Формирование потоков энергетических углей при оперативном планировании добычных работ на разрезах тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Формирование потоков энергетических углей при оперативном планировании добычных работ на разрезах"

Государственный комитет СССР по народному образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

СТРЕЛЬЦОВА Татьяна Викторовна

УДК 622.33 :622.014.2 : 658.012.2 (043)

ФОРМИРОВАНИЕ ПОТОКОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ ДОБЫЧНЫХ РАБОТ НА РАЗРЕЗАХ

Специальность 08.00.28 — «Организация производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/ &

Москва 1991

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте.

Научный руководитель проф., докт. техн. наук РЕЗНИЧЕНКО С. С.

Официальные оппоненты: проф., дскт. техн. нзу;х ПЕТРЕНКО е. в., канд. техн. наук СЕРПУХОВИТИН В. И.

Ведущее предприятие — «Центрогипрошахт».

«у.- '.

Защита диссертации состоится « . » &г.

ЛГ&

в . час. на заседании специализированного совета К-053.12.06 в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте по адресу: 117935, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

ЯГ ~, ? ..

Автореферат разослан ««#».» ¿.с-ы^/ль/***' . 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

канд. экон. наук СОКОЛОВСКАЯ М. Б.

ОБ?АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В условиях перехода к рыночной экономике подвергаются изменению взгляд« на эффективность использования угля |сак энергоносителя, особ ¡о с учетом экологического ущерба, взносимого горними работами округи«© й средо. Швьяоевие экономической гФФекггнзисс-ти добычи угла, а также уменьшение экологически вреякегс воздействия при открытом способе разработки возможны за счог внедрения поточной технологий добычи ут. Псрспентизн.ма планами п изучим,разработкам» по создали» экологически иистых технологий добычи и сжигания угля прадус-штргн рост угольного вйса поточной технолог™ на разрезах до 40Z п общем сочьеме добычи преяде всего за счет рекокетрукдич и гт^и-тельетва пгодпгшгпЛ тспжшпо-эг.ергетйчсскул галшеккс..: туяского и Паиско-Ачинского.

При внедрении поточной технологии усложняются требования к системе организации и управления производствам, ток как применение небольшого числа высокопроизводительно доОьг-йик комплексов (как привило, ог- трех до пяти агрегатов на разрезе) приьодкт к г-о»с, что bisos кз работы хотя 0» одного из них ю-адгяв* сбой в ротмично'Д работе- разреза в цехом, а это часто г.еласл: кешнлошии выподнсико плана как по сбгсму добычи, так к по кагсетег угля. Креме того» геологическое строение косторэ.-щениЯ Еесьи:-. изменчиво, качественный состав угля сложный и неоднородный. Учитывая повызэние требований потребителей к объемам востевок. уровню к стабильности качественного состава углей, необходим a условия:: рыночной экопокйкя как можно быстрое реагиросать па изызиевче виетаей ситуатт. Дяя эффективного управления добичнчми работам:? в этих условиях необходимо совершенствовать методы'организации и планирсрашга горных работ.

Анализ работы мовдых угольных разрезов показывает, что супе ствуювде методы оперативного планирования добычных работ из позволяют достаточно быстро реагировать на изменение условий производства, т. с. система оперативного планирования добычгах работ не является адаптивной.

В связи с этим обоснование принципов и методов форкнрове-ния потоков энергетических углей при оперативном планировании добычных работ на разрезах является актуальной научной задачей.

ЦВЛЬ РАШТЦ состоит в установлении оавиоиыостей ме«ду уровнем использования оборудования, качеством потока добываемого угля и технико-экономическими по1сазателями его добычи и потребления, позволящих разработать методику адаптивного оперативного планирования, обеспечивающую повышение эффективности работы топливно-энергетического комплекса в целом.

ИДЕЯ РАБОТЫ состоит в динамическом и ситуационном подходе к планированию объемов добычи и качества энергетических углей для получения экокимлческого эффекта с позиций топливно-энергетического комплекса в целом.

