ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ и НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (ЦНИЭИуголь)

УТВЕРЖДЕНЫ

Заместителем Министра угольной Промышленности СССР

Г.И. Нуждихиным *'29" декабря 1983 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ШАХТОВАРИАНТОВ С ПОМОШЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

МОСКВА

Методические положения по формированию и экономической оценке шахтовариантов разработаны институтом ЦНИЭИуголь в соответствии с отраслевым планом НИР на I98I-I982 гг. Они являются составной частью методического и информационного обеспечения системы оптимизационных расчетов перспективных планов экономического и социального развития угольной промышленности.

Методические положения предназначены для использования их в проектных и научно-исследовательских организациях Минуглепрома СССР при разработке экономико-математических моделей действующих и строящихся шахт*

Работа выполнена под научным руководством проф., докт. техн. наук А.М. Курносова и канд. техн. наук Л.А. Кафорина ответственным исполнителем канд. техн. наук И.П. Набродовым при участии кандидатов техн. наук И*Б. Кудина, Б.Т. Шмелева; инженеров В.А. Беловод-окого, Р.К. Ивановой, Л.б. Сидякиной, О.Н. Лазукиной (ЦНИЭИуголь); инженера Ю.Д. Мышанова (ДонУГЙ).

ff    ^

= 61 (j,&Te,Овну_tQ.sti»}, Vm»),Pr, Pa, Pit,

Bit, Ftp, Flt,Mn,A/t, Еф,С1щЁia )    ,    pvo    ;

л) затраты труда на повышение пропускной- способности г-ыраоо-ток 7. их функционирование

Title) = Да (j,&Tt,7)Ulej,    ,Pr,PA,tep,

Fbt, Ьи,Ртр,Р$$71а*    ,    чел.    смен;

е) объем проведения выпаботок    _

-</л §,д7/Д,Д,Ал©лЛ^, МехМ**у Еш) t К J

к) капиталовложения на проведение выработок

LtSi*j,Gep,E ш}    _t руб;

з) состояние выработок на конец у-го планового интервале

=^д (&Tg,Pr Pgii*q-4) Afo* )    ;

к) количество поступающей в добытый уголь породы при проведении и ремонте выработок

Ptt₉Pt$i*<i~4^Ptti»})LUiH}}    t т ;

к^ объем угля из подготовительных забоев, поступающего в об-с:ешахтную добычу    ^

TilSl*) =уа (Fr,Pet,title) )    ,    Т.

Аналогичны!? вид имеют выражения выходных показателей подмоделе::, отображающих Функционирование остальных технологических звень-еь йахты по плановым интервалам времени.

2.с.2. На уровне предприятия задача заключается в том, чтобы определить следующие показатели работы шахты в I -см интервале всемени:

а)    объем добычи угля

SDail.⁼ z~ fil    ⁺+Rut*} +    +

• **yt Г*?    _Л    *»

+ к*фл} +Юмшяу J , т ;

б)    зольность добываемого угля

/L.=**71 [£(я^#и*У#*1,)+#***)]+K*tj} у .

'    55»;    '/•    ’

е) себестоимость добычи I т угля

С_ш. ₌ Е>_я; + Е_а£Е„)+£,_Г£_я,1 _{+ <fyj} +£_л+_£я+£_{ш )f>yS}.

г) производительность труда рабочих

ftuj    + 7}/**;)*    *7i«y] +

*&^т-н*^т-ч *T*i*T„>    ’/i—    ;

C

степенных технологических звеньев и процессов, руб ;

Тн4м Тцшм Т*ё Тьь TerS ~ трудовые затраты, связанные с повышением * пропускной способности и функционированием наклонных выработок панелей, участков коренных штреков, квершлагов, около-ствольного двора и стволов, чел-смен ;

Тост - трудовые затраты, связанные с повышением пропускной способности и функционированием главных вентиляционных установок, водоотлива, технологических комплексов на поверхности шахты, челтгюмен ;

£_т - компонента численности трудящихся, учитывающая влияние на определяемый показатель второстепенных технологических звеньев и процессов, чел. ;

И_с? ~ средний по шахте коэффициент списочного состава ;

