книги / Моделирование технологических схем выемки калийных руд с закладкой

(5=17 м2) обобщенный показатель качества равен 0,43; 0,46; 0,51; 0,65; 0,71; для комбайнов ПК-8, Урал-ЮКС и Урал-20КС соответственно 0,63, 0,79, 0,87 и будет увеличиваться с со­ вершенствованием этих машин; для ПК-11 и 2КСК-0,67 и 0,79. Низкие показатели качества комбайнов непрерывного действия ШБМ; К-7/15 и циклического действия ПК-11, 2КСК указывают на необходимость их замены моделями, соответствующими современ­ ным требованиям и с более широкой областью применения. В на­ стоящее время комбайны ШБМ и К-7/15 на рудниках Верхнекам­ ского месторождения заменены комбайнами Урал-ЮКС, Урал-20КС и ПК-8. Эти машины совершенствуются и постепенно оснащаются дистанционным и автоматизированным управлением. Созданы опытно-промышленные образцы комбайнов Урал-ЮА, Урал-20А, ПК-8МА.

Установлено, что наилучшие обобщенные показатели уровня качества имеет вагон 5ВС-15М и ВС-25 0,848 и 0,912. Показа­ тели вагона 105С фирмы Джой (США) ниже из-за меньшей ско­ рости движения и использования электродвигателей в нормаль­ ном рудничном исполнении. Низкие показатели качества вагонов 105С, 4ВС-10 и 5ВС-10 явились причиной их замены вагонами 5ВС-15М и ВС-25.

Анализ данных по бункерам-перегружателям показывает, что БП-3, БП-ЗА и БП-14 имеют примерно одинаковые значения (0,815, 0,819 и 0,803). Несколько выше уровень качества бун­ кера БП-ЗА. Это говорит о том, что в его конструкции прове­ дены усовершенствования параметров и модернизация. Бункерперегружатель БПС-22, хотя и более современный, при этом са­ моходный и имеющий ковш-накопитель (что не нашло отражения при сравнении как и по БП-14), тем не менее по ряду пара­ метров (время разгрузки, удельная установленная мощность, удельная масса, ресурс до первого капремонта, удельные тру­ доемкость изготовления и материалоемкость), уступают пред­ шествующим конструкциям бункеров. Таким образом, проведенные исследования дают материал для совершенствования вновь соз­ данных бункеров БП-14 и БПС-22, так как выяснено, по каким критериям они уступают существующим моделям.

6.4. АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ПРИЗАБОЙНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Выполненные исследования по моделированию структур при­ забойных ВТК и расчеты уровня качества горных машин (ком­ байн, бункер-перегружатель, шахтный самоходный вагон) со­ здают информационный базис для расчета показателя техни­ ческого уровня системы. Для наиболее распространенных в эксплуатации структур комплексов расчеты показателя для оценки технического уровня приведены в табл. 6.6. Из сущест­ вующих схем призабойных ВТК наибольшими значениями показате-

ля технического уровня обладают комплексы Урал 20КС-БПЗА- 5ВС15М (0,426) и Урал 20КС-БПЗА-2, 5ВС-15М (0,442). При этом оптимальным значением' показателя технического уровня обла­ дает комплекс с одним ШСВ, поскольку некоторое возрастание его при двух ШСВ не пропорционально двукратному увеличению вместимости самоходного вагона и соответствующего удорожания комплекса и затрат на эксплуатацию.

Относительно возрастает показатель технического уровня комплекса при применении вагона грузоподъемностью 25 т. В то же время можно отметить, что это повышение не эквивалентно количественным характеристикам параметров нового самоходного вагона. Очевидно, что минутная производительность комбайна ”Урал-20КС” (4-6,0) т/мин недостаточна в смысле полного ис­ пользования пропускной способности самоходного вагона.

Интерес представляет расчет показателя технического уровня комплексов (Урал 20КС-БПС22-5ВС15М) и (Урал 20КС- БПС22-2, 5ВС15М). Как и следовало ожидать, потенциальные возможности повышения машинного времени работы комбайн? не используются самоходными вагонами.

Таким образом, оценка технического уровня призабойного комплекса позволяет определить оптимальную структуру и вы­ полнить анализ влияния вектора параметров (минутная произво­ дительность комбайна, вместимость бункера-перегружателя и грузоподъемность самоходного вагона, скорость загрузки и выгрузки, скорость передвижения в груженом и порожнем со­ стояниях) на эффективность их совместного функционирования.