НАУЧНЫЕ ПОДМЕНЯЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ ЛТЧНО СОИСКАТЕЛЕМ, И НОВИЗНА:

установлены зависимости между уровнем использования оборудования, ритмичностью работы экскаваторов и разреза в целом и качеством добываемого угля, и доказано, что приоритетное значение при планировании добычи энергетических углей имеют объемные показатели (объем добычи, выход электроэнергии);

установлено, что с позиций топливно-энергетического комплекса в целок: экономически эффективно и целесообразно планировать качество угля я объемы его добычи не по средним показателям ва месяц, а определять по декадам на основании расчета технико-экономических показателей по всему циклу получения электроэнергии (добыча, транспорт, с,тагание угля);

оперативное планирование добычных работ на разрезах целесообразно осуществлять, используя предлагаемую систему математических моделей. Вид критерия и типы ограничений (по объему добычи, качеству угля) следует определять на основе идентифшедкн производственной ситуации,, а их колпчесттемные параметры - расчетным путем с использованием- установленных зависимостей.

обоснованность и достовернооть ндучньк штаашй. ШдОЛОВ и РЕКОМЕЩЩМ ПОДТВШЩАЮГСЯ:

- использованием и анализом отчетных данных о работе разреза;

- достаточным объемом исследований методов и моделей оперативного плакирования добычных работ, применяемых на юодых угольных разрезах;

- корректным использованием методов статистического анаюгаа данных (корреляционного, регрессионного, факторного) и достаточной надежостью установл нних статистических вависишстей, оцененных высоким значением корреляционного отношения;

- алекпатиым имитациошр'м моделироошшом ма ЭВМ добичи и качества угля на разрезах (12960 производствешик ситуащп!);

- использованием методов зкономгасо-математмчегкого моделирования и многовариантнкш технико-экономическими расчетами (1010 плановариантов);

- полоятеелъными результг ами апробации разработанной методики адаптивного оперативного планирования добычных работ па разрезе "Восточны:!" ПО "ЗгаОзстузуголь".

ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Научное значение работы состоит в установлении зависимостей :.:озду уровнем использования оборудовании, ритмичностью работы акскаваторов и разреза в целом и качеством добываемо!-) угля, обосновании эффективности динамического и ситуационного подхода к планирован!:» объемов и качества угла и разработке на их основе методики адаптивного оперативного плзли-ровапия, что имеет существенное значение для развития методов планирования и организации добыч.« угля.

Практическое значение работы заключается в том, что разработанная методика адаптивного оперативного планирования добычных работ позволяет увели ить выход электроэнергии на 1-3% и снизить затраты по ncetiy циклу получения электроэнергии г.а 2-4%.

РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ Н РВКОМШЦМТИЙ. Методика адаптивного оперативного планирования добычи энергетически углей принята к продаическому использованию в составе комплекса задач оперативного планирования добычных работ АСУ ПО "Экибастузугодь". Расчетный зкЬномичэсютй эффект составляет 15,42 тыс.руб.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты исследований были изложены на Первых Ериовских чтениях по горнопром.и-ленной геологии (г. Москва, МГИ, 1990 г.) и на Всесоюзной научно-технической конференции "Организация управления производством в новых условиях хозяйствования" (г. Одесса, I960 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, трех глаз, заключения, списка ис юльзуешх источников из 111 наименования, приложений и содержит //¿страниц текст а, 6 рисунков, /¿~ таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ускоренное развитие добычи угля открытым способом привело к созданию мощных разрезов, оснашриных горным и транспортным оборудованием большой единичной коацюсти. Использование небольшого количества высокопроизводительного оборудования, высокая изменчивость качества угля в забоях, повышение требований потребителей к объемам и качеству полезного ископаемого делают систему пс добыче угля крайне динамичной и предопределяют необходимость совершенствования методов оперативного планирования путем создания системы планирования, позволяющей быстро реагировать на изменение существующей производственной ситуации на разрезе и внешних условий.

Вопросы планирования, организации и управления горним производством и качеством полезного ископаемого наши отражение в работах акад. 11. и. Агошкова, Я Е Мельникова, В. а Ржеве, сэго, докт, техн. наук А. К Арсентьева, КЛ П. Астафьева, П. П. Бастаяа, В, С. Вук-тукова, К Ф. Вызова, Е И. Ганицкого, Ф. Г. Грачева, Г. Г. Ломоносова, Ы. Г. Новожилова, А. А. Петросова, С. С. Резниченко, И. Б. Табакиана, Е. В. «рейдиной, В. С. Хохрякова, Д. Д. Щгальникойа и др. В выполненных исследоваииях созданы научные основы организации производства, оптимизации объемов и качества полезных ископаемых, разработаны методы организации и планирования добычных работ, способы управления качеством полезных ископаемых.