- капиталовложения на проведение наклонных выработок панелей, участков коренных штреков и квершлагов, а также на функционирование и увеличение пропускной способности околоствольного двора и стволов, руб ;

Кост ~ капиталовложения на функционирование и развитие главных вентиляционных установок, водоотлива и технологических комплексов на поверхности шахты, руб ;

- коэффициента списочного состава соответственно рабочих очистного забоя, процих рабочих на подземных работах, рабочих на поверхности ;

- заработная плата рабочих, занятых в    с -ом очистном забое

li —го выемочного поля, руб ; у Сн&м > О НФХ у С мёр * С of у Сстё    -    зарплата    трудящихся,    за

нятых на повышении пропускной способности и обслуживании выемочных и наклонных выработок панелей, участков коренных штреков, квершлагов, околоствольного двора и стволов, руб ; С1ст~ заработная плата трудящихся, занятых на увеличении пропускной способности и обслуживании главных вентиляционных установок, водоотлива, технологических комплексов на поверхности шахты, руб ;

St? - среднегодовая зарплата трудящихся, руб ;

Lhui# у L*t " объем проведения наклонных выработок панелей, коренных штреков и квершлагов, м.

Все технологические звенья и процессы добычи угля по удельному весу издержек на их функционирование можно разделить на основные (очистные забои, выемочные выработки, наклонные выработки панелей, вентиляционные и транспортные коренные штреки и квершлаги, около-ствольный двор, стволы, поверхностный комплекс, дегазация пластов

II

и вмещающих пород, кондиционирование воздуха, водоотлив) и второстепенные (монтаж и демонтаж оборудования общешахтного назначения, содержание средств автоматизации и управления производством, водоснабжение, объекты и средства безопасности работ и промышленной санитарии, производство ййеёматической энергии и др.).

Моделирование функционирования второстепенных звеньев и процессов из-за большого разнообразия их параметров представляет большую сложность. Все это приводит к необходимости определения эксплуатационных издержек на функционирование этих процессов по упрощенной схеме, которая заключается в следующем.

Вначале для состояния конкретной шахты на предплановый год эксплуатационные издержки с разделением на элементы себестоимости и трудовые затраты определяются с учетом функционирования только основных технологических звеньев и процессов производства. Разности между уровнями фактически достигнутых шахтой в предплановом году и определенных с помощью расчета издержек будут являться эксплуатационными издержками по второстепенным технологическим звеньям и процессам В^я у ба ₉ Вм у бз . Они принимаются постоянными для каждого интервала времени планового периода конкретной шахты. Ес-тес твенно, в разности между фактическими эксплуатациоцными издержками и расчетными может быть и доля затрат по основным звеньям производства, обусловленная отступлениями от предписаний типовых технологических схем ведения работ, содержанием на шахтах сверхнормативного дорогостоящего оборудования и работой шахт в воскресные дни.

3. Информационная база задачи

3.1. Состав исходной информации определяется постановкой задачи и требованиями существующей системы показателей планов. Степень детализации исходной информации о шахте зависит от глубины прогнозирования плановых показателей и длительности интервалов времени, на которые разделяется весь плановый период. В задачах пятилетнего планирования плановый период разделяется на интервалы, каждый из которых равен одному году. В средних горно-геологических условиях Донбасса за год отрабатывается приблизительно один выемочный столб. Вследствие этого, в задачах пятилетнего планирования горно-геологическую информацию допустимо усреднять в границах выемочных столбов. Для задач с большей глубиной прогнозирования ТЭП работы шахты горно-геологическую информацию следует усреднять в границах выемочных полей (панелей). Отсюда следует, что для формирования информации о шахте предварительно должна быть выполнена раскройка пластов на выемочные, поля и столбы.

12

3.2* Исходя из принятой степени усреднения горно-геологических данных, и с учетом степеней влияния отдельных природных характеристик шахтного поля на значения определяемых в модели ТЭП рекомендуется следующая структура исходной информации.

Вся информация о природных характеристиках пласта и параметрах технологии очистных, проходческих и транспортных работ в его границах разделяется на четыре группы. Первая часть информации характеризует каждый выемочный столб и выемочный участок (лава и примыкающие к ней выработки), вторая - усреднена в границах выемочного поля (панели), третья и четвертая представляется в среднем соответственно по крылу пласта и пласту в целом.

