Пособие_ПШ_САПР

нуючі класифікації способів і схем розкриття підготовки та систем розробки вугільних пластів, умови їх застосування, рекомендації нор-

мативних документів [57-60].

Таблиця 8.1 – Вихідна таблиця конструювання варіантів розкриття вугільних пластів

Визначаючи ознаки виробок, ураховують топологічні та функ-

ціональні їх властивості. До основних розкривальних виробок відно-

сять виробки, які мають вихід на поверхню, а додаткових - ті, що за-

безпечують доступ від основних до вугільних пластів. Головні розкри-

вальні виробки призначені для транспортування вугілля, а допоміжні –

231

для виконання всіх інших технологічних функцій.

Після складання таблиці 8.1 складають морфологічну таблицю

8.2, у якій відображають морфологічні варіанти розкриття вугільних пластів. У цю таблицю внесено 16 морфологічних ознак. Вони в суку-

пності дають 2·2·3·2·4·3=288 варіантів розкриття вугільних пластів,

але при цьому не враховано те, що не всі ознаки сумісні між собою. У

зв’язку з цим необхідно записати умови технічної несумісності ознак або нераціональності їх суміщення в одному варіанті розкриття вугі-

льних пластів.

Задаючи умови несумісності ознак, треба виконати логічний аналіз можливості об'єднання різних виробок в одній їх мережі. На-

приклад, ставиться запитання: чи сумісна основна головна похила ви-

робка з допоміжною похилою? Якщо сумісна, то умова несумісності не записується. Далі: чи сумісна основна головна похила виробка з допоміжною вертикальною? Якщо сумісна, то умова несумісності не записується. Ця процедура виконується до тих пір, доки не будуть проаналізовані всі без винятку ознаки. Для несумісних - треба записа-

ти відповідні умови.

У результаті виконання цієї процедури в повному обсязі були встановлені наступні умови несумісності: 1.2 не 2.1; 3.1 не 5.1, 6.2, 6.3; 3.2 не 5.4, 6.3; 3.3 не 5.4, 6.2; 4.2 не 5.1; 5.1 не 6.1; 5.4 не 6.1, 6.2, 6.3. З

урахуванням цих умов було сформовано всього 53 варіанти, кожний з яких відмічено в таблиці 8.2 сполученнями знаків "+". Знак "+" указує на те, що відповідна ознака виробки занесена до поточного варіанта.

Перший варіант містить у себі перші ознаки кожної групи виробок, а

останній - останні ознаки. Процедура формування морфологічних ва-

ріантів може бути легко виконана за допомогою ЕОМ.

232

Таблиця 8.2 – Морфологічна таблиця варіантів розкриття вугільних пластів для заданих рішень

8.3 Формування підмножини конкурентоспроможних

варіантів проектних рішень

Після конструювання вихідної множини варіантів проектних рішень виконують їх експертний аналіз з метою вибору найбільш ра-

ціональних, які й становлять підмножину конкурентоспроможних. Для більш об’єктивного розв’язання цієї задачі в ФСП рекомендують вико-

ристовувати функціонально-структурні критерії оцінювання. Їх засто-

сування передбачає побудову для кожного варіанта технічної системи його функціонально-структурної моделі. Загальний вид цієї моделі показаний у таблиці 8.3.

Таблиця 8.3 – Загальний вид функціонально-структурної моделі технічної системи

У цій таблиці позначкою + відмічають необхідні функції, які виконуються конкретним елементом системи, а знаком + - функції,

які потенційно може виконувати цей елемент.

Оцінювання цих моделей можливе за допомогою критеріїв су-

234

міщення функцій kcf, їх широти kшf і концентрації структурних елемен-

тів kN.

m

де Nic – кількість елементів, що виконують і-й набір сполу-

чень функцій Fic ;

m – кількість варіантів сполучень функцій;

Nз – загальна кількість елементів;

Fз – загальна кількість виконуваних функцій.

m

де Niп – кількість елементів, які виконують і-й набір сполу-

чень потенційних функцій Fiп .

де Ni – кількість елементів (виробок), які обслуговують і-й

набір частин шахтного поля ni ;

235

nз – загальна кількість частин шахтного поля, яка обслуговується всі-

ма виробками.

Критерій kcf – відображає ступінь багатофункціональності еле-

ментів системи. Він показує, що чим більша питома вага багатофунк-

ціональних елементів, тим більш досконала технічна система.