Сбзор научных исследований показал, что подавлящее большинство из них выполнено для отдельных, преимущественно рудные предприятий. Создание крупных топливно-энергетических комплексов, на разрезах которых используется оборудование болькой единичной мощности и внедряется прогрессивная поточная технология, по-новому выдвигает задачу обоснования принципов и методов формирования потоков энергетических углей при оперативном планировании добычных работ.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Разработка общих принципов адаптивного планирования и обоснована стратегии планирования добычных работ.

2. Обоснование критериев и параметров моделей планирования на основе моделирование взаимосвязей ыевду использованием оборудования, ритмичность» и качеством добываемого угля.

3. Ра раОотка методики адаптивного оперативного планирования н определение эйзк лености ее г'.пользования.

В связи с бадьями удельная весок энергетических у/леЯ в открытой добыче, а так» широким внедрением на разрезах поточной

технология добычи ЗокЗоетузское месторождение является базовым для исследования. Основные количественные выражения зависимостей получены для разреза "Восточный" ПО "ЗкиОастузуголь". Методически! подход и рекомендации работы применимы и для других ме-стороздэний энергетических углей, разрабатываемых открыли способом.

Из анализа супгзстзукирй практики оперативного планировании горных работ и научных исследования па это;.!/ вопросу следует, что экономгасо-математичсские модели, алгоритмы и методы оптимизации разрабатываются обычно для конкретных условий, и в большинстве случаев их невозможно испольговать при изменении производственной ситуации на предприятии, применительно к которому они сделаны, а тем более применять на других горних предприятиях. Производственная ситуация на разрезе меняется з связи с изменением количества оборудования, работающего в забоях (от 2 до 5 агрегатов), значительными колебаниями качества в забоях, а такие в зависимости от изменяющихся внешних условий (требований потребителей, транспортных возможностей и т.д.). Например, на разрезе "Восточный" ПО "Зкибастузутоль" средняя зольность угля в забоях изменяется от 33 до 54X, а ш¡¡забойная дисперсия зольности достигает 290. Кроме того, в связи с ремонтами и поломками э!сскаваторов число их в работе на разрезе "Восточный" меняется от 2 до 4, а на разрезе "Богатырь" - от 8 до 13. Таким образом, формируется многообразие условий и ограничений, которые необходимо формальным образом отразить в моделях оперативного планирования, наиболее полно соответствующих слокивпзйся на разрезе производственной ситуации. Это соответствие паилучкзш образом мотет быть достигнуто путем использования при оперативном планировании добычных работ адаптивной системы математических моделей.

Адаптивность системы оперативного планирования обеспечивается возможностью изменения структуры модели, т. э. использования в модели различных критериев оптимальности с различными ограничениями в зависимости от сложившейся производственной ситуации.

Для построения системы моделей оперативного планирования на основе анализа научних исследований и обобщения практики действующих предприятий выделены основные критерии оптимальности и типы ограничений. Наряду с традиционно используемыми критериями:

- объем добычи V

т я

51 £ Уц -* так ( 1 )

- ритмичность работы разреза в целом R ¡.

£ {ívit-v"f - mm,

- равномерность загрузки экскаваторов R ••>

mea

- обеспечение стабильного качество

í (- < т

t-1 I У 1ÍU /

соблюдение алана горпкх работ

tkit^t-Xf -nun. (Б)

1 = 1 ' i-1 u '

( 2 ) ( 3 )

mía » С i )

в рассыотр.. ас включены критерии, учитывашие производство конечного продукта - электроэнергии:

- объем производства электроэнергии из добитого угля

т

L 3t man , ( 6 )

- выход электроэнергии из Í тошш добытого угля

- общие затрата из выработку электроэнергии

3Сщ miri ' ( 8 )

- общие затраты на шработку 1 Kto. ч электроэнергии

Ща- mi П. ( 9 )

Высокая изменчивость производственной ситуации на разрезе предопределяет необходкнюсть динамического подхода к построению моделей и решению задач планврсвашш, поэтому наряду с ограничениями за весь период планирования коде ль обявате,Ш1о еодернпт ограничения по интервалам Бремени, иа которые разбит весь период. Ограничения, входящие в модели оперативного планирования, имеют с*ег'ВДйй вид:

- по общему объему добычи для всего разреза

Í Í v-л >, V

t-i ¡-1

- по объему добичи за интервал времени t

N

Z Vft > V" , ( И )

- по нагрузке на экскаваторы за toeb период планирования

Qfn¿ Z ifit « QP" . ( i2)

t-i ■

--ПА

. , ' ( 10 ) ft Ci

- по нагрузке на экскаваторы в интервал времени I

Я'Г * «и * яТ , ( 13 )

