Файл: Суменков М.С. Математические методы планирования открытых горных работ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.06.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
рый формирует очередной вариант ведення горных работ в соот ветствующем году.
Программа составлена таким образом, чтобы сократить до минимума объем промежуточной информации, хранимой во вне шней памяти ЭВМ. При числе конечных состояний графа много вариантности плана большем десяти даже внешней памяти ма шины не хватает, чтобы сохранить всю эту информацию.
Поэтому после того как оператор 13 сформирует граф мно говариантности ведения горных работ и оператор 14 вычислит оптимальную траекторию на графе, соответствующую максималь ной величине прибыли, оператор 15 осуществит повторное мо делирование развития горных работ в карьере по оптимальному варианту с присвоением года выборки для каждого выбранного блока.
Оператор 16 осуществляет выдачу на печать |
оптимального |
||||||||||||||
варианта ведения горных работ |
(содержание |
всех |
|
ячеек, |
в |
ко |
|||||||||
торых |
хранится горно-геологическая информация |
о |
карьере), а |
||||||||||||
также |
всех данных, |
необходимых |
для проведения |
экономико- |
|||||||||||
математического анализа полученных результатов |
расчетов. |
|
|||||||||||||
|
§ 4. |
О С У Щ Е С Т В Л Е Н И Е ПРИНЦИПА |
Н Е П Р Е Р Ы В Н О С Т И |
|
|
||||||||||
|
П Е Р С П Е К Т И В Н О Г О ПЛАНИРОВАНИЯ Г О Р Н Ы Х РАБОТ |
|
|
||||||||||||
После |
того как горные работы |
развивались |
по |
|
намеченному |
||||||||||
плану |
в течение года, план следующего года должен быть |
|
пот- |
||||||||||||
вергнут корректировке, так как исходные показатели |
для |
|
рас |
||||||||||||
четов |
изменяются |
во |
времени. Эти |
изменения |
вызываются |
сле |
|||||||||
дующими |
основными |
|
факторами: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а) |
уточнением |
геологических |
условий |
залегания |
месторож |
||||||||||
дения |
и физико-механическими |
свойствами |
горных |
пород |
при |
||||||||||
эксплуатационной |
разведке; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
б) |
совершенствованием горной техники и технологии |
веде |
|||||||||||||
ния работ по добыче |
и переработке руды, вызывающим |
новые |
|||||||||||||
варианты |
технических |
решений; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
в) |
отклонением |
фактического |
ведения работ |
по |
добыче и |
переработке руды за счет недовыполнения или перевыполнения плана;
г) изменением оптовых цен на товарную продукцию.
Если экономико-математическая система S три своем пере
мещении отклоняется |
по |
какой-либо причине от оптимальной |
|||
траектории, то |
нет необходимости |
пытаться возвратить |
эту си |
||
стему как можно быстрее на прежнюю оптимальную |
траекто |
||||
рию, а нужно, |
исходя |
из |
принципа |
оптимальности Р. |
Белл<ма- |
на, проводить |
из точки, |
в которой находится наша |
системп, |
новую оптимальную траекторию. Это и есть математическая реа лизация принципа непрерывности планирования,
Практически реализация принципа непрерывности планиро вания осуществляется следующим образом.
Формнруетоя сетевой граф многовариантности плана, развер нутый по годовой оси времени. По исходным расчетным пока зателям определяется оптимальный план на период перспектив
ного планирования (например, |
т = 5 лет), а к исполнению |
при |
|
нимается только |
план первого |
года. |
|
То состояние |
системы S, в |
котором она оказывается |
после |
года работы ГОКа, принимается за исходное при корректировке плана второго года, и снова формируется сетевой граф на /п-лет- нюга перспективу, сдвинутый по оси времени на год. При этом вводятся скорректированные расчетные показатели. Новая оп тимальная траектория определит план работы ГОКа на очеред ной год и т. д.
При осуществлении оптимального варианта возникает другой поток информации — от управляемого объекта (карьер), исполь зование которого позволяет привести производственный процесс в режим наибольшей эффективности. В экономической системе возникает обратная овязь.
Сетевой граф многовариантности плана со свободным (неза крепленным, подвижным) концом представляет собой как бы перемещающийся «экономический клин», направляющий ежегод но экономико-математическую систему ГОКа в оптимальный режим.
Г Л А В А V
АЛ Г О Р И ТМ ОБЪЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ Г О Р Н Ы Х РАБОТ НА К А Р Ь Е Р Е
Сущность объемного .моделирования развития открытых гор ных работ заключается в такой последовательности выборки выделенных блоков горных пород, при которой теоретическое подвигание фронта горных работ соответствовало бы фактиче скому, с соблюдением всех технологических ограничений.
Основу решения данного вопроса составляют алгоритмы мо делирования горных работ на одном уступе—нижнем вскрытом. Развитие горных работ на вышележащих уступах формируется введением соответствующих технических ограничений (по ши рине рабочих площадок, минимальному радиусу кривизны, мак симальному уклону железнодорожных путей и т. д . ) .