Как следует из табл. 6.6, наибольшую значимость имеют коэффициенты пропускной способности, так как уровни качества отдельных машин комплекса в процессе их разработки регла­ ментируются картами технического уровня и, следовательно, имеют тенденцию к возрастанию относительно базовых вариан­ тов. Следовательно, повысить технический уровень системы призабойного ВТК можно путем совершенствования горных машин по взаимосвязанным параметрам. В результате их исследования предлагаются следующие рекомендации по повышению техни­ ческого уровня комплексов.

1. В целях полного использования объема кузова вагона установить число протяжек донного конвейера при загрузке изпод БП (6-7), из-под комбайнов Урал-(9; 10), ПК-(12; 13).

2. Для уменьшения лросыпи груза и увеличения вместимости кузова вагона внедрить регулируемый по высоте зданий борт и комплект надставных боковых оортов с сохранением обзорности на существующем уровне. Модернизировать самоходный вагон 5ВС-15 и создать на его основе модификацию 5ВС-15М с учетом рекомендаций.

3. Рекомендуется режим работы вагона без промежуточных переключений скорости, чтобы повысить среднюю скорость движения вагона на трассе.

4. Для повышения производительности комбайна изменением

напорного усилия на забой в сторону его увеличения и умень­ шением простоев при загрузке вагонов необходимо создать и внедрить самоходный бункер-перегружатель, имеющий увеличен­ ный вылет и высоту разгрузочного конвейера и регулируемое устройство для его поворота.

5.В целях снижения 1Р вагона создать и внедрить с уста­ новкой у разгрузочных скважин аккумулирующих перегрузочных бункеров типа ПП.

6.Для уменьшения времен загрузки (*э) и разгрузки </р) в технологической схеме транспорта руды предусмотреть пере­ гружатели ПП, БП-14 и БПС-22 (самоходный). При этом повы­ шается пропускная способность шахтного самоходного вагона и, как следствие, использование потенциальных возможностей ин­ тенсификации работы очистного комбайна.

Таким образом, постоянное моделирование комплекса машин очистной выемки с оценкой показателя технического уровня становится инструментом разработки требований на модификацию существующих горных машин и конструирование новых, с опреде­ ленными параметрами. Следовательно, задачи моделирования и оценки технического уровня систем машин, как на стадии проек­ тирования, так и эксплуатации, должны входить в перечень за­ дач, составляющих автоматизированное рабочее место (АРМ) технолога-горняка калийного рудника.

6.5.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ КОМПЛЕКСОВ

Системная оценка технического уровня призабойного вы­ емочно-транспортного комплекса определяет основные пути со­ вершенствования транспортных машин и оценочное значение па­ раметров (длительность загрузки-разгрузки, вместимость, ско­ рость движения вагона и т.д). Исследования влияния этих па­ раметров на пропускную способность комплекса позволили раз­ работать ряд рекомендаций по совершенствованию машин комп­ лекса. Целесообразность значительного повышения минутной производительности очистного комбайна может быть обоснована при исследовании технологических схем выемки в общих струк­ турах рудников. Поэтому в схемах призабойного ВТК повышение технического уровня может быть достигнуто за счет модерниза­ ции бункера-перегружателя и шахтного самоходного вагона.

Экономический эффект от внедрения рекомендаций по повыше­ нию пропускной способности комплекса в фактическом измерении получен при внедрении модифицированной модели самоходного вагона 5ВС15М, который прошел в 1979-80 гг. испытания и в настоящее время успешно используется в комплексах. Часть ре­ комендаций, направленных на дальнейшее повышение техническо­ го уровня вагона за счет увеличения грузоподъемности, надеж­ ности, технологичности и т.д., нашли отражение в техническом

Таблица 6.7

Исходные данные для расчета

25 т, а также первых опытно-промышленных испытаниях.

Ниже приведен расчет фактического экономического эффекта от внедрения вагона 5ВС15М и ожидаемого экономического эф­ фекта от использования вагона ВС-25 (табл. 6.7-б.9).

