Обоснование и прогноз технологических параметров роботизированной подземной поточной выемки крепких руд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат технических наук Стрельцова, Галина Альбертовна

• Стрельцова, Галина Альбертовна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Стрельцова, Галина Альбертовна

Содержание

Стр.

Определения, обозначения и сокращения

Введение

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований поточных технологий для подземной выемки крепких руд

1.1 Современное состояние и перспективы развития теории и практики поточных технологий подземной добычи полезных ископаемых в Казахстане и за рубежом

1.2 Анализ существующих методов выбора и расчета параметров технологии подземной добычи крепких руд

1.2.1 Аналитические методы моделирования

1.2.2 Имитационные методы моделирования

1.2.3 Сущность объектно-ориентированного подхода при определении технологических параметров

1.3 Цель и задачи исследования

2 Обоснование и разработка методов, определяющих технологические параметры роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд на базе объектно-ориентированного подхода

2.1 Описание технологических процессов при подземной поточной очистной выемке крепких руд

2.2.1 Особенности управления технологическими процессами роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких

РУД

2.2.2 Системы разработки и оборудование

2.2.3 Отбойка руды

2.2.4 Погрузка и доставка руды

2.2.5 Закладка выработанного пространства

2.2 Методика исследований на основе объектно-ориентированного подхода

2.3 Исследование особенностей рабочего цикла агрегатов роботизированного очистного комплекса поточной выемки крепких

руд в подземных условиях

Выводы по разделу

3 Разработка структуры и режимов работы экспертной системы

«Подземный очистной комплекс поточной выемки крепких руд»

3.1 Обоснование и разработка прототипа экспертной системы на базе

объектно-ориентированного подхода

3.1.1 Особенности технологии разработки экспертных систем

3.1.2 Входные и выходные данные для определения технологических параметров экспертной системой

3.1.3 Критерии оценки, алгоритмы и математические модели

3.1.4 Состав и содержание программного обеспечения экспертной системы

3.2 Исследование возможностей прогнозирования развития технологии на базе разработанной экспертной системы

3.2.1 Особенности исследований прогнозирования развития технологии роботизированной подземной поточной выемки крепких

руд на основе объектно-ориентированного подхода

3.2.2 Входные и выходные данные для прогнозирования развития технологии подземной поточной выемки крепких руд

3.2.3 Критерии оценки, алгоритмы и математические модели

3.2.4 Состав и содержание программного обеспечения экспертной

системы

Выводы по разделу

4 Исследование эффективности использования разработанных методик и установление области их применения

4.1 Управляемые параметры и характеристики поточной технологии и комплексов подземной выемки крепких руд, оценка их эффективности

4.2 Техническая реализация методик определения параметров и прогнозирования развития технологии поточной подземной выемки крепких руд

4.3 Вопросы практической реализации предлагаемых научно-методических разработок на примере горнодобывающих предприятий

Казахстана и стран ближнего зарубежья

Выводы по разделу

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Патентные исследования

Приложение Б Акт об использовании справочно-практических руководств в учебном процессе Горного института имени О. А.

Байконурова

Приложение В Содержание справочно-практического руководства «Определение рациональных параметров работы роботизированного подземного комплекса поточной выемки крепких руд на основе

объектно-ориентированного подхода»

Приложение Г Содержание справочно-практического руководства «Прогнозирование развития технологии работы подземных очистных комплексов поточной выемки крепких руд на основе объектно-

ориентированного подхода»

Приложение Д Спецификации программ экспертной системы

Приложение Е Краткая инструкция работы пользователя с

интерфейсом экспертной системы

Приложение Ж Пример имитационного моделирования одновременной работы роботизированных очистных комплексов

поточной выемки крепких руд

Приложение И Свидетельство регистрации справочно-практического руководства по определению рациональных параметров как объекта интеллектуальной собственности

Приложение К Свидетельство регистрации справочно-практического руководства по прогнозированию развития технологии как объекта интеллектуальной собственности

Определения, обозначения и сокращения

В настоящей диссертации применяют следующие термины с соответствующими определениями, обозначения и сокращения. Абстракции — существенные характеристики системы (объекта), которые отличают его от всех других систем (объектов) и четко определяют его концептуальные границы для наблюдателя.

Алгоритмическая декомпозиция - процесс разделения системы на части, каждая из которых отражает этап общего процесса; является результатом структурного подхода к проектированию и фокусируется на потоке управления системой.

Атрибут - признак, описатель данных, содержащий одну из характеристик данного: имя, тип, длину, количество, форму представления, систему счисления, или часть составного объекта (агрегата).

База знаний (БЗ) - семантическая модель, предназначенная для представления в ЭВМ знаний, накопленных человеком в определенной предметной области в виде семантических сетей, фреймовых, продукционных и других моделей. Внутренняя ставка дохода (IRR) - рыночная процентная ставка, являющаяся функцией величины потока наличности, при которой проект окупается. Гибкое автоматизированное производство (ГАП) - машиностроительные роботизированные технологические комплексы, связанные транспортными роботами и общим автоматизированным складом, способные выпускать изделия без постоянного участия человека и быстро переходить к выпуску новых изделий путем изменения программ оборудования.

Горнопромышленная система (ГПС) - совокупность производств, предназначенных для разведки, добычи и комплексной, многостадийной переработки минерально-сырьевых ресурсов с выпуском конечной продукции различной степени интеграции.

Действие - поведение, которое сопровождает событие перехода между состояниями. Считается, что действие не может быть прервано и занимает нулевое время.

Жизненный цикл - период существования системы, исчисляемый от начала проектирования до ее уничтожения, имеющий следующие этапы: проектирование, изготовление, испытание, опытная эксплуатация, хранение, постоянная эксплуатация и сопровождение. Иерархия - подчинение или упорядочение абстракций.

Имитационное моделирование (ИМ) - процесс конструирования модели реальной системы и постановка экспериментов на этой модели с целью либо понять поведение системы, либо оценить различные стратегии, обеспечивающие функционирование системы.

Инкапсуляция (encapsulation) - процесс объединения данных и правил их преобразования (методов) в объекте.

Интенсивность восстановления /и - среднее число восстановления (простоев) из-за отказов агрегата в единицу времени.

Интенсивность отказов Л - среднее число отказов восстанавливаемого

агрегата в единицу времени.

Компонент - составная часть комплекса программ, которая при объектно-ориентированном проектировании является особым объектом предметной области.

Класс (тип) - множество объектов в системе классификации с общей структурой и поведением.

Коэффициент готовности (Кг) - комплексный показатель надежности, характеризующий вероятность того, что оборудование окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме периодов, когда его использование по назначению не предусматривается или не производится. Коэффициент использования оборудования (Ки) - показатель, характеризующий степень использования времени в течение смены на производительную работу оборудования.

Коэффициент эффективности (Кэ) — показатель, характеризующий непрерывность работы оборудования в зависимости от длительности выполнения вспомогательных операций.

Коэффициент технического использования (Кти) — показатель, определяющий вероятность нахождения оборудования в работоспособном состоянии на календарном отрезке времени.

Марковский процесс - случайный процесс со счетным числом состояний, который развивается в дискретном времени и определяется лишь текущим состоянием.

Метод (на формальном уровне) - совокупность трех составляющих: а) концепций и теоретических основ (например, объектно-ориентированный поход); б) нотаций для построения моделей статической структуры и динамики поведения проектируемой системы (как правило, в виде графических диаграмм); в) процедур (а именно: последовательностей и правил построения моделей, критериев оценки результатов), определяющих практическое применение метода.

Метод (в объектно-ориентированном подходе) - операция над объектом, определенная как часть описания класса.

Модель - абстракция, отражающая основу структуры системы и упрощающая работу с ней.

Нагрузка на очистной забой Q (выемочное поле, панель и т.д.) - количество полезного ископаемого, добытого в единицу времени из очистного забоя, выемочного поля, панели и т.д. Планируемая суточная нагрузка на забой рассчитывается по технической производительности отбойного агрегата с учетом технологических и регламентированных перерывов, надежности технологического процесса выемки и числа рабочих смен в течение суток. Наследование (inheritance) - способность любого объекта быть объявленным как производное (потомок) от объявленного ранее объекта (родителя). Потомок наследует все данные и правила своего родителя и может дополнять их новыми данными и правилами. У одного объекта допускается любое число потомков, но только один родитель, который образует дерево иерархии родственных объектов.

Нотация — совокупность графических объектов, которые используются в данном языке моделирования для построения моделей.

Объект (экземпляр, сущность) - определенная часть окружающей нас реальной действительности (предмет, процесс, явление), нечто, чем можно оперировать, имеющий состояние, поведение и идентичность. Объектно-ориентированная декомпозиция - процесс разделения системы на множество классов и объектов.

Объектно-ориентированный подход (ООП) - подход проектирования системы как совокупности объектов, рассматриваемых как экземпляры определенных классов, причем данные классы образуют иерархию. Полиморфизм (polymorphism) - возможность родственным объектам называть схожие по характеру выполнения правила одинаковыми именами. Поэтому при единообразном к ним обращении со стороны вызываемого объекта или программы соответствующие правила реализуются различными способами. Полумарковский процесс - случайный процесс, имеющий свойства вложенного марковского процесса, задающийся вероятностями длительности пребывания процесса в данном состоянии в случае перехода из этого состояния.

Поточная технология (в горном деле) - последовательное выполнение процессов и операций машинами и механизмами, расположенными по ходу технологического процесса и характеризующимися повторяемостью, ритмичностью и непрерывной выдачей полезного ископаемого в течение рабочего времени, предусмотренного суточным режимом работы оборудования.

Предметная область (ПО) - информационная сторона функционирования системы, отражающая множество объектов и связей между ними. Производительность технологического оборудования (QK) - количество полезного ископаемого, добываемого в единицу времени, и определяемое с учетом затрат времени на устранение неисправностей оборудования. Роботизированный технологический комплекс (РТК) - совокупность единиц технологического оборудования, промышленных роботов и средств оснащения (вспомогательного оборудования), которая функционирует автономно и осуществляет многократные циклы.

