CC BY
24
При заложении центральных стволов со стороны лежачего бока залежи:
S11 -- S12 - S13 -- S14 - S15 - S22 -- вы-
бор одноступенчатой схемы
S11 - S12 - S13 - S14 - S16 - S17 - S22 -выбор многоступенчатой схемы
При заложении центральных стволов со стороны висячего бока залежи:
S11 S18 S22
При заложении центральных стволов в поле месторождения:
S11 S19 S20 S21 S22
При объектно-ориентированном подходе объектом является конкретная схема вскрытия, относящаяся к классу многоступенчатых схем. В качестве примера опишем класс многоступенчатых схем вскрытия при использовании математической модели, учитывающей параметры определяющие топологию схемы [2, 3].
Подкласс одноступенчатых схем: CBM1(a,Hp, hB, h^, lKB, 1ц, V)
Входные параметры:
а — угол падения залежи (град); Нр — глубина распространения залежи (м); hB — расстояние от поверхности до верхнего горизонта (м); h,, — высота этажа (м); 1кв — длина квершлага верхнего горизонта (м); 1ц — ширина предохранительного целика (м).
Выходные параметры:
V — суммарный объем вскрывающих выработок (м3).
Подкласс двухступенчатых схем: СВМ2(СВМ1, n1)
Выходные параметры:
n1 — число горизонтов, принадлежащих первой ступени.
1. Bertalanfy L. General System Theory — a Critical Review // General System, vol. VII, 1956, p. 11— 17.
2. Некрасов В.П., Лещуков Н.Н., Матвеев П.Ф. Математический аппарат выбора схем вскрытия глубоких горизонтов шахт // Екатеринбург, УГГГА, 1995. - 93 с.
Подкласс трехступенчатых схем:
СВМ3(СВМ2, п2)
Выходные параметры:
п2 — число горизонтов, принадлежащих второй ступени.
Аналогично определим подкласс р — ступенчатых схем:
СВМР(СВМ(Р - 1), пр-1)
Выходные параметры:
пр-1 — число горизонтов, принадлежащих (р - 1) - й ступени.
Критерием управления является качество проекта с учетом прогнозируемого риска. Критериальное пространство при выборе схемы вскрытия составляют технологические, экономико-математические, временные и смешанные критерии [2[. Все они имеют определенный уровень риска, возрастающий при увеличении глубины вскрытия месторождения. Поэтому при выборе варианта вскрытия следует ориентироваться не на один, а на несколько разнотипных критериев оценки эффективности. В качестве одного из таких критериев, особенно на начальном этапе при отборе неконкурентоспособных вариантов, может использоваться метрический, под которым понимается суммарный объем вскрывающих выработок. Его характеризуют простота вычислений, независимость от финансовой конъюнктуры рынка, очевидность для проектировщиков.
Выходные параметры компонент являются исходной информацией для управления этапом строительства шахты и выбора подъемного оборудования.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Некрасов В.П. Многоступенчатые схемы вскрытия глубоких горизонтов шахт // Изв. вузов. Горный журнал, 1997, N 9 - 10. - С.21 - 24.
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------------
Зобнин Борис Борисович — профессор, доктор технических наук,
Некрасов Владимир Петрович — доцент, кандидат технических наук, кафедра информатики, Уральская государственная горно-геологическая академия. ^ © А.1. дедегкаев, в. 11. Алексеев,
2004
УДК 656.13
А. Г. Дедегкаев, В.П. Алексеев
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНО-ТРАНСПОРТНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ ГОКОВ
Семинар № 10
Горно-транспортные комплексы ГОКов представляют собой сложные высокомеханизированные технологические комплексы, включающие значительное количество добычного и транспортного оборудования большой единичной мощности.
Эффективное функционирование таких предприятий возможно лишь на основе соответствующего управления, при котором все основные производственные процессы и вспомогательные операции взаимосвязаны во времени и пространстве [1], которое реализуется как правило посредством внедрения автоматизированных систем управления технологическими процессами [7].
Автоматизированные системы оперативного управления горнотранспортными работами призваны обеспечить оптимальное функционирование процессов погрузки и транспортирования горной массы как единого целого и решать следующие задачи:
• управление подачей руды на обогатительную фабрику;
• управление средним содержанием металла в отгружаемой руде;
• управление вывозом вскрышных пород на отвалы;
• управление загрузкой забойных экскаваторов;
• регулирование движения транспорта.
Проблема создания упомянутых систем
управления обусловлена большим количеством объектов управления с высокой степенью подвижности, рассредоточенных на больших территориях, на которых располагается аппаратура АСУ, тяжелыми условиями работы периферийной аппаратуры (повышенные вибрации, широкий диапазон температуры и влажности окружающей среды, значительная засыпленность, высокий уровень электрических помех), частичным использованием ручного ввода информации в связи со сложностью автоматической ее классификации и другими факторами.
