Магістр ДонНТУ Дубицький Сергій Олексійович

Дубицький Сергій Олексійович

Інститут гірництва та геології

Кафедра управління виробництвом

Спеціальність «Управління гірничими підприємствами»

Обгрунтування плану розвитку гірничих робіт по пласту l3 ПАТ "ДТЕК Шахта Комсомолець Донбасу"

Науковий керівник: к.т.н., доц. Скаженік Володимир Борисович

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Введення

  У сучасних умовах вугільна галузь України переживає структурні зміни, пов'язані з необхідністю приватизації вугільних шахт. У ринкових умовах для кожної шахти необхідно насамперед забезпечити прибуткову роботу, тому в постійно мінливому зовнішньому і внутрішньому середовищі необхідно оперативно коригувати роботу шахт. Для цього потрібно вдосконалення системи прийняття планових рішень. Дана робота присвячена аналізу сучасних систем планування гірничих підприємств і вироблення на цій основі концептуальних підходів до планування на вугільних шахтах.

1. Актуальність теми

  В умовах ринкової економіки для успішної діяльності вугледобувних підприємств України все більшого значення набуває процес планування, який є інструментом, що забезпечує реакцію підприємства на зміну зовнішніх і внутрішніх умов функціонування [1].

2. Мета і завдання дослідження

  Метою дослідження є обґрунтування підходів до планування діяльності вугільних шахт в сучасних умовах. Для досягнення поставлених цілей необхідно вирішити наступні завдання:

  -Проаналізувати процес планування на вугільних шахтах;

  -Виявити особливості вугільних шахт як об'єктів управління;

  -Провести аналіз сучасних зарубіжних систем планування на гірничодобувних підприємствах;

  -Розробити концептуальні підходи до вдосконалення системи планування на вугільних шахтах.

3. Аналіз сучасних систем планування гірничого виробництва

  Необхідність просторового моделювання гірничих робіт неодноразово підкреслювалася вітчизняними та зарубіжними вченими [2–4]. Сучасний рівень розвитку комп'ютерної техніки та програмного забезпечення створюють принципову можливість вирішення завдань планування гірничих робіт на основі тривимірного моделювання. Для прийняття рішень з оцінки запасів, планування та проектування гірничих робіт у світовій практиці використовуються інтегровані гірничі комп'ютерні системи. Найбільш відомими є продукти Gemcom, Micromine, Vulcan, Datamine [5].

  У цих системах спочатку передбачається створення тривимірних моделей родовищ і рішення взаємозалежного комплексу завдань гірничого виробництва на основі побудованих моделей. Такий підхід відповідає природі гірничотехнічних об'єктів і характером вирішуваних завдань.

  Завдання планування, які вирішуються в інтегрованих комп'ютерних системах, як правило, ідентичні за своєю функціональністю і включають наступні етапи:

  -Розрахунок обсягів видобувних і підготовчих робіт по періодах планування виходячи з продуктивності обладнання;

  -Тривимірна візуалізація розвитку гірничих робіт з виділенням кольоровою гамою відпрацьованих ділянок видобувних одиниць і проведених гірничих виробок в різні періоди планування;

  -Побудова діаграм, що відображають терміни початку і закінчення робіт у видобувних забоях, а також терміни проведення підготовчих виробок;

  -Візуалізація ув'язаних з діаграмами табличних даних, що відображають обсяги та тоннаж видобутої корисної копалини за періодами планування;

  -Відображення на діаграмах руху по вибоїв видобувного та підготовчого обладнання.

  Програми забезпечують інтерактивну взаємодію користувача з системою, що створює умови для багатоваріантного розгляду сценаріїв розвитку гірничих робіт, контролю можливих обмежень. В результаті система дозволяє вибрати плановий варіант з необхідною продуктивністю гірничодобувного підприємства і допустимою якістю гірничої маси.

  У більшості інтегрованих систем гірничого профілю реалізовані геостатистичі методи підрахунку запасів. Блокова модель запасів може бути візуалізована відповідно до розподілу корисного компонента. Колірна гамма блокової моделі, що відображає характеристики корисної копалини, спрощує набір видобувних одиниць відповідно з необхідними показниками кількості та якості гірничої маси.

  В системі Datamine забезпечується автоматична нарізка видобувних одиниць з урахуванням просторових і технологічних обмежень [5].