3.3. Необходимый перечень информации о выемочном участке приведен в табл. I.

Таблица I.

Исходная информация о выемочном участке

J8* пп Показатели Ед. изм. Область значений показателей I 2 3 4 I Система разработки Столбовая с одинарными лавами, то же со спаренными лавами, сплошная, комбинированная, столбовая с прямоточным проветриванием 2 Технология очистных работ С помощью механизированных комплексов, с помощью индивидуальной крепи и узкозахватных комбайнов, с помощью широкозахватных комбайнов 3 Мина лавы м В соответствии с параметрами выемочной техники 4 Число смен работы лавы в сутки шт I ; 2; 3; 4 5 Вид комбайна (струга) - 6 Порядок работы комбайна - Челноковый,однос торонний 7 Тип механизированной крепи - 8 Время эксплуатации выемочного оборудования лет 9 Сечение транспортной выработки, примыкающей к лаве м2 10 Тоте вентиляционной выработки м2

ТЗ

Продолжение таблицы I

т 2 3 4 II Вид крепи транспортной выработки, примыкающей * лаве. - Арочная металлическая, сборная железобетонная, деревянная 12 То же вентиляционной выработки - То же 13 Запасы угля разрабатываемого столба на начало планового периода т 14 Вынимаемая мощность пласта м 0,6 - 3,5 15 Мощность обрушающегося слоя породы м 0,0 + 0,4 16 Пластово-промышленная зольность угля % 17 Время устойчивого обнажения кровли мин 18 Несущая способность почвы кПа 19 Категория устойчивости пород кровли — Неустойчивые, средней устойчивости, устойчивые

Из этого перечня данных первый и 9+12 показатели используются для определения расходов воздуха и потери депрессии выработок выемочного участка, а также для установления объемов проведения и поддержания последних; все остальные показатели - для определения суточной нагрузки на лаву. Показатель "время эксплуатации выемочного оборудования" используется при определении времени замены очистного и транспортного оборудования выемочного участка, что, в свою очередь, предопределяет общую потребность его во времени.

3.4.    Неотрабатываемый (резервный) выемочный столб характеризуют следующие показатели (строки 13+20 табл. 2): мощность пласта, длина и ширина столба, мощность подлежащего обрушению при выемке угля слоя породы, пластово-промышленная зольность угля, время устойчивого обнажения кровли, несущая способность почвы, категория устойчивости пород кровли.

3.5.    В границах выемочного поля (табл. 2) усреднены физикомеханические свойства угля, относительная газообильность выработок, вид пород кровли. По каждому выемочному полю также задаются длина по падению, число крыльев, способ подготовки, длина подготавливающих выемочное поле коренных штреков, параметры подготавливающих панель выработок и установленных в них транспортных средств.

14

число действующих лав и резервных выемочных столбов, емкость аккумулирующего бункера и длина разминовки, способ выемки угля и пород на подготовительных работах (совместная или раздельная), остаточная стоимость горных выработок и транспортного оборудования, рекомендации относительно систем разработки и технологии ведения очистных работ на вновь подготавливаемых выемочных столбах* Первые четыре показателя (табл* 2) являются координатами положения выемочного поля в шахтном поле. Они используются при формировании сети горных выработок и определении объемов горных работ, выполняемых для подготовки запасов угля к выемке. Лля этих целей также используются геометрические размеры выемочных полей и способы их подготовки.

В целях сокращения объема исходной информации однородные по горно-геологическим характеристикам резервные выемочные столбы панели возможно объединять в группы (строки 12+39 табл. 2).

Таблица 2.

Исходная информация о выемочном поле (панели)

№ пп Показатели Ед. изм. Область значений показателей I Принадлежность выемочного поля (панели) к пласту — 2 Принадлежность выемочного поля к крылу пласта - Левое, правое 3 Порядковый номер выемочного поля в крыле пласта в направлении от квершлага к границе шахтного поля 4 Положение выемочного поля относительно откаточного горизонта - В бремсберговом и уклонном полях 5 Признак состояния выемочного поля — Поле отработано,- поле разрабатывается, поле резервное 6 Сопротивляемость угля резанию Ц/см 7 Физико-механические свойства угля - Вязкие, хрупкие и весьма хрупкие угли 8 Эффективность дегазации пласта в границах выемочного поля доли ед. 9 Относительная газообильность выработок выемочного поля, обусловленная газовыделением из разрабатываемого пласта м3/т

15

.с Продолжение Таблицы 2.

