Cамкова Елла Рафаїлівна. Підвищення ефективності технології вуглевидобутку в комплексно-механізованих лавах пологих пластів за фактором засмічення вугілля

Краткое описание

Cамкова Елла Рафаїлівна. Підвищення ефективності технології вуглевидобутку в комплексно-механізованих лавах пологих пластів за фактором засмічення вугілля : Дис... канд. наук: 05.15.02 2004

Самкова Е.Р. Підвищення ефективності технології вуглевидобутку в комплексно-механізованих лавах пологих пластів за фактором засмічення вугілля. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.02 Підземна розробка родовищ корисних копалин. Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2003.
У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної науково-технічної задачі, що має важливе народногосподарське значення і полягає в установленні закономірностей процесу засмічення вугілля в комплексно-механізованих лавах пологих пластів, його взаємозв'язку з природним середовищем, технологією й економікою, розробці методів прогнозу засмічення і управління технологією вуглевидобутку, що забезпечують підвищення її ефективності.
Установлені нові кількісні закономірності формування рівня засмічення вугілля, покладені в основу розробки його математичних моделей і нового методу прогнозу. Розроблені, апробовані і впроваджені нові методи управління технологією вуглевидобутку, засміченням і зольністю вугілля, що базуються на: оптимізації одержаних математичних моделей за критерієм мінімального засмічення; установленні середніх і граничних нормативів зольності; складанні й реалізації планів організаційно-технічних і спеціальних технологічних заходів щодо зниження зольності; запропонованій системі матеріального стимулювання підвищення якості праці та вугільної продукції.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної науково-технічної задачі, що має важливе народногосподарське значення і полягає в установленні закономірностей процесу засмічення вугілля в комплексно-механізованих лавах пологих пластів, його взаємозв'язку з природним середовищем, технологією й економікою, розробці методів прогнозу засмічення і управління технологією вуглевидобутку, що забезпечують підвищення її ефективності.
Обґрунтованість і достовірністьнаукових положень, висновків і рекомендацій роботи доведені: вибором методів і методик досліджень, які забезпечують підвищення достовірності початкових даних і зниження просторово-тимчасових коливань досліджуваних показників, що базуються на принципах рандомізації, репрезентативності, пасивного й активного планування експерименту; кількісною оцінкою надійності розроблених методів вибору рішень; задовільною збіжністю прогнозних оцінок з фактичними, установленою за результатами їхньої перевірки на спеціальних контрольних групах об'єктів (розбіжність не більше 15 %); успішним використанням результатів роботи у виробничій і проектній практиці, економічним і соціальним ефектом, досягнутим за результатами їхньої реалізації.
Основні наукові й практичні результати проведених досліджень полягають у наступному.
1. Показано, що ріст засмічення і зольності вугілля, що видобувається в Україні, обумовлений насамперед постійно погіршуючими гірничо-геологічними умовами експлуатації серійних механізованих комплексів, приводить до зниження ефективності технології вуглевидобутку, яка, у свою чергу, залежить від її технічного рівня, діючих нормативів зольності, систем обліку видобутку, планування, матеріального стимулювання якості праці, вугільної продукції та управління параметрами технології. Ці складові ефективності були розроблені ще в 70-90 р.р., значно застаріли і потребують уточнення з урахуванням нових тенденцій у технології вуглевидобутку й змін, що відбулися в економіці галузі.
2. Уперше експериментально установлено і теоретично обґрунтовано, що величина засмічення вугілля в комплексно-механізованих лавах пологих пластів підкоряється логнормальному закону розподілу з параметрами= =2,1% і= 0,76%, деі- математичне очікування й дисперсія випадкової величини, логарифм якої розподілений за нормальним законом.
