Научная статья на тему 'СИНТЕЗ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ И ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ'

СИНТЕЗ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ И ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
57
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Уголь
Scopus
ВАК
CAS
GeoRef
Ключевые слова
УГОЛЬНАЯ ШАХТА / ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА / ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПОДХОД / ОБОБЩЕННЫЙ ГРАФ УГЛЕДОБЫЧИ / МАТРИЦА СМЕЖНОСТИ / КОМПАКТ ВЕКТОР / COAL MINE / FUNCTIONAL STRUCTURE / TECHNOLOGICAL SYSTEM / HEURISTIC APPROACH / GENERALIZED COAL PRODUCTION GRAPH / INCIDENCE MATRIX / COMPACT VECTOR

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Беляев В.В., Агафонов В.В.

Рассмотрена процедура синтеза высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт на базе интеграции методологических эвристических подходов в постановке выбора оптимальной пространственнопланировочной сети горных выработок, оптимальных параметров основных технологических подсистем (очистные и подготовительные работы, транспорт-подъем, вентиляция, технологический комплекс поверхности и другое) и оптимального горнодобывающего оборудования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Беляев В.В., Агафонов В.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYNTHESIS OF HIGH-PERFORMANCE AND ADVANCED TECHNOLOGICAL SYSTEMS FOR COAL MINES

The paper reviews a procedure for synthesizing high-performance and advanced technological systems for coal mines based on integration of methodological heuristic methods in defining the optimal spatial and planning network of mine workings, optimal parameters of the main technological subsystems (production and development work, haulage and hoisting, ventilation, surface facilities, etc.) and the most appropriate mining equipment.

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ И ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ»

Оригинальная статья

УДК 622.013.3:622.33.012.2 © В.В. Беляев, В.В. Агафонов, 2020

Синтез высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт

Р0!: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-11-36-42 -

БЕЛЯЕВ В.В.

Канд. техн. наук,

начальник производственного отдела ООО «Сибнииуглеобогащение», 115054, г. Москва, Россия, e-mail: BeliaevVVia@suek.ru

АГАФОНОВ В.В.

Доктор техн. наук, профессор кафедры «Геотехнологии освоения недр» Горного института НИТУ«МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: msmu-prpm@yandex.ru

Рассмотрена процедура синтеза высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт на базе интеграции методологических эвристических подходов в постановке выбора оптимальной пространственно-планировочной сети горных выработок, оптимальных параметров основных технологических подсистем (очистные и подготовительные работы, транспорт-подъем, вентиляция, технологический комплекс поверхности и другое) и оптимального горнодобывающего оборудования. Ключевые слова: угольная шахта, функциональная структура, технологическая система, эвристический подход, обобщенный граф угледобычи, матрица смежности, компакт вектор.

Для цитирования: Беляев В.В., Агафонов В.В. Синтез высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт // Уголь. 2020. № 11. С. 36-42. 00!: 10.18796/0041-5790-2020-11-36-42.

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития угольной промышленности для обеспечения должной конкурентоспособности угольных предприятий в России и мировой практике принята концепция перехода к интенсивным и инновационным технологиям угледобычи (технологиче-

ские структуры «шахта-лава», многоштрековая подготовка и отработка запасов выемочных участков, совместная (открыто-подземная) отработка запасов месторождений и другое). Данное обстоятельство диктуется, в основном, перманентной нестабильностью топливно-энергетического рынка, последствиями мирового экономического кризиса и напрямую определяется продуктивностью и рентабельностью угледобывающих предприятий в современной рыночной среде.

В общем случае, главным преимуществом инновационных технологий является постоянное и неуклонное повышение производительности труда, которое в передовых угледобывающих странах увеличивается ежегодно на 10-15%, причем это обеспечивается за счет роста энерговооруженности угледобывающего оборудования, его производительности и надежности, и, как следствие, безотказности, которая у большинства машин составляет 80-95%. Анализ прикладных и теоретических исследований в сфере горной науки показал, что немалая роль в этой области отводится и аспекту создания высокоэффективных и прогрессивных технологических систем угольных шахт, адаптированных к функционированию в рыночных условиях с учетом сложившихся тенденций и закономерностей [1]. Естественно, что превалирующая роль при этом должна отводиться последним достижениям угледобывающей техники и технологиям угледобычи, социально-экономическим требованиям к труду, обеспечению должной промышленно-экологической безопасности на современном уровне развития научно-технического прогресса.

