Качественные и количественные параметры шахты. Размерность и изменение параметров
Шахта представляет собой довольно сложную систему, параметры которой изменяются как в пространстве, так и во времени. К этому можно добавить, что условия работы, в которых изменяются эти параметры, достаточно не известны. Т.е. возникает ситуация работы в неопределенных условиях. Все это, в конечном итоге, накладывает существенный отпечаток на поиск наилучших параметров шахты для тех или иных горно-геологических условий.
(Если рассматривать шахту с точки зрения кибернетики – то это простая система. Т.е. добытый уголь от самого очистного забоя до потребителя, вернее, до отгрузки или обогащения, не претерпевает никакого изменения как продукция. Выходит, что добыча продукта простая, продукт не изменяется – то и система простая.
Но у нашей технологии добычи угля есть свои и очень сложные особенности – все время изменяются параметры, горно-геологические условия и нет четкого прогноза на будущее. Что будет завтра? Выброс, обвал, горный удар и т.д. и эти постоянно изменяющиеся условия и делают нашу систему сложной. Все время изменяется из-за гипсометрии длина лавы, состав пород, суточные нагрузки и т.д. В то же время как завод работает ритмично по заданной программе.
Поэтому во всем мире горно-добывающее предприятие относится к сложным системам.)
Если рассматривать параметры шахты, то все их можно разбить на 2 крупные группы: - это так называемые качественные и количественные параметры.
Под качественными параметрами шахты понимаются такие параметры, которые не имеют своего численного выражения и характеризуют технологические стороны шахты. К таким параметрам относятся:
Ø схема вскрытия шахтного поля;
Ø схема и способ подготовки шахтного поля;
Ø системы разработки;
Ø виды транспорта;
Ø схемы проветривания и т.д.
С точки зрения поиска наилучших (вариантов) параметров особенность состоит в том, что параметр можно представлять только 1 (единицей), если вариант принимается и 0 (нулем), если вариант отвергается. Такая запись характерна для метода решения горных задач, называется методом вариантов.
(Ведь действительно – как установить, какая схема лучше? Для выбора лучшей берут по несколько и сравнивают до тех пор, пока не останется лучший вариант).
С точки зрения проектирования шахт в качественных параметрах имеется еще одна особенность, состоящая в том, что заранее нельзя сказать точно или с уверенностью, что тот или другой вариант (параметр) в данных случаях не применим.
(В нашем случае каждый параметр выступает как вариант. Можно ли четко сказать, что применение данного параметра от и до? Это дает неуверенность и расплывчатость параметров. И тогда возникает вопрос – какой параметр (вариант) принять?
Например, что лучше? Панельная или этажная подготовка? Ведь это зависит от размера шахтного поля по простиранию, а этот параметр тоже необходимо определять. Сейчас рекомендуется переходить на конвейерный транспорт, а где уверенность, что электровозный в данном случае будет хуже при его четкой организации.
Вот количество таких переборов вариантов безмерно.)
Рассмотрим это на условиях Львовско-Волынского бассейна. Глубина разработки бассейна 780 – 810 м. Пласты горизонтальные. Количество пластов – 22. Угол падения не более 1-2°.
Для возможных вариантов технологической схемы шахты можно составить блок-схему. Так, по способу отработки шахтного поля – рис.1 количество качественных параметров (по перебору вариантов) будет 24.
По способу вскрытия шахтного поля и пластов возможное количество вариантов (по рис. 2) равно 120.
По рис. 3 – подготовка шахтного поля и пластов, тоже самое количество вариантов. Как отрабатывать? Как подготавливать пласты? Таких вариантов – 81.
По способу групповой отработки свиты пластов – таких вариантов – 54.
Если эти возможные варианты по каждому рисунку перемножить, т.е. перебрать все возможные варианты, чтобы охватить всю ситуацию, то таких вариантов будет около 18 000 000. Даже для ЭВМ это довольно сложная задача, и она не в силах перебрать все эти варианты. А это только качественные параметры!
Как видно их этого примера, перед проектировщиками стоит очень трудная задача. К ним предъявляются высокие требования – и то не так и другое не то. А часто после сдачи шахты в эксплуатацию технологи начинают изменять проектные решения. Кто из них прав?
Проектировщик, имея множество вариантов, оставляет для сравнения 5 – 6 вариантов. А есть ли среди них тот единственный необходимый? Ну, а когда строительство окончено, то трудно сказать, хорошо или плохо вышло.
Ведь схему вскрытия уже перекроить нельзя и она служит больше половины срока службы шахты.
Из рассмотренного примера было оставлено 32 варианта и то ЭВМ проработала около 4 часов. (А для 18 млн. вариантов отработка на ЭВМ заняла б около 2 лет).
Поэтому для проекта принимают 2-3 схемы вскрытия и подготовки шахтного поля, 3 – 4 варианта систем разработки и выходят на тот единый вариант, по которому и выполняется проект, на основании логического заключения и опята проектирования.