Разработанные в настоящее время информационные технологии, основанные на использовании микропроцессорных средств, ПЭВМ, локальных вычислительных сетей позволяют создавать эффективные системы управления, успешно
работающие в условиях карьеров. СевероКавказским горно-металлур-гическим институтом (государственным технологическим университетом) разработан и постоянно совершенствуется программно-техни-ческий комплекс для контроля, учета и управления горно-транспортными процессами на открытых разработках полезных ископаемых [2-7].
Разработанный программно-технический
комплекс представляет совокупность стандартных и нестандартных средств формирования, передачи, приема и обработки информации, необходимой для управления горно-транспортными процессами и состоит из:
• системы считывания информации с подвижных единиц технологического транспорта
[4];
• система обмена цифровой информацией по радиоканалам общего действия [5];
• системы обработки информации на основе однородной локальной вычислительной сети с телеобработкой данных [6].
Передача информации о работе технологического транспорта организованна по схеме: транспортное средство - контрольный пункт - пункт управления, при которой на подвижных объектах размещается минимальное количество оборудования. Для этого в характерных точках транспортной сети предприятия (при выезде из автобазы (депо), в местах погрузки, выгрузки) оборудуются пункты контроля транспортных средств, а на подвижных объектах устанавливаются передатчики информации, характеризующей работу транспортных средств.
Для передачи информации на участке транспортное средство - контрольный пункт разработана система считывания информации, использующая для работы индуктивный канал связи. В разработанной системе передатчики формируют кодовую посылку и непрерывно излучают ее в канал связи на несущей частоте 66 кГц. При вхождении транспортного средства в зону действия приемного устройства, кодовая посылка принимается приемным устройством, которое осуществляет прием и обработку принятой кодовой комбинации.
Отличительными особенностями разработанной системы считывания информации являются:
• большое количество контролируемых объектов - 599 ед., достаточное для работы системы на известных карьерах,
• возможность передачи информации, как на стационарные, так и на подвижные (располагаемые на экскаваторах) контрольные пункты,
• высокая локальность зоны приема - передачи информации,
• использование на подвижных объектах и контрольных пунктах малогабаритных рамочных антенн, позволяющих снизить капитальные и эксплутационные затраты при внедрении и эксплуатации системы,
• расположение передающей антенны внутри корпуса передатчика.
Обмен цифровой и речевой информацией между пунктом управления и объектами управления (экскаваторами, буровыми станками, автосамосвалами, локомотивосоставами, пунктами контроля технологического транспорта и др.) осуществляется разработанной системой обмена информацией по радиоканалам общего действия. В качестве канала связи используется радиоканал, образованный многоканальными радиостанциями Лен-В, Пальма, Маяк и др., по которому осуществляется передача оперативной информации, характеризующей работу технологического оборудования, команд управления работой последнего, а также технологическая связь диспетчерского персонала с операторами технологического оборудования.
Передача цифровой информации осуществляется на отдельной несущей частоте, на которую автоматически переключается радиостанция передающего комплекта.
В разработанной системе предусмотрено несколько режимов работы: синхронный, адресный, адресно-синхронный. При работе системы в синхронном режиме передача информации осуществляется циклично, передатчик каждого объекта включается на передачу информации в строго отведенное время в цикле опроса. Адресный режим осуществляется подачей на объекты сигнала «вызов на передачу», при приеме которого вызываемый объект включается на передачу информации. При адресно-синхронном режиме один из объектов может вызываться на передачу информации по аналогии с адресным, после чего все объекты поочередно передают информацию в синхронном режиме. В системе, наряду с технологической информацией, предусмотрена возможность формирования и передачи с объектов информации о
расходе электроэнергии при работе добычного оборудования. Это позволяет решать комплекс вопросов, связанных с рациональным использованием электроэнергии, а также обеспечить высокую достоверность технологической информации, за счет уточнения последней по фактическим энергозатратам, производимым оборудованием в периоды выполнения им отдельных видов работ.
Формирование информации о расходе электроэнергии осуществляется на основе использования стандартных счетчиков расхода электроэнергии Ф442, Ф443 и разработанного интерфейса для согласования с устройст-вом передачи. Наличие в разработанной системе нескольких режимов работы, а также значительное количество объектов охватываемых системой до 256, позволяет гибко использовать ее на различных предприятиях.
Использование в системе одних и тех же радиостанций для технологической связи и передачи цифровой информации позволяет значительно снизить капитальные и эксплутационные расходы, а также способствует качественному обслуживанию канала связи.