Для расчета экономического эффекта от внедрения модерни­ зированного самоходного вагона 5ВС15М принимаются:

база сравнения - комплекс (Урал 20КС-БПЗ-5ВС15);

Таблица 6.8

Расчет годовой производительности комплексов

гонов 5ВС15М и вновь создаваемых вагонов ВС25 рассчитывает­ ся, согласно методике по формуле

э = [<С1 + ЕнКх) (Сг + ЕшКААтг

где Су и Сг - себестоимость единицы продукции по базовому и новому вариантам, руб/т; Ки Кг - удельные капитальные затраты по базовому и новому вариантам, руб/т; Е * 0,15 - нормативный коэффициент экономической эффективности; АГ

Таблица 6.9

Сводные затраты на 1 т добычи руды по рудникам ПО “Уралкалий"

годовой объем производства продукции в натуральном выраже­ нии, т.

В расчетах принято, что затраты на материалы практически одинаковы и не учитываются. В числителе приведены затраты на 1 т при работе комплексов с вагоном 5ВС15М, в знаменателе - с вагоном ВС25.

Подставив значения показателей из табл. 6.9 в формулу, получим годовой экономический эффект:

от внедрения вагонов 5ВС15М З 1 = 317,8 тыс. руб. от внедрения вагонов ВС25 Эг = 166,4 тыс. руб.

Полученные объемы экономического эффекта приведены в ценах на 1 января 1991 г.

7. ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИНЖЕНЕРНОТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ НА КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ

'Под информационной технологией понимается комплексное ис­ пользование средств хранения, обработки и передачи информа­ ции для решения определенного набора задач. Такое определе­ ние уровня автоматизации процессов инженерной подготовки производства предполагает переход от использования локально по объектам расположенных средств вычислительной техники к широкой сети средств обработки информации на основе компью­ теров разного уровня использованния - от мощных машин со

специализированными процессорами до терминальных установок микро-ПЭВМ. В этом процессе неизбежна интеграция множества отдельных программ расчета в программное обеспечение сложной структуры.

Интерактивный режим пользователя программного обеспечения ввиду сложности требует разработки средств инструментального оснащения как отдельных задач, так и всей системы в целом. Набор таких средств общения пользователя с программными про­ дуктами определяется как интерфейс системы. Существуют две взаимодополняющие тенденции создания и развития пользова­ тельского интерфейса. На верхнем уровне - это интегрирован­ ная рабочая среда, на нижнем - автоматизированные рабочие места пользователя.

Динамика структуры интегрированного рабочего места по­ зволяет использовать промежуточные функции (редактирование, каталогизация, формализация данных и т.д.) для активизации комплексов задач в автоматизированных рабочих местах. Следо­ вательно, построение подобных средств должно основываться на организации структур рабочих мест пользователя. В настоящей главе приведены разработки АРМ "Технолога-горняка” для веде­ ния инженерных задач обеспечения очистной выемки калийных руд и закладки выработанного пространства, а также схемотех­ нические решения интегрированной рабочей среды.

7.1.СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ИНТЕРФЕЙСА

ВИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЯХ

Отражением технических задач в любой предметной области, в том числе горном производстве, при переходе к информацион­

Под интерфейсом вообще понимается "система унифицирован­ ных связей и сигналов, посредством которых устройства вычис­ лительной системы соединяются друг с другом". Интерфейс мо­ жет быть реализован на аппаратном, программно-аппаратном или программном уровнях. Когда разрабатывается программно­ технический комплекс для обеспечения информационной техноло­ гии, используются все перечисленные уровни создания интер­ фейса.

Первым, базовым уровнем служит техническое обеспечение. В самом простом варианте оно сводится к использованию,ло­ кально расположенных на рабочих местах персональных ЭВМ. Очень часто при этом игнорируются требования совместимости их по типам, не предусматривается возможность их объединения в информационные сети. Интернациональный опыт производства средств вычислительной техники свидетельствует о существова­ нии двух взаимно исключающих тенденций.

Первая тенденция - выпуск компьютеров различных "линий"

разработок, не совместимых друг с другом. Различны типовые технические решения, экспертные системы; ввод больших массивов данных, в том числе графических; вывод графической информации на экраны графических мониторов для корректировки и графопостроители для получения твердых копий. Требуется оснащение рабочих мест модемами, графическими мониторами, графопостроителями, сканнерами и организация таких рабочих мест в вычислительные распределенные сети.

