.12 760 320 0 30 0 230 0 0 60 0 2100 30.12.12 955 125 30 0 0 45 50 0 0 0 2540 31.12.12 660 420 162 0 0 198 60 0 0 0 1600 С помощью алгоритма МГУА по исходным данным получе- ны эмпирические зависимости производительности лавы от за- трат времени на выполнение нештатных операций очистного ци- кла: 1) Для 1-й северной лавы блока 3 пласта d4 ПАО «Шахто- управление «Покровское» уч 3652 , ∗ , ∗ , , , , , . (2) 2) Для 17-й восточной лавы пласта m3 АП «Шахта им. А.Ф. Засядько» уч 3502 , ∗ , ∗ , , , , , . (3) 3) Для 8-й западной лавы пласта l4 Государственного пред- приятия «Донецкая угольная энергетическая компания» Обособ- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 74 ленное предприятие «Шахтоуправление «Трудовское» уч 2652 , ∗ , ∗ , , , , , . (4) где Q – производительность очистного забоя, т; t4...t8 – затраты времени на выполнение нештатных (непро- изводительных) операций в очистном забое, мин. (см. табл. 1); t9...t11 – простои по внелавным причинам, мин. (см. табл. 1); ti ≥ 1. Проверочный расчет показал, что максимальная ошибка в поле исходных данных: – по формуле (2) для ПАО «Шахтоуправление «Покров- ское» менее 6,6 %; – по формуле (3) для АП «Шахта им. А. Ф. Засядько» менее 6,9 %; – по формуле (4) для Обособленного предприятия «Шахто- управление «Трудовское» менее 8,9 %. Для анализа зависимостей (2–4) был произведен расчёт про- изводительности очистного забоя для каждого из предприятий и построены графики зависимости производительности очистного забоя от простоев в процентах (рис. 1 – 3). Анализ зависимостей (2–4) и графиков (рис. 1 – 3) показал, что по степени влияния на параметр Q факторы можно разделить на три группы: а) в первую группу входят t6 (непроизводительные затраты времени в процессе крепления и управления кровлей) и t7 (про- стои по горно-геологическим причинам), которые оказывают наибольшее воздействие на параметр Q; б) во второй группе факторы, которые менее влияют на па- раметр Q: t5 (непроизводительные затраты времени в процессе транспортирования угля в лаве) и t9 (простои, обусловленные неполадками на участковом и общешахтном транспорте); в) в третьей группе факторы влияние которых на параметр Q незначительное: t8 (прочие внутрилавные простои) и t11 (прочие внелавные причины простоев); либо критическое, такие как t4 (непроизводительные затраты времени в процессе выемки угля) и t10 (простои из-за перебоев энергоснабжения). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 75 Рис. 1. Графики зависимости производительности очистного забоя от простоев в процентах для ПАО «Шахто- управление «Покровское» Анализ зависимостей (2–4) и графиков (см. рис. 1 – 3) пока- зал, что по степени влияния на параметр Q факторы можно раз- делить на три группы: а) в первую группу входят t6 (непроизводительные затраты времени в процессе крепления и управления кровлей) и t7 (про- стои по горно-геологическим причинам), которые оказывают наибольшее воздействие на параметр Q; б) во второй группе факторы, которые менее влияют на па- раметр Q: t5 (непроизводительные затраты времени в процессе транспортирования угля в лаве) и t9 (простои, обусловленные неполадками на участковом и общешахтном транспорте); в) в третьей группе факторы влияние которых на параметр Q незначительное: t8 (прочие внутрилавные простои) и t11 (прочие внелавные причины простоев); либо критическое, такие как t4 (непроизводительные затраты времени в процессе выемки угля) и t10 (простои из-за перебоев энергоснабжения). ‐30,00 ‐20,00 ‐10,00 0,00 10,00 20,00 ‐40 ‐30 ‐20 ‐10 0 10 20 30 40 Механизированная крепь Горно‐геологические условия Забойный конвейер Общешахтный транспорт Д об ы ча в % Простои в % Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 76 Рис. 2. Графики зависимости производительности очистного забоя от простоев в процентах для АП «Шахта им. А. Ф. Засядько» Рис. 3. Графики зависимости производительности очистного забоя от простоев в процентах для Обособленного предприятия «Шахтоуправление «Трудовское» ‐40,00 ‐30,00 ‐20,00 ‐10,00 0,00 10,00 20,00 ‐40 ‐30 ‐20 ‐10 0 10 20 30 40 Механизированная крепь Горно‐геологические условия ‐60,00 ‐50,00 ‐40,00 ‐30,00 ‐20,00 ‐10,00 0,00 10,00 20,00 30,00 ‐40 ‐30 ‐20 ‐10 0 10 20 30 40 Механизированная крепь Горно‐геологические условия Забойный конвейер Общешахтный транспорт Простои в % Д об ы ча в % Простои в % Д об ы ча в % Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 77 Установлено, что управление параметром Q наиболее эф- фективно путем изменения факторов t6 и t7. То есть, снижение непроизводительных затрат времени в процессе крепления и управления кровлей, а также сокращение простоев по горно- геологическим причинам, обеспечивает наибольший рост произ- водительности очистного забоя. Моделирование производитель- ности лавы по формулам (2 - 4) показывает, что: 1) Сокращение продолжительности простоев по горно- геологическим причинам: на 20 % обеспечивает увеличение добычи угля на 7 – 11 %; на 40 % обеспечивает увеличение добычи угля на 13 – 18 %; 2) Сокращение продолжительности простоев в процессе крепления и управления кровлей: на 20 % обеспечивает увеличение добычи угля на 7 – 11 %; на 40 % обеспечивает увеличение добычи угля на 12 – 18 %; 3) Увеличение продолжительности простоев по горно- геологическим причинам: на 20 % приводит к снижению добычи угля на 10 – 18 %; на 40 % приводит к снижению добычи угля на 26 – 50 %; 4) Увеличение продолжительности простоев в процессе крепления и управления кровлей: на 20 % приводит к снижению добычи угля на 10 – 18 %; на 40 % приводит к снижению добычи угля на 26 – 48 %. В то же время, процессы транспортирования горной массы оказывают меньшее влияние на производительность очистного забоя. Так, увеличение продолжительности простоев при транс- портировании угля до 40 % снижают производительность очист- ного забоя на 4,5 - 15,5 %, а снижение этих простоев до 40 % уве- личивают производительность очистного забоя на 4 - 12 %. Технические и технологические решения, направленные на снижение непроизводительных затрат времени в процессах креп- ления и управления кровлей будут более эффективны, чем сокра- щение времени простоев в других производственных процессах. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 15, 2015 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 15, 2015 78 СПИСОК ССЫЛОК 1. Антипов И. В. Системный подход и его применение в горном деле / И. В. Антипов // «Методологические проблемы науки и техники в условиях ускорения экономического развития», Донецк, 1988. – С. 113-114. 2. Антипов И. В. Структурный анализ затрат времени выполне- ния процессов очистного цикла / И.В. Антипов // «Системный подход в горном деле. Проблемы, теория, методы.», М., ИГД им. А. А. Скочинского, 1991. – С. 28-31. 3. Антипов И. В. Новая классификация отказов горно-шахтного оборудования / Антипов И. В., Сухаревский Э. Ю. // «Физико- технические проблемы горного производства», вып. 8. – До- нецк: ИФГП НАН Украины, 2005. – С. 207-213. 4. Антипов И. В. Моделирование процессов очистных работ в проектах угледобычи / І. В. Антипов, А. Є. Шуст // Проектно- орієнтована діяльність соціально-економічних систем: сучас- ний погляд: зб. наук. праць / ДонДУУ. – Донецьк, 2010. – Т. XІ. – С. 5-17. – (Технічні науки; вип. 144). 5. Шенк Х. Теория инженерного эксперимента / Х. Шенк // М.: Мир, 1972. – 381 с. 6. Тимошенко Г. М. Теория инженерного эксперимента / Г. М. Тимошенко, П. Ф. Зима // Донецк: ДПИ, 1984. – 60 с. 7. Антипов И. В. Применение МГУА для формализации произ- водственных процессов и операций в очистных забоях / Ан- типов И. В., Турбор И. А. // «Физико-технические проблемы горного производства», вып. 15.– Донецк: ИФГП НАН Укра- ины, 2012. – С. 55-63. 8. Ивахненко А. Г. Долгосрочное прогнозирование случайных процессов до алгоритмам МГУА с использованием критериев несмещённости и баланса переменных / А. Г. Ивахненко, Н. А. Ивахненко // Автоматика. – 1974. – № 4. – С. 52-59.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99571
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1996-885X
language Russian
last_indexed 2025-12-07T15:24:31Z
publishDate 2015
publisher Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
record_format dspace
spelling Антипов, И.В.
Савенко, А.В.
Турбор, И.А.
2016-04-30T13:34:38Z
2016-04-30T13:34:38Z
2015
Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций / И.В. Антипов, А.В. Савенко, И.А. Турбор // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2015. — № 15. — С. 68-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
1996-885X
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99571
622.268.1
Виконана структуризація витрат часу на виконання процесів та операцій очисного циклу в комплексно-механізованому очисному вибою. За допомогою МГВА отримані математичні моделі навантаження лави від витрат часу на виконання нештатних операцій очисного циклу по трьом провідним підприємствам України різних форм власності.
Structurization of time expenses for performance of mining cycle processes and operations in longwall is executed. By GAAM mathematical models of longwall productivity of time expenses for performance of supernumerary operations of mining cycle on three Ukrainian leading coal-mining enterprises of various ownerships are received.
ru
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
Наукові праці УкрНДМІ НАН України
Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
Dependence of clearing face productivity on supernumerary operations duration
Article
published earlier
spellingShingle Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
Антипов, И.В.
Савенко, А.В.
Турбор, И.А.
title Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
title_alt Dependence of clearing face productivity on supernumerary operations duration
title_full Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
title_fullStr Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
title_full_unstemmed Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
title_short Зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
title_sort зависимость производительности очистного забоя от продолжительности нештатных операций
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99571
work_keys_str_mv AT antipoviv zavisimostʹproizvoditelʹnostiočistnogozaboâotprodolžitelʹnostineštatnyhoperacii
AT savenkoav zavisimostʹproizvoditelʹnostiočistnogozaboâotprodolžitelʹnostineštatnyhoperacii
AT turboria zavisimostʹproizvoditelʹnostiočistnogozaboâotprodolžitelʹnostineštatnyhoperacii
AT antipoviv dependenceofclearingfaceproductivityonsupernumeraryoperationsduration
AT savenkoav dependenceofclearingfaceproductivityonsupernumeraryoperationsduration
AT turboria dependenceofclearingfaceproductivityonsupernumeraryoperationsduration