- по гачеству за весь период планирования

„ £ £ Ун оби , х

- по качеству за интервал времени t

' ' Л ;- ^ а4тм ( 15 )

м

- соблюдение плана горных работ

у ^ - ч * ( 16 )

где У'и , - объем добычи ;-го экскаватора соответственно -а интервал времени Ь и с начала планируемого периода; \?пЛ,

Ул- плановый объем добычи по разрезу в целом соответственно оа интервал времени Ъ и за весь планируемый период; ц.™", С|,™ , , , - производительность 1-го экскаватора соответственно минимальная, плановая и максимальная за интервал времени Ь, минимальная и максимальная за весь период планирования; , ■ ¿1» . - значение к-го показателя качества соответственно: текущее в 1-м забое, минимальное и максимальное за интервал времени Ъ в потоке, минимальнее, максимальное и плановое за весь период планирования; >?; -приоритет выполнения плана 1-м экскаватором; Эг , 3 выпуск электроэнергии из добытого угля соответственно за интервал времени Ь и за весь период планирования; 30'Ц4 - обияе затраты на выпуск электроэнергии; > аТр ~ соответственно минимально и максимально допустимое опережение (или отставание) по объемам добычи медду 1-м и ^к экскаваторами; Д/ - количество экскаваторов; Т - количество интервалов времени, на которые разбит ессь период планирования.

Области использования различных критериев и ограничений зависят от конкретной производственной ситуации и уточняются ниже.

Обычно при оперативном планировании без достаточного экономического обоснования стремятся, исходя из требований потребителя, либо максимально стабилизировать качество добываемого угля по периодом времени ( оС™ = д , где А = £ <*•» /т ) -I стратегия планирования, либо обеспечить наибольший объем добычи, что достигается максимальной нагрузкой на экскаваторы, при этом значение показателя качества в углепотск» в ка.'сий .интервал времени равно среднему по забоям ( (¿¡" -- г.', . где сГ( = £ с^ 7/7/) - П стратегия планирования. В то ж время, учитывая изменчивость

ситуации на páspese, а также приспособленность электростанций к сжиганию угля различного качества, в работе наряду с предыдущими рассмотрена и эконсшчески оценена стратегия планирования, при которой плановые значения объемов и качества по интервала.« планирования (декадам) переменны,'и определяются на основании технико-экономических расчетов. Эта стратегия является обобщающей и как частные случаи включает в себя I и П стратегии. Экономическое обоснование стратегии базируется на сопоставлении экономических показателей па всему циклу получения электроэнергии, включающему в себя добычу, транспортирование и сжигание угля, т. е. по конечному результату. Оптимальным значениям объемов и качества угля по интервалам времени соответствуют минимальные суммарные затраты на добычу, транспортирование и сжигание угля на выработку 1 кВт. ч электроэнергии с учетом компенсационных затрат.

Для определения рациональных требований к объемам добычи и качеству угля по интервалам планирования (декадам) необходимо установить возможные плановые значения этих показателей для конкретных производственных ситуаций, характеризующихся возмож- ■ ностями экскаваторов и значениями показателей качества угля в забоях. О этой целью на основе использования имитационной.математической модели для каздого заданного планового значения качества суммарного yi лепотока ( dj1 ) определяется максимально возможный объем добычи угля ( ур» ). Кз полученного набора плаковзриантов исключаются те, которые не удовлетворяют требованиям к объемам добычи. Для оставшихся плановариантов определяются объем получаемой иэ добытого угля электроэнергии, а также суммарные затраты на добычу; транспортирование и сжигание'угля. Затраты на добычу рассчитываются пря».<ым счетом в зависимости от уровня использования экскаваторов и соответствующего планового объема добычи в соответствии со структурой'постоянных -и переменных затрат разреза. 'Объем'выпуска электроэнергии из добытого угля определяется по зависимостям вихода электроэнергии из 1 т угля от его качества (зольности), установленным в работах КНИУИ, "Карагандагипроьахт" и др. На основании анализа болызого статистического материала в работах ряда авторов определены Зс~Л1СИМ0С-ти затрат на транспортирование и сжигание на 1 кВт. ч производства рлектроэнергии от значения зольности потока угля, поступавшего на электростанцию. Рассчитывается обяр.е затраты на производство i кВт. ч электроэнергии, выбираются плановарианты с минимальными общими затрат :.ми, требова- ш к объемам добычи и качеству угля в которых и закладываться в основу плана на соответствующей период.

