Дубицкий Сергей Алексеевич

Институт горного дела и геологии

Кафедра управления производством

Специальность «Управление горными предприятиями»

Обоснование плана развития горных работ по пласту l3 ПАО "ДТЭК Шахта Комсомолец Донбасса"

Научный руководитель: к.т.н., доц. Скаженик Владимир Борисович

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность темы
• 2. Цель и задачи исследования
• 3. Анализ современных систем планирования горного производства
• 4. Концептуальные подходы к планированию горных работ
• 5. Выводы
• Список источников

Введение

   В современных условиях угольная отрасль Украины переживает структурные изменения, связанные с необходимостью приватизации угольных шахт. В рыночных условиях для каждой шахты необходимо прежде всего обеспечить прибыльную работу, поэтому в постоянно изменяющейся внешней и внутренней среде необходимо оперативно корректировать работу шахт. Для этого нужно совершенствование системы принятия плановых решений. Данная работа посвящена анализу современных систем планирования горных предприятий и выработки на этой основе концептуальных подходов к планированию на угольных шахтах.

1. Актуальность темы

  В условиях рыночной экономики для успешной деятельности угледобывающих предприятий Украины все большее значение приобретает процесс планирования, который является инструментом, обеспечивающим реакцию предприятия на изменение внешних и внутренних условий функционирования [1].

2. Цель и задачи исследования

  Целью исследования является обоснование подходов к планированию деятельности угольных шахт в современных условиях. Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

  -проанализировать процесс планирования на угольных шахтах;

  -выявить особенности угольных шахт как объектов управления;

  -провести анализ современных зарубежных систем планирования на горнодобывающих предприятиях;

  -разработать концептуальные подходы к совершенствованию системы планирования на угольных шахтах

.

3. Анализ современных систем планирования горного производства

  Необходимость пространственного моделирования горных работ неоднократно подчёркивалась отечественными и зарубежными учёными [2–4]. Современный уровень развития компьютерной техники и программного обеспечения создают принципиальную возможность решения задач планирования горных работ на основе трёхмерного моделирования. Для принятия решений по оценке запасов, планированию и проектированию горных работ в мировой практике используются интегрированные горные компьютерные системы. Наиболее известными являются продукты Gemcom, Micromine, Vulcan, Datamine [5].

  В этих системах изначально предполагается создание трёхмерных моделей месторождений и решение взаимосвязанного комплекса задач горного производства на основе построенных моделей. Такой подход соответствует природе горнотехнических объектов и характеру решаемых задач.

  Задачи планирования, решаемые в интегрированных компьютерных системах, как правило, идентичны по своей функциональности и включают следующие этапы:

  -расчёт объёмов добычных и подготовительных работ по периодам планирования исходя из производительности оборудования;

  -трёхмерная визуализация развития горных работ с выделением цветовой гаммой отработанных участков добычных единиц и проводимых горных выработок в различные периоды планирования;

  -построение диаграмм, отражающих сроки начала и окончания работ в добычных забоях, а также сроки проведения подготовительных выработок;

  -визуализация увязанных с диаграммами табличных данных, отражающих объёмы и тоннаж добытого полезного ископаемого по периодам планирования;

  -отражение на диаграммах движения по забоям добычного и подготовительного оборудования.

  Программы обеспечивают интерактивное взаимодействие пользователя с системой, что создаёт условия для многовариантного рассмотрения сценариев развития горных работ, контроля возможных ограничений. В результате система позволяет выбрать плановый вариант с требуемой производительностью горнодобывающего предприятия и допустимым качеством горной массы.

  В большинстве интегрированных систем горного профиля реализованы геостатистические методы подсчёта запасов. Блочная модель залежи может визуализироваться в соответствии с распределением полезного компонента. Цветовая гамма блочной модели, отражающая характеристики полезного ископаемого, упрощает набор добычных единиц в соответствии с требуемыми показателями количества и качества горной массы.

  В системе Datamine обеспечивается автоматическая нарезка добычных единиц с учётом пространственных и технологических ограничений [5].

  При планировании подземных горных работ хорошо зарекомендовала себя система Mine2–4D [6]. Особенности этой системы:

  -интеграция перспективного и текущего планирования;

  -реализация концепции непрерывного планирования при изменении краткосрочного плана автоматически пересчитываются среднесрочные и перспективные планы;

  -алгоритмизация последовательности выполнения работ с учётом правил и ограничений, существующих при реализации процессов горных работ, в том числе построение плана проведения системы горных выработок;

  -синхронизация оценки финансовых показателей деятельности предприятия с любыми изменениями плана.