При этом при формировании технологических систем угольных шахт в обязательном порядке, необходимо учитывать основные аспекты концепции эмерджментных свойств системы (несовместимость, отказы и другое) и принципы иерархии и соподчиненности элементов подсистем, адаптации, устойчивости и т.д.

Таким образом, в условиях динамично развивающейся конкурентной среды на рынке угля вопрос синтеза высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт с комплексной оптимизацией их функциональных структур является актуальной задачей, причем приоритет формирования устойчивой конкурентной позиции должен достигаться за счет эффективного системного взаимодействия всех элементов технологической системы. Эффективность ее функционирования во многом определяется оптимальны-

ми количественными и качественными параметрами, способностью быстро адаптироваться к изменяющимся горно-геологическим и горнотехническим условиям, трансферту зарубежных технологий угледобычи и горнодобывающей техники с обязательным выделением стратегической базовой подсистемы, в качестве которой выступает выемочный участок. В силу того, что в обязательном порядке существует некая неопределенность в процессе развития техники и технологии угледобычи, существует и определенная степень адаптивности технологических систем угольных шахт с учетом прогнозной карты изменений этих представлений.

Взаимодействие основных факторов горного производства и стоимостных параметров, существующего налогового и макроэкономического окружения при этом позволяет создавать множество комбинаций при конструировании и формировании функциональных структур технологических систем угольных шахт даже с учетом высокой степени стохастичности.

ПРОЦЕДУРА ОБОСНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ И ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Технология добычи угля подземным способом представляет собой сложную, динамическую, развивающуюся систему с иерархической функциональной структурой, которая должна гибко и адаптивно приспосабливаться к изменяющимся в сторону негативного воздействия горногеологическим условиям эксплуатации (рост глубины разработки, газообильности, температуры вмещающих пород и т.д.). В связи с этим высокие требования должны предъявляться к качеству процедуры формирования облика будущей высокоэффективной и прогрессивной шахты, что в прогностическом аспекте подразумевает анализ любого множества вариантов функциональной структуры и выбор оптимального варианта с помощью определенных оптимизационных процедур. В данной работе задача комплексной оптимизации функциональной структуры технологической системы угольной шахты, основных параметров и горнодобывающего оборудования подземной угледобычи, включая систему основных пространствен но-планировочных решений и взаимоувязанных элементов основных технологических подсистем, решалась на базе эвристического подхода [2, 3, 4, 5].

При этом подразумевается, что комплексная оптимизация технологических систем угольных шахт -это совместное решение задач выбора оптимальной пространственно-планировочной топологии сети горных выработок, оптимальных параметров работы основных подсистем (очистные и подготовительные работы, вентиляция, транспорт-подъем, технологический комплекс поверхности и другое) и оптимального горнодобывающего оборудования.

Сущность используемого метода оптимизации состоит в решении следующих задач:

- определение перечня исходных данных для синтеза проектных решений прогрессивных технологических систем угольных шахт;

- обоснование и выбор оптимальной пространственно-планировочной топологии сети горных выработок;

- обоснование основных количественных и качественных параметров технологических систем угольных шахт;

- выбор оптимального горнодобывающего оборудования.

Схематизация процесса задач синтеза технологических систем угольных шахт и взаимодействие основных ее подсистем, то есть схема предлагаемой общей стратегии решения задач проектирования технологических систем с учетом адаптации к угольным шахтам приведена на рис. 1.

Проведенный анализ внутренней структуры логико-информационной модели выявил, что обеспечивающая часть проектирующей системы должна в обязательном порядке включать методологическое, методическое, технологическое, техническое, лингвистическое, информационное и программное обеспечение. Связано это и с тем, что для угледобывающих предприятий число альтернативных технологических схем при добыче угля подземным способом может достигать нескольких тысяч, те же тенденции присущи и процедуре выбора оптимального горнодобывающего оборудования одного вида (размах вариации 3-30). Анализ выполненных работ в данной области показал, что наиболее целесообразным и эффективным в этой ситуации является использование методов экспертного анализа, позволяющих оценивать степень влияния отдельных проектных решений на уровень критерия оптимальности (целевую функцию), ранжировать их в строгом соответствии по этому признаку и определять наиболее предпочтительные для последующей оптимизации, что однозначно снижает размерность поставленной задачи и объем необходимых вычислений.