т _ 2 *3 4 10 Относительное ^азовнделение из выработанного пространства М3/т II Объемный вес угля т/м3 12 Количество однородных столбов первой группы - 13 Длина столба м 14 Ширина столба м 15 Вынимаемая мощность пласта м 0,6-3,5 16 Мощность обрушающегося слоя породы м 0,0-0,4 I? Пластово-промышленная зольность угля % 18 Время устойчивого обнажения кровли мин 19 Несущая способность почвы кПа 20 Категория устойчивости пород кровли - Неустойчивые, оредней устойчивостиустойчивые 21 Количество однородных столбов второй группы - 22 Длина столба м 30 Количество однородных столбов третьей группы . 31 Длина столба м • # • 40 Сечение транспортной наклонной выработки панели м2 41 Сечение ходка Л I при бремсберге (уклоне) м2 42 Сечение ходка Л 2 м2 43 Сечение фланговых вентиляционных ходков м2 44 Вид крепи панельного бремсберга (уклона) Арочная металлическая, сборная железобетонная, деревянная

16

т	2	3	4
			бремсберге (уклоне) и на флангах панели, по-горизонтный
63	Число одновременно действующих лав в выемочном поле	шт	1-3
64	Расстояние от квершлага до погрузочного пункта выемочного поля	м
65	Сечение транспортного коренного штрека, подготавливающего выемочное поле	м2
66	То же вентиляционного штрека	м^
67	Вид крепи участка транспортного коренного штрека	—	Арочная металлическая, железобетонная сборная, деревянная
68	То же вентиляционного штрека	-	То же
69	Остаточная стоимость участка транспортного коренного штрека	руб.
70	То же вентиляционного штрека	руб
71	Число рельсовых путей на участке транспортного коренного штрека	ШТ	I; 2
72	Приемная способность конвейера, установленного на участке транспортного коренного штрека	м3/мин
73	Длина обходной выработки у погрузочного пункта панели	м
74	Емкость панельного бункера	м3
75	Тип панельного бункера	-	Горный, механизированный
76	Год внедрения новой технологической схемы очистных работ	лет	В пределах планового периода
77	Технология очистных работ, рекомендуемая для вновь подготавливаемых лав		С помощью механизированных комплексов, применение в забоях индивидуальной крепи и уэкозах-ватных комбайнов
78	Система разработки, рекомендуемая для вновь подготавливаемых лав	—	Длинные столбы, сплошная, комбинированная, длинные столбы с прямо-

ВВЕДЕНИЕ

Исходным этапом оптимального планирования является формирование различных технически допустимых вариантов развития шахт на определенную перспективу (шахтовариантов)•

Шахтовариант - это вариант развития шахты на перспективу, характеризуемый определенными планировкой и очередностью отработки элементов шахтного поля, концентрацией, организацией и технологией ведения горных работ, а также соответствующими технико-экономическими показателями.

Существующая практика подготовки шахтовариантов связана с большими затратами труда, из-за чего количество составляемых вариантов не превышает 2-х, а их качество не удовлетворяет требованиям, вытекающим из Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работ".

Поэтому в настоящее время важнейшим вопросом в деле повышения обоснованности плановых заданий шахтам является разработка такого расчетного аппарата, с помощью которого можно было бы оперативно и без существенных затрат труда формировать варианты развития шахт на перспективу и определять по каждому из них технико-экономические показатели* Существенное снижение трудоемкости технико-экономических расчетов по шахтовариантам позволит увеличить их число, повысить оперативность подготовки информации для плановых расчетов, что, в свою очередь, приведет к улучшению качества производственных планов. Поставленную задачу, ввиду ее большой сложности, можно решить только при помощи математического моделирования и высокопроизводительных ЭВМ.