  Перечисленные особенности, по сути, характеризуют современные требования к реализации автоматизированных систем планирования для горнодобывающих предприятий.

4. Концептуальные подходы к планированию горных работ на угольных шахтах

   В сложившейся практике планирования деятельности угольных шахт обычно используются следующие документы: план горных выработок по пласту; график ввода–выбытия лав; план проведения горных выработок. На ряде шахт дополнительно формируют документы: маршрутная карта проведения горных выработок; заявка на оборудование и материалы, необходимые для подготовки и монтажа лавы; график движения очистного оборудования; график движения основного горно–проходческого оборудования. Периодичность формирования этих документов связана либо с формированием годовой производственной программы, либо с разработкой новых бизнес–планов развития шахты. В повседневной деятельности шахт преобладает, как правило, ситуативное, не системное планирование. Последнее объясняется наличием множества факторов, которые приводят к нарушениям ранее разработанных планов, и сложностью оперативного пересчёта всех параметров плана с увязкой с операционными стратегиями и фактическими значениями влияющих факторов. Кроме того, существуют и объективные причины относительной стабильности разрабатываемых планов — ряд решений в горном производстве являются инерционными в реализации и взаимозависимыми, поэтому такие решения, несмотря на проявившуюся их неточность в текущей ситуации, невозможно изменить.

  Современные подходы к управлению горным производством предполагают комплексное моделирование горнодобывающего предприятия, сценарный анализ, оперативный пересмотр оперативных и тактических планов производства при изменении условий с увязкой решений этого уровня с принятой операционной стратегией.

  В результате постоянного изменения в пространстве фронта подготовительных и добычных работ изменяется взаимное расположение горных выработок, характеристики схем транспорта и вентиляции, напряжённое состояние массива горных пород. Решения по развитию горных работ предопределяют возможные ограничения на максимальную нагрузку на добычные работы, возможные негативные проявления горного давления, степень концентрации горных работ. Всё это в конечном итоге влияет на экономические показатели и на безопасность горных работ. Принятие адекватных решений относительно развития горных работ при подземной добыче угля связано с необходимостью учёта пространственной конфигурации сети горных выработок и представления их взаимного расположения в динамике.

  На угольных шахтах Украины в настоящее время основной инструментарий при планировании горных работ — электронные таблицы и системы автоматизации проектных работ (Автокад, Компас). Графическая иллюстрация календарных планов развития горных работ, как правило, представляется плоскостными моделями.

  Применяемая технология разработки календарных планов с использованием электронных таблиц в основном обеспечивает решение расчётных задач и схематическое отражение сроков начала и окончания работ в добычных и подготовительных забоях, движение оборудования.

  Недостатком применяемых подходов является низкая степень автоматизации расчётов, невозможность увязки расчётов с полноценным графическим представлением результатов, отсутствие связи с другими задачами.

  Технология планирования на угольных шахтах рассматривалась на примере ПАО "ДТЭК Шахта Комсомолец Донбасса".

  Поле шахты вскрыто 6–ю вертикальными стволами: центрально–сдвоенными скиповым и клетевым, а также центрально–отнесенными блоковыми воздухоподающими и вентиляционными. Схема подготовки шахтного поля — блочная. Проектом предусмотрена подготовка четырех блоков размерами 2.0–4.5км по простиранию и 1–1,25км по падению. Схема подготовки в пределах каждого блока — погоризонтная. Горизонты заложены на отметках 418м, 628м. 810м с устройством на этих горизонтах магистральных откаточных и вентиляционно—дренажных штреков.

  Система отработки — столбовая (длинными столбами по восстанию, простиранию).

  Общешахтный водоприток составляет 541 м3/час.

  Шахта отнесена к опасным по внезапным выбросам угля я газа.

  Шахта отрабатывает четыре угольных пласта марки Т:

  Пласт l7 мощностью 1,0–1,05м. Непосредственная кровля — глинистый, алевритовый, алеврито–глинистый сланец, песчаник. Сланец глинистый неустойчивый (Б2) и весьма неустойчивый (Б1), при выемке угля обрушается на высоту от 0,1–0,6м до 6м. Основная кровля — среднеобрушаемая (А2).