Процесс проектирования в данной постановке предлагается начинать с синтеза пространственно-планировочной топологии сети горных выработок технологических систем угольных шахт. Данный аспект реализовывается на основе гипотетической обобщенной технологической схемы и с помощью эвристического алгоритма синтеза топологии (ЭАСТ) [6]. Этот алгоритм соответствует интегрально-эвристической оптимизации топологии, параметров и элементов. Он включает следующие составляющие:

- иерархическое построение баз знаний и данных в виде информативного дерева;

- разработку объектно-ориентированной структуры, стратегии и процедуры определения оптимальных решений по синтезу альтернативных вариантов технологических систем угольных шахт;

- логическое структурирование проблемы создания эффективных технологических систем угольных шахт с иерархическими уровнями;

- типизацию проектных решений на базе унификации объемно-планировочных, технологических и технических решений;

- выделение элементов-таксонов вариантов технологических подсистем угольных шахт;

- разработка модульных структур технологических систем угольных шахт;

- выделение конструктивных элементов технологических систем угольных шахт;

Схематизация процесса задач синтеза технологических систем угольных шахт

Подсистема технологического проектирования (организация проектных работ)

Синтез топологии сети горных выработок технологической системы

угольной шахты I

Обоснование основных количественных и качественных параметров технологической системы

Определение иерархической последовательности оптимизации функциональной структуры угольных шахт

Выбор и обоснование оптимальных составляющих комплекса основных технологических подсистем угольных шахт и оптимального горнодобывающего оборудования

Формирование алгоритма выбора и расчета критерия оптимальности технологической системы угольной шахты (целевой функции)

Выбор и обоснование методов моделирования и технико-экономического анализа

h

Центральные и локальные базы (банки) данных для проектирования

I

База данных для реального (рутинного) проектирования

База данных прототипов и аналогов угольных шахт

{

База данных «Геология (символьная и графическая)»

База данных «Угледобывающие технологии и горнодобывающее оборудование»

База экономических данных (расчеты и нормативы, налоговое окружение и т.д.)

База данных по очистным работам

База данных по подготовительным работам

}

База данных по внутришахтному транспорту и подъему

База данных по вентиляции (проветривание шахтных и выемочных полей)

База данных по процессам технологического комплекса поверхности

База данных по вспомогательным процессам ведения подземных горных работ

| Подсистема реального (рутинного) проектирования

Обоснование инвестиций в строительство и техническое оснащение угольных шахт

Бизнес-план |

Задание на проектирование

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) проекта строительства шахты Рабочая и сметная документация Нормативное и информационное обеспечение проектирования угольных шахт

Подсистема автоматизированного проектирования CAD - (Computer Aided Design) CADD - (computer-aided design and drafting) CAGD - (computer-aided geometric design) CAE - (computer-aided engineering) CAA - (computer-aided analysis) CAM - (computer-aided manufacturing) CAPP - (computer-aided process planning)

Верификация результатов проектирования

Оценка эффективности и качества проектов строительства угольных шахт

Рис. 1. Логико-информационная модель проектирования технологических систем угольных шахт

- выделение условий оптимального сочетания элементов технологической системы (обеспечение сопоставимости и адаптивности);

- выбор целевой функции критерия оптимальности;

- синтез интегрированных решений оптимального сочетания структур элементов;

- проверку вариабельности синтезированных проектных решений технологических систем угольных шахт.

Для синтеза технологической системы угольной шахты вводятся понятия «потоковая матрица смежности обобщенной схемы» и «алгоритмы вариации элементами и связями», что предполагает проведение технико-экономического анализа при текущих топологии системы, параметрах и наборе элементов.

Далее идет варьирование переменными, и процедуры повторяются до тех пор, пока для данной топологии технологической системы будут найдены оптимальные параметры и оборудование.

Сложная пространственная система горных выработок, увязанная с основными технологическими подсистемами угольных шахт, является наиболее консервативной частью технологической системы, поэтому одной из самых сложных проблем является синтез топологии технологической системы на основе обобщенной. Данная гипотетическая обобщенная технологическая схема добычи угля включает в себя предельно возможное количество технологических элементов и связей потоков. Она формируется на основе анализа существующих современных способов и схем добычи угля и включает в себя практически все самые современные научно-технические решения, элементы и узлы.

Для решения задачи синтеза различных топологий наиболее удобными являются построение и анализ характеристического потокового графа гипотетической обобщенной схемы с использованием его «структурных возможностей» [7, 8]. Вершины характеристического потокового графа соответствуют элементам обобщенной схемы, которые изменяют конкретную характеристику потоков. Дуги характеристического графа отвечают потокам данной конкретной характеристики. В целях минимизации объема обрабатываемой информации рациональнее использовать потоковую матрицу смежности [9, 10].