  При плануванні підземних гірничих робіт добре зарекомендувала себе система Mine2–4D [6]. Особливості цієї системи:

  -Інтеграція перспективного та поточного планування;

  -Реалізація концепції безперервного планування — при зміні короткострокового плану автоматично перераховуються середньострокові і перспективні плани;

  -Алгоритмізація послідовності виконання робіт з урахуванням правил і обмежень, що існують при реалізації процесів гірничих робіт, в тому числі побудова плану проведення системи гірничих виробок;

  -Синхронізація оцінки фінансових показників діяльності підприємства з будь–якими змінами плану.

  Перераховані особливості, по суті, характеризують сучасні вимоги до реалізації автоматизованих систем планування для гірничодобувних підприємств.

4. Концептуальні підходи до планування гірничих робіт на вугільних шахтах

   У сформованій практиці планування діяльності вугільних шахт зазвичай використовуються наступні документи: план гірничих виробок по пласту; графік введення–вибуття лав; план проведення гірничих виробок. На ряді шахт додатково формують документи: маршрутна карта проведення гірничих виробок; заявка на обладнання та матеріали, необхідні для підготовки і монтажу лави; графік руху очисного обладнання; графік руху основного гірничо–прохідницького устаткування. Періодичність формування цих документів пов'язана або з формуванням річної виробничої програми, або з розробкою нових бізнес–планів розвитку шахти. У повсякденній діяльності шахт переважає, як правило, ситуативне, що не системне планування. Останнє пояснюється наявністю безлічі факторів, які призводять до порушень раніше розроблених планів, і складністю оперативного перерахунку всіх параметрів плану з ув'язкою з операційними стратегіями і фактичними значеннями впливаючих факторів. Крім того, існують і об'єктивні причини відносної стабільності розроблюваних планів – ряд рішень в гірничому виробництві є інерційними в реалізації та взаємозалежними, тому такі рішення, незважаючи на те що проявилася їх неточність у поточній ситуації, неможливо змінити.

  Сучасні підходи до управління гірничим виробництвом припускають комплексне моделювання гірничодобувного підприємства, сценарний аналіз, оперативний перегляд оперативних і тактичних планів виробництва при зміні умов з ув'язкою рішень цього рівня з прийнятої операційної стратегією.

  У результаті постійної зміни в просторі фронту підготовчих і видобувних робіт змінюється взаємне розташування гірничих виробок, характеристики схем транспорту та вентиляції, напружений стан масиву гірських порід. Рішення з розвитку гірничих робіт зумовлюють можливі обмеження на максимальне навантаження на видобувні роботи, можливі негативні прояви гірничого тиску, ступінь концентрації гірничих робіт. Все це в кінцевому результаті впливає на економічні показники і на безпеку гірничих робіт. Прийняття адекватних рішень щодо розвитку гірничих робіт при підземному видобутку вугілля пов'язано з необхідністю врахування просторової конфігурації мережі гірничих виробок та подання їх взаємного розташування в динаміці.

  На вугільних шахтах України в даний час основний інструментарій при плануванні гірничих робіт — електронні таблиці і системи автоматизації проектних робіт (Автокад, Компас). Графічна ілюстрація календарних планів розвитку гірничих робіт, як правило, представляється площинними моделями.

  Застосовувана технологія розробки календарних планів з використанням електронних таблиць в основному забезпечує вирішення розрахункових завдань і схематичне відображення термінів початку і закінчення робіт у видобувних і підготовчих забоях, рух обладнання.

  Недоліком застосовуваних підходів є низька ступінь автоматизації розрахунків, неможливість ув'язки розрахунків з повноцінним графічним представленням результатів, відсутність зв'язку з іншими завданнями.

  Технологія планування на вугільних шахтах розглядалася на прикладі ПАТ " ДТЕК Шахта Комсомолець Донбасу".

  Поле шахти розкрите 6 вертикальними стволами: центрально–здвоєними скіповим і клітьовим, а також центрально–віднесеними блоковими повітроподавальними і вентиляційними. Схема підготовки шахтного поля — блокова. Проектом передбачена підготовка чотирьох блоків розмірами 2.0–4.5км по простяганню і 1–1,25 км по падінню. Схема підготовки в межах кожного блоку — погоризонтна. Горизонти закладені на відмітках 418м, 628м. 810м з пристроєм на цих горизонтах магістральних відкатних та вентиляційно–дренажних штреків.

  Система відпрацювання — стовпова (довгими стовпами по повстанню, простяганню).

  Загальношахтний водоприток становить 541 м3/год.

  Шахта віднесена до небезпечних за раптовими викидами вугілля та газу.