Семантическая модель - представление понятий в семантической памяти в виде графа, в вершинах которого расположены понятия, в терминальных вершинах - элементарные понятия, а дуги представляют отношения между понятиями.

Система искусственного интеллекта (СИИ) - автоматическая или автоматизированная система, работа которой основана на использовании искусственного интеллекта и основными компонентами которой является база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов.

Система массового обслуживания (СМО) - математическая

формализация реальной системы, изучающая процессы, связанные с удовлетворением массового спроса на обслуживание какого-либо вида с учетом случайного характера спроса и обслуживания.

Системный подход (system approach) - комплексное взаимосвязанное последовательное рассмотрение всех факторов, путей и методов решения задачи в конкретных условиях

Событие - возникновение или завершение в системе некоторого действия. Сообщение - упорядоченная последовательность символов, предназначенная для передачи информации. В объектно-ориентированном проектировании это операция, которую один объект может выполнять над другим. Термины «сообщение», «метод», «операция» в данном случае обычно взаимозаменяемы. Сценарий - последовательность событий, выражающая некий аспект поведения системы.

Чистая приведенная прибыль (NPV) - динамический показатель, учитывающий амортизационные отчисления и выделяющий из общей суммы капиталовложений затраты за счет собственного фонда накопления предприятия.

Экспертная система (ЭС) - система искусственного интеллекта, включающая базу знаний с набором правил и механизм вывода, позволяющий на основании правил и представляемых пользователю фактов распознавать ситуацию, поставить диагноз, сформулировать решение или дать рекомендацию для выбора действия.

OMG (Object Management Group) - организация по стандартизации в области объектно-ориентированных методов и технологий. RUP (Rational Unified Process) -объектно-ориентированная методология (так называемый Унифицированный рациональный процесс) описания технических и организационных аспектов создания программного обеспечения на стадиях определения требований к системе, ее анализа и проектирования. UML (Unified Modeling Language) - стандартный язык объектно-ориентированного моделирования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование и прогноз технологических параметров роботизированной подземной поточной выемки крепких руд»

Введение

Современной тенденцией горного производства является более интенсивный рост объемов добычи полезных ископаемых подземным способом по сравнению с открытым, причем главным фактором такого роста является экологический. Однако подземная разработка полезных ископаемых характеризуется значительным ухудшением условий труда и повышенной опасностью, прежде всего из-за неприспособленности применяемой горной техники к постоянным изменениям горно-геологической среды. Появляется потребность в таких безопасных технических и технологических решениях, которые должны обеспечивать высокую интенсивность подземных горных работ.

Наиболее совершенной формой интенсификации промышленного производства вообще и горнодобывающей отрасли в частности, является поточная технология, характеризующаяся непрерывностью протекания технологических процессов, которая технически обеспечивается максимально возможным параллельным числом рабочих операций во времени. Однако поточная технология подземной добычи крепких руд для своего осуществления требует создания новых работоспособных органов непрерывной отбойки для разрушения горной массы и полной автоматизации всех работающих горных машин и оборудования.

Теоретические и экспериментальные работы в области поточной технологии подземной добычи крепких руд проводятся в Институте горного дела имени Д. А. Кунаева с начала 80-х годов прошлого столетия. В результате были разработаны и испытаны способы непрерывной буровзрывной отбойки на базе созданного буро-зарядно-взрывного агрегата БЗВА и безвзрывной отбойки с помощью буро-скалывающего устройства АБО. Патентная экспертиза и испытания рабочих макетов и экспериментальных образцов оборудования на базе разработанных способов показывают их высокий уровень по сравнению с агрегатами аналогичного назначения.

Свои возможности данные агрегаты могут реализовать в составе роботизированных (автоматизированных с помощью роботов) очистных комплексов, которые должны обеспечивать, помимо отбойки, высокоэффективное выполнение остальных технологических процессов (погрузки, доставки и других). Поэтому одновременно с разработкой и испытаниями агрегатов непрерывной отбойки в ИГД имени Д. А. Кунаева проводились исследования по научно-практическому обоснованию концепции создания роботизированных очистных технологических комплексов (РТК) повышенной надежности для поточной отбойки крепких руд в подземных условиях.

При использовании РТК связи между оборудованием и средой имеют сложную иерархическую структуру, рабочие операции выполняются с большой скоростью параллельно во времени, и их эффективность во многом зависит от правильного выбора и расчета параметров технологических процессов протекания горных работ, обеспечивающих совместное бесперебойное

функционирование многочисленных агрегатов данных комплексов. Однако до настоящего времени не проводились систематические исследования, устанавливающие закономерности функционирования основных технологических процессов поточной подземной добычи крепких руд, формирующих поточную технологию подземных горных работ с использованием РТК. Поэтому проблема обоснования и создания научно-практических методов, определяющих рациональные технологические параметры функционирования роботизированной подземной поточной выемки

и 1/ ^ ТУ»

крепких руд, является актуальной научной задачей. К тому же, точный выбор и обоснованный расчет технологических параметров позволит осуществить прогнозирование развития поточных технологий на базе РТК с учетом их области применения, конкретных горно-геологических и горнотехнологических условий, особенностей технологических и технических схем, различий в компоновках, а также разрабатывать программное обеспечение для управления создаваемыми комплексами.

Исходя из вышеизложенного, целью исследования является обоснование научно-методических положений по расчету и прогнозу значений параметров технологических процессов, обеспечивающих рациональное

функционирование роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд.

Основная идея работы состоит в использовании возможностей объектно-ориентированного подхода для разработки эффективных методов формирования технологии роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд.

Задачами исследований, исходя из поставленной цели, являются:

- провести научно-обоснованный анализ технологических процессов функционирования роботизированной подземной поточной выемки крепких руд для выбранного варианта системы разработки на базе основных принципов концепции объектно-ориентированного подхода;

- разработать объектно-ориентированную декомпозицию и программное обеспечение для имитационного моделирования технологических процессов функционирования подземной поточной очистной выемки крепких руд с применением выбранного прототипа экспертной системы;

- установить правомерность использования разработанных имитационных моделей и их соответствия экспериментальным данным на стадиях объектно-ориентированного анализа и проектирования программного обеспечения технологии подземной поточной очистной выемки крепких руд;

- на основе результатов исследований разработать научно-методические положения по расчету рациональных технологических параметров и прогнозированию развития технологии роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд

провести анализ и установить эффективность применения разработанных научно-методических положений, их технической и практической реализации применительно к различным условиям горных предприятий Казахстана и стран зарубежья.

При выполнении работы использовался комплексный метод исследований, включающий научный анализ и обобщение информации литературных источников, а также опыта проектирования и разработки подземной и открытой добычи полезных ископаемых, уровня их автоматизации; компьютерное моделирование протекания технологических процессов подземной поточной выемки крепких руд; экспериментальные исследования. В процессе теоретических исследований применялись методы математической статистики и технико-экономического анализа, теорий систем и сетей массового обслуживания, экспертных систем; методы объектно-ориентированного анализа, проектирования и моделирования.

В качестве объекта исследования выбраны технологические процессы формирования роботизированной подземной поточной выемки крепких руд и их основные параметры, а предметом исследований является изучение особенностей применения объектно-ориентированного подхода при выборе рациональных параметров и прогнозирования развития технологии подземной поточной выемки крепких руд.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1 Разработанная объектно-ориентированная модель функционирования технологических процессов роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд позволяет установить, что основные управляющие параметры технологических процессов по производительности и надежности: суточная производительность процессов выемки С)сух и коэффициент готовности выбранного варианта роботизированного комплекса Кг имеют относительно близкие к нормальным законы распределения вероятностей их значений и связаны между собой нелинейной зависимостью, при которой интенсивный рост значений суточной производительности процессов выемки Осу, достигается при максимально возможном коэффициенте готовности Кг в пределах 0,76-0,8.

2 Блочная схема системы управления параметрами технологических процессов роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд по производительности и надежности и прогнозирования их значений состоит из экспертной системы, включающей информационную базу данных и знаний, модули формирования базы знаний, имитационного моделирования, оптимизации, решения и диалоговый интерфейс, что обеспечивает весь комплекс необходимых расчетов параметров технологических процессов функционирования и прогнозов их значений в диалоговом режиме.

3 Обеспечение максимально возможного коэффициента готовности роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд в пределах 0,76-0,8 достигается при производительности по погрузке руды и закладке выработанного пространства, превышающей не менее чем на 30 % среднее значение производительности процесса отбойки руды.

Научная новизна основных результатов исследований состоит в следующем.

1 На базе разработанной объектно-ориентированной модели функционирования технологических процессов роботизированной подземной

поточной очистной выемки крепких руд установлено, что основные управляющие параметры технологических процессов по производительности и надежности: суточная производительность процессов выемки 0>сут и коэффициент готовности выбранного варианта роботизированного комплекса Кг имеют относительно близкие к нормальным законы распределения вероятностей их значений и связаны между собой нелинейной зависимостью, при которой интенсивный рост значений суточной производительности процессов выемки <Зсух достигается при максимально возможном коэффициенте готовности Кг в пределах 0,76-0,8.

2 Показана блочная схема системы управления параметрами технологических процессов роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд по производительности и надежности и прогнозирования их значений, которая состоит из экспертной системы, включающей информационную базу данных и знаний, модули формирования базы знаний, имитационного моделирования, оптимизации, решения и диалоговый интерфейс, что обеспечивает весь комплекс необходимых расчетов параметров технологических процессов функционирования и прогнозов их значений в диалоговом режиме.

3 Установлено, что обеспечение максимально возможного коэффициента готовности роботизированной подземной поточной выемки крепких руд в пределах 0,76-0,8 достигается при производительности по погрузке руды и по закладке выработанного пространства, превышающей не менее чем на 30 % среднее значение производительности процесса отбойки руды.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, изложенных в диссертации, подтверждается использованием апробированных методов исследований и обработки результатов экспериментов. При проведении экспериментов по компьютерному моделированию технологических процессов роботизированной подземной поточной выемки крепких руд коэффициенты вариации, не превышали 20%, чем обеспечивалась достаточная сходимость (не менее 80%) результатов расчетов с соответствующими теоретическими данными по источникам научно-технической информации.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследований и разработке методики их решения с использованием объектно-ориентированного подхода и имитационного моделирования; разработке объектно-ориентированной декомпозиции роботизированной подземной поточной выемки крепких руд; в обосновании структуры прототипа специализированной экспертной системы для определения параметров данной технологии и прогнозирования ее развития.

