CC BY
25
© В.А Абрамов, М.А. Антонов, В.В. Агафонов, 2011
УДК 622.013
В.А. Абрамов, М.А. Антонов, В.В. Агафонов
РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЯ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ШАХТ
Приведены результаты исследований по разработке критерия дезинтеграции при оптимизации количественных параметров угольных шахт.
Ключевые слова: слова: угольная шахта, оптимизация, критерий дезинтеграции, параметры.
У^езультаты исследований пока-.лГ зывают, что в достаточно широком диапазоне кривые, отображающие зависимость уровня критерия оптимальности от таких основных количественных парамет-ров, как мощность шахты, длина лавы, скорость подвига-ния очистных забоев (нагрузка), высота горизонта, размеры шахтного поля не пересекается друг с другом, а взаимное расположение этих кривых мало меняется от точки к точке. И это несмотря на то, что кривые в большинстве случаев характеризуют по существу не разные технологические схемы, а разные комбинации решений внутри одной схемы, то есть разные варианты одной схемы: количество одновременно отрабаты-ваемых панелей, разный порядок отработки пластов и шахтного поля, вид транспорта, системы разработ-ки, разные схемы вентиляции, высо-та горизонта и т.д. Особенно за-метной согласностью отличаются кривые эффективностей у различ-ных технологических схем, на-при-мер, вариантов блоковой шахты и индивидуальной шахты. В этих условиях сравнение двух разных комбинаций технологических параметров и тем более разных технологических схем шахты получает однозначное ре-
шение в широком диапазоне изме-нения основного количественного параметра
ш, Аоз^ 1л У0.з.).
Таким образом, критерием, обеспечивающим корректность обособленности оптимизации параметров является наличие согласности изменения эффективностей разных расчетных вариантов при изменении количественного параметра.
Для количественной оценки степени согласности взаимного изменения эффективности разных технологических схем в диапазоне изменения основного параметра, то есть выявления тенденций соотношения вариантов по материалам всего диапазона, принята функция относительной согласности.
Эта функция представляет собой производную модуля разности между кривыми зависимости критерия оптимальности от основного количественного параметра для сравниваемых технологических схем.
Обозначим зависимость критерия оптимальности от основных параметров шахты для двух различных технологических схем соответственно: У1(х) и У2(х), где х — любой основной количественный параметр, например, мощность шахты.
Тогда функция удобна тем, что характер взаимного пересечения этих кривых в любом интервале изменения x можно оценивать только по знаку функции. Предполагая непрерывность и гладкость кривых уи у2^), можно утверждать, что будут иметь место четыре случая поведения функции.
I случай. Кривые имеют тенденцию к сближению с увеличением параметра x .
|У1(х1) — У2(х1)| > ... > |У1(хк) - У 2(хк) 1.
В этом случае функция отрицательна в рассматриваемом интервале.
II случай . Кривые расходятся при увеличении параметра x
|У1(х1) — У2(х1)| < !У 1 (х2) — У 2(х2) 1 < ...
< |у1(хк) — У2(хк)| — функция положительна.
III случай. Кривые изменяются аналогично, согласно
|У1(х1) — У2(х1)| ~ |У1(х2) — У 2(х2) 1 ~ ...
~ |У1(хк) — У2(хк)|.
В случае согласного поведения кривых функция относительной согласности приблизительно равна нулю.
IV случай. Здесь возможны подслу-чай:
Подслучаю «а» соответствует взаимное расположение кривых, при этом функция меняет знак с «+» на «-».
В случае б1 и б2 функция меняет знак с «-» на «+".
Вместе с тем, анализ проведенных оптимизационных расчетов показал, что использование критерия обособленности оптимизации параметров шахт возможно лишь в некотором диапазоне (в одних случаях более, в других менее широком) изменения основного параметра. В этом случае встает задача выявления тенденций изменения взаимного соотношения технологических схем по эффективности при разных значениях основного параметра.
Следовательно, критерием, обеспечивающим корректность обособленности оптимизации параметров, является наличие интервалов изменения основных параметров, в которых сравнительная эффективность расчетных отличается достаточной согласностью, равноценностью и обязательной принадлежностью этим интервалам значений основных параметров, соответствующих прогрессивному уровню. Если из двух технологических схем одна оказалась более экономичной при некоторых значениях количественных параметров шахты, то существует область значений этих параметров, в которой сохраняется такое же соотношение эффективностей данных технологических схем. Любые две кривые зависимости критерия от аргумента, не пересекающиеся в пределах данного интервала или всего диапазона изменения основного параметра, условно можно назвать «согласными», а пересекающиеся в некотором интервале — «несогласными» в данном интервале.
В этом случае при каком бы значении основного параметра хi мы ни сравнивали разные технологические схемы, всегда выполняется соотношение
у(хО > Уп(х0 > yIII(xI)
для всех х[ , а также соотношения:
I II III I . II . III х о = х о = х 0 ; у о > У 0 > У о.