Пространственно-планировочная топология сети горных выработок описывается в общем виде графом, определяющим топологию сети горных выработок в начальный момент моделирования, наборами предикатов, определяющих логику увеличения либо уменьшения топологической сети горных выработок и финальным графом, определяющим топологию сети горных выработок по окончании моделирования.

Взаимодействие между блоком моделирования трансформации исходных данных, ограничивающих условий и блоком имитации трансформации технологических систем угольных шахт осуществляется с помощью контура обратной связи. Основные базовые составляющие описанной процедуры представлены ниже.

Остов графа - это подграф данного графа, содержащий все его вершины и являющийся деревом.

Матрица смежности графа - это квадратная матрица (по числу вершин графа), где каждый элемент матри-

цы (на пересечении /-столбца и у-ряда) есть состояния связи между вершинами / и у. Элемент матрицы равен 1, если /-вершина графа соединена с у-вершиной графа. Во всех других случаях, в том числе когда / = у, значение элемента матрицы равно 0.

Пусть Б = (К,Х) - орграф,

где К = {V!, У2,..., V }X = {X!, Х2, ..., Хт}.

Определение. Матрицей смежности орграфа Б называется квадратная матрица А(Б) = [а] порядка п, у которой:

_ IX если (у,.,^.) е X;

а" ~ [0, если (у„уу.) <£ X.

Определение. Матрицей инцидентности орграфа Б называется (птт) - матрица Б(Б) = [Ь ], у которой:

ъУ =

1, если вершина у; является концом .пути ху, —1, если вершина V,. является началом дуги ху 0, если вершина V,. не инцидентна дуге ху

Введем также матрицы смежности и инцидентности для неориентированных графов. Пусть О = (К,Х) - граф, где

V = {V,, V, ..., V },X = {х,, х., ..., х }.

Определение. Матрицей смежности графа О называется квадратная матрица А(О) = [а.] порядка п, у которой:

_ IX если (у,.,у;) е X; а'] ~ [0, если (у,, у,) <£ X.

Определение. Матрицей инцидентности графа О называется (птт) - матрица Б(О) = [Ь ], у которой:

[X если вершина V,. инцидентна ребру х}\ [О, если вершина V,. не инцидентна ребру хг

Используя матрицу смежности, легко определить локальные степени вершин графа: сумма элементов матрицы по строке равна локальной степени соответствующей вершины. Для орграфов по строке определяются полустепени исхода, по столбцам - полустепени захода.

Перестроение матрицы смежности в компакт-вектор

Если построчно пронумеровать все ячейки матрицы смежности, то получим массив (М). Элементы этого массива, соответствующие нулевым значениям матрицы смежности, заменим нулями. В результате получим адресную матрицу смежности (Б).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

М =

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 И 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31 32

33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48

49 50 54 55 56 57 58 59

57 58 59 60 61 62 63 64

5 =

0 2 3 0 0 0 0 0

9 0 11 0 0 0 0 0

0 0 0 20 0 0 0 0

0 0 0 0 29 0 0 0

0 34 0 0 0 38 0 0

41 0 0 0 0 0 47 0

0 0 0 0 53 0 0 56

0 0 0 0 0 62 0 0

Если выписать все нулевые элементы этой матрицы в строку через пробел, то получим компакт-вектор s:

5 = 2 3 9 11 20 29 34 38 41 47 53 56 62.

Списки смежности

Как и в других задачах, использующих списки, представление графа в виде списков дуг позволяет работать с динамически изменяющейся информацией.

Граф представляется в виде списка элементов, соответствующих вершинам графа, из которых выходят какие-либо дуги. Каждый элемент есть указатель на список вершин, смежных с соответствующей вершиной.

Если точно известно, что множество вершин не будет изменяться, то граф можно представлять одномерным массивом с числом элементов, равным числу вершин, где 1-й элемент есть указатель на список вершин, смежных с данной вершиной. Для рассматриваемого графа соответствующий массив списков смежности будут выглядеть следующим образом:

Все эти представления графа изоморфны. Можно из одного представления легко получить другое. Для одной и той же задачи можно использовать разные представления. Например, задать граф списком дуг, перевести его в матрицу смежности и решать задачу, используя матричное представление.

С учетом вышеизложенного укрупненный эвристический алгоритм процедуры синтеза технологических систем угольных шахт представлен на рис. 2.