  Пласт l6 мощностью 1,1–13м. Непосредственная кровля подставлена крепким песчаником (Б2). Основная кровля представлена породами, близкими по описанию к породам непосредственной кровли (А3 + А2).

  Пласт l4 простого строения выдержанной мощности в пределах 0,90–1,01м. Непосредственно в кровле залегает глинистый и песчано–глинистый сланец. Сланцы неустойчивые. Основная кровля представлена легко– и среднеобрушаемыми сланцами (А1, А2).

  Пласт l3 мощностью 1,26–1,45м, непосредственная кровля — известняк, сланец глинистый (Б2). Основная кровля — среднеобрушаемая (А2).

  Для условий шахты разработан календарный план развития горных работ рисунке 1. С помощью программного обеспечения Рудник 3D [7] разработано трехмерная модель развития горных работ на шахте рисунок 2.

  Рисунок 1 — Календарный план развития горных работ

  Рисунок 2 — Трехмерная модель развития горных работ:

1 — вентиляционный ствол; 2 — воздухоподающий ствол; 3 — 4 северная лава; 5 — пласт l3; 6 — земная поверхность; 7 — околоствольный двор; 8 — конвейерная выработка 4 северной лавы; 9 — воздухоподающая выработка 3 северной лавы.

  Современные интегрированные горные системы на угольных шахтах Украины пока не получили должного распространения по нескольким причинам. Внедрение таких систем требует значительных затрат, перестройки работы отдельных специалистов и подразделений в целом, обучения специалистов. Кроме того, в зарубежных системах иногда невозможно подготовить графическую документацию в формате, принятом на предприятии и требуемом контролирующими органами. Всё это сдерживает распространение инновационных технологий обработки информации.

  Обобщая требования к построению систем планирования на горнодобывающих предприятиях и опыт планирования на угольных шахтах, можно сформулировать следующие концептуальные подходы к решению задач планирования развитием горных работ:

  -система планирования должна основываться на комплексном учёте влияния факторов внешней и внутренней среды, обеспечивать взаимосвязанный расчёт планов основных и вспомогательных процессов, расчёт ресурсов по вариантам плана;

  -коренное совершенствование системы принятия решений должно основываться на внедрении интегрированных систем управления горным производством, обеспечивающих создание единой информационной базы, пространственное моделирование горнодобывающих объектов, динамичную корректировку решений при изменений условий;

  -эффективное внедрение систем планирования должно обеспечиваться реорганизацией работы геологической, маркшейдерской, технической, планово–экономической служб предприятия в части ориентации работы этих служб на совместную подготовку и использование базы данных и компьютерной модели шахты.

5. Выводы

  В результате анализа современных систем планирования угольных предприятий определены цели и задачи данной магистерской работы. В процессе исследования получены результаты 3D моделирования. Сопоставив все зависимости можно сформулировать оптимальный план развития горных и принятия плановых решений работ на угольном предприятии.

Список источников

  1. Алексеева М. М. Планирование деятельности фирмы / М.М.Алексеева. — М.: Финансы и статистика, 2003. — 176 с.

  2. Бугара М.И., Назимко В.В., Верчено В.И. Оценка производственных показателей шахты на основе имитационного моделирования с учётом неопределённости экономических и геотехнологических факторов. — Донецьк: ДонНТУ, 2001. — 210 с.

  3. Могильный С.Г., Шоломицкий А.А., Мотылев А.А. Развитие идей цифрового моделирования открытых горных разработок // Науковi працi ДонНТУ. Сер.гiрничо–геологiчна. Вип. 62. –Донецьк, 2003.– С.23–33.

  4. Грищенков Н.Н. Геоинформационное обеспечение электронных планов горных работ // Науковi працi ДонДТУ. Сер.гiрничо–геологiчна. Вип.23.–Донецьк:ДонДТУ,2001.–С.24–29.

  5. Капутин Ю.Е. Информационные технологии планирования горныхработ (для горных инженеров). – Спб.: Недра, 2004. – 420 с.

  6. Mine2–4D — GijimaAst's Premier Mine Planning & Scheduling Software[Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.mine24d.com

  7. Программное обеспечение для моделирования месторождений [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://geosoft.dn.ua/