§I. АЛГОРИТМ М О Д Е Л И Р О В А Н И Я Г О Р Н Ы Х РАБОТ
|
НА Г О Р И З О Н Т Е |
Подготовка |
'горизонта начинается с проведения наклонных |
и разрезных |
траншей. Описание алгоритмов моделирования |
для простоты изложения целесообразно построить в ином по рядке.
Алгоритм проведения разрезной траншеи. Проведение раз
резной траншеи начинается с |
блока, |
имеющего соответствую |
щий .признак. Пусть это будет |
блок с |
координатами (X, У). |
На следующем шаге может выбираться только один из сле
дующих |
восьми блоков |
с координатами: |
(X, У—1), (X—1, У— |
|||
- н і ) , |
У), |
У + 1 ) , (X, |
У + 1 ) , |
(Х+1) |
( У + 1 ) , |
(Х+1, |
У), (Х+1, |
У - 1 ) . |
|
|
|
|
|
Заданиям соответствующего |
алгоритма |
выборки |
блоков |
можно добиться проведения |
траншеи по любому из возможных |
|||
направлений. Так, если |
необходимо |
провести |
разрезную |
|
траншею с востока на запад |
параллельно |
оси |
ОХ, |
то, вычитая |
из координат X блоков по единице, получим, |
что |
после блока |
(А', У) последовательно будут выбираться блоки |
(А'—1, У), |
||||||||||
(А—2, |
У) и т. д. Если угол |
между |
осью ОХ и |
направлением |
|||||||
проведения |
траншеи |
должен |
составить |
135°, то |
необходимо к |
||||||
координате |
У добавлять единицу, а |
из координаты |
X вычитать |
||||||||
единицу, в этом случае будут |
последовательно |
выбираться |
бло |
||||||||
ки (X, |
У), |
( А - 1 , У + 1 ) , (Х-2. |
У + 2 ) и т. д. |
|
|
|
|
||||
В том случае, когда угол |
составляет |
J13°, |
последовательно |
||||||||
выбираются |
блоки |
с |
координатами |
(X, |
У), (X—'I, |
У), |
(X—2, |
||||
У + 1 ) , |
(А'—3, У - f l ) |
и |
т. д., |
т. е. из координаты X вычитается |
|||||||
единица постоянно, а к координате |
У единица |
добавляется че |
|||||||||
рез раз. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если необходимо с определенного места изменить направле ние проведения разрезной траншеи, то присваивается специаль
ный признак |
(единичка в определенном |
разряде) |
блоку в по |
воротном пункте. Алгоритмически такой |
поворот |
производится |
|
сл еду ю щиїм |
о б р а зо м. |
|
|
В машине имеется набор программ, осуществляющих мо делирование проведения разрезных траншей на горизонте. Сна чала управление передается той из программ, которая прово дит траншею в .первоначальном направлении, при этом проис ходит непрерывное сравнение с некоторым признаком (напри мер, с фиксированной координатой X, начиная с которой про исходит поворот). Как только признаки совпадут, следующему блоку присваивается признак начала проведения разрезной траншеи, специальный оператор проверяет выполнение ограни чения на радиус кривизны железнодорожных путей, и управле ние передается соответствующей программе, которая проводит траншею в новом направлении.
Моделирование проведения разрезной траншеи осуществля
ется |
до тех пор, пока |
не встретится |
одно из |
следующих |
огра |
||||
ничений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) траншея дошла до конечного |
контура |
карьера; |
|
||||||
б) |
траншейный |
экскаватор |
выполнил |
годовой объем |
работ; |
||||
в) |
дальнейшее |
проведение |
траншеи |
сдерживается развити |
|||||
ем работ на вышележащих горизонтах. |
|
|
|
||||||
Условие |
(а) выполняется, |
если не окажется блока с коор |
|||||||
динатами, сформированными |
программой. |
|
|
||||||
Во время проведения разрезной траншеи непрерывно под- |
|||||||||
считывается |
объем выбранной горной массы траншейным эк |
||||||||
скаватором |
Кт.тек |
и |
при заданном |
Ут.год — максимально воз |
можном годовом объеме траншейных работ, как только выпол нится соотношение
V T . T e K У-г-год'
вступает в силу ограничение (б) .
Программа вычислений составлена таким образом, что поз воляет подсчитывать объемы горной массы, выбранной на каж дом из горизонтов. Бели для какого-либо горизонта наложено
ограничите на объемы добычи горной |
массы с этого |
горизон |
та, то оно и закладывается как условие |
(на). |
|
Алгоритм проведения наклонной траншеи. Основное |
отличие |
алгоритмов проведения наклонной траншеи от алгоритмов про ведения разрезной траншеи состоит в том, что, во-первых, длина наклонной траншеи заранее определяется, во-вторых, сначала производится трассировка наклонной траншеи на всю длину и
только после |
этого производится выборка блоков и, |
в-третьих, |
на счетчик |
подсчета объемов вынимаемой горной |
массы от |
правляется содержимое не всего блока, а его части, пропорци ональной отношению глубины к высоте уступа.