3. Установлені нові кількісні закономірності формування рівня засмічення вугілля в комплексно-механізованих лавах пологих пластів і показано, що при застосуванні комплексів нового й підвищеного технічного рівня, пересуванні мехкріплення з підпором, стовпової системи розробки й човникової схеми роботи комбайна спостерігається закономірна тенденція до зниження засмічення вугілля, а старого технічного рівня, пересуванні мехкріплення з розвантаженням (без підпору), суцільної, комбінованої системи розробки та однобічної схеми роботи комбайна - до його підвищення; зі збільшенням питомого опору кріплення, коефіцієнта перекриття й потужності безпосередньої покрівлі спостерігається тенденція до зниження величин засмічення вугілля; при переході від піщаників, вапняків і алевролітів до алевроліто-аргілітів і далі до аргілітів, що залягають в основній, безпосередній покрівлі й підошві пласта, існує чітка тенденція до зростання засмічення вугілля; категорії стійкості покрівлі по ДонВУГІ Б1, Б2і Б3, хвиляста й сильнохвиляста гіпсометрія пласта мають тенденцію до підвищення засмічення вугілля, а Б4і Б5, слабохвиляста і нормальна гіпсометрія до його зниження.
4. Для кількісної оцінки впливу якісних факторів на рівень засмічення вугілля вперше запропонований узагальнений інформаційний показник сума їхніх прогностичних коефіцієнтів. Традиційні показники, використовувані для цих цілей, не забезпечують такої оцінки.
5. Розроблено новий метод прогнозу засмічення й зольності вугілля, що відрізняється від відомих підвищеною точністю і надійністю оцінок (стандартна помилка оцінки величин засмічення вугілля не перевищує 5,4%, а надійність 90%). Сутність методу полягає у формуванні зон з низьким і високим рівнем засмічення, прогнозуванні їх за допомогою розпізнавальної системи та наступною деталізацією прогнозу по багатофакторним регресійним рівнянням. В основу розробленого методу покладені нові принципи, що забезпечують урахування великої різноманітності та мінливості умов експлуатації механізованих комплексів, можливість моделювання рівня засмічення вугілля при реалізації в лаві різної технологічної обстановки й здійснення регулюючих впливів по його зниженню. Стандартна помилка оцінки прогнозованих величин експлуатаційної зольності вугілля складає при цьому 4%, а середня помилка апроксимації 11%.
6. На основі отриманих математичних моделей розроблені блок-схема, алгоритм і програма його реалізації на ПЕОМ для розрахунку, аналізу й оцінки ефективності технологічних варіантів за фактором засмічення вугілля, за допомогою яких досліджено вплив ступеня сприятливості умов роботи комплексно-механізованих очисних вибоїв на рівень засмічення вугілля й ефективність керуючого технологічного діяння. При цьому вперше встановлено, що при оптимальному сполученні керованих факторів рівень засмічення вугілля в несприятливих гірничо-геологічних умовах може бути знижений на 13,7% у порівнянні з неоптимальним, в усереднених на 18,7%, а в сприятливих на 0,8%. Максимальне зниження засмічення вугілля досягається шляхом переходу на комплекси нового й підвищеного технічного рівня та виключення присічки бокових порід (ретельного їх підбору по області застосування і технічним характеристикам).
7. Розроблені, апробовані і впроваджені наступні нові методики:
- збирання й узагальнення шахтних матеріалів про умови функціонування комплексно-механізованих очисних вибоїв, яка базується на принципах планування пасивного й активного експерименту і забезпечує зниження невизначеності початкових даних і їх випадкових просторово-тимчасових коливань;
- установлення середніх і граничних нормативів зольності, максимально враховуюча особливості природних, технологічних і організаційних умов роботи комплексно-механізованих очисних вибоїв;
- складання середньострокових і оперативних планів організаційно-технічних і спеціальних технологічних заходів щодо зниження зольності вугілля, яка забезпечує відбір найбільш ефективних з них, оцінку їх технічної й економічної доцільності, управління технологією вуглевидобутку і процесом збіднення вугілля;
- управління технологією і засміченням вугілля на основі розроблених математичних моделей, нормативів зольності, реалізації ефективних технологічних, спеціальних заходів і запропонованої системи матеріального стимулювання підвищення якості праці і вугільної продукції, що базується на комплексі нових оцінних показників, кількісних оцінках якості праці й шкалі преміювання трудящих за дотримання й перевиконання планових техніко-економічних показників.
8. Дано економічну оцінку результатів виконаних досліджень і показано, що вони забезпечують приріст прибутку від реалізації вугілля, зниження витрат виробництва, зростання навантаження на очисний вибій, розширення інформаційної бази проектування й технічного нормування, підвищення оперативності проектування, планування й управління, безпеки робіт і технологічної дисципліни. Результати роботи прийняті до використання й реалізовані на вугільних шахтах, державних підприємствах, у навчальних і проектних інститутах. Фактичний економічний ефект, досягнутий у результаті впровадження окремих положень роботи складає 72449 грн., з яких 28979 грн. - частка автора.