Критерій kшf характеризує гнучкість системи, яка відбиває її зда-

тність адаптуватися до зміни умов роботи за рахунок виконання поте-

нційно можливих функцій.

Критерій kN найбільш придатний для оцінювання варіантів ме-

реж гірничих виробок. Від відображає частину виробок, які обслуго-

вують одночасно або послідовно декілька частин шахтного поля.

Нижче як приклад наведена функціонально-структурна модель для першого варіанта вугільних пластів (табл. 8.4). Виконаємо для неї розрахунок критеріїв kc.f, kшf і kN. Під час розрахунків критерію kN бу-

демо вважати, що шахтне поле поділено на чотири панелі: дві в бремс-

берговій і дві в похилій частинах шахтного поля.

kcf 2 7 2 5 1 8 0,490 , 5 13

2 2

kшf 5 13 0,062,

5 4

kN 5 4 1.

Аналогічним чином розраховуються значення цих критеріїв для інших варіантів. При цьому одночасно з їх розрахунками виконуються порівняння варіантів і формування підмножини переважних за мето-

дикою Парето, викладеною в розділі 6. 236

Якщо для кожної ознаки відповідної виробки до початку пере-

бирання морфологічних варіантів указана кількість суміщених, потен-

ційних функцій та частини шахтного поля, що обслуговуються цією виробкою, то процедура конструювання вихідної множини варіантів і виділення з неї конкурентоспроможних може виконуватися за одним алгоритмом, що спрощує її реалізацію за допомогою ЕОМ.

Після формування конкурентоспроможних варіантів визнача-

ється оптимальніший з них з використанням методики техніко-

економічного порівняння.

8.4 Запитання й завдання для самоконтролю

1. Опишіть існуючу практику формування множини конкурен-

тоспроможних варіантів проектних рішень.

2. У чому полягає сутність функціонально-вартісного проекту-

вання технічних систем?

3.Яка з наведених функціональних моделей мережі гірничих виробок є найбільш повною?

4.Укажіть, який з наведених переліків допоміжних функцій гір-

ничих виробок є найбільш повним?

5.Сформулюйте запитання для пошуку рішень щодо спрощення функціональної моделі технічної системи.

6.Яким чином формулюється запитання для встановлення про-

тиріч у функціонуванні технічної системи?

7.Які евристичні прийоми ТРВЗ найчастіше використовуються для вдосконалення технологічних схем ведення гірничих робіт?

8.Що таке принцип інверсії?

9.Що таке принцип дроблення?

238

10.Що таке принцип винесення?

11.Що таке принцип місцевої якості?

12.Що таке принцип об'єднання?

13.Що таке принцип універсальності?

14.Які критерії використовуються для попереднього оцінюван-

ня ефективності ідей проекту?

15.Щотаке функціонально-структурна модель технічної системи?

16.Яким чином формуються варіанти технічної системи за до-

помогою морфологічного аналізу?

17. Які критерії використовуються для оцінювання варіантів

проектних рішень?

239

9 ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ ТА ТЕХНІЧНОГО ПЕРЕОСНАЩЕННЯВУГІЛЬНИХШАХТ

9.1 Економічна й технічна сутність реконструкції та технічного переоснащення вугільних шахт

Під час реконструкції, на відміну від будівництва нових шахт,

об'єктами інвестиційної діяльності є оновлені діючі засоби виробницт-

ва. Порівняно з будівництвом нових шахт реконструкція має низку переваг: більш низькі питомі капіталовкладення на розширення вироб-

ництва; краща структура капіталовкладень (з точки зору співвідно-

шення активної й пасивної частин); більш стислі строки проектування виробничих потужностей; можливість підвищення потужності підпри-

ємства за використання існуючих дороговартісних елементів основних фондів і перш за все будов і споруд; наявність виробничих зв'язків,

що склалися; кваліфікованих кадрів і досвіду роботи, що дозволяє більш швидко освоїти проектні показники; наявність готової інфра-

структури.

До недоліків слід віднести: збереження існуючого, у низці випа-

дків нераціонального розміщення виробництва; обмеження зростання ТЕП вихідними умовами, що склалися (природними, організаційними й т.п.); неминучим погіршенням ТЕП роботи шахти під час реконстру-

кції; обмеження у використанні сучасної будівельної техніки й типової проектної документації.

У гірничотехнічній літературі види реконструкції шахти класи-

фікують переважно за масштабами виконаних капітальних робіт: I

група – модернізовувані; II група – частково реконструйовані й III гру-

па – реконструйовані капітально.

240