Комплекты шпуров и организация работ при проведении выработок в однор

данных. Собирать их приходится на многих предприятиях, часто значительно отличающихся друг от друга по горнотехническим ус­ ловиям* Поэтому при обработке таких данных не учитывается специ­ фика отдельных предприятий и, особенно условий проведения вы­ работок, а также выпадают некоторые важные взаимосвязи между параметрами. Поскольку данные собираются в ограниченный период времени и характеризуй параметры и организацию работ при ис­ пользуемых в э^от период времени технических средствах, такие математические модели практически трудно использовать для про­ гнозирования параметров технических средств с целью увеличения производительности труда проходчика и снижения стоимости работ.

Аналитическая модель оптимальной глубины шпуров

Метод построения моделей на основе известных алгебраичес­ ких зависимостей может быть свободен от недостатков, отмеченных выше. ОДнако эти аналитические зависимости должны быть известны.

Если отвлечься от некоторых частных зависмостей, т .е . в какой-то степени "огрубить" модель, то все составляющие проход­ ческого цикла могут быть описаны функциональными зависимостями следующим образом.

Время бурения

м; 1?ср - средняя скорость бурения комплекта шпуров, м/мин. Продолжительность уборки породы без учета затрат времени

на подготовительно-заключительные операции определяется через

где Vn - объем породы, подготовленной к погрузке, м3 ; /?у - расчетное время погрузки породы машиной данного типа, мин/м3.

Коэффициент использования машин во времени определяется сложной зависимостью:

другие условия; t- - время обмена одной вагонетки или состава вагонеток (при погрузке через промежуточный бункер), мин; Тп р - время устранимых простоев, мин; w - емкость откаточного сосуда, м3 .

При постоянном сечении выработки кучность породы зависит

тем меньше в процентном отношении объем припочвенного слоя по­ роды, производительность погрузки которого наиболее низкая,ко всему объему. Это одна из причин увеличения производительности погрузки породы с ростом глубины шпуров. Однако изменение произ­ водительности уборки породы с ростом глубины шпуров не превыша­ ет 3-4% и может не учитываться в модели проходческого цикла.

При уборке породы время обмена вагонеток в значительной степени зависит от количества членов звена проходчиков, участ­

личением глубины шпуров и численности членов звена проходчиков, принимающих участие в операции.

Уменьшение времени заряжания-взрывания на I м пройденной выработки связано с тем, что время таких операций, как отход взрывника от забоя, монтаж сети, проверка забоя перед началом взрывных работ и д р ., остается практически неизменным с увели­ чением глубины шпуров, а время непосредственного заряжания уве­

личивается. Если суммарное время на операцию равно 30 мин, а время операций,не изменяющих свою величину, составляет 40% от суммарного времени, то с увеличением глубины шпуров с I до 4 м время заряжания-взрывания на I м проходки уменьшается на 30% (табл. 7 ) .

членов звена, принимающих участие в заряжании. Время таких опе­

на оптимальное значение глубины шпуров будет влиять только по­ стоянная составляющая операции, определяемая коэффициентом а(2).

Изменение времени операции с глубиной шпуров может быть

увеличением глубины комплекта шпуров и, следовательно, веса за­ ряда ВВ, одновременно взрываемого в забое, время проветривания растет, но не пропорционально увеличению веса заряда ВВ. Это связано с поршневым действием свежей струи воздуха, подаваемой в забой и выталкивающей облако продуктов взрыва без его разжи­ жения.

Предложено большое количество различных эмпирических фор­ мул, определяющих взаимосвязь между необходимым для проветрива­ ния количеством воздуха, подаваемого в забой, временем провет­ ривания и количеством одновременно взрываемого ВВ. Эти формулы позволяют подсчитать изменение времени проветривания при увели­ чении глубины комплекта шпуров. При достаточно мощных техничес­ ких средствах время освобождения забоя от газовых продуктов взрыва практически остается постоянным, изменяясь на I м прой­ денной выработки обратно пропорционально глубине шпуров.

