Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска

Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска

Доведена максимальна чутливість проекту вуглевидобутку до фактору малоамплітудної порушеності яка уповільнює швидкість просування очисного вибою, підвищує зношеність вибійного обладнання, небезпеку обвалення безпосередньої покрівлі, та ймовірність раптових газодинамічних явищ....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2012
1. Verfasser: Захарова, Л.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2012
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53784
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска / Л.Н.Захарова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 362-367. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-53784
record_format dspace
spelling irk-123456789-537842014-01-29T03:10:27Z Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска Захарова, Л.Н. Доведена максимальна чутливість проекту вуглевидобутку до фактору малоамплітудної порушеності яка уповільнює швидкість просування очисного вибою, підвищує зношеність вибійного обладнання, небезпеку обвалення безпосередньої покрівлі, та ймовірність раптових газодинамічних явищ. Maximum sensitivity of coal extraction project .to microfaults has been found because corrupted faulted zones reduce the rate of longwall advance, increase longwall equipment wear, roof falls and coal bursts. 2012 Article Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска / Л.Н.Захарова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 362-367. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53784 658.012.23 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Доведена максимальна чутливість проекту вуглевидобутку до фактору малоамплітудної порушеності яка уповільнює швидкість просування очисного вибою, підвищує зношеність вибійного обладнання, небезпеку обвалення безпосередньої покрівлі, та ймовірність раптових газодинамічних явищ.
format Article
author Захарова, Л.Н.
spellingShingle Захарова, Л.Н.
Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
Геотехническая механика
author_facet Захарова, Л.Н.
author_sort Захарова, Л.Н.
title Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
title_short Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
title_full Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
title_fullStr Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
title_full_unstemmed Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
title_sort оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53784
citation_txt Оценка чувствительности проекта угледобычи к геомеханическим факторам риска / Л.Н.Захарова // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 362-367. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT zaharovaln ocenkačuvstvitelʹnostiproektaugledobyčikgeomehaničeskimfaktoramriska
first_indexed 2025-07-05T05:07:09Z
last_indexed 2025-07-05T05:07:09Z
_version_ 1836782221859487744
fulltext 362 УДК 658.012.23 Аспирантка Л.Н.Захарова (ДонГУУ МОН Украины) ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРОЕКТА УГЛЕДОБЫЧИ К ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ РИСКА Доведена максимальна чутливість проекту вуглевидобутку до фактору малоамплітудної порушеності яка уповільнює швидкість просування очисного вибою, підвищує зношеність вибійного обладнання, небезпеку обвалення безпосередньої покрівлі, та ймовірність рапто- вих газодинамічних явищ. ASSESSMENT OF PROJECT SENSITIVITY TO GEOMECHANIC RISK FACTORS DUE TO LONGWALL MINING Maximum sensitivity of coal extraction project .to microfaults has been found because cor- rupted faulted zones reduce the rate of longwall advance, increase longwall equipment wear, roof falls and coal bursts. Повышение рентабельности и безопасности угольной промышленности Ук- раины является одной из основных задач. Однако с увеличением глубины разра- ботки и усложнением экономических условий, в которых угольная промышлен- ность должна обеспечивать энергетическую независимость нашего государства, возрастают риски производства [1]. Это связанно с неопределенностью горно- геологических условий, снижением надежности техники под влиянием интенсив- ного горного давления, увеличением вероятности аварий, усилением нестабиль- ности финансирования проектов в условиях посткризисной экономики и рядом других