Патентный поиск проведен в соответствии с тематикой исследований диссертации по источникам патентной и научно-технической информации на глубину 30 лет, исходя из потребности в информации для решения поставленных задач.

Патентный поиск показал, что исследования по подземной поточной технологии выемки крепких руд ведутся во многих странах (России,

Казахстане, Украине, Киргизии, Финляндии, Австралии, Швеции и других). Опубликованные технические решения могут быть использованы в качестве аналогов и прототипов для разработки поточных методов подземных горных работ в условиях горнодобывающих предприятий Казахстана. Для анализа и изучения отобраны 10 авторских свидетельств и патентов, ссылки на которые приведены в списке использованных источников. Результаты патентных исследований оформлены в виде приложения к диссертации (приложение А).

Метрологическое обеспечение работы. При проведении экспериментальных исследований применялись современные средства вычислительной техники: компьютеры класса Pentium III и выше. Для анализа полученных данных и разработки программного обеспечения были использованы графическая компьютерная система Auto CAD, операционная среда Delphi 6.0 для Windows.

Практическое значение работы состоит в разработке справочно-практических руководств:

«Определение рациональных параметров работы роботизированного подземного комплекса поточной выемки крепких руд на основе объектно-ориентированного подхода».

- «Прогнозирование развития технологии работы подземных очистных комплексов поточной выемки крепких руд на основе объектно-ориентированного подхода».

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные научно-методические руководства утверждены на Ученом Совете ИГД имени Д. А. Кунаева (протокол № 15 от 06.11.02). Ожидаемый социальный эффект: конструкторы-проектировщики получили справочное руководство по определению рациональных параметров механизированных и роботизированных комплексов поточной добычи крепких руд, а исследователи

- возможность выбирать новые виды добычных (очистных) комплексов в заданных горно-технологических условиях (Приложение Б. Акт об использовании справочно-практических руководств в учебном процессе Горного института имени О. А. Байконурова).

Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались и получили одобрение на Международных Симпозиумах по планированию горных работ и выбору оборудования (6-ом -Чехия, г. Острава, 1997 г., 10-ом - Индия, г. Нью-Дели, 2001 г., 11-ом - Чехия, г. Острава, 2002 г., 12-ом - Австралия, г. Калгари, 2003 г.), Международных конференциях «Неделя горняка -2001» (г. Москва, МГГУ, 2001 г.), «Неделя горняка -2002» (г. Москва, МГГУ, 2002 г.), «Неделя горняка -2004» (г. Москва, МГГУ, 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Горные науки Республики Казахстан - итоги и перспективы» (г. Алматы, 2004 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 17 печатных работах, в том числе, 3 работы являются индивидуальными, из них 5 работ опубликовано в научных изданиях, рекомендованных Комитетом по надзору и аттестации в сфере образования и науки PK, 8 - в трудах международных конференций, новизна закреплена

двумя предпатентами РК на изобретения и двумя свидетельствами на интеллектуальную собственность Комитета по правам интеллектуальной собственности Министерства юстиции РК.

Исследования по диссертации проводились в рамках следующих государственных программ фундаментальных исследований:

1. «Разработка научных основ создания высокоэффективных комплексов машин для механизации и автоматизации горных работ», раздел «Разработка технологии и роботизированного комплекса для подземной добычи крепких руд», 1989-1993 гг. (номер государственной регистрации 01860091610).

2. «Разработка научных основ создания высокоэффективных комплексов машин для механизации и автоматизации горных работ», раздел «Разработка научных основ создания комплексов поточной выемки крепких руд», 1993-1994 гг. (номер государственной регистрации 01900010446).

3. «Разработка теории создания горных машин для цикличной и поточной технологии выемки крепких руд на основе использования силовых импульсных систем, исполнительных органов новых видов, автоматизации рабочих процессов», раздел «Разработка научных основ создания комплексов поточной выемки крепких руд», 1996 г. (номер государственной регистрации 0195РК00235).

4. 06Н «Разработать научные основы поточной технологии и техники для добычи крепких руд на базе перспективных принципов разрушения и доставки горной массы», раздел «Разработать теоретические основы расчета и проектирования технологических схем и комплексов для подземной поточной добычи крепких руд», 2000-2002 гг. (номер государственной регистрации 0100РК00159).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, изложенных на 146 страницах компьютерного текста, содержит 14 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 186 наименований и 9 приложений.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований поточных технологий для подземной выемки крепких руд

1.1 Современное состояние и перспективы развития теории и практики поточных технологий подземной добычи полезных ископаемых в Казахстане и за рубежом

На сегодняшний момент Республика Казахстан входит в число первых пятнадцати горнодобывающих стран мира, на долю которых приходится свыше 85 % мирового объема добычи твердого полезного ископаемого.

По мнению источника информации [1] наиболее неконкурентными на рынке мирового сырья из-за его некачественных показателей являются в Казахстане минеральные ресурсы цветной металлургии. Самой надежной отраслью в плане запасов и с точки зрения роста объемов добычи является извлечение драгоценных металлов - золота и серебра. Наибольшее увеличение объемов добычи зафиксировано по урану - 137 % .

Существенную роль при отработке месторождений твердых полезных ископаемых играет широко использующийся в мире открытый способ добычи. Однако в последнее время более перспективными считаются подземные технологии добычи твердого полезного ископаемого, причем главным фактором такой тенденции развития является экология.

Анализ проведенных в данном направлении разработок показывает, что эффективное развитие горного производства невозможно без совершенствования его организации, максимальной экономии материальных и трудовых ресурсов, достижения наивысших конечных результатов при наименьших затратах на техническое перевооружение.

Поточная технология (или организация производства) является формой, соответствующей максимальной интенсификации производства. Данная технология должна обеспечивать полное совмещение рабочих процессов и операций во времени и непрерывную выдачу продукции в течение рабочего времени, предусмотренного суточным режимом работы предприятия.

В горном деле под поточной технологией понимается последовательное выполнение процессов и операций машинами и механизмами, расположенными по ходу технологического процесса и характеризующимися повторяемостью, ритмичностью и непрерывной выдачей полезного ископаемого в течение рабочего времени, предусмотренного суточным режимом работы оборудования [2].

В течение последних 20-30 лет вопросами разработки поточных технологий подземной очистной выемки крепких руд занимались многие ученые и практики, из которых можно назвать Зарубишвили И. И. [3], Иофина С. Л., Шкарпетина В. В. [4], Гущина В. В. [5] и других. В условиях разработки мощных рудных месторождений внедрение поточных технологий особенно осложнялось из-за отсутствия технических средств непрерывного действия, которые должны были быть способны одновременно выполнять операции отбойки, доставки и погрузки руды.

Так, Бронников Д. М. в своей работе [6, с. 269] указывал, что «...Наблюдается стремление применять поточную и циклично-поточную технологию добычи руд, при которых существенно улучшаются технико-экономические показатели. Однако высокая крепость руд и пород почти исключает применение поточной технологии в настоящее время и потому в рудной промышленности по характеру свойств разрабатываемого массива возможна пока циклично-поточная технология. Успехи в области взрывной отбойки, дробления и создания прочных конвейеров будут способствовать увеличению доли такой технологии. Главным направлением технического прогресса в рассматриваемых условиях остается эффективное применение самоходного оборудования...».

Следует отметить, что последующее развитие конструирования различных типов самоходного оборудования в период 80-90-хх годов XX века показало невысокую эффективность их применения в циклично-поточных и поточных технологиях для подземных условий [7, 8, 9]. Наибольшие успехи использования самоходного оборудования в циклично-поточных и поточных технологиях были достигнуты в условиях открытых и подземных горных работ при выемке угля и руд невысокой крепости [10; 11, с. 5 -18].

За период 80-90-хх годов XX века было доказано, что наиболее перспективным направлением поточной технологии подземной очистной выемки крепких руд является сплошная выемка длинными очистными забоями-лавами с применением универсальных машинных комплексов, которые позволили бы совместить во времени выполнение основных технологических процессов. Непрерывность протекания технологических процессов наиболее последовательно обеспечивает механизированная, автоматизированная и, в конечном итоге, роботизированная (то есть автоматизированная с помощью роботов) выемка руды.

В Казахстане в течение длительного времени (с 80-х годов XX века) проводились обширные исследования по разработке механизированных и автоматизированных типов оборудования для роботизированной выемки крепких руд [12, 13]. Практическим результатом таких разработок явилась демонстрация в 1997 году безлюдной непрерывной буровзрывной отбойки, первым полноразмерном образцом буро-зарядно-взрывного агрегата (БЗВА), созданном в ИГД имени Д. А. Кунаева. БЗВА является основным отбойным агрегатом роботизированного технологического комплекса (РТК) подземной поточной выемки крепких руд повышенной надежности, исследования по созданию которого проводились в ИГД имени Д. А. Кунаева практически одновременно с разработками конструкций и испытаниями агрегатов непрерывной отбойки крепких руд.

Следует отметить, что практическими исследованиями в области роботизации горных работ и оборудования в СССР были заняты с 80-х годов XX века такие ученые, как Киклевич Ю. Н. [14], Малаховы Г. М. и И. М. [15], Конюх В. Л. и Тайлаков О. В. [16]. Главной предпосылкой для применения роботизированной подземной выемки полезных ископаемых является высокая опасность подземной добычи угля и руды для людей. Ухудшение условий

труда на больших глубинах, неприспособленность традиционных машин и механизмов к изменению горно-геологических условий, рост затрат на рабочую силу, а также накопление опыта роботизации в машиностроении объективно способствует развитию роботизации в горном производстве, которая в конечном итоге обеспечивает переход к безлюдным поточным технологиям.