I н ш где х о , х о , х о — оптимальные значения основного параметра.
Исходя из всех общих случаев взаимного соотношения технологических схем, можно сделать следующие выводы:
• обсчет технологических схем, характеризующихся соотношением эффективностей в интересующем интервале изменения основного параметра подобно 1 и 2 случаю, позволяет правильно и надежно отсеивать неэффективные
и выбирать самую экономичную и близкие к ней схемы;
• обсчет технологических схем, характеризующихся соотношением эффективностей подобно 3-му случаю, также позволяет, но в узком интервале, выделить неэффективные схемы и выбрать экономичные. В окрестности точек пересечения кривых (если эти точки находятся в интересующем нас интервале значений параметра, следует оставить для количественной оптимизации все близкие по эффективности схемы.
Анализ соотношения взаимосвязи у качественных и количественных параметров шахты позволяет отметить наиболее многосвязные параметры и параметры, отличающиеся значительной автономностью. Этим определяется количество ограничений, которые должны учитываться при определении тех или иных параметров шахты. Неодинаковая роль качественных и количественных параметров в формировании технологической схемы шахты, различная динамичность за время работы шахты часто создают предпосылки для раздельного определения и обоснования основных качественных и количественных параметров шахты.
Выделение обособленных задач приводит к значительному упрощению математической модели оптимизации параметров шахты и мало влияет на точность решений.
Сохранение условий комплексности параметров шахты может быть достигнуто, если будут учтены взаимные требования параметров друг к другу.
Разработанный в данном контексте критерий дезинтеграции оптимизации параметров шахты обеспечивает корректность применения методики последовательной оптимизации качественных и количественных параметров шахт.
При экономико-математическом моделировании нагрузки на очистной забой обычно ограничивают технически возможным значением. Значительный рост нагрузки на очистной забой обусловил значительное увеличение сечений или проведение дополнительных горных выработок, применения дорогостоящего оборудования и специальных схем проветривания, требующих дополнительных затрат. Во всяком случае рост нагрузки на очистной забой, начиная с некоторого уровня, может не сопровождаться значительным снижением затрат на 1 т добычи.
Считалось, что максимально возможная по организационно-техни-
ческим условиям и допустимая по фактору вентиляции нагрузка на очистной забой одновременно является и оптимальной.
Конструирование качественных характеристик технологических схем и их систематизация показали, что при проектировании и реконструкции действующих шахт для любых горногеологических условий возникает значительное число допустимых вариантов технологических схем шахты, а методов, позволяющих в одной модели оценивать качество большого числа вариантов, нет.
В настоящее время принимаемые к проектной проработке варианты технологической схемы шахты формируются специалистами-экспертами, обладающими, как правило, высокой квалификацией и имеющими большой практический опыт проектирования. При этом могут возникнуть существенные расхождения во мнениях отдельных экспертов относительно включения тех или иных вариантов технологических схем в выделяемое подмножество. Таким образом, может оказаться, что оптимальный вариант технологической схемы шахты не бу-
дет включен в проектную проработку и, следовательно, окажется отброшенным.
Основной задачей при проектировании новой шахты является выбор оптимального варианта технологической схемы горных работ (схема вскрытия и подготовки). В общем виде задача заключается в разработке человекомашинной процедуры, позволяющей выделить из всего множества допустимых вариантов технологических схем шахт некоторое число прогрессивных
вариантов в каком-то определенном смысле. Для этого необходимо разработать процедуру, обеспечивающую полный перебор всех возможных вариантов технологической схем.
Полный перебор большого количества вариантов из исходного множества требует разработки специального способа представления вариантов, удобного для их сравнения на ЭВМ с привлечением критерия дезинтеграции. ПГСге
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------
Абрамов В.А. — аспирант кафедры ПРПМ,
Антонов М.А. — студент,
Агафонов В.В. — доктор технических наук, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
A
-------------------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
(840/10-11 от 07.07.11) 4 с.
Латышев Виктор Александрович - кандидат технических наук, доцент, Ямальский нефтегазовый институт - доцент кафедры естественно научных и технических дисциплин.
Рассмотрены вопросы создания элементов и блоков электронных устройств. Выполнен анализ функциональных возможностей системы программирования Multislim. Приведена методика разработки узлов и блоков электронных устройств.
Ключевые слова: элементы и блоки, электронные устройства, функциональные возможности, система программирования, Multislim, узлы и блоки.
Latishev V.A. AUTOMATION SYSTEM OF ELECTRONIC DEVICES ELEMENTS DESIGNING
This article addresses the matters related to the creation of elements and blocks of electronic devices. The analysis offunctional possibilities ofprogramming system Multislim is provided. Methods of units and blocks of electronic devices development is done.
Key words: elements and blocks, electronic devices, functional possibilities, programming system, Multislim , units and blocks.