а

Выполненные расчеты подтверждают эффективность использования предлагаемой Ш стратегии планирования добычных работ, т.е. целесообразность определения для каждого этапа планирования (деканы) рациональных объемов добычи и качества угля. Било проведено 1910 расчетов плановариантов, при этом максимальный достигнутый эффект составил: увеличение выхода электроэнергии из 1 т добиваемого угля на вХ, снижение обедах затрат на производство 1 к 12т. ч электроэнергии на 14%.

Если плановые значения показателя качества и объемов добычи на декаду обоснованы экономически, то для составления декад-но-суточного оперативного плана целесообразно использовать один из технологических критериев оптимальности (1-5), обеспечивающий осуществление экономически обоснованной оптимальной стратегии.

Для установления приоритета использования технологических критериев оптимальности и определения взаимосвязи между ними была разработана линейная имитационная математическая модель определения показателей работы добычного оборудования. Суть задачи заключается в расчете для различных горно-геологических, условий и требований к качеству угля значений следующих показателей: объемов добычи, коэффициентов использования оборудования, ритмичности работы разреза в целом и отдельных экскаваторов, качества угля, дисперсий объемов и качества При этом для проектного количества оборудования и типизированных геологических условий работы экскаваторов с учетом вероятностей появления в забоях угля определенного качества были рассмотрены все возыом-иие варианты расстановки оборудования (всего 350 ситуаций) и 36 вариантов требований к качеству. Таким образом, обсев число рассматриваемых ситуаций составило 12960. Моделирование осуществлялось на ЭВМ. и включало в себя следующие этапы: подготовку исходной информации (геологической и требований к качеству угля); ввод данных и моделирование на ЭВМ. в диалоговом режиме; обработку результатов расчетов. Оптимизация осуществлялась по стандартной программе симплекс-метода.

Обработка результатов моделирования методом корреляционного анализа позволила выявит! показатели, мезду которыми существует взаимосвязь, и определить вид зависимостей между ними. Зависимости ритмичности работы разреза в целом и отдельных экс.савато-роа от коэффициента использования оборудования носят гиперболический характер, например, при среднем плановом'значении зольности 40% и допустимых колебаниях качества угля в потоке 3% зависимость ритмичности работы разреза в целом ( ) от коэффициента использования оборудования ( £ ) имеет вид:

^--0,703/2+1,6?, -i.fO.7i,

где Ч - корреляционное отношение;

а зависимость равномерности загрузки экскаваторов ( ) при тех же условиях описывается следующим выражением:

Кэ = - 0,827/? * 1,82, 1-0,95.

Виды зависимостей между показателями определены для всех вариантов среднего планового значения зольности (от 40 до 45%) и для всех допустимых значений колебания качества угля в потоке (до 5л). Полученные зависимости в дальнейшем используются для количественного обоснования в ограничениях модели значений таких шлсааателей, как допустимые колебания объемов добычи на разрезе по интервалам времени (суткам) и производительности экскаваторов за весь период (декаду).

Полученные в результате имитационного моделирования значения показателей были обработаны с использованием метода факторного анализа Расчет проводился для 35 наборов данн,гх, соответствующих различным средним плановым значениям показателя качества и допустимым отклонениям от среднего. На основании анализа выделены два обобщающих показателя, которые можно, назвать "объемный" к "качественный".- "Объемный" показатель включает в себя объем добычи, коэффициент использования оборудования, ритмичность работы разреза в целом, равномерность загрузки экскаваторов, дисперсии объемов. "Качественный" показатель содержит среднее значение показателя качества, его стабильность и дисперсию по интервалам времени. Установлено, что приоритет при оперативном планировании добычи и качества угля принадлежат "объемному" показателю, п критерии, входякке в него, целесообразно использовать для составления декаднс-суточного плана при определенных ранее на декаду оптимальных значениях плановых объемов и качества угля.