Настоящие "Методические положения" позволят на основе единых подходов к решению технико-экономических задач, структуры исходных данных и нормативной базы более интенсивно внедрять в практику плановых расчетов современных методов математического моделирования и-ЭВМ. Для этого в "Методических положениях" помимо структурных построений экономико-математических моделей шахт приведено решение наиболее сложных задач, составляющих основу плановых расчетов. В том числе: даны рекомендации по степени детализации исходных горно-

I

I 2 3 79 Год внедрения новых систем разработки лет- 80 Число смен работы в сутки вновь подготавливаемых лав шт 81 Год перехода работы лав при новом числе смен в сутки лет 82 Тип комбайна, рекомендуемого для отработки новых столбов выемочного поля 83 Порядок работы комбайна на новых выемочных участках - 84 Тип механизированной крепи, рекомендуемой для новых лав - 85 Сечения участковых транспортных выработок, подготавливающих новые лавы м2 86 То же вентиляционных выработок ы2 87 Вид крепи участковых транспортных выработок — 88 То же вентиляционных выработок - 89 Порядок отработки столбов в выемочном поле

I; 2; 3; 4 Челноковый, односторо-

Формирование параметров технологии и механизации очистных ра

бот для вновь подготавливаемых столбов производится на основе дан

ных, представленных в строках 76-88. Кроме параметров технологии

и механизации очистных работ, здесь содержатся данные о системах

разработки, о режимах работы лав, о параметрах примыкающих к лавам выработок. Для каждого из рекомендуемых на перспективу параметров приводятся два числа: величина параметра и дата (интервал или год)

его реализации при подготовке новых лав. Показатель "порядок отработки столбов в выемочном поле" (строка 89, табл. 2) используется при формировании сети выработок шахтопласта и определении объемов

19

геологических данных о подлежащих разработке в будущем запасах шахтного поля; формализованы во взаимной связи календарные планы развития очистных и подготовительных работ; приведены принципы расчета пропускной способности Транспортных и вентиляционных звеньев шахты, а также зольности угля,

I, Общие положения

Формирования шахтовариантов и построения экономико-математической модели шахты

1.1.    При формировании шахтовариантов в зависимости от сложившегося на начало планового периода времени технического состояния

и фактических горно-геологических условий на той или иной шахте необходимо прорабатывать следующие мероприятия: изменение границ шахтных полей; вовлечение в, разработку участков, запасы которых временно отнесены к некондиционным; замена устаревшей и малопроизводительной горно-транспортной техники на прогрессивную и более производительную; внедрение новых систем разработки; варьирование раскройкой шахтопластов на выемочные поля и столбы, а также очередностью отработки последних. Эти мероприятия должны рассматриваться в комбинации о варьированием производственной мощности шахты за счет изменения числа одновременно действующих лав и их суточных режимов работы* В качестве самостоятельных могут быть представлены перечисленные варианты с осуществлением намеченных мероприятий в другие годы планового периода.

1.2.    Разрабатываемые шахтоварианты и принимаемые в них технические решения должны соответствовать основным направлениям технического развития угольной промышленности СССР на соответствующий период планирования,

1.3.    Мероприятия крупного масштаба, связанные с большой длительностью их осуществления (замена транспортных средств, прирезка к шахтному полю новых запасов и т.д.), необходимо назначать и оценивать по экономическим критериям в шахтовариантах, предназначенных для задачи перспективного планирования. Стоимость мероприятий подобного типа, выявленных в результате оптимизации перспективного плана, учитывается в шахтовариантах задач пятилетнего планирования, если календарное время последнего -совпадает со временем проведения работ по модернизации производства.

1.4.    В соответствии с требованиями задач пятилетнего и перспективного планирования технико-экономические показатели (ТЭП) цр шахтовариантам необходимо определять не в среднем за весь плановый 2

период, а за отдельные интервалы времени, равные соответственно одному и пяти годам*

1.5.    При разработке шахтовариантов необходимо учитывать технический прогресс. Общий период планирования не превышает оредшою длительность эксплуатации способов производства горных работ до наступления их морального старения. Поэтому достаточно учитывать плавный технический прогресс освоенной техники и технологии горного производства. Это можно сделать путем включения в йостав производственных функций выражений, позволяющих изменять во времени технические нормативы, действующие на начало планового периода времени. Необходимо также учитывать изменения во времени цен на материалы, электроэнергию и оборудование, заработной платы трудящихся.