Экономические трудности, наступившие после развала СССР, практически прекратили исследования в области автоматизации и роботизации в республиках СНГ, однако большие успехи в данном направлении показывают в последнее время ведущие развитые страны.

Например, Корпорация Сандвик-Тамрок еще в 1999 году продемонстрировала буровой станок, который после забуривания первой скважины автоматически выполняет всю сменную программу, оператор только следит за процессом дистанционно, из пункта управления. В октябре 2000 года делегации ИГД (М. Ж. Битимбаев, В. К. Вороненко и А. М. Ткаченко) корпорацией была показана погрузочно-доставочная машина, которая управлялась оператором дистанционно, без визуального контакта, выполняя по программе процесс доставки: подъезд к развалу руды, зачерпывание и доставка ее к рудоспуску.

Исследования по общей роботизации давно находятся в поле зрения правительств ведущих развитых стран (особенно Японии и США). Что касается горной робототехники, то многие страны имеют Государственные координирующие центры (организации), которые действуют в тесном содружестве с частными фирмами. Например, Финляндия ассигновала на горную робототехнику на период 1992-1996 гг. (по государственному финансированию) 6 млн. долларов, и такую же сумму финансировали частные фирмы. Затрачены огромные средства на исследования в области роботизации в США, Германии, Франции, Англии и других странах.

Источники информации [17, 18] показывают, что в Казахстане в настоящий момент горнодобывающая промышленность составляет 53 % промышленного объема, а наиболее распространенной формой машиностроительных предприятий является предприятие по ремонту старой техники и изготовлению комплектующих деталей для действующего старого оборудования. Казахстан, как страна с развитой горнодобывающей промышленностью, также не должна отставать в области перспективных горных технологий и оборудования.

Авторы работ [19, 20] отмечают, что именно роботизация является комплексным решением проблем горнодобывающей промышленности Казахстана, основными из которых являются:

- повышение производительности и снижение себестоимости,

- снижение потерь и разубоживания,

- повышение безопасности персонала за счет вывода рабочих из забоя и уменьшение их числа на подземных работах.

Роботизация - это также решение вопросов экологии и ресурсосбережения, привлекательности труда горнорабочего путем повышения его

интеллектуального уровня, решение вопросов комплектования шахт подземными рабочими высокой квалификации.

Цели и основные направления развития передовых технологий, к которым относится поточная технология подземной выемки полезных ископаемых, определены решениями Президента и правительства Республики Казахстан. В начале 1998 года Президент РК Назарбаев Н. А. утвердил программу «Казахстан — 2030» - пакет, содержащий долгосрочные перспективы и цели развития Республики Казахстан.

Экономический рост республики в соответствии с данной программой должен обеспечиваться главной движущей силой рыночной экономики -развитием ее частного сектора под действием высокого уровня зарубежных инвестиций и минимальным экономическим вмешательством в этот процесс правительственных структур. Период развития республики до 2010 года определен программой как первый этап развития, в течение которого начнется создание отраслей промышленности, обеспечивающих максимальную занятость населения и выпуск импортозамещающей продукции.

Как указывает автор [21], в 1998 году правительственными структурами была подготовлена Государственная программа машиностроительного комплекса Республики Казахстан, в которой машиностроение для горнодобывающей и перерабатывающей промышленности входит в состав основных стратегических направлений развития.

Важнейшим шагом реализации Стратегии Казахстан - 2030 является создание национальной инновационной системы, которая служит основой для долгосрочного саморазвития экономики республики в условиях глобальных (мировых) инновационных процессов [22, 23, 24]. Согласно основному документу, Государственной программе индустриально- инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 гг., определен системный подход в проведении инновационной политики республики. Результатом реализации данного подхода является создание координирующей организации - АО «Центр инжиниринга и трансферта технологий», обеспечивающий поддержку инновационных разработок путем оказания технического, финансового, правового и организационного содействия. При данном центре уже несколько лет действует АО «Национальный инновационный фонд», финансирующий перспективные прикладные программы путем представления грантов.

Таким образом, в республике на сегодняшний момент имеются достаточные финансовые механизмы, способные обеспечить на практике развитие таких передовых технологий, как роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких руд [25, 26]. Стабильное развитие экономики и объявленные правительством и Президентом программы позволяют наладить производство таких агрегатов, как БЗВА и АБО, и на их основе создать универсальный роботизированный комплекс для выемки твердых полезных ископаемых.

Изыскание наиболее эффективных способов поточных технологий подземной выемки крепких руд возможно лишь на основе соответствующих методов. Данные методы должны обеспечивать наиболее полный выбор и

расчет параметров технологических процессов, протекающих в подземной очистной выемке полезных ископаемых.

1.2 Анализ существующих методов выбора и расчета параметров технологии подземной добычи крепких руд

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стрельцова, Галина Альбертовна, 2006 год

Список использованных источников

1 Промышленность Казахстана и его регионов за 1999-2002 гг. Статистический сборник // Агенство Республики Казахстан по статистике // Под редакцией Б. Бортаева. - Алматы, 2003. - 220 с.

2 Горное дело. Терминологический словарь / Барон Л. И., Демидюк Г. М. и другие. - М.: Недра, 1990. - 479 с.

3 Зарубишвили И. И. Технология подземной разработки рудных месторождений. - М.: Недра, 1978. - 271 с.

4 Иофин С.Л., Шкарпетин В.В., Сергеев Б. Е. Поточная технология подземной добычи крепких руд.- М.: Недра, 1979. - 279 с.

5 Поточная технология подземной разработки мощных рудных месторождений / Гущин В. В., Демидов Ю. В., Епимахов Ю. А. и другие. - М.: Недра, 1982. - 126 с.

6 Бронников Д. М., Замесов Н. Ф., Богданов Г. И. Разработка руд на больших глубинах. - М.: Недра, 1982. - 979 с.

7 Солод В. И., Гетопанов В. Н., Рачек В. М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. - М.: Недра, 1982 — 350 с.

8 Григорьянц Э. А., Инфантьев А. Н., Чугай М. И. Проведение горных выработок с применением самоходного оборудования. - М.: Недра, 1990. - 270 с.

9 Гетопанов В. Н., Гудилин Н. С., Чугреев Л. И. Горные и транспортные машины и комплексы. - М.: Недра, 1991. - 304 с.

10 Васильев М. В. Циклично-поточная технология и ее развитие / Опыт проектирования, строительства и эксплуатации циклично-поточной технологии на открытых горных работах. - Свердловск, 1984. - С. 3-6.

11 Адилов К.Н. Поточная технология угледобычи на шахтах. - М.: Недра, 1991.-215 с.

12 Болгожин Ш. А., Вороненко В. К., Кожахмедов Д. В. и др. Научно-технические основы электрификации горнодобывающих машин на рудниках. -Алма-Ата: Наука, 1985. - 248 с.

13 Ткаченко А. М., Вороненко В. К. Комплексная механизация и автоматизация буровых и взрывных горных работ на рудниках Казахстана. -Алма-Ата: Наука, 1986. - 214 с.

14 Киклевич Ю. Н. Шахтная робототехника. - Киев: Техника, 1987.-160 с.

15 Малахов Г. М., Малахов И. М. Основы роботизации подземной разработки железных руд.- Киев: Наукова думка, 1988. - 179 с.

16 Конюх В. Л., Тайлаков О. В. Предпроектный анализ шахтных робототехнических систем. - Новосибирск: Наука, 1991. - 182 с.

17 Дуйсемалиев У., Федулов О. и др. Программы развития машиностроения // Промышленность Казахстана. - 2004. - № 2.- С. 53-55.

18 Е. Аскаров. Перспективы развития машиностроения // Промышленность Казахстана. - 2005. - № 4.- С. 42-45.

19 Ермеков Т. Е. Горные машины и оборудование и промышленные роботы. - Караганда, 2000.- 125 с.

20 Ткаченко А. М. Проблемы горнодобывающей промышленности и развитие горно-шахтного оборудования в Казахстане // Научно-техническое обеспечение горного производства: Труды ИГД имени Д. А. Кунаева.- Алматы, 2001.-Т. 63.-С. 114-120.

21 Беклемишев И. П. и другие. Концепция развития машиностроения в Республике Казахстан.- Тараз: ,1999. - 22 с.

22 Об инновационной деятельности / Закон РК.- № 333-2, 03.07.02.

23 Назарбаев Н. А. Государственная программа индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 гг.

24 Об утверждении Стратегии индустриально- инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 гг. / Указ Президента Республики Казахстан.-№ 1096.- 17.05.03.

25. Ткаченко А. М., Калиев С. А., Прокушев Г. А. Создать «Интеллектуальный рудник» - одна из основных задач индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 гг. в горнометаллургическом комплексе // Материалы Международной научно-практической конференции «Индустриально- инновационное развитие Республики Казахстан: опыт, задачи и перспективы». - Алматы: Министерство индустрии и торговли РК, 2004. - С. 127-129.

26 Едыгенов Е К., Ткаченко А. М. Наука и развитие горного машиностроения в Казахстане // Материалы Международной научно-практической конференции «Индустриально- инновационное развитие Республики Казахстан: опыт, задачи и перспективы». - Алматы: Министерство индустрии и торговли РК, 2004. - С. 130-134.

27 Бокий Б. И. Аналитический курс горного искусства. - М.: Госиздат, 1929.-521 с.

28 Попов А. С. Технико-экономический анализ в горном искусстве. - М.: Госгортехиздат, 1932. - 132 с.

29 Шевяков Л. Д. Основы проектирования угольных шахт. - М.: Углетехиздат, 1958. - 219 с.

30 Звягин П. 3. Выбор мощности и сроков службы угольных шахт. - М.: Госгортехиздат, 1963. - 169 с.

31 Повышение эффективности добычи руд подземным способом / Строковский В. Е., Жернаков Ю. И., Игнатьева М. М. и другие. - М.: Недра, 1984. - 232 с.

32 Технико-экономическая оценка добычи и использования руд // Под редакцией А. X. Бенуни. - М.: Недра, 1978. - 232 с.

33 Моделирование технологических процессов при подземной разработке рудных месторождений // Под ред. Е.И. Шемякина. - Новосибирск:, 1987. - 205 с.