При корректировке плановых решений в связи с изменением производственной ситуации критерии оптимальности могут оставаться презшими, при этом требуется решить задачу с новыми ограничениями. Производственная ситуация мсзкет измениться настолько, ■¿то возникает необходимость решения задачи планирования с другим критерием оптимальности. Следовательно, система оперативного планирования добычных работ должна предусматривать возможность расчета оптимального плана по различным критериям и с различными ограничениями, что и будет обеспечивать адаптивность системы. Для этого необходимо определить области применения различных типов критериев оптимальности и соответствующих им ограничений, чтобы при изменении ситуации на разрезе перейти к определению плановых значения показателей по новой модели. Для решения дан-

iu

ной эадлчи Ре'-оЗходимо типизировать яозмолвп» оитушэш в эивиси-кости от выполнения плана предыдущего периода. В глчостве показателей, опрвделякою производственную ситуацию на разрезе, были

использованы: выполнение плана добычных робот в аредкествувздй период по ебтему добычи разрезом в целом; выполнение плана по качеству добытого угля; соблюдение плача горных работ (т.е. выполнение плана по обгону добычи oi-дельпыми зкскчкаторшяО. Тагам образом, всего выделено восемь ситуаций в соответствии о выполнением или иовыпелнен'лом плана по перечисленным выве показателям.

3 соответствие кавдоП производственной ситуации поставлен определен«:^ перечень задач С моделей) планирования. Эти задачи карактеризуятся критерием оптим&гьнссти и ограничения?.«;. Крите-pini оптимальности для каждой производственной ситуации профилированы на основании проведенного Факторного анализа результатов имитационного моделирования, и таким образом определен приоритет использования критериев при изменяющихся условиях производства.

Области приметана различных критериев и ограничений в зависимости от елогзшзсйся iva разрезе производственной ситуации п ^ i г и i о г i i п ц й, пер-

(0) пла-

liC о i j о о гс орал -

ill о ссс о i :í зкекл-

ir

чу ее

■юс i

эго п.

грел поз зыполнег азрезом, ьекез дс х работ. 11"

ЗСК&7 ис О Г

;и

or

üiWn^'iíUli

¡ паре

Ч С" I L /. дооычи по разрыву ) и качества угля (

езе

oners данной Опреде-нки ра.. целом cí ) на

.С V ) , Г.0 КЗЯД0МУ ЗШ'ЛЗПТОРУ ( О весь период плзшярогашст, а такте допустимых колебаний значений этих показателей по интервалам времени - суткам ( л Ц , а и Л ¿ь ).

В таблице приняты следующие обозначения: К1 - ьыбрзд данный критерий оптимальности; .52 - вариант плана о использованием данного критерии выбирается из набора, полученного при ро&кии этой модели с различным» значениями вя"чи*;тров ограничении; 01 - ограничение мешгт использоваться или не использоваться в Зс юимоети от конкретных условий; 02 - ограниченно обязательно включается в модель, требования к соответствующим показателям уяисточ-.ияся; 03 и 04 - соответственно тс йэ, что и Ох и 02, но в случае несовместности системы ограничений мара-метры одною или нескольких из них изменяются уступками.

Р

л

i

и

Шифр К р и t e p и и 0 r p а к и ч e h и sí

1 2 3 4 5 10 11 12 13 14 15 16

V Rt Ы' V vt Q; qa et dt A у

Kl 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

111 Kl 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

Kl 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

Kl 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

Kl 01 01 02 02 Ol Ol Ol

110 Kl ai 01 02 02 Ol Ol Ol

Kl 01 01 02 02 Ol Ol Ol

Kl 01 01 02 02 Ol Ol Ol

Kl 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

101 Kl 01 01 Ol Ol 02 02 Ol

Kl 01 01 Ol Ol 02 02 Ol

Kl 01 01 Ol Ol 02 02 Ol

Kl 01 01 04 04 02 02 Ol

100 Kl 01 01 02 02 04 04 Ol

Kl 01 01 04 04 04 04 Ol

Kl 01 01 04 04 04 04 Ol

К1 02 02 Ol ■ Ol 03 03 Ol

Kl 04 04 Ol Ol Ol Ol Ol

Oil,.-. Kl 04 04 Ol Ol Ol Ol Ol

Kl 04-, 04 Ol Ol Ol Ol Ol

Kl 04 04 Ol Ol Ol Ol Ol

К1 02 02 02 02 03 03 Ol

Kl 02 02 02 02 03 03 Ol

010 Kl 02 02 02 02 03 03 Ol

Kl 02 02 02 02 03 03 Ol

Kl 02 02 02 02 03 03 Ol

001 К2 01 01 Ol Ol 03 03 Ol

K2 01 01 Ol Ol Ol Ol Ol

X У К2 01 01 Ol Ol 03 03 03

ООО K2 03 03 •03 03 Ol Ol 03

K2 03 03 03 03 Ol Ol 03

Обоснование рациональных значений твчеи*,« ,:оС;г:ч ц качества угля на декаду осуществляется на основании зазора опгималного варианта декадно-меаячлого алана из набора плаюаьриантоа по критерию минимальных общих затрат на пропчводство электроэнергии «з добытого угля (добычу, транспортирование и сжигание). 'Армирование декадно-месячных плановариантоз и яыбор оптимального осуи,ествляются по разработанному автором алгоритму. Полученные оптимальные значения объемов добычи и качества угля дают возможность по статистическим зависимостям, установленным ранее метода)/.!! имитационного моделирования и корреляционного анализа, перейти от средних значений объемов и качества за весь период планирования к определению максимально допустимых колебаний значений этих показателей по интервалам времени - суткам. Таким образом, все параметры модели определены и количественно обоснованы.

В результате проведенного исследования разработана методика адаптивного оперативного планирования добычных работ на разрезе, позволявшая получать оптимальные варианты планоз на всех уровнях оперативного планирования: от месяца до суток. Методика включает п себя следующие, этапы:

1. Получение исходной информации для месячного плана. На этом этапе уточняются плановые задания йо объемам добычи и качеству угля, технико-экономическая информация, прогнозируется возможная производительность экскаваторов и качество угля в забоях.

2. Настроение декадно-месячного плана Декадно-месячный план составляется в следующей последовательности. Нормируются планосарианты, подлежащие'-экономической оценке. Определяются технико-экономические показатели для каждого плановарианта: объем добычи, качество угля, выход электроэнергии из добытого угля, затраты на добычу, транспортирование, сжигание. Выбирается оптимальный вариант плана по одному из критериев: обиие затраты на производство электроэнергии или выход электроэнергии из добытзго угля, заложенные' в оптимальный вариант значения объемоз добычи по разрезу в целом, по эк каваторам ц качества угля по декадам являются основой для составления плана на соответствующие декады.

3. Подучен® исходной информации для декадного плакх На этом этапе анализируются результаты работы разреза и экскаваторов за предшествующий период; уточняются основные показатели декадного плана, геологическая информация по забоям, графики ремонтов экскаваторов.

4. Построение декадно-суточного плана. Разбиение по супсам декадного плана, полученного на этапе 2, осу врет вляется по дип-

мичесгсой модели оперативного планирования. Идентификация производственной ситуации производится на основании анализа работы разреза за предыдущий период в зависимости от выполнения плана по определенным показателям. Выбор критерия планирования и ограничений модели производится из набора, соответствующего данной производственной ситуации. Обоснование параметров модели осуществляется при определенных ранее значениях объемов добычи и качества угля на декаду (этап 2), допустимые отклонения значений этих показателей по суткам от среднего за декаду рассчитываются по установленным зависимостям. По результатам решения динамической оптимизационной подели определяются плановые значения объемов добычи к качества угля по суткам.

5. Получение информации для сменно-суточного плана. Анали-•зкругася результаты работы разреза к экскаваторов за предыдущий период (сутки, с начала декады), а также состояние усреднитель-шя складов при их наличии. Строится геолого-технологическая чарта забоя.

6. Сормированиэ плана на смену. План 11а смену определяется по статической модели сменно-суточного планирования. Идентификация производственной ситуации, выбор критерия планирования и определение параметров модели осуществляются аналогично этапу 4. Количество интервалов планирования Т в моделях равно 1. При наличии усреднительных складов по предложенной модели для каждого экскаватора определяется объемы добычи, отправляемые от него на каэдый склад (табель) в зависимости от требуемого на этом складе качества угля и свободного объема соответствующего штабеля.

7. Учет и контроль производственного процесса. Осуществляется постоянно по результатам работы разреза за смену. Информация, полученная на этом этапе, используется для расчета нарастающим итогом с начала суток, декады, месяца и, таким образом, участвует во всех этапах построения оперативного плана.

Эффективность предложенной методики оперативного планирования добычных работ проверялась на примере составления оперативного плана разреза "Восточный" ПО "Экибастузуголь".