Если |
h — высота |
вскрываемого горизонта |
(слоя), |
а — п р о |
||
дольный |
уклон |
путей, S — длина базисного блока, R — наимень |
||||
шее из |
целых |
чисел, |
для |
которого выполняется соотношение |
||
|
|
|
Stga |
|
|
|
то число R определяет .количество базисных |
блоков, |
по кото |
||||
рым про'.ходит |
съездная траншея.. |
|
|
|||
Ввиду того |
что в каждой |
ячейке для характеристики высоты |
уступа имеется возможность выделить только один разряд, мо
жет |
быть |
восемь |
значений высоты |
уступа |
(при h = 20 м, |
Л( = |
||
= 2,5 |
мХІ, |
где |
і=1,..., 8). Если т = |
— |
-М, |
то первые г іблокоц |
||
|
|
|
|
h |
8 |
|
h |
|
|
|
|
|
|
л |
|
||
уменьшаются |
на |
высоту —, вторые г |
блоков — н а — г и т . |
д., |
||||
|
|
|
|
8 |
|
|
8 |
|
пока наклонная траншея полностью не будет пройдена. |
|
|||||||
Алгоритмы |
формирования координат блоков временных |
на |
клонных траншей аналогичны алгоритмам формирования коор динат блоков разрезных траншей.
При проведении капитальных траншей, например, по юговосточному борту карьера по ходу часовой стрелки пусть пер
вым |
выбирается блок |
(X, |
У), тогда следующим |
разыскивается |
блок |
с координатами |
(X, |
У—1), если этот блок |
отыскивается, |
то снова из координаты |
У вычитается единица, |
и процедура |
поиска блока повторяется. Так действуем до тех нор, пока не
выйдем за контуры карьера. В этом случае |
возвращаемся на |
||
зад на |
один шаг .к предыдущему блоку (Х\, |
У)) и |
разыскиваем |
блок с |
координатами (Х\—1, У,—1). После |
этого |
проверяется |
возможность сохранения первоначального направления тран шеи. Если такой возможности нет, то возвращаемся еще на не сколько шагов назад и изменяем направление проведения тран
шеи с |
учетом выполнения |
ограничения на минимальный |
ради |
|
ус кривизны путей, учет которого особенно |
важен для торце- |
|||
в.ых бортов карьера. |
|
|
|
|
AIWQTJUTM равномерного одностороннего подвигания фронта |
||||
горных |
работт-^ассмотрим |
моделирование |
равномерного |
под- |
цитации фронта горных работ ъ северо-восточном направлении. При этом проводится разрезная траишіея .в 'северо-западном направлении, которая затем расширяется к северо-востоку. Выборка блоков при расширении проводится следующим образом. Начиная с крайнего юго-восточного блока се верного борта, .производим выборку блоков, двигаясь парал
лельно оси |
ОХ до блока, имеющего одну и ту же |
координату |
X с блоком |
начала проведения траншеи. Затем |
направление |
•выборки блоков поворачивается по часовой стрелке до совпа
дения |
с направлением |
оси |
траншеи, |
после |
чего происходит |
|
дальнейшая выборка блоков, пока не будет |
достигнут |
конеч |
||||
ный контур горизонта. После этого снова отыскивается |
край |
|||||
ний юго-восточный блок |
северного борта, и |
выборка |
повто |
|||
ряется до тех пор, пока |
не выполнится |
одно |
из следующих ус |
|||
ловий: |
|
|
|
|
|
|
а) |
годовая потребность |
обогатительной |
фабрики в |
руде |
обеспечена; б) дальнейшее подвигание фронта горных работ в этом на
правлении будет сдерживаться развитием горных работ на вы шележащих горизонтах;
в) горные работы на данном горизонте в северо-западном на правлении подошли к конечному контуру карьера.
Аналогично можно добиться равномерного подвигания фрон та горных работ в юго-восточном направлении. В этом случае выборка блоков будет происходить вдоль южного рабочего бор та карьера.
Если необходимо ускорить подвигание фронта горных работ в северном направлении по сравнению с восточным, то выборка блоков происходит следующим образом. Начиная с самого юговосточного блока северного рабочего борта, выбираем слой бло ков параллельно оси OA!' до тех пор, пока не достигнем блоков выработанного пространства с координатами X меньшими, чем координата X блока начала проведения траншеи, затем возвра щаемся назад и выбираем еще один слой параллельно оси ОХ, после этого поворачиваем направление выборки блоков на се веро-запад и выбираем слой блоков в этом направлении. После достижения конечного контура карьера процедура повторяется:
выбираются две |
эидакав а торные за'ходки вдоль оси ОХ и одна в |
северо-западном |
направлении. |
В случае равномерного разноса южного-исеверного рабочих бортов карьера после проведения разрезной тратныеи последо вательно выбирается слой блоков северного рабочего борта^^зятем слой блоков южного рабочего борта и т. д. Можно добить ся ускоренного подвигания одного из рабочих бортов по срав нению с другими.
Алгоритм развития горных работ с максимальной интенсив ностью в горизонтальном направлении. Рассмотрим алгоритм подвигания фронта в северном направлении. Начиная с крайне-