Для решения задач контроля, учета и управления горно-транспортным комплексом использованы персональные ЭВМ, которыми в значительном количестве оснащены горно-
обогатительные комбинаты.
ПЭВМ оснащаются пункты поездного диспетчера, горного диспетчера, диспетчера обогатительной фабрики, диспетчера комбината, а так же ПТО цеха карьерного технологического транспорта (ЦКТТ), рудника, геолого-
маркшейдерского отдела и др. участки комбината и охватываются локальной вычислительной сетью с телеобработкой данных, в которой удаленные объекты управления взаимодействуют с ЭВМ сети через каналы передачи данных - радиоканалы общего действия.
Основными режимами функционирования разработанной сети телеобработки данных являются:
• сбор оперативной информации, используемой для управления, по каналам связи с объектами управления;
• решение задач контроля, учета и управления процессами добычи и транспортирования горной массы с привлечением аппаратных, программных и информационных ресурсов, располагаемых в узлах сети;
• выработка управляющих воздействий и передача их на объекты управления;
• обеспечение абонентов сети справочной информацией, располагаемой в узлах сети.
В указанной системе наряду с решением технологических задач, необходимо решать задачи эффективного взаимодействия управляемых технологических объектов с ЭВМ сети. Использование для решения этих задач только ПЭВМ сети является сложной задачей. В разработанной вычислительной системе с телеобработкой применено совместное использование в узлах сети микро-ЭВМ и ПЭВМ [6]. При этом, программное обеспечение ПЭВМ позволяет решать технологические задачи, связанные с обработкой информации и выработкой управляющих воздействий. Программное обеспечение микро-ЭВМ решает задачи, связанные с взаимодействием с объектами управления: распределение потоков информации, определение приоритетности информации, обеспечение достоверности информации и др.
Связь микро-ЭВМ с ПЭВМ осуществляется через стандартный двунаправленный ЬРТ-порт, а с объектами управления через каналы передачи данных - радиоканалы общего действия.
Разработанная локальная вычислительная сеть представляет систему с распределенными
1. Ржевский В.В. Процессы открытых горных
работ. - М.: Недра, 1974.
2. Алексеев В.П. и др. Управление горно-
транспортными процессами в режиме усреднения качества руд. Материалы 11 международной конференции по автоматизации в горном деле. 1САМС-92, Екатеринбург, 1992.
3. Алексеев В.П., Дедегкаев А.Г. Управление
технологическим транспортом на карьерах. Международная академия информатизации. Сборник трудов «Информационные процессы, технологии, системы, коммуникации и сети», М., 1995.
4. Алексеев В.П. Новые решения автоматизиро-
ванных информационных систем для горно-транспортного комплекса ГОКов. Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Промышленный транспорт на пороге 21 века», М., 1998.
аппаратурными, программными и информационными ресурсами. Это позволяет реализовывать различные структуры вычислительных систем применительно к различным ГОКам и обеспечивать требуемую надежность. Достоверность информации в разработанном программно-
техничес-ком комплексе обеспечивается совокупностью методов, которые условно подразделяется на две группы: методы обеспечения достоверности, закладываемые в технические средства при разработке аппаратуры и методы повышения достоверности информации при внедрении систем управления, т.е. при использовании конкретных средств с определенными характеристиками надежности и помехоустойчивости.
Разработанный программно-технический
комплекс является универсальным и может функционировать на карьерах различной конфигурации, с различными транспортными схемами и оборудованием.
Посредствам разработанного программнотехнического комплекса могут реализовываться различные структуры автоматизированных систем управления.
---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. Дедегкаев А.Г., Алексеев В.П. Система передачи информации. информационный листок №63-99. Серия Р73.31.86. Российское объединение информационных ресурсов научно-технического развития при правительстве Российской Федерации, Владикавказ, 1999.
6. Алексеев В.П., Саракаев Ю.В. Микропроцессорные средства в сетях обработки данных АСУ транспортно-технологическими комплексами. Тезисы докладов 4-й Всероссийской студенческой научнотехнической конференции «Информационные технологии и электроника», Екатеринбург, 1999.
7. Дедегкаев А.Г. Алексеев В.П. АСУТП открытых горных работ на основе современных информационных технологий. Журнал «Горные машины и автома-итка», М., №1, 2001.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------
Дедегкаев А.Г. - профессор, доктор технических наук,
Алексеев В.П. - доцент, кандидат технических наук,
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).
© Н.И. Купрёёв, М.Б. Кйлйнтйи, 2004
УДК 532.528:621.671.
Н.И. Купреев, М.В. Колонтай СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ
