Производство обогатительного оборудования
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Более подробно с ассортиментом нашего оборудования вы можете ознакомиться на нашем сайте в разделе «Каталог», видеорепортаж о монтаже грохотов доступен в разделе «Проекты».

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Планирование подземных горных работ

02.09.2020
Цикл подземных горных работ
Цикл подземных горных работ

Взаимные ограничения и обратные связи затрудняют планирование в подземных рудниках, делая многие математические методы оптимизации неэффективными.

В статье обсуждается подход к планированию подземных горных работ, основанный на поддержании буферов незавершенного производства и итерационной корректировке плана с помощью имитационной модели.

Ключевым преимуществом предлагаемого подхода является возможность учитывать вероятностные факторы, присущие реальному миру.

Взаимные ограничения и обратные связи затрудняют планирование в подземных рудниках

В подземных горных выработках одновременно ведутся горно-подготовительные, очистные и закладочные работы. При буровзрывном способе добычи работы ведутся циклами, и проходка выработок выполняется дискретными интервалами. Это создает циклические зависимости: не окончив бурение, нельзя выполнить взрыв и начать вывоз руды из выработки.

Важной также является зависимость между горно-подготовительными (ГПР) и очистными работами: для поддержания достаточно широкого ассортимента выработок необходимо постоянно открывать для работы новые выработки, выполняя ГПР. В свою очередь, недостаточная скорость выполнения закладочных работ может также ограничивать возможность работы в очистных камерах.

Дополнительная сложность привносится тем, что для многих процессов используются одни и те же ресурсы. Так, самоходно-буровые установки (СБУ) могут использоваться как на горно-подготовительных, так и на очистных работах, а также могут привлекаться для укрепления сводов выработок.

Поэтому важной задачей планирования является распределение ресурсов по фронтам работ, каждый из которых может находиться на своем этапе цикла.
При планировании также необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как:

  • концентрация техники на отдельных участках рудника,
  • возможность переполнения рудоперепусков и, как следствие, увеличение плеча доставки руды,
  • задержки из-за выполнения вспомогательных операций.

Планирование основано на поддержании буферов между переделами

При выполнении горных работ естественным образом складываются буферы обработанной породы перед каждым переделом. Например, очищенную выработку можно представить как буфер объёма работ для бурения. Аналогично, отбитая руда — буфер для вывоза.

Цикл подземных горных работ
Цикл подземных горных работ

При наличии буфера на некоторое время вперед (например, на несколько смен) планирование работ на соответствующем переделе значительно упрощается за счет гибкости при распределении ресурсов. Гибкость возникает потому, что фронт работ на каждую смену превышает мощность ресурсов данного передела.

Результатом работы каждого передела является наполнение/поддержание буфера работы перед следующим переделом. Таким образом, целесообразно при планировании ориентироваться на поддержание буфера работ между каждой парой переделов. Это соображение положено в основу используемого в инструменте MineTwin алгоритма планирования.

Цель алгоритма планирования — поддерживать буферы на всех переделах

Планирование — составление плана горных работ на заданный горизонт вперед. План горных работ состоит из отдельных заданий, в каждом из которых указана смена, единица оборудования, забой, вид, объём и длительность выполняемых работ.

Таким образом, результатом планирования является составление списка плановых заданий для единиц оборудования на заданный горизонт. План должен обеспечивать выполнение целей работы рудника — добычу заданного объёма руды установленного качества.

План должен быть выполнимым, то есть учитывать время, необходимое на плановые ремонты и обслуживание оборудования, переезды между местами выполнения работ, задержки при выполнении вспомогательных работ и другие ограничения, описанные выше. В инструменте MineTwin реализован алгоритм, схематично показанный на блок-схеме.

Минимальное отклонение плановых объемов от целевых
Минимальное отклонение плановых объемов от целевых

В начале работы алгоритма определяются целевые темпы бурения и вывоза руды и полезного вещества (ПВ) по массе. При планировании обеспечивается минимальное отклонение плановых объемов от целевых.

Планирование выполняется итеративно. Каждая итерация состоит из трех этапов:

  1. генерация альтернатив;
  2. выбор альтернативы;
  3. добавление альтернативы в план.

Альтернатива — это одно или несколько плановых заданий для оборудования рудника, реализация которых возможна на конкретной итерации планирования. При генерации альтернатив учитываются все необходимые ограничения, например, время подъезда к выработке, ограничения по вентиляции, по количеству одновременно работающих шахтных автосамосвалов (ШАС) с погрузочно-доставочными машинами (ПДМ) и т. п.