специфических факторов подземной угледобычи. Известна математическая сетевая модель для количественной оценки эф- фективности проектов угледобычи. Она предназначена для стохастического моделирования [2]. Опыт применения данной модели подтвердил ее высокую эффективность [3]. Вместе с тем осталась не изученной задача установления чувствительности проекта угледобычи от входных факторов. Исследование чувствительности проекта является самостоятельной задачей, успешное реше- ние которой обеспечивает возможность эффективного управления проектом. Выделение наиболее значимых факторов, к вариации которых проект проявляет максимальную чувствительность позволяет рационально распределять ресурсы и выбирать тактику управления проектом. Общая схема анализа проекта на чувствительность к вариации исходных па- раметров модели состоит в следующем [4-6]. Для изучения чувствительности модели необходимо получить в количественном виде ее реакцию на вариацию определенного фактора при прочих исходных данных. Поставленная задача ус- ложняется тем, что модель является стохастической и обеспечение прочих рав- ных условий не является тривиальной задачей. Опыт эксплуатации разработанной модели показал, что в качестве искомого параметра наиболее подходящим является время отклонения сроков реализации проекта от заданного в программе развития горных работ. Сроки окончания 363 проекта или программы определяются путем выявления длительности критиче- ских путей. С одной стороны при реализации программы развития горных работ круп- ной современной угольной шахты вероятность самого длинного критического пути не превышает 50% и не намного отличается от вероятности ближайших критических путей. С другой стороны при реализации большой программы раз- вития горных работ может возникать несколько десятков критических путей. Очевидно, что наиболее полным параметром модели будет тот, который учиты- вает все критические пути. Одной из наиболее общих характеристик или функций состояния сложной системы является энтропия [7-10]. Любой проект является выраженным необ- ратимым процессом, который при эффективном управлении приобретает при- знаки системы, склонной к самоорганизации. При этом в такой системе возни- кают структуры [11]. Имеющийся опыт термодинамического анализа проекта как объекта управ- ления [12-14] открывает новые перспективные возможности обобщения зако- номерностей проектного управления. Проект или программа развития горных работ угольной шахты является открытой термодинамической системой, обме- нивающейся с окружающей средой веществом (потоками угля, метана, воды, воздуха) и энергией (в первую очередь энергией горного давления). Согласно постулатам и теоремам термодинамики необратимых процессов [9-10] в такой системе возникают термодинамические потоки и вызывающие их силы. В общем виде производство энтропии зависит от указанных потоков и сил и описывается следующей формулой: (1) Здесь dS обозначает производство энтропии, t – абсолютная температура, Ji – термодинамические силы, Xi - соответствующие им потоки. Зависимость (1) хороша тем, что позволяет в наиболее общем виде отразить функцию состояния системы, не вникая в детали физических и информацион- ных процессов, которые сопровождают процесс ее функционирования. Данная зависимость удобна тем, что она позволяет объединять совершенно разные по физической природе эффекты и отражать их долевое участие в управлении со- стоянием сложной системы, например такой, которой является программа раз- вития горных работ. В связи с этим автором данной работы в качестве обобщенного параметра чувствительности программы развития горных работ угольной шахты предло- жено использовать средневзвешенную величину отклонения времени реализа- ции программы с учетом всех полученных ее критических путей. (2) ∑ = Δ= N i ii pTS 1 ∑ = = N i ii XJ t dS 1 1 364 где N – число критических путей, S – чувствительность программы, ΔTi - от- носительное отклонение сроков завершения проекта, pi - вероятность i-того критического пути. Температура может быть опущена, потому является не рис- ком, а проектным ограничением и, кроме того, постоянной величиной. Сравнивая формулы (1) и (2) нетрудно увидеть аналогию между термодина- мическими силами и вероятностью критического пути, а также потоками и от- клонением времени выполнения планового задания, например добычи из лавы или проходки подготовительной