34 Малышев В. А. Моделирование плана горных работ при подземной добыче руд. - М., 1988. - 105 с.

35 Шиповский Г.В. Выбор технологии и оптимизация параметров очистной выемки мощных наклонных залежей крепких руд: автореф.

диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 14.11.82. - Алма-Ата: ИГД АН КазССР, 1988. - 19 с.

36 Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука. - М.: Мир, 1987.-418 с.

37 Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1988.- 232 с.

38 Моделирование и управление в ГАП и системах автоматического управления // Под ред. Макарова И. М. - М.:МИРЭА, 1989.- 148 с.

39 Бусленко Н. П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах. - М.: Наука, 1964.- 362 с.

40 Бусленко Н. П. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. -М.: Наука, 1977.- 238 с.

41 Бусленко Н. П. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. -М.: Наука, 1977.- 238 с.

42 Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1978.399 с.

43 Борисенко JI. Д., Занина JX И. Статистическое моделирование шахтных производственных процессов. - М.: Наука, 1982 - 102 с.

44 Яковлев П. А. Моделирование организации горных работ // Промышленные роботы и их применение в народном хозяйстве. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987.-С. 109-117

45 Штеле В. И., Кусинып Я. Я., Корнеев В. П. Моделирование организации работ в подземных забоях. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987.-130 с.

46 Степанов П. Б. Методология моделирования и оптимизация систем горных машин // Моделирование и расчет технологии комплексов оборудования на горных предприятиях. - Караганда: КаргПИ, 1987.- С. 3-11.

47 Моделирование и оптимизация выемочно-транспортных комплексов горных предприятий // Под ред. Степанова П. Б. - Караганда: КаргПИ, 1988.126 с.

48 Белозерцев В.Н. Разработка методики прогнозирования и оценки технологических, решений безлюдной выемки (на примере тонких пологих пластов Донбасса): автореф. диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 23.05.82. - М: ИГД им. A.A. Скочинского, 1982. - 15 с.

49 Одрин В. М. Метод морфологического анализа технических систем. -М.: ВНИИПИ, 1989. - 311 с.

50 Шек В. М. Объектно-ориентированное моделирование горнопромышленных систем. - М.: МГГУ, 2000. - 304 с.

51 Бурков В. Н. и другие. Большие системы: моделирование организационных механизмов. - М.: Наука, 1989. - 245 с.

52 Бурков В. Н., Ириков В. А. Модели и методы управления организационными системами. - М.: Наука, 1994. - 266 с.

53 Рыжиков Ю. И. Имитационное моделирование: теория и практика. -С-Петербург: КОРОНА принт, М.: Альтекс-А, 2004. - 384 с.

54 Калашников В. В. Организация моделирования сложных систем. - М.: Знание, 1982.-64 с.

55 Саати Т. А. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. - М.: Мир, 1971.-256 с.

56 Клейрок JI. Теория массового обслуживания. - М.: Машиностроение, 1979.-432 с.

57 Поттгоф Г. Теория массового обслуживания. - М.: Транспорт, 1979. -144 с.

58 Рыжиков Ю. И. Имитационное моделирование систем массового обслуживания: учебн. пособие. - JL: ВИККИ им. А. Ф. Можайского, 1991. - 111 с.

59 Introduction to simulation and SLAM II / A. Alan Pritsker. - New York etc., 1984.-705 p.

60 Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык С ЛАМ II. -М.: Мир, 1987.-646 с.

61 Першиков В. И., Савинков В. М. Толковый словарь по информатике. -М.: Финансы и статистика, 1991. - 543 с.

62 Корячко В. П., Курейчик В. М., Норенков И. П. Теоретические основы САПР. -М.: Энергоатомиздат, 1987.- 400 с.

63 Норенков И. П., Маничев В. Б. Основы теории и проектирования САПР. -М.: Высшая школа, 1990 .- 335 с.

64 Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. - М.: МГТУ имени Баумана, 2000. - 432 с.

65 Лищинский Л. Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем. - М.: Машиностроение, 1990. - 312 с.

66 Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. - М.: Радио и связь, 1993.-314 с.

67 Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. - М.: Мир, 1984.-264 с.

68 Котов В. Е. Сети Петри. - М.: Наука, 1984. - 158 с.

69 Мурата Т. Сети Петри: свойства, анализ, приложения // ТИИЭР. -1989.-№77.-С. 41 -85.

70 Тайлаков О. В. Разработка методов имитационного моделирования многомашинных технологий горных работ: диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Кемерово: Институт угля СО АН СССР, 1991.-187 с.

71 Моделирование интеллектуальных процессов и производства // Материалы Второй Международной научно-технической конференции CAD/CAM-98 // Под ред. А. Г. Раковича. - Минск, 1999. - 204 с.

72 Кондратьев А.И. и другие. РТК и ГПС- Л.: Машиностроение, 1990— 301 с.

73 Медведев С. В. Компьютерные технологии проектирования сборочно-сварочной оснастки. - Минск: 2000. - 194 с.

74 MINESCAPE -Mine Planing system / Проспект фирмы MINCOM Pty Ltd, Brisbane. - Australia, 1996.

75 SURPAC - Geological Modelling, Mine Design 2 Production System / Проспект фирмы Surpac Soft were Ind Australia, 2002.

76 В. Ф. Колганов, С. В. Какаулин. Назначения и использование программы Datamine в АК «Алроса» // Горный журнал. - 2002. - №2. С. 80 -85.

77 Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний. - Минск: Дизайн про, 1995. - 312 с.

78 Элти Дж., Кумбо М. Экспертные системы: концепции и примеры. -М.: Финансы и статистика, 1987. - 190 с.

79 Экспертные системы. Принцип работы и примеры / Под ред. Р. Форсайта. - М.: Радио и связь, 1987. - 223 с.

80 Гради Буч и другие. Язык UML. Руководство пользователя.- М.:-ДМК, 2000.- 432 с.

81 Гради Буч. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-ое издание. - М.: Бином, С.- Пб.: Невский диалект, 2001. - 560 с.

82 А. М. Вендров. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем.- М.: Финансы и статистика, 2000.352 с.

83 Бексыргаев Т. Обоснование рациональной структуры и условий эффективности функционирования поточной технологии выемки крепких руд д в длинных очистных забоях подземных рудников: диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Алма-Ата: ИГД АН КазССР, 1991. - 209 с.

84 Горные науки. Освоение и сохранение недр земли / РАН, АГН, РАЕН, МИА; Под ред. К.Н. Трубецкого К.Н. - М.: - Издательство Академии горных наук, 1997.- 478 с.

85 A.C. 1745931. СССР. Способ разработки месторождений полезных ископаемых / В. X. Беркович, Ю. А. Дик, В. И. Зобнин и др.; опубл. 07.07.92, Бюл. № 25. - 4 е.: ил.

86 Патент 2101498 Россия. Способ подземной добычи полезных ископаемых / Пучков А. С., Серов В. А., Картавый Н. Г.; опубл. 10.01.98, Бюл. № 1. - 3 е.: ил.

87 Предпатент 10808 Казахстан. Способ подземной разработки полезных ископаемых / Шестаков А. И., Фролов В. И., Безруков В. Н. и др.; опубл. 15.10.01, Бюл. № 10.-3 е.: ил.

88 Предпатент 8692 Казахстан. Способ подземной разработки рудных залежей / Лисовский Г. Д., Михайлов В. В., Орт В. Г.; опубл. 15.03.00, Бюл. № 3.-5 е.: ил.

89 Патент 2215145 Россия. Способ подземной разработки полезных ископаемых горизонтальными слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства / Михайлов Ю. В., Емельянов В. И., Горный С. В. и др.; опубл. 27.10.03, Бюл. № 42. - 5 е.: ил.

90 Юревич Е. И. Основы робототехники. 2-е издание.- СПб.: БХВ -Петербург, 2005. - 416 с.

91 Агошков М. И., Бронников Д. М., Коваженков А. В. и др. Исследование основных технологических процессов при подземной разработке мощных месторождений крепких руд. - М.: Издательство Академии Наук СССР, 1959. -360 с.

92 Медников Н. И., Рубцов С. К. Алгоритм компьютерных расчетов параметров БВР // Горный журнал. - 2004. - №2.- С. 37 - 41.

93 Ткаченко А. М., Бексыргаев Т. К обоснованию параметров агрегата непрерывной буровзрывной отбойки крепких руд // Материалы Первой региональной научно-технической конференции « Проблемы комплексного освоения недр». - Караганда, 1989. - С. 86-89.

94 Солод В. И., Гетопанов В.Н., Рачек В. М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов.-М.: Недра, 1982.- 350 с.

95 Гетопанов В. Н., Гудилин Н. С., Чугреев Л. И. Горные и транспортные машины и комплексы. - М.: Недра, 1991. - 304 с.

96 Скорняков Ю. Г. Подземная добыча руд комплексами самоходных машин. - М.: Недра. - 1986. - 204 с.

97 Григорьянц Э. А., Инфантьев А. Н., Чугай М. И. Проведение горных выработок с применением самоходного оборудования. - М.: Недра, 1990. - 270 с.

98 Разработать технологический процесс непрерывной подземной добычи крепких руд в сложных горно-геологических условиях и создать для этой технологии автоматизированный комплекс оборудования с дистанционным управлением и применением автоматических манипуляторов: отчет о НИР /ИГД АН КазССР. - Алма-Ата, 1985. - 290 с. - Инв. № 01840049164.

99 Байконуров О. А., Крупник Л. А., Мельников В. А. Подземная разработка месторождений с закладкой.-Алма-Ата: Наука, 1972.-372 с.

100 Цыгалов М. Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд. - М.: Недра, 1985. - 272 с.

101 Формирование параметров закладочного массива / Алдамбергенов У. А., Прокушев Г. А., Осипова Т. А. и др.- Алма-Ата: Наука, 1984.-192 с.

102 А. С. 941631. СССР. Способ закладки выработанного пространства / Халидуллин; опубл. 07.08.82, Бюл. № 25. - 4 е.: ил.