Таким образом, именно на этапе генерации альтернатив обеспечивается удовлетворение всем необходимым требованиям. Каждой альтернативе сопоставляется числовое значение, соответствующее изменению отклонения планового графика объемов руды по переделу от целевого.

Если альтернатива приводит к сокращению данного отклонения, ей присваивается отрицательная оценка, иначе — положительная. На каждой итерации выбирается альтернатива с наименьшей оценкой.

Выбор альтернативы
Выбор альтернативы

Выбранная альтернатива добавляется к плану и выполняются все необходимые пересчеты.

Алгоритм итерационного планирования является «жадным», использующим локальные критерии на каждой итерации. Это может привести к тому, что на некотором шаге планирования не удастся сформировать ни одной альтернативы, удовлетворяющей ограничениям. Например, это может произойти из-за недостаточного качества руды во всех доступных для вывоза выработках. В таком случае алгоритм выполняет возврат на несколько шагов назад и исключает выбор альтернатив, приведших к тупиковой ветке.

Имитационная модель проверяет выполнимость составленного плана

Не все существенные аспекты работы рудника могут быть учтены на этапе составления плана. Трудно учитывать ограничения, связанные с временной динамикой процесса: образование очередей перед рудоспусками, заполнение и опустошение рудоспусков, синхронизацию работы добычного горизонта и железнодорожного транспорта. Такие динамические ограничения учитываются с помощью имитационного моделирования.

В имитационной модели на детальном уровне воспроизводится работа рудника на протяжении запланированного периода. Имитационная модель, встроенная в инструмент MineTwin, воспроизводит каждый рейс ПДМ и ШАС, разъезды транспорта внутри рудника, каждый цикл работы буровых, закладочных бригад и т. п.

Алгоритм итерационного планирования
Алгоритм итерационного планирования

Для проверки корректности плана запускается имитационный эксперимент, в ходе которого моделируется исполнение составленного планировщиком плана. Результатом имитационного эксперимента является отчет об отставании компьютерной имитации от плана.

Если отставание отсутствует или находится в допустимых пределах, план признается исполнимым, в противном случае — план неисполним и требуется корректировка параметров планирования для обеспечения его исполнимости.

Такая корректировка производится на основании анализа результатов имитационного эксперимента. Например, если модель выявила перегрузку определённого рудоспуска, планировщику может быть задано дополнительное ограничение по количеству рейсов в данный рудоспуск. Итерации расчета плана и его корректировки с использованием результата имитационного эксперимента повторяются до достижения исполнимого плана.

На правах рекламы


ООО «Амальгама» лого

ООО «Амальгама»
www.mine-twin.ru
+7 917 610 32 03
432017, Россия, Ульяновск
ул. Карла Либкнехта, 24/5а, офис 75


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №4, 2020

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Еще по теме
емкостное оборудование
Емкостное оборудование для горно-обогатительных предприятий
Универсальные решения
стальные защитные плиты
Резино-керамические футеровки Element в три раза дороже, но...
Универсальные решения
светодиодные фары для спецтехники
Фары RIGID: новая линейка MINING D-XL
Горная промышленность
Карбосил-Э
Новый продукт переработки углей — высокоактивный...
Перейти на сайт →
производство Маккаферри
Управлять качеством: методы «Маккаферри»
Универсальные решения
5 причин в пользу оригинальных запчастей и ходовой части...
Горная промышленность
УГМК ФЕРРИТ ПДМ
Как за 4 года разработать новую линейку ПДМ: опыт Ferrit
Горная промышленность
Экскаватор Hyundai R180NLC-9S
Экскаватор Hyundai R180NLC-9S: 18-тонный универсал
Горная промышленность
обогатительная фабрика
Эффективность переобогащения промпродукта на фабриках
Горная промышленность
СЗМ НАО "НИПИГОРМАШ"
Новая шахтная СЗМ НАО «НИПИГОРМАШ»: сделано на Урале
Горная промышленность
сельскохозяйственные погрузчики SHANTUI – AGRI
Компания Shantui представила новую серию...
Универсальные решения
Рудник Урала
«Фабрика будущего»: как оптимизировать процесс обогащения
Горная промышленность
Hyundai R60-9S
Мал, да удал: гусеничный экскаватор Hyundai R60-9S
Горная промышленность
строительство дороги
Как снизить расходы на строительство промысловых дорог для...
Нефтегазовый сектор

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Смотрите главные события выставки «Рудник Урала-2021» на dprom.online Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.