1.6.    Функционирование шахты связано со скачкообразными качественными и количественными изменениями параметров ее состояния: выбытие в одних и ввод в других выемочных полях фронта очистных работ; исключение отдельных вентиляционных и транспортных звеньев из общешахтной сети и подключение к ней новых звеньев; переход к более прогрессивной технологии ведения горных работ и т.д. Поэтому задача генерирования множества различных направлений развития шахт является динамической. Для ее решения необходимы имитационные математические модели.

1.7.    Весь срок службы шахты характеризуется такими'стадиями развития, как: строительство ее, развитие горных работ на первом горизонте и отработка его запасов, подготовка запасов нового горизонта, отработка запасов второго горизонта и т.д. Заключительной стадией функционирования шахты является затухание горных работ на последнем горизонте.

При этом начало планового периода может совпасть с любой из перечисленных стадий, а длительность планового периода может превышать длительность одной или более стадий развития шахты. Формировать шахтовариант с помощью нескольких моделей весьма затруднительно, так как дополнительно возникает ряд сложных задач: организация потока информации между моделями, увязка и объединение выходных данных моделей и др. Поэтому в модели шахты должно быть формализовано функционирование объекта моделирования на всех стадиях его развития.

1.8.    Модели шахт необходимо строить из подмоделей технологических звеньев и объектов производства» но не из технологических процессов. Это следует из того, что технологические процессы весьма трудно разделить, так как они взаимосвязаны. Так, очистные работы формируют календарный план проходческих работ. Разделение этих двух процессов (очистных и проходческих работ) повлечет за собой

3

накопление, хранение и организацию передачи от одной подмодели в другую большого объема промежуточных данных. Поперечные сечения выработок устанавливаются по факторам "вентиляция" и "транспорт". Поэтому строить аналогичные обособленные подмодели также нерационально. Перечень подмоделей должен соответствовать перечню основных технологических звеньев шахты.

1.9.    Так как модель шахты предназначается для целей планирования, то в ней необходимо отображать лишь те стороны функционирования объекта исследования, которые являются существенными при установлении его плановых показателей. Это возможности шахты по объему добычи угля и его- качеству, затраты материальных и трудовых ресурсов на производственную деятельность шахты. Поэтому в экономико-математической модели шахты должен быть предусмотрен следующий комплекс расчетов: определение размеров грузопотоков по звеньям и их пропускной способности; проверка соответствия пропускной спо-собнфсти звеньев и величины проходящих по ним потоков друзов; выбор мероприятий по увеличению пропускной способности эбена, если она окажется меньше величины проходящего по нему потока; определение затрат на осуществление мероприятий, связанных с поддержанием

и увеличением фронта очистных работ или с модернизацией технологии ведения горных работ; определение эксплуатационных издержек и трудовых затрат на функционирование звеньев, а также потребности оборудования.

1.10.    Для получения обоснованных плановых решений имитационную модель шахты необходимо строить на основе широкого использования действующих в отрасли технических и экономических норм и нормативов, а также инструкций и методик расчета параметров технологических процессов. Это типовые, технологические схемы ведения горно-транспортных работ, инструкции и методики расчета параметров технологии добычи угля; типовые ряды машин и оборудования и их проектные технические показатели; инструкция о порядке финансирования горных работ; цены на оборудование, материалы, топливо и электроэнергию; нормы амортизационных отчислений; сроки службы машин и оборудования; требования правил безопасности и правил технической эксплуатации относительно предельных норм содержания вредных примесей в рудничной атмосфере, скоростей движения воздуха, поперечных размеров горных выработок, предельных скоростей движений транспортных средств; нормы темпов проведения выработок; типовые проекты организации труда и др.

1.11.    В целях уменьшения трудоемкости работ и упрощения модели шахты цри ее построении необходимо использовать результаты на-

4

учных исследований по вопросам установления параметров технологии горного производства на шахтах. Результаты этих исследований обобщены в работе /X/. В этом директивном документе даны генеральные направления развития технологии и техники горных работ, и, в частности, приведены рекомендации относительно размеров выемочных полей и способов их подготовки; условий применения систем разработки и способов проветривания горных работ; длин лав и организации работ в них; способов механизации очистных, проходческих и транспорт-ных работ; параметров выработок и способов их охраны и др.