выработки. Такая аналогия усиливает обосно- ванность зависимости (2) в качестве обобщающего параметра чувствительности программы развития горных работ. Заметим, что при досрочном завершении проекта или программы величина ΔSi может оказаться отрицательной (негэнтропия позитивно сказывается на со- стоянии системы). Однако в условиях жесткого дефицита ресурсов и выполне- нии проекта на время (а не на конечный результат [15]) обобщенный параметр чувствительности проекта всегда будет иметь положительное значение. Для выполнения испытаний проекта на чувствительность была разработана следующая процедура. Проверяется на чувствительность каждый параметр в отдельности. Наиболее важные результаты проверки проекта на чувствитель- ность получают при испытании его реакции на вариацию величины входных факторов, которые определяют величину вариации темпов проходки и добычи, при изменении законов распределения вариации темпов горных работ, вариа- ции вероятности отдельных векторов графа (отдельных работ в проекте). Обеспечение прочих равных условий при испытании модели на чувстви- тельность к одному из исследуемых факторов достигается увеличением числа испытаний. При этом задается несколько детерминированных уровней иссле- дуемого фактора, а на каждом уровне модель испытывают определенное коли- чество раз, которое обеспечивает получение устойчивой гистограммы чувстви- тельности. Соответствие гистограммы определенному закону распределения оценивают с помощью критерия хи-квадрат и Колмогорова-Смирнова. Для обеспечения возможности изменения вариации темпов добычи и про- ходки на входе модели в зависимости от изменения исследуемого фактора была осуществлена декомпозиция общих распределений указанных темпов с помо- щью нейронных сетей [16]. На рис. 1 показаны результаты исследований проекта на примере програм- мы развития горных работ шахтоуправления «Покровское». Проект исследо- вался на чувствительность к наиболее существенным входным факторам. Эти исследования выполнены с помощью стохастической модели программы разви- тия горных работ, в которую была встроена нейронная сеть. Видно, что с уве- личением нарушенности шахтопласта показатель S чувствительности програм- мы развития горных работ, определяемый по зависимости (2) растет. Связь ме- жду степенью нарушенности и чувствительностью программы можно описать линейной зависимостью с коэффициентом регрессии равным 0,46. На нижнем фрагменте рис. 1 приведены распределения случайных значений вариаций добычи при постоянных величинах показателя геологической нару- шенности. Заметно, что все гистограммы согласуются с нормальным распреде- 365 лением. Такое условие достигнуто при 33-42 стохастических испытаниях моде- ли на каждом уровне нарушенности. Изменение остальных факторов приводит к существенно меньшей вариации добычи из очистных забоев. Знаки коэффициентов регрессии определяются фи- зическим смыслом связи между факторами и чувствительностью. Так например чем больше показатель материально-технического снабжения, тем ниже разрыв между плановыми и фактическими сроками завершения программы развития горных работ. Проверка регрессионной зависимости между вариацией входных факторов и показателем чувствительности программы развития горных работ была выпол- нена для шахт им. Засядько, Комсомолец Донбасса и Краснолиманская. Во всех случаях фактор «геологическая нарушенность» продемонстрировал наиболь- шую величину коэффициента регрессии, которая в несколько раз превышала значения коэффициентов регрессии остальных факторов. Это подтверждается рисунком 2, на котором приведена сводная диаграмма значений коэффициентов регрессии по результатам исследований на чувствительность программ разви- тия горных работ для указанных шахт. Рис. 3.12. Изменение вариации темпов добычи в зависимости от величины пока- зателя геологической нарушенности. -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Верхний предел 0 2 4 6 8 10 12 14 Чи сл о да нн ы х -0,1091 0,0000 0,1091 0,2182 0,3273 0,4364 0,5455 0,6545 0,7636 0,8727 0,9818 1,0909 Верхний предел 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Чи сл о да нн ы х 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 Верхний предел 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Ч ис ло д ан ны х y = 0,461x + 0,148 R2 = 0,42 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Относительная величина фактора