  Шахта відпрацьовує чотири вугільних пласти марки Т:

  Пласт l7 потужністю 1,0–1,05 м. Безпосередня покрівля — глинистий, алевритовий, алеврито–глинистий сланець, піщаник. Сланець глинистий нестійкий (Б2) і вельми нестійкий (Б1), при виїмці вугілля обрушається на висоту від 0,1–0,6м до 6м. Основна покрівля — середньообрушаєма (А2).

  Пласт l6 потужністю 1,1–13м. Безпосередня покрівля підставлена міцним пісковиком (Б2). Основна покрівля представлена породами, близькими за описом до порід безпосередньої покрівлі (А3 + А2).

  Пласт l4 простої будови витриманою потужності в межах 0,90–1,01м. Безпосередньо в покрівлі залягає глинистий і піщано–глинистий сланець. Сланці нестійкі. Основна покрівля представлена легко– і середньобрушаємими сланцями (А1, А2).

  Пласт l3 потужністю 1,26–1,45м, безпосередня покрівля — вапняк, сланець глинистий (Б2). Основна покрівля — середньообрушаєма (А2).

  Для умов шахти розроблено календарний план розвитку гірничих робіт малюнку 1. За допомогою програмного забезпечення Рудник 3D [7] розроблено тривимірна модель розвитку гірничих робіт на шахті малюнок 2.

Рисунок 1 — Календарний план розвитку гірничих робіт

Малюнок 2 — Тривимірна модель розвитку гірничих робіт:

1 — вентиляційний стовбур; 2 — повітроподавальний стовбур; 3 — 4 північна лава; 5 — пласт l3; 6 — земна поверхня; 7 — приствольний двір; 8 — конвеєрна виробка 4 північної лави; 9 — повітроподавальна виробка 3 північної лави.


  Сучасні інтегровані гірські системи на вугільних шахтах України поки не отримали належного поширення з кількох причин. Впровадження таких систем вимагає значних витрат, перебудови роботи окремих фахівців і підрозділів у цілому, навчання фахівців. Крім того, в зарубіжних системах іноді неможливо підготувати графічну документацію у форматі, прийнятому на підприємстві і необхідному контролюючими органами. Все це стримує поширення інноваційних технологій обробки інформації.

  Узагальнюючи вимоги до побудови систем планування на гірничодобувних підприємствах і досвід планування на вугільних шахтах, можна сформулювати такі концептуальні підходи до вирішення завдань планування розвитком гірничих робіт:

  -система планування повинна ґрунтуватися на комплексному обліку впливу факторів зовнішнього та внутрішнього середовища, забезпечувати взаємопов'язаний розрахунок планів основних і допоміжних процесів, розрахунок ресурсів за варіантами плану;

  -докорінне вдосконалення системи прийняття рішень має ґрунтуватися на впровадженні інтегрованих систем управління гірським виробництвом, що забезпечують створення єдиної інформаційної бази, просторове моделювання гірничодобувних об'єктів, динамічну коректування рішень при змін умов; ефективне впровадження систем планування повинне забезпечуватися реорганізацією роботи геологічної, маркшейдерської, технічної, планово–економічної служб підприємства в частині орієнтації роботи цих служб на спільну підготовку та використання бази даних та комп'ютерної моделі шахти.

5. Висновки

  У результаті аналізу сучасних систем планування вугільних підприємств визначено мету і завдання даної магістерської роботи. У процесі дослідження отримані результати 3D моделювання. Зіставивши всі залежності можна сформулювати оптимальний план розвитку гірничих та прийняття планових рішень робіт на вугільному підприємстві.

Список джерел

  1. Алексєєва М. М. Планування діяльності фірми / М.М.Алексеева. — М.: Фінанси і статистика, 2003. — 176 с.

  2. Бугара М.І., Назимко В.В., верчу В.І. Оцінка виробничих показників шахти на основі імітаційного моделювання з урахуванням невизначеності економічних і геотехнологических факторів. — Донецьк: ДонНТУ, 2001. — 210 с.

  3. Могильний С.Г., Шоломицький А.А., Мотильов А.А. Розвиток ідей цифрового моделювання відкритих гірничих розробок / / Науковi працi ДонНТУ. Сер.гiрнічо–геологiчна. Вип. 62. — Донецьк, 2003. — С.23 — 33.

  4. Грищенков М.М. Геоинформационное забезпечення електронних планів гірничих робіт / / Науковi працi ДонДТУ. Сер.гiрнічо–геологiчна. Віп.23. — Донецьк: ДонДТУ, 2001.— С.24–29.