1.12.    Чтобы модель шахты была пригодна для формирования шах-товариантов значительной части шахт, разрабатывающих горизонтальные, пологие, наклонные и крутые пласты, в ней необходимо формализовать представительный перечень способов вскрытия шахтных полей, подготовки горизонтов и выемочных полей, технологии ведения очистных, подготовительных и транспортных работ*

В модели должно быть формализовано функционирование как вертикальных стволов, так и наклонных.

Необходимо рассматривать следующие варианты расположения откаточного и вентиляционного горизонтов относительно друг друга по вертикали: на разных уровнях при отработке только бремсберговых выемочных полей; на одном уровне; комбинированный вариант, когда бремсберговые выемочные поля проветриваются по прямоточной схеме (вентиляционный и транспортный квершлаг на разных уровнях), а уклонные поля - по возвратноточной, для чего на одном уровне с транспортным квершлагом пройден еще один вентиляционный квершлаг.

Перечисленные варианты расположения откаточного ,и вентиляционного горизонтов необходимо рассматривать в сочетании с.панельной, этажной и погоризонтной подготовках выемочных полей.

Способы механизации очистных работ должны быть представлены тремя основными вариантами: с помощью механизированных комплексов; узкозахватными комбайнами или стругами в сочетании с индивидуальной крепью; широкозахватными комбайнами. Первый способ механизации очистных работ необходимо рассматривать в комбинации с типами механизированных крепей и очистных комбайнов (стругов).

1.13.    При исследовании экономико-математической модели шахты на оптимум, а также при отборе рационального числа шахтовариантов по вспомогательной экономико-математической модели необходимо применять косинус-метод линейного программирования, позволяющий сократить число итераций и машинное время решения задачи /о/₉ а также векторный /Э/₉ топологический, аналитический /10/ и энтропийный /11/ методы.

5

1.14. Оптимизация развития и размещения угольной промышленности осуществляется на основе исследования ее экономико-математической модели» структуру которой определяют блок-варианты (инфраварианты), представляющие соббй сочетания вариантов развития определенных групп шахт.

TL Постановка задачи

2.1.    Задача определения технико-экономических показателей работы шахты может быть сформулирована как задача отыскания их численных значений на базе заданного множества исходных данных, характеризующих шахту на начало планового периода, и регламентаций относительно направлений развития горных работ, а также совершенствования техники, технологии и организации горного производства.

2.2.    Содержательная постановка задачи формирования вариантов развития шахты на период от 5 до 20 лет и определения их (вариантов) технико-экономических показателей состоит в следующем.

В задаче известны: начало и длительность планового периода Т ; длительность интервалов времени, на которые разбивается плановый период, д    Та • геометрические параметры и горно-гео-

логические характеристики разрабатываемых и подлежащих разработке выемочных столбов и полей по вариантам раскройки пластов Рг ; множество параметров, характеризующих выемочное оборудование, технолога к организацию работ в действующих на начало планового периода времени лавах Р_л ; технические параметры действующих на начало планового периода выработок и установленных в них транспортных средств ; параметры околоствольного двора, стволов шахты и действующих в них подъемных установок; мношество технических параметров, характеризующих технологические комплексы на поверхности шахты; параметры главных вентиляционных установок_шахты; параметры рента работы шахты на начало планового периода £ш •

Перечисленные параметры являются параметрами состояния технологических звеньев шахты.

Управляющими параметрами и константами модели являются^

-    параметры основных видов технологии очистных работ Fox , проведения выработок F( и транспортных работ Ftp ;

-    дата перехода работы шахты к новому режиму и его параметры »

-    параметры вариантов ^направлений движения и изменения величины фронта очистных работ Mot;

-    параметры упорядоченных радов организационно-технических мероприятий по увеличению пропуркной способности выработок bs .

