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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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), (X1, 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-