Как указывалось выше, в каждом альтернативном варианте технологической системы угольной шахты возможно

использование различных наборов горношахтного оборудования.

Исходя из этого, на выходе блока формирования вариантов технологических систем являются индексно-числовые множества, определяющие возможно реализуемые технологические системы и параметры отработки запасов участка месторождения:

Б. = {V; Г(Л); &№&/(/); Г(Л)е Г; 0(7) е 0},

где Б. - индекс варианта технологической системы угольной шахты, V- индекс типа технологической системы; -множество индексов технологических систем, совместимых с горно-геологическими и горнотехническими условиями разработки .-го участка месторождения; Г(Л) - технологические и технические параметры технологической системы; Г. - множество действительных чисел, определяющих диапазон варьирования технологических и технических параметров технологической системы; 0(,Т) - вариант набора горнодобывающего оборудования; 0. - индексное множество наборов горнодобывающего оборудования, которое можно использовать при реализации .-й технологической системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате обзора и анализа научных исследований, практических разработок в области проектирования горнодобывающих предприятий, формирования и синтеза их технологических систем с комплексной оптимизацией параметров установлено, что результативность их реализации должна быть увязана с учетом последних достижений научно-технического прогресса в области угледобычи, а стратегия развития проектирования - с системным подходом и современными информационными технологиями.

2. Показано, что теоретической основой методологического и научно-методического обеспечения концепции формирования и обоснования функциональных структур угольных шахт при сложившихся тенденциях и закономерностях в угольной отрасли должен составлять эвристический подход к задаче комплексной оптимизации структуры технологической системы подземной угледобычи, включая систему основных пространственно-планировочных решений и взаимоувязанных элементов основных технологических подсистем.

3. На базе проведенных исследований установлено, что общий алгоритм синтеза функциональных структур угольных шахт эффективно реализуется на базе интеграции методологических эвристических подходов, иерархической структуры декомпозиции (классификационной структуры технологической системы) с учетом принципов совместимости элементов.

ВЫВОДЫ

Разработанные методические положения для принятия, обоснования и синтеза проектных решений технологических систем угольных шахт позволяют количественно оценивать технологическую, экономическую и совокупную эффективность проектных решений.

При синтезе технологических систем угольных шахт вариабельность исходных данных статистически неустойчи-

Рис. 2. Укрупненный эвристический алгоритм процедуры синтеза технологических систем угольных шахт

ва, идеология эвристического подхода предполагает ориентирование проектных организаций на пошаговое осуществление оптимизации проектных решений, что предполагает гармонизацию целей элементов синтезированной технологической системы и расчетного синергетиче-ского эффекта.

Список литературы

1. Агафонов В.В., Антонов М.А., Оганесян А.С. Адаптация методов оптимизации многофакторных задач и специальных методов оптимизации сложных систем к технологи-

ческим схемам угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал).

2014. № 11. С. 367-371.

2. Назаренко Р.Н. Сравнение некоторых эволюционных методов оптимизации сложных систем. Харьков, Сб. трудов ХНУРЕ, 2000.

3. Организационно-технологическое и научно-методическое обеспечение проектирования угледобывающих предприятий: монография / В.В. Мельник, В.В. Агафонов, С.С. Гребенкин и др. Донецк: «ВИК»,

2015. 380 с.

4. Мельник В.В., Агафонов В.В. Развитие методологии проектирования и обоснования функциональных структур предприятий подземной угледобычи. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. Отдельный выпуск № 1. С. 363.

5. Швецов А.Н. Агентно-ориентированные системы: от формальных моделей к промышленным приложениям / Всероссийский конкурсный отбор обзорно-аналитических статей по приоритетному направлению «Информационно-телекоммуникационные системы», 2008. 101 с.

6. Romanov A., Amerikanov A., Leghnev E. Analysis of Approaches for Synthesis of Networks-on-chip by Using Circulant Topologies // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1050. N 1. P. 1-12.

7. Agrawal Rakesh, O'Reilly Tim, Stonebraker Michael. The Claremont Report on Database Research // Sigmod Record. 2008. Vol. 37. N 3. P. 9-19.

8. Eric Friedman, Peter Pawlowski, John Cieslewicz. SQL / MapReduce: A practical approach to self-describing, polymorphic, and parallelizable userdefined functions // Proceedings of the 35th VLDB Conference, Lyon, France. 2009. Vol. 2. N 2. P. 1402-1413.