б

околоствольного двора, стволов, угольных и породных комплексов на поверхности пахты ;

_ - параметоы упорядоченных рядов поперечных сечений выработок

Ne , очистного оборудования Лбг* транспортного Д/_г и подъемного оборудования ;

-    темпы изменений во времени действующих на начало планового Периода технических нормативов для очистных и₀г, проходческих

и транспортных игр работ ;    ^

-    темпы изменения во времени зарплаты И^п , цен jja материалы 11м , стоимости, оборудования Ua и электроэнергии Us ;

-    стоимостные показатели по элементам себестоимости на выполнение единицы объема горно-транспортных работ Q_ep ,    .

Необходимо для каждого из технически допустимых сочетаний, управляющих воздействий по плановым интервалам времени, определить: объем добычи угля и его зольность Я$ш , себестоимость добычи I т угля Сш , производительность трудящихся шахты Рш # величину капиталовложений ьа развитие производства Нш с выделением затрат- на оборудование и горные работы, фонд зарплаты трудящихся Gj/r , списочную численность трудящихся шахты А/тр » объемы проведения выработок Le , потребное количество комплектов очистногс оборудования А/крг .

Выходные показатели планов работы шахты формируются на основе результатов расчета но каждому из ее технологических звеньв. Кроме того, определение ТЭТ шахтовариантов по отдельным плановым интервалам времени приводит к необходимости изменения параметров состояния шахты, что можно сделать только путем корректировки первоначальных значений параметров ее звеньев с учетом результатов их функционирования за прошедшее плановое Бремя*

Таким образом, эту задачу необходимо рассматривать на уровнях отдельных технологических звеньев и на уровне шахты в целом.

2.2. В математической форме задача определения ТЭП вариантов развития шахты на перспективу представляется следующим образом.

2.2.1.    На уровнях отдельных технологических звеньев.

2.3.1.1.    ['.о t-ому очистному забою Н-го выемочного поля в 1-том плановом интервале времени необходимо определить:

а) производительность очистного забоя и объем добычи угля из него за плановый интервал времени

AaImj.    Рг^Рш^_уМсг₉    Ew.Urf    )    ,    т/сутки    ;

“ Л Т    ЯлТ* 7р. AW р    Т;(1.1)

7

о) необходимое количество воздуха для проветривания лаЕЫ

О.Л1Н} ™ ЬЛ fA, Po*i*j , Ла1»\)    _%    м³/с ;

в)    эксплуатационные издержки на ведение работ в лаве по П -ому элеменгу себестоимости:

_f руб ;

г)    трудовые затраты по лаве

Тлщ=ti (}_у а Те, /1л1»1_УМп_у    ,    чел,смен ;

д)    капиталовложения на выемочное оборудован,е лавы и его потребность    ________ _ч

Ни*} = 14 (^TsfiAA^M^C^Uos) , р_Го ;

Gnixj ~/?/    y&T$,/}*!■#}, Pa ,M«* )    ,    комплектов;

е)    состояние лавы на конец ^ -го планового интервала времени

PumJ~ Q.* (лЛ_у Рг_уРл1#(]-*)_у/?a£#J, F0*,Моъ^/\/ох ) t

ж)    депрессию лавы    _    __

НаЫ} — Hi (Pr, pAittjf {jIaim^ ) , Па J

з)    содержание породы в горной массе, поступающей из лавы

RaI*\ = Zi (90лi*}yPr_y Ра, Mot) _{t T}J

2.3,1*2* По выработкам, примыкающим к t-oiму очистному забою, в сложившихся условиях J -ого планового интервала времени определить :

а)    величину грузопотока по транспортной выработке

Яш»} - ЯаЩ * Я (Рг, Рл,Р// )

, т/сутки ;

б)    количество воздуха, проходящего по выработкам, и их депрес-

СИЮ    —    _    .

Qw»j= VJi (О.ЛЩ, Рл , Pig )    ,    _м³/с    ;

HUi*\ — Us (PfgiH}, QiSiX} )    ,    Па    ;

в)    пропускную способность выработок

^s^    Pr    Р&&    Еш    )    _t    т/суткк    ;

г)    стоимость работ на устранение несоответствия пропускных способностей выработок и проходящих по ним груэопотохоЕ, а также эксплуатационные издержки на функционирование выработок и их проведение по /? -ому элементу себестоимости

8