103 Предпатент 8017 Казахстан. Способ формирования закладочного массива / Ананин А. И., Фаустов С. И., Кунанбаев Н. С. и др.; опубл. 15.09.99, Бюл. № 9. - 4 е.: ил.

104 А. С. 1687781. СССР. Способ разработки месторождений с закладкой / А. В. Пятигорский, Г. М. Пустохин, А. И. Райш. и др.; опубл. 30.03.91, Бюл. № 40.-3 е.: ил.

105 Предпатент 8692 Казахстан. Способ подземной разработки рудных залежей / Лисовский Г. Д., Михайлов В. В., Орт В. Т.; опубл. 15.03.00, Бюл. № 3.-5 е.: ил.

106 Предпатент 10808 Казахстан. Способ подземной разработки полезных ископаемых / Шестаков А. И., Фролов В. И., Безруков В. И. и др.; опубл. 15.10.01, Бюл. № 10. - 3 е.: ил.

107 Николаев Е.И. Тактамысов Т. М., Сатыбалдин О. Б., Музгина В. С. Современные закладочные комплексы Алма-Ата: Гылым, 1992. - 104 с.

108 Едильбаев А. И., Музгина В. С. Комплексное использование твердых отходов и местных материалов в технологии закладочных работ: Алматы, 2002. - 146 с.

109 Прокушев Г. А. Использование скальных пород в технологии твердеющей закладки..- Алма-Ата: Наука, 1988. - 192 с.

110 Предпатент 7325 Казахстан. Способ разработки рудных залежей / Прокушев Г. А., Стрельникова Р. П., Закириянов Е. К.; опубл. 15.03.99, Бюл. № З.-Зс.

111 Аяпов У. А., Бутт Ю. М. Твердение вяжущих с добавками -интенсификаторами. - Алма-Ата: 1978. - 256 с.

112 В Музгина. Возведение закладочного массива с формированием в нем цилиндрических полостей // Промышленность Казахстана. - 2003. - № 3.-С. 89-90.

113 Shlaer S., Mellor S. An object-oriented approach to domain analysis // Software Engineering Notes. -1989. - vol. 14, № 7. -5 p.

114 Shlaer S., Mellor S. Understanding object-oriented analysis // American Programmer. -1989. - vol. 2, № 8. - 78 p.

115 Shlaer S., Mellor S. Object lifecycles: modeling the world in states. Englewood Cliffs, New Jersey: Yourden Press. -1992. -321 p.

116 Шлеер С., Мел л op С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях. - Киев : Диалектика. -1994. -325 с.

117 Rumbaugh J. Relational database design using and object-oriented methodology. Communications of the ACM. - 1991.- vol. 31, № 4. - 4 p.

118 Моррис С. Объектно-ориентированное программирование. - Ростов-на Дону: Феникс.-1997. -304 с.

119 Booch G. Object-oriented design with application / The Benjamin / Cummings Publishing, Inc. - 1991. - 540 p.

120 Буч Гради. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. - Киев: Диалектика. -1993. - 430 с.

121 Трачтен Ф. Введение в Rational Unified Process. Второе издание. - М.: Санкт-Пб: Киев: Изд. дом «Вильяме», 2002. - 239 с.

122 Горная техника на пороге XXI века // Материалы международного симпозиума Московского Государственного Горного Университета и Силезкого Технического Университета 17-19 октября 1995 года //. - М.: Издательство МГГУ, 1996. - 640 с.

123 Баязитов И. X. Методические указания по расчету основных производственных процессов очистной выемки при системах разработки с выемкой руды из поэтажного штрека, горизонтальными слоями с закладкой и сплошным магазинированием руды. - Алма-Ата: КазПТИ, 1981.-31 с.

124 Экспертные системы для персональных компьютеров. Методы, средства, реализация / Под ред. Крисевича B.C.- Минск: Высш. школа, 1990.190 с.

125 Федотова Д. Э., Семенов Ю. Д., Чижик К. Н. САБЕ-технологии: Практикум. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 160 с.

126 Техническая имитация интеллекта / Под ред. И. М. Макарова (Робототехника и гибкие автоматизированные производства. Кн. 6). - М.: Высш. шк., 1986. - 143 с.

127 Конюх В. Л. Шахтная робототехника. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2000. - 335 с.

128 А. С. 1017180. СССР. Способ ориентации самоходных машин в переменном электромагнитном поле токонесущих проводов / О. Г. Кремер, А. И. Кокетаев, Г. К. Рязанцев; опубл. 30.03.83, Бюл. № 18. - е.: ил.

129 А. С. 12556252. СССР. Способ автоматического управления движением самоходных транспортных машин и устройство для его осуществления / О. Г. Кремер, А. И. Кокетаев, А. Т. Аспандияров; опубл. 30.03.85, Бюл. № .19 - е.: ил.

130 Кремер О. Г., Кокетаев А. И. Автоматическая ориентация погрузочно-транспортных машин в протяженных горных выработках / Автоматизация горных и строительных машин. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1990. - С. 50-58.

131 Краковский Ю. М. Аналитико-математическое имитационное моделирование для гибких производственных систем. - Иркутск: 1993. - 197 с.

132 Шендеров А. И., Емельянов О. А., Один И. М.. Надежность и производительность комплексов горно-транспортного оборудования.- М.: Недра, 1976.-297 с.

133 Ф. Байхельт, П. Франкен. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. - М.: Радио и связь, 1988. - 392 с.

134 В. В. Калашникова. Количественные оценки в теории надежности // Математика и кибернетика. - Знание, 1989. - № 10.

135 Агошков М. И., Борисов С. С., Боярский В. А. Разработка рудных и нерудных месторождений. - М.: Недра, 1983. - 424 с.

136 Ткаченко А. М., Земсков В. Г., Варламов В. Г. Имитационное моделирование работы комплекса поточной выемки крепких руд // Комплексное использование минерального сырья. - 1995 - № 1. - С. 30 -39.

137 Моделирование и экспертные системы / Под ред В.В. Нечаева. - М.: МИРЭА, 1989.-148 с.

138 Построение экспертных систем / Под ред. Хейенса-Рота Ф. и др. М.: Мир, 1987. - 438 с.

139 Попов Э. В. и др. Статические и динамические экспертные системы. -М.: Финансы и статистика, 1996. - 306 с.

140 Кусимов С. Т. и др. Управление динамическими системами в условиях неопределенности. - М.: Наука, 1998. - 150 с.

141 Бурков В. Н., Новиков Д. А. Теория активных систем: состояние и перспективы. - М.:СИНТЕГ, 1999. - 255 с.

142 Новиков Д. А. Петраков С. Н., Курс теории активных систем. - М.: СИНТЕГ, 1999. - 198 с.

143 Попов Э. В. Системы общения и экспертные системы. Искусственный интеллект. Справочник, книга 1. - М.: 1990. - 410 с.

144 Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний - Минск: Дизайн про, 1995. - 312 с.

145 Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 148 с.

146 Алексеев А. А., Борисов А. И. и др. Интеллектуальные системы принятия проектных решений. - Рига: Зинакатне, 1997. - 309 с.

147 Имитационные решения принятия экономических решений / Под ред. Багриновского К. А.- М.: Наука, 1989. - 164 с.

148 Горчаков А. А., Орлова И. В. Компьютерные экономико-математические модели.- М.: Компьютер ЮНИТИ, 1995. - 136 с.

149 Пучков JI.A. и др. АСУ в горнодобывающей промышленности. - М.: Наука, 1987.-286 с.

150 Рогов Е.И. Рогов С. Е, Рогов А. Е. Начало основ теории технологии добычи полезных ископаемых. - Алматы: 2001.- 225 с.

151 Галиев С. Ж. и другие. Технологии автоматизированного управления геотехническими комплексами в области открытых горных работ.- Алматы 2004. - 250 с.

152 Марка Д., Макгоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. - М.: Метатехнология, 1993. - 210 с.

153 Рабочая книга по прогнозированию / Под ред. И. В. Бестужева-Лада. -. М.: Мысль, 1982. - 430 с.

154 Эрих Янч. Прогнозирование научно-технического прогресса. - М • 1974. - 586 с.

155 Гвишиани Д. М. Моделирование процессов мирового развития и сотрудничества. - М.: Наука, 1991. - 205 с.

156 Лисичкин В. А. Теория и практика прогностики. Методические аспекты. - М.: 1972. - 224 с.

157 Гвишиани Д. М., Лисичкин В. А. Прогностика. - М.: 1968. - 91 с.

158 Хилюк Ф. И., Лисичкин В. А. Методы прогнозирования научно-технического прогресса. - Киев: 1969. -135 с.

159 Ямпольский С. М., Лисичкин В. А. Прогнозирование научно-технического прогресса. Методические аспекты. -М.: 1974. -220 с.

160 Ковалева Л. Н. Многофакторное прогнозирование на основе рядов динамики. - М.: Статистика, 1980. - 102 с.

161 Зарипов P. X. Машинный поиск вариантов при моделировании творческого процесса. - М.: Наука, 1983. - 232 с.

162 Плющевский М. Б. Практическая методика количественной оценки совокупности данных, формируемых экспертами // Стандарты и качество-1994. - № 4. - С. 15-20.

163 Лисичкин В. А., Давыдов М. Г. Этюды о прогностике. - М • 1977 -224 с.

164 Добров Г.М. Экспертные оценки в научно-техническом прогнозировании. - Киев: Наукова думка, 1974. - 160 с.

165 Бешелев С. А., Гурвич Ф. Г. Экспертные оценки. - М.: 1973. - 159 с.

166 Войцеховский А. С. Оптимизация развития производственных систем. - Киев: Наукова думка, 1991. - 137 с.

167 Моисеев Н. И. Простейшие модели экономического прогнозирования.

- М.: Знание, 1975. - 63 с.

168 Неусыпин К. А., Забелинский А. И. Некоторые аспекты теории организации и прогнозирования. - М.: Сигналь, МПУ, 2000. - 232 с.

169 Ахметова М. Повышение эффективности очистной выемки путем экспертного выбора комплексов самоходного оборудования: автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 26.06.96. - Алматы: ИГД им. Д. А. Кунаева МН-АН РК, 1996.- 19 с.