Характер зависимости изменения времени проветривания на

I м пройденной выработки в зависимости от глубины шпуров опре­ деляется тем же выражением, что и при операции заряжания-взры- вания: ,

Для выявления характера экстремума (минимального или мак­ симального) обычно берут вторую производную.

При необходимости учета изменения с глубиной шпуров време­ ни заряжания-взрывания и проветривания уравнение (26) услож­ нится:

Уравнение (30) удобнее решать на ЭВМ. Однако оно мо^ет быть решено и ручным счетом, например, методом подбора искомо­ го корня. Для этих целей находится начальное приближенное зна­

комого корня. В этом случае берется промежуточное значение меж­

ШПУР05* Другие параметры буровзрывных работ выбираются в соот­ ветствии с выбранной глубиной шпуров так, чтобы обеспечить от­ рыв породы на заданную глубину и оптимальный к.и.ш .

Модель для выбора параметров технических средств

и буровзрывных работ до критерию трудоемкости

Если технические средства не выбраны, то целевая функция должна быть так изменена, чтобы в нее входили параметры машин. Для бурильных машин параметром, характеризующим их конструктив­

ные особенности и организацию работ при бурении, может являться средняя скорость бурения комплекта шпуров. Процесс уборки поро­ ды удобнее описывать в этом случае через теоретическую произво­

[* < + * ,( £ ■ - i ) ] S

проходит выработка, и сечение последней.

Уравнение для разовых решений (32) может быть также услож­ нено с целью большего приближения модели к натуре. Так, средняя скорость бурения О может быть представлена выражением

нтм

0 3 )

'щ е о<//

акоэффициент использования погрузочной машины во времени --+- .{ J t ' ) e

уравнением

рактер, изменяясь в определенных пределах. Законы их вероятност­ ного изменения различны. Так, чистая скорость бурения имеет нормальный закон распределения, а некоторые другие параметры-

- 79 - асимметричные законы распределения, уто связано с тем,

что практически труднее сократить время данной операции, чем растянуть ее выполнение по причине каких-либо непредвиденных задержек.

Для разовых решений в качестве исходных в уравнение под­ ставляются параметры, определяемые как наиболее вероятные зна­ чения их случайных величин.

Уравнение (32) позволяет определять оптимальные параметры технических средств и организации работ для различных сочета­ ний не только из имеющихся технических средств, но и проектиру­ емых, обеспечивающих заданный прирост производительности труда проходчика. В последнем случае диапазон принимаемых значений исходных параметров расширяется. При этом учитывается, что об­ ласть оптимальных значений параметров может не входить в диа­ пазон начальных значений, принятых на практике. Так, например, имея исходную среднюю скорость бурения 0 ,3 м/мин, следует, очевидно, просчитать значения оптимальных параметров на ско­ рость бурения, мен^щую 0 ,3 м/мин (например 0,15 м/мин) и зна­ чительно большую (например 0 ,6 м/мин). То же относится и к па­ раметрам организации работ.

Таким образом, для различных сочетаний параметров техни­ ческих средств и организации работ в забое получаем разовые оп­ тимальные решения, из которых выбирается решение, обеспечиваю­ щее наибольший прирост производительности труда и снижение сто­ имости работ или увеличение темпов проходки. Программа для ЭВМ составляется так, чтобы можно было получить результаты решений без дополнительных ручных вычислений.

Введя в уравнение (32) дополнительные параметры и функци­ ональные зависмости с целью большего отображения натуры, можно решать целевую функцию с любой степенью точности.

Структурные особенности уравнения (32) позволяют значитель­ но упростить решения без существенного уменьшения точности.

Так, оптимизация процесса может осуществляться по этапам. В пер­ вый этап входит выбор наиболее рациональных технических средств для проведения выработок в соответствии с горно-геологическими условиями и сечением выработки и затем по факторам производи­ тельности и стоимости работ.

Определяемые таким образом параметры технических средств используются в уравнении (32) как исходные. По ним определяют­ ся оптимальные параметры буровзрывных работ.

- 80 - ЛИТЕРАТУРА

5 . Иванов Н .И., Евдокимов Ф.И. Особенности сетевого'планиро­ вания при решении горнотехнических задач."Горный журнал" 1966,№8, с. 8-12.