Полученный на основе расчета по предлогкенной методике план по сравнению с вариантом плана разреза позволяет увеличить выход элеютроэнергии из 1 т добываемого угля на 1,1%, снизить затраты на производство электроэнергии по всеку циклу ее получения на 4,72. При этом народнохозяйственный эффект за счет дополнительного выхода электроэнергии, достигаемого оптимизацией объемов и качества добываемого угля по периодам времени, составляет 158,75 тыс. руб. на 1 млн.т добычи, при этом эффект у добывающего

предприятии ва счет увеличения объемов добнчи и улучшимил ио-, пользования оборудования составляет 15,42 тыс. руб. на 1 млн. т добычи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано повое решение актуальной научной задачи обоснования принципов и мэтодоз формирования потоков энергетических углей при оперативном планировании добычных работ на разрезах, позволяющей повысить эффективность работы топливно-энергетических комплексов и имеющей существенное значение для соверпенствования методов организации и планирован.^ горного производства.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводи:

1- Совокупности производственных ситуаций на разрезе соответствует система математических моделей планирования, Еключак>-шая технологические и экономические критерии оптимальности (объем добычи, ритмичность работы разреза в целом и отдельных экскаваторов, стабильность качества, выход электроэнергии и затраты на ее производство) и группы ограничений по объему добычи и качеству добываемого угля в целом за весь 'период планирования и по интервалам времени.

2. В общем случае с позиций топливно-энергетического комплекса в целом эффективны не средние, а переменные значения планируемых объемов добычи и качества угля по декадам, которые целесообразно определять на основании многовариантных технико-экономических расчетов по затратам на конечный продукт добычи, транспортирования и сжигания углей - электроэнергию.

3. На-основании имитационного моделирования производственных ситуаций для различных горно-геологическн" условий установлены взаимосвязи иеазду показателями: коэффициентом использования оборудования', ритмичностью работы разреза в целом и отдельных экскаваторов, качеством добываемого угля. Зависимости меяду ритмичность» и Iкоэффициентом использования оборудования носят гиперболический характер и позволяют определить в конкретных условиях при заданных на гэсь период объемах добычи допустимые колебания объемов по периодам времени и отдельным экскаваторам.

л. На основании факторного анализа выделены два обобщенных критерия планид зания и установлен приоритет показателей объемов добычи угля и производства электроэнергии.

5. В зависимости с™ выполнения плана предыдущего периода по объему, качеству угля и соблюдения плана горных работ выделено

восемь типсськ сггтуецъ'.. для 1даадой иг. которых предложена система ранжироьапнж кг.и1««-»ек' для планирования и организации добычных работ и селт&0'1с,1л<1'клй;х этим критериям ограничений.

6. РавраСьтане ив'пяика оперативного планирования добычных работ, включаются обоснование оптимальных значений объемов добычи и качества угля по интервалам планирования - декадам; идентификацию производственной ситуации и формирование динамической модели декздно-суточиого планирована; определение рациональных значений параметров модели: объемов ¿обычи, качества угля, допустимых колебаний объемов и качества г.э супсам; составление плана дооычкш работ.

7. Разработанная ютодике иеполъвоваяась при формировании • оперативного плана ремеза "ВосточаыЛ" ПС "ЭкиОастузугодь". Расчетный экоподоюсккГ. :4$ект составил 15,42 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Резт:ч&н:ю С. С. . Стрельцова Т. Б, Модели оперативного планирования добычи к качества угля при поточной технологии. -

В сб.: Техника и технология откригих горних работ при комплексном основении минеральных ресурсов - 11: НГИ, 1988, 5 с.

2. Стрельцова Т. В. Оперативное планирование качества энергетических углей на разреза;:. - В сб.: Проблемы горнопромышленной геологии (материалы Первых Ершовских чтений по горнопромышленной геологии). - И: МГИ, 1090, 2 с.

3. Резниченко 0. С., Стрельцова Т. В. Совершенствование оперативного планирования добычных работ на мойных угольных разрезах. - В сб.: Организация управления производством в новых условиях хозяйствования. Тез. докладов конференции. - Одесса, Одесский политехнический институт, 1990, 2 с.

4. Сборник конкретных ситуаций и задач для самостоятельной работы по курсу "Математическое программирование к моделирование"/ С. С. Резниченко, А. А. Авихмлн, М. П Подольский, Т. В. Стрельцова - М.: МГИ, 1388, 64, С.

5. Методические указания по выполнению лабораторных работ 1а ЭВМ по дисциплинам "Экономикс-математические методы и модели" для студентов спец. 07.14, и "Теория вероятностей и математическое программирование" для студентов спец. 07.14 (часть 2)/ А. А. Ашхмин, !<1 П. Подольский, С. С. Резниченко, Т. В. Стрельцова -М.: МГИ, 1986, 44 с.

Подписано в печать 19 ^ .09.91 г. Формат 60x90/16

Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ N

Типографий Московского горного института. Ленинский проспект, 6