170 Неусыпин К. А., Кулагин В. П. Нетрадиционные методы оценивания.

- М.: Сигналь, МПУ, 1998. - 300 с.

171 Бешелев С. А., Гурвич Ф. Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. - М.: Статистика, 1980. - 264 с.

172 Райишке Н., Ушаков И. А. Оценка надежности систем с использованием графов. - М.: Радио и связь, 1988. - 208 с.

173 Добров Г. М. и др. Научно-технический потенциал: структура, динамика, эффективность. - Киев: Наукова думка, 1987. - 346 с.

174 Добров Г. М. и др. Прогнозирование и оценка научно-технических нововведений. - Киев: 1989. - 205 с.

175 Гохман О. Г. Экспертное оценивание.- Воронеж: 1991. - 150 с.

176 Гин Ф. и др. Практическая оптимизация. - М.: Мир, 1985. - 509 с.

177 Гультяев A. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows. Практическое пособие. - С.-Пб.: Коронапринт, 1999. - 288 с.

178 Рогов Е. И. Системный анализ в горном деле. - Алма-Ата: Наука 1976.-207 с.

179 Именитов В. Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1984. - 504 с.

180 Кулаев Ю. М. Функциональная оценка очистных комплексов и оптимизация парка самоходного горного оборудования: автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 03.11.89. - Караганда: КарПИ 1989.- 19 с.

181 Кобринский Н. Е., Кузьмин В. И. Точность экономических моделей.-М.: Финансы и статистика, 1981. - 255 с.

182 Дубров А. М. Математико-статистическая оценка в экономических задачах. - М.: Финансы и статистика, 1982.- 176 с.

183 Точилин 3. А. Корректность экономико-математических моделей. -Киев: Наукова думка, 1989. - 174 с.

184 В Кебо. Интеллектуальные модели в горном производстве // Промышленность Казахстана. - 2002. - № 10.- С. 48-49.

185 Патент US 5810447А. США. Способ управления работой и конструкцию проходческого или выемочного комплекса непрерывного действия / опубл. 19.08.99, Бюл. № 19.-1 е.: ил.

186 Заявка на изобретение, 2000 104 476, Россия. Автоматизированная система управления и контроля производственных процессов, окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках / Баранов A.M., Калиновский А. Н., опубл. 27.11 . 2001, Бюл. № 45. - 1 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Патентные исследования РЕГЛАМЕНТ ПОИСКА № 1

Дата составления регламента поиска 27 сентября 2005 года Наименование работы (темы) Обоснование и прогноз технологических параметров роботизированной подземной поточной выемки крепких руд

Шифр работы (темы)

Номер и дата утверждения задания 4 марта 2003 года_____Этап работы заключительный

Цель поиска информации (в зависимости от задач патентных исследований, указанных в задании): Предусмотрено проведение исследований для определения технического уровня, тенденций развития методов определения параметров технологии подземной поточной очистной выемки крепких руд и анализа научно-технической деятельности ведущих организаций и фирм.

Обоснование регламента поиска: Регламент поиска определен в соответствии со содержанием диссертационной работы. Поиск проведен по ниже перечисленным странам на основании сведений о высоком уровне исследований в этих странах.

Начало поиска „_1_квартал 2003 года Окончание поиска 1 квартал 2006 года

Предмет поиска (объект исследования, его составные части, товар)

Страна поиска

Источники информации, по которым будет проводиться поиск

патентные

Наименование

Классификационные рубрики: МПК (МКИ), МКПО, НКИ и другие_

НТИ

Наименование

Рубрики УДК и другие

Конъюнкту рные

ДРУ гие

Рет-рос-пек-тив-но сть

Наименование информацион ной базы (фонда)

1

10

Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких руд:

1. Способы и устройства управления подземной поточной выемкой полезных ископаемых

СССР РК РФ Украина

США Финляндия Япония Австралия Канада

Официальные бюллетени:

СССР «Открытия и изобретения», «Изобретения в СССР и за рубежом», «Изобретения стран мира»,

А01В69/04 Е21С41/16 Е21С35/24 Е21С37/00 Е21С27/24 Е21С27/36 E21D19/00 E21D23/00 E21D23/12 E21D23/14 E21F15/06 E21F15/08

РЖ внити «Горное дело», РЖ НИР и ОКР, РЖ «Серия 2. Энергетика. Электротехника Горное дело Металлургия Машиностроение Транспорт», «Горный журнал»,

«Горный вестник», «Записки горного института», «Промышленность Казахстана», "The Mining Engineer", " Mining Magazine", " Mining Journal".

УДК 622.272.002.05 622.272:658 622.272:51 622.272.2 622.28 622.23.02 622.24.02

1975-2005

Республиканский Патентный

Фонд Республики Казахстан,

Продолжение таблицы

2. Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации

Промышленная С05В13/00

собственность С05ШЗ/04

Казахстана», С05В17/00

Журнал РФ С05В19/00

«Интеллекту- НКИ

альная соб- 299-10/13;

ственность. 299-15/18;

Промышленная 299-19,

собственность. 299-3,4

Авторское

право и

смежные

права»,

Базы данных:

«Патенты

Казахстана»,

«Патенты

Российской

Федерации»

Исполнитель

Начальник отдела патентно-лицензионной деятельности

5 6 7 8 9 10

"The Mines Magazine", "The Mining Engineering", " Mining Technology", "California Mining Journal". " Canadian Mining Journal". " Austral Mining". РЖ «Серия 4. Физико-математические науки. Математика. Кибернетика. Физика. Механика. Космические исследования», «Дискретная математика»,« Дискретный анализ и исследование операций. Серия 1. Серия 2», «Математическое моделирование», «Программирование», «Обозрение прикладной и промышленной математики», «Сибирский журнал вычислительной математики», «Автоматизация и современные технологии», "Mathematics of Computation" "Mathematics and Mathematics Education" удк 622.261.5 681.51.01:517.977 517.977.5 519.47 - - Республиканская научно-техническая библиотека Центральная научная библиотека HAH PK, сеть Internet

) Стрельцова Г. А.

подпись

Сейдахметова З.Ш

подпись

Таблица А. 1 - Патентная документация

Предмет поиска (объект исследования, его составные части) 1 Страна выдачи, вид и номер охранного документа Классификационный индекс 2 Заявитель (патентообладатель), страна. Номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации 3 Название изобретения (полезной модели, образца) 4 Сведения о действии охранного документа или причина его аннулирования (только для анализа патентной чистоты 5

Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких руд: 1. Способы и устройства управления подземной поточной выемкой полезных ископаемых 2.Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации СССР, А. С. № 1761950 МПК Е21С41/16 Российская Федерация, патент № 2029866 МПК Е21С41/16 Казахстан, предпа-тент № 10118 МПК Е21Р15/00 К. Ш. Акбаев, М. Ж. Битимбаев и др., СССР, 4823316/03, 07.05.90, 15.09.92, бюлл. № 6, Специализированное производственное объединение по тампонажным и геологоразведочным рабо-там, Россия, 467229/03, 27.02.89, 10.11.96, бюлл. №31, ДТП «Восточный научно-исследовательский горнометаллургический инсти-тут цветных металлов» РГП «НЦ КПМС РК» Министерства индустрии и торговли РК, Казахстан, 9910021, 05.09.99, 16.04.01, бюл. № 4 Способ разработки месторождений полезных ископаемых Способ разработки полезных ископаемых Способ закладки выработанного пространства и устройство для его осуществления

Продолжение таблицы А. 1

1 2 3 4 5

СССР, А. С. № 1755629 МПКЕ21С37/00 СССР, А. С. № 1751310 МПК Е21С37/00 E21D9/00 Казахстан, предпа-тент № 8695 МПК E21D20/00 США, патент № 5967616 МПК Е21СЗ 5/24 Восточный научно-исследовательский горнорудный институт, СССР, 4849765/03, 12.07.90, 15.04.94, бюлл. № 7 Восточный научно-исследовательский горнорудный институт, СССР, 4726627/03, 02.08.89, 30.07.92, бюлл. № 28 ДГП Институт горного дела им. Д. А. Кунаева РГП «НЦ КПМС РК» Министерства индустрии и торговли РК, Казахстан, 980656.1, 30.06.98, 15.03.03, бюлл. № 3, Arch Technology Corporation, США, 037405, 10.03.98, 19.10.99, бюлл. № 20/2000 Концентрированный цилиндрический заряд Способ проходки горизонтальной горной выработки Способ крепления горных выработок Способ непрерывной разработки подземной выработки с электрической системой управления проходческим комплексом

Продолжение таблицы А.1

1 2 3 4 5

Германия, патент № 19654626 МПКЕ21С37/00 Arch Mineral Corp., St. Louris, Mo, US, США, 19654626, 22.12.96, 09.07.98, бюлл. № 13/1999 Способ и устройство для непрерывной горной разработки

Таблица А.2 - Научно-техническая, конъюнктурная, нормативная документация и материалы государственной

регистрации (отчеты о научно-исследовательских работах)

Предмет поиска Наименование источника информации с указанием страницы источника Автор, фирма (держатель) технической документации Год, место и орган издания (утверждения, депонирования источника)

1 2 3 4

Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких РУД: 1. Способы и устройства управления подземной поточной выемкой полезных ископаемых 2. Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации Циклично-поточная технология в глубоких карьерах. 337 с. Шахтная робототехника. 336 с. Внедрение новой техники и современных технологий подземной добычи. С.151-153 Метод объектного моделирования для проектирования сложных систем. С. 14-21 Формирование и выбор вариантов на объектной модели компоненты сложной системы. С. 21-26 Практика применения программного обеспечения «БАТЕМШЕ» в АК «АЛРОСА». С. 192-195 Моделирование на ОРБв. 592 с. О. Н. Мальгин, В. И. Сытенков, П. А. Шеметов Конюх В. Л. Ногах С. Р. Информационно-аналититический бюллетень, № 12 В. А. Силич, М. П. Силич. Журнал «Автоматизация и современные технологии», № 4 М. П. Силич. Журнал «Автоматизация и современные технологии», № 4 В. Ф. Колганов, Инфо-рмационно-аналитити-ческий бюл. № 8 Т. Дж. Шрабер 2004, г. Ташкент, Фан 2000, г. Кемерово, Издательство Кузбасвузиздат, 2002, г. Москва, Издательство ММГУ 2003, г. Москва 2005, г. Москва 2003, г. Москва, Издательство ММГУ 1980, г. Москва, Машиностроение