9. Thomas M. Connolly, Carolyn E. Begg. Database Systems: A practical approach to design, implementation and management. Addison Wesley, 2009. 112 p.

10. Contingency Planning Guide for Federal Information Systems / Marianne Swanson, Pauline Bowen, Amy Wohl Phillips et al. National Institute of Standards and Technology Special Publication 800-34. USA, May 2010. 59 p.

UNDERGROUND MINING

Original Paper

UDC 622.013.3:622.33.012.2 © V.V. Belyaev, V.V. Agafonov, 2020

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 11, pp. 36-42 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-11-36-42

Title

SYNTHESIS OF HIGH-PERFORMANCE AND ADVANCED TECHNOLOGICAL SYSTEMS FOR COAL MINES Authors

Belyaev V.V.', Agafonov V.V.2

1 "Sibniiugleobogashchenie" LLC, Moscow, 115054, Russian Federation

2 National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation

Authors' Information

Belyaev V.V., PhD (Engineering), Head of production department, e-mail: BeliaevVVia@suek.ru

Agafonov V.V., Doctor of Engineering Sciences, Professor of "Geotechnolo-gies of mineral development" department of the Mining Institute, e-mail: msmu-prpm@yandex.ru

Abstract

The paper reviews a procedure for synthesizing high-performance and advanced technological systems for coal mines based on integration of methodological heuristic methods in defining the optimal spatial and planning network of mine workings, optimal parameters of the main technological subsystems (production and development work, haulage and hoisting, ventilation, surface facilities, etc.) and the most appropriate mining equipment.

Keywords

Coal mine, Functional structure, Technological system, Heuristic approach, Generalized coal production graph, Incidence matrix, Compact vector.

References

1. Agafonov V.V., Antonov M.A. & Oganesyan A.S. Adaptation of methods for optimization of multifactor tasks and special methods for optimization of complex systems to technological schemes of coal mines. Gorniy infor-matsionno-analiticheskiy bjulleten (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal), 2014, No. 11, pp. 367-371. (In Russ.).

2. Nazarenko R.N. Comparison of some evolutionary methods for optimising complex systems. Kharkov, Collected Works of Kharkiv National University of Radio Electronics (NURE), 2000. (In Russ.).

3. Melnik V.V., Agafonov V.V., Grebenkin S.S. et al. Organizational-technological and scientific-methodological support of designing of coal-mining operations: monograph. Donetsk, VIK Publ., 2015, 380 p. (In Russ.).

4. Melnik V.V. & Agafonov V.V. Development of design methodology and justification of functional structures of underground coal mining operations. Gorniy informatsionno-analiticheskiy bjulleten (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal) - Mining Informational and Analytical Bulletin (Scientific and Technical Journal), 2015, Special Issue 1, pp. 363. (In Russ.).

5. Shvetsov A.N. Agent-focused systems: from formal models to industrial applications. All-Russian competitive selection of review and analytical articles in the priority direction "Information and telecommunication systems",

2008, 101 p. (In Russ.).

6. Romanov A., Amerikanov A. & Leghnev E. Analysis of Approaches for Synthesis of Networks-on-chip by Using Circulant Topologies. Journal of Physics: Conference Series, 2018, Vol. 1050, No. 1, pp. 1-12.

7. Agrawal Rakesh, O'Reilly Tim & Stonebraker Michael. The Claremont Report on Database Research. Sigmod Record, 2008, Vol. 37, No. 3, pp. 9-19.

8. Eric Friedman, Peter Pawlowski & John Cieslewicz. SQL / MapReduce: A practical approach to self-describing, polymorphic, and parallelizable userdefined functions. Proceedings of the 35th VLDB Conference, Lyon, France, 2009, Vol. 2, No. 2, pp. 1402-1413.

9. Thomas M. Connolly & Carolyn E. Begg. Database Systems: A practical approach to design, implementation and management. Addison Wesley,

2009, 112 p.

10. Marianne Swanson, Pauline Bowen, Amy Wohl Phillips, Dean Gallup & David Lynes. Contingency Planning Guide for Federal Information Systems. National Institute of Standards and Technology Special Publication 800-34, USA, May 2010, 59 p.

For citation

Belyaev V.V. & Agafonov V.V. Synthesis of high-performance and advanced technological systems for coal mines. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 11, pp. 36-42. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-11-36-42.

Paper info

Received July 14,2020 Reviewed August 10,2020 Accepted October 9,2020

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.