геологической нарушенности В ел ич ин а об об щ ен ог о по ка за те ля ч ув ст ви те ль но ст и пр ог ра мы R2 = 0 52 366 Анализ результатов исследований чувствительности программы развития горных работ от вариации отдельных входных факторов показал, что практиче- ски все факторы могут существенно изменять общий уровень добычи угольной шахты. Так при ухудшении материально-технического снабжения или массово- го ухода рабочих основных профессий наблюдается устойчивая тенденция снижения добычи шахты в целом, хотя вариация добычи из отдельных лав мо- жет изменяться несущественно. Однако задержка сроков выполнения про- граммы наиболее чувствительна к зонам малоамплитудной нарушенности, ко- торые возникают по мере отработки запасов. Разница реакции проекта угледобычи объясняется разной инерционностью факторов. В связи с тем, что местоположение малоамплитудных нарушений прогнозировать весьма сложно, их появление практически всегда можно харак- теризовать как внезапное. То же касается и других геологических нарушений, обусловливающих опасные газодинамические явления, горные удары и т.п. Недаром выбросы угля и газа характеризуют всегда как «внезапные». Следовательно, первоочередной задачей является выбор и обоснование ме- тодов и мероприятий для нейтрализации или парирования геологических рис- ков проекта подземной угледобычи. -0,30 -0,20 -0,10 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 Геологические нарушения Уровень техники безопасности Комплектация основных профессий Материально-техническое снабжение Уровень технической базы Коэффициент регрессии Рис. 2. Значение коэффициентов регрессии различных факторов на обобщенный показатель чувствительности программы развития горных работ. 367 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Пискунова Н.В. Системный подход к разрешению проблем шахт Украины// Уголь Украины,2002, №5.- С.13-16. 2. Грищенков Н.Н., Захарова Л.Н. Исследование риска невыполнения программы развития горных работ // Вісті Донецького гірничого інституту, -Донецьк: , №2, 2010-С.196-205. 3. Маевский В.С., Захарова Л.Н., Мерзликин А.В. Стохастическое моделирование рисков невыполнения программы развития горных работ на угольной шахте// Наукові праці ДонНТУ. Серія Проблеми моделювання і автоматизації проектування.-. – Донецьк, ДонНТУ, вип.. 10(197), 2011. -С. 101-110.. 4. Cooke-Davies N. Fundamental uncertainties in projects and the scope of project management // International Journal of Project Management. Volume 20, Issue 1, October 2002, Pages 215-224. 5. Lee M.R. The “real” success factors on projects // International Journal of Project Management. Volume 27, Is- sue 2, July 2009, P. 455-467. 6. Kujalaa, S., Kujalab J. Factors influencing the choice of solution-specific business models// International Journal of Project Management. Volume 29, Issue 8, December 2011, Pages 960-970. 7.Николис Г., Пригожин И. Самоорганзация в неравновесных системах. - М.: Мир, 1979.-284 с. 8. Томпсон Я. Неустойчивость и катастрофы в науке и технике. – М.: Мир, 1985.-254 с. 9. Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. – М.:Мир, 1967.-614 с. 10. Хакен Г. Синергетика. – М.: Мир, 1980.-404 с. 11. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах: Введение в теорию диссипативных структур. - М.: Мир, 1979.-262 с. 12. Амоша А.И., Ильяшов М.А., Салли В.В. Системный анализ шахты как объекта инвестирования.- Донецк: ИЭП НАН Украины.-2002.-68 с. 13. Пивняк Г.Н., Амоша А.И., Ященко Ю.П. Поддержание мощности шахт и инвестиционные процессы в угольной промышленности Украины.-К.: Наукова думка, 2004.-312 с. 14. Салли С.В., Мамайкин А.Р. Методические основы синтезирования топологических сетей угольных шахт //Школа підземної розробки. V Міжнародна науково-практична конференція 02-08 жовтня 2001 року. – Дніпропетровськ-Ялта, 2011.-С.319-327. 15.Khang D.B.and Myint Y.M. Time, cost and quality trade-off in project management: a case study, International Journal of Project Management 17 (4) (1999), pp. 249–256. 16. Захарова Л.Н. Оценка риска невыполнения годовой программы развития горных работ с помощью сто- хастического моделирования /Матеріали Міжнародної наукової конференції «Форум гірників», 21-23 жовтня 2010, Дніпропетровськ,. Том 3. «Економіка і управління і гірничій промисловості»- Дніпропетровськ: Націо- нальний гірничий університет, 2010. –С. 217-225.

Ähnliche Einträge