Продолжение таблицы А.2

1 2 3

Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких РУД: 1. Способы и устройства управления подземной поточной выемкой полезных ископаемых 2. Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации Отчет о НИР «Разработка научных основ создания высокоэффективных комплексов машин для механизации и автоматизации горных работ», раздел «Разработка технологии и роботизированного комплекса для подземной добычи крепких руд», 150 с. Отчет о НИР 06Н «Разработать научные основы поточной технологии и техники для добычи крепких руд на базе перспективных принципов разрушения и доставки горной массы», раздел «Разработать теоретические основы расчета и проектирования технологических схем и комплексов для подземной поточной добычи крепких руд», 171с. Отчет о НИР «Разработать и внедрить эффективные системы разработки руд с применением комплексов самоходного оборудования», 110 с. Отчет о НИР «Исследование и разработка эффективных составов для закладки выработанного пространства при добыче крепких руд с применением робототехнического комплекса непрерывной безлюдной выемки», 160 с. Институт горного дела АН Казахской ССР ДГП Институт горного дела им. Д. А. Кунаева РГП «НЦ КПМС РК» ГлавцветметНИИпроект, ГИПРОникель Карагандинский Политехнический Институт г. Алма-Ата, 1989-1995 гг., № государственной регистрации 01860091610 г. Алматы, Казахстан, 2000-2002 гг., № государственной регистрации 0100РК00159. Ленинград - Москва -Норильск, СССР, 1975 г., №ГР 71035009, инв. № Б518762 Караганда, 1985 г., № ГР 01840049164

Исследование технического уровня и тенденций развития данного вида техники. Анализ научно-технической деятельности ведущих фирм

Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких руд, как объект техники, в целом относится к объектам интеллектуальной собственности, которые в Республике Казахстан подлежат соответствующей регистрации и охране. В данном объекте интеллектуальной собственности можно выделить следующие составляющие элементы:

1.Способы и устройства управления подземной поточной выемкой

полезных ископаемых.

2.Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации.

Способы и устройства управления роботизированной подземной поточной очистной выемкой крепких руд обладают патентоспособностью и в основном определяют технической уровень объекта исследования.

Алгоритмы и средства реализации задач оптимизации технико-экономических показателей поточной выемки в основном регистрируются как программы ЭВМ, базы данных (знаний) и справочно-практические

рекомендации.

По результатам диссертационной работы были поданы заявки на регистрацию в Комитет по правам интеллектуальной собственности Республики Казахстан следующих объектов:

1. Справочно-практическое руководство «Определение рациональных параметров работы роботизированного подземного комплекса поточной выемки крепких руд на основе объектно-ориентированного подхода» (см. приложение В).

2. Справочно-практическое руководство «Прогнозирование развития технологии работы подземных очистных комплексов поточной выемки крепких руд на основе объектно-ориентированного подхода» » (см. приложение Г).

Проведенный анализ патентных и научно-технических источников информации выявил несколько объектов аналогичного назначения, которые заняты решением задач, связанных с научными и практическими исследованиями в области применения подземной поточной выемки полезных ископаемых на горно-промышленных предприятиях. Из них наиболее известными являются Производственное Объединение «Карагандауголь» (СССР) и Открытое Акционерное Общество «Норильская горная компания»

(Российская Федерация).

В 80-90 годах прошлого века на действующих шахтах «Казахстанская», «Молодежная» и других ПО «Карагандауголь» широко использовалась поточная комплексно-механизированная выемка угля, оптимальные показатели которой зависели от надежности используемого оборудования, сложности горно-геологических условий пластов и от вынимаемой мощности. Эффективность технологии угледобычи определялась также геометрическими параметрами подготовки, которые в процессе ведения горных работ обеспечивают безопасность разработки пластов и надежность производственных процессов и операций. Наиболее сложными в этом случае,

как правило, являются мощные пласты. Как показывает практика разработки мощных пластов, при этом следует решать такие вопросы, как самовозгорание, проявление горного давления, связанное с двойной и тройной надработкой слоев над выработкой, сильное газовыделение.

В 2000-2005 годах автоматизированные и роботизированные элементы поточных технологий стали внедряться на рудниках (например, руднике «Комсомольский») ОАО «Норильская горная компания» при разработке медно-никелевых руд. Применение на рудниках взаимосвязанной совокупности мобильных роботов, полностью заменяющих при этом человека, является наиболее радикальным средством обеспечения безопасности подземных работ. При создании системы таких роботов основное внимание уделяется проблемам управляемости при коллективном выполнении совокупности работ. В концепции построении такой робототехнической системы выделяют следующие направления:

- динамическое составление расписания работ с учетом возможных

изменений среды,

- разделение ресурсов между роботами группы и, в особенности, разделение радиоканалов для обеспечения безопасности работ;

- человеко-машинный интерфейс.

В качестве основных технико-экономических показателей поточной выемки, согласно исследованиям диссертационной работы, принимаются следующие показатели:

1 .Суточная производительность поточного очистного комплекса Qcym.

2.Коэффициент использования (машинного времени) поточного очистного комплекса.

3. Основной показатель надежности - коэффициент готовности поточного

очистного комплекса.

Значения данных показателей по выбранным объектам аналогичного

назначения приведены в таблице AI. 1.

Проведенные исследования в диссертационной работе показывают, что применение роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд позволяет достигнуть суточной производительности очистной выемки в пределах 2000-2400 м3/сут с коэффициентом использования поточного комплекса 0,6-0,7 и коэффициентом готовности 0,7-0,8, что позволяет определить объект исследования как современную высокоэффективную

техническую систему.

В таблице А 1.2 представлены выявленные в процессе диссертационных исследований основные тенденции развития объекта исследования -роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд. Ими являются разработка и применение горных машин-роботов с программным автоматическим управлением и использование современных методов и средств компьютерного имитационного моделирования при разработке поточных технологий выемки крепких руд.

При этом данные тенденции развития объекта исследования позволяют осуществить автоматизированное проектирование программных средств разработки роботизированных поточных комплексов с оптимальными значениями их основных технико-экономических параметров.

Таблица АЛЛ - Показатели технического уровня объекта исследования

Наименование технико-экономических показа-лей

Объект разработки

(производства) На 2005 г.

Значения показателей

Отечественные и зарубежные объекты

аналогичного назначения (с указанием моделей фирм, стран, года _известности)_

Производственное

Объединение «Караганда-уголь», СССР, 1982-1992 гг.

Открытое Акционерное Общество «Норильская горная компания», Россия, 2000-2005 гг.

о

о и н и ^

о

<и Ь

н

05 сз Н Ч

о ^ о

о О

и

Я

й «

3 з

й. и

>-£ л

а е

Он 3

Й к

и о & &

и №

А

н &

ч: к <й н о

Й

М .

со ^

§ 5

о о

1. Суточная

производительность комплекса, м3/сут

2. Коэффициент использования

3. Коэффициент готовности

2330

2000

2400

нет

нет

0,7

0,55

0,6

нет

нет

0,76

0,6

0,75

нет

нет

2500

0,7

0,78

Таблица А. 1.2 - Тенденции развития объекта исследования

Выявленные тенденции развития объекта исследования

Разработка и применение горных машин-

роботов с программным автоматическим управлением

Применение современных методов и средств

компьютерного имитационного моделирования

Источники информации

Конюх В. JI. Шахтная робототехника. 2000г., Г. Кемерово, Издательство Кузбасвузиздат, A.C. СССР № 1761950, патент США № 5967616, Ногих С. Р. Внедрение новой техники и

современных технологий подземной добычи, г. Москва, Информационно-аналититический бюллетень, 2002 г., № 12, С.151-153 В. А. Силич, М. П.

Силич. Метод объектного моделирования для проектирования сложных систем.

Журнал Автоматизация и современные технологии, 2003 г., №4, С. 14-21

Технические решения, реализующие тенденции

в объектах организаций (фирм)

Использование поточной технологии выемки полезных

ископаемых системой горных

роботов-манипуляторов с программным управлением

Разработка программного обеспечения при автоматизированном

проектировании

технологии поточной выемки

в исследуемом объекте

Разработка поточного очистного комплекса на основе БЗВА (взрывной вариант) или АБО (безвзрывной вариант)

При разработке ПО применение имитационных объектно-ориентированных моделей в составе экспертной

системы «Подземный очистной комплекс поточной выемки крепких руд»

Заключение

1. Роботизированная подземная поточная очистная выемка крепких руд предполагает использование патентоспособных способов и устройств управления, а также алгоритмов и программ, обеспечивающих рациональные значения основных технико-экономических показателей поточной выемки. При этом разработанные программные продукты, осуществляющие автоматизированное проектирование технологий поточной выемки, должны быть современными объектно-ориентированными технологиями, чтобы иметь реальный спрос на программные продукты подобного рода на горнопромышленных предприятиях Республики Казахстан и за рубежом.

2. Проведенные патентные исследования показали достаточный технический уровень и устойчивую тенденцию развития технологий на базе роботизированного подземного очистного комплекса поточной выемки крепких руд, относящихся к объектам интеллектуальной собственности.

3. Были выявлены изобретения и источники научно-технической информации, позволяющие вести дальнейшие исследования при создании компьютерных информационно-управляющих технологий разработки программного обеспечения для автоматизированного проектирования систем управления параметрами роботизированной подземной поточной очистной выемки крепких руд. При этом необходимо при разработке создаваемых технических решений обеспечить их правовую охрану и регистрацию как объектов интеллектуальной собственности в Республике Казахстан (9 февраля 2006 г. выданы свидетельства на интеллектуальную собственность Комитета по правам интеллектуальной собственности Министерства юстиции РК №№ 048, 049).