Оптимізація параметрів функціонування просторово-ієрархічних зв’язків технологічних потоків вугільних шахт

Abstract

Метою статті є розробка нових підходів щодо оптимізації технологічних потоків вугільних шахт. Було проведено аналіз та наведено область застосування наведених підходів щодо прийняття рішень в гірництві. Ідея полягає в застосуванні методів теорії графів та мережевих моделей для збалансування потоків, що входять в шахту у вигляді ресурсів та вихідних потоків у вигляді вугілля, породи, газу, води. Це дозволяє підвищити загальну ефективність функціонування гірничовидобувного підприємства. Запропоновано нову модель, яка описує виробничу діяльність підземного комплексу гірничих робіт з доставки на поверхню трьох продуктивних компонентів, які з позицій раціонального ресурсо- і природокористування можуть бути розглянуті як чинники, які можуть робити негативний вплив на рівень технологічної схеми з точки зору доцільності інвестування, а також негативний вплив на навколишнє середовище. Цими компонентами є вугілля, порода, газ метан і шахтна вода. Враховуючи їх стохастичний характер, прийнято для математичного опису процесів переміщення вугілля (С), породи (R), газу метану (G) та води (W) уявити їх у вигляді потоків в деякій технологічній системі перетворювачів і в тому числі при диверсифікації гірничого виробництва. Наведений підхід може бути застосований не тільки на стадії проектування але і для оцінки існуючого стану вугільних шахт. Особливу увагу приділено розробці програмного забезпечення для прийняття рішень.

The purpose of this paper is to develop new approaches for optimizing the technological flows at coal mines. Based on analysis, the area of the presented approaches application has been outlined for decision-making in mining. The concept is to use graph theory methods and network models for balancing the flows incoming to the mine in the form of resources and the output flows in the form of coal, rock, gas, and water. This improves the overall efficiency of functioning the mining enterprise. A new model is proposed that describes the production activity of the underground mining complex for the delivery of three production components to the surface. These components from the viewpoint of rational resource and environmental management can be considered as factors that may have a negative impact on the level of technological scheme in terms of investing advisability, as well as on the environment. These components are coal, rock, methane gas and mine water. Given their stochastic nature, it is accepted for the mathematical description of the movement processes of coal (С), rock (R), methane gas (G) and water (W) to represent them in the form of flows within some technological system of converters, and including the diversification of mining production. The presented approach can be applied not only at the stage of designing, but also to assess the existing state of the coal mines. Special attention is focused on the development of software for decision-making.