Технические службы ПО "Уралкалий” в своем подходе к авто­ матизации инженерного труда выбрали наиболее оптимальный ва­ риант использования вычислительной техники. Общепринятая практика приобретения некоторого количества персональных компьютеров различных технических характеристик была допол­ нена внедрением достаточно развитой многоуровневой вычисли­ тельной сетью. Мощные управляющие ЭВМ типа УАХ образовали верхний уровень, имеющий достаточные вычислительные ресурсы для организации локальных информационных потоков. Средний уровень организуют мини-ЭВМ типа СМ-4. Таким образом создана техническая база для развития информационной технологии тех­ нического обеспечения горного производства, оптимального управления производственными процессами. Можно привести при­ мер существования машин фирм 1ВМ, ВЕС, АРРЬЕ и, соответст­ венно, их отечественных аналогов ЕС ЭВМ, Электроника и АГАТ.

Вторая тенденция - доминирование какой-либо "линии” машин и существование негласного стандарта на данный вид компьюте­ ров. С учетом преимущественного использования в производст­ венной среде сфере компьютеров 1ВМ в нашей стране наибольшее распространение получили компьютеры линии РС.

Программно-аппаратный уровень реализации интерфейса пред­ усматривает использование программных продуктов (системного обеспечения) в целях активизации периферийного оборудования персональных компьютеров и вычислительных сетей. К типовому периферийному устройству можно отнести печатающие устройства (принтеры), мониторы, дополнительные накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках. Они обычно составляют минимальную конфигурацию персонального компьютера на рабочем месте инженера. Достаточная для выполнения некоторых автома­ тизированных процедур задач технического обеспечения горного производства, данная конфигурация не обеспечивает таких ва­ жных элементов информационной технологии, как передача дан­ ных от одного рабочего места к другому или ко всем одновре­ менно; использование общих баз данных, содержащих норматив­ но-справочные.

Разработчики автоматизированных рабочих мест, как прави­ ло, в технических условиях на проектирование информационной технологии, опираются на существующую техническую базу вы­ числительных средств промышленных предприятий. Необходимо отметить, что по всем критериям программно-аппаратный уро-

вень интерфейса пользователя соответствует комплексу задач, решаемому технологом-горняком при выполнении своих служебных обязанностей.

Последний уровень реализации интерфейса пользователя - программный способ согласования действий (функций) всех устройств только программным путем. Этот способ наиболее трудоемкий и дорогостоящий, но только с его помощью могут реализовываться уникальные функции и достигаться максималь­ ная адаптация всех технических устройств.

Множество программных средств, осуществляющих управление устройствами вычислительных сетей и прохождение задач, можно разделить на два класса. Первый класс содержит набор про­ граммных продуктов, которые относятся к стандартным средст­ вам математического обеспечения персональных компьютеров и вычислительных сетей. Базовой является операционная система, напрямую связанная с физическими устройствами персонального компьютера. Для компьютеров типа 1ВМ Р С /Х Т /А Т и 1ВМ Р8 это диско-операционная система ЦЮ8). В дальнейшем, для более мощных компьютеров предполагается использование систем 0 8 / 2, 1/Ш Х . К данным операционным системам примыкают так называе­ мые оболочки, т.е. графические системы, отображающие все функции операционных систем в виде символьных изображений. К ним относятся комплексы программ NОЯТОN СОММАЫИЕЯ Ж/М0О1У5, а также собственные оболочки {8Неее) операционных систем (например, в операционной системе М 8Б 08 5.0). На­ званное относится к классу средств интерфейса пользователя персонального компьютера или терминального устройства ин­ формационной вычислительной системы. В зависимости от сте­ пени и уровня профессионализма пользователя используются - наборы программных средств интерфейса различной сложности.

Очевидна сложность подготовки специалиста в предметной области (например, технолога горного производства), владею­ щего навыками работы с общим программным интерфейсом. Один из вариантов решения данной проблемы - разработка интерфейса пользователя, интегрирующего свойства стандартных средств программного обеспечения персональных ЭВМ, создание собст­ венных средств отображения в данной предметной области. В совокупности с постоянной разработкой моделирующих про­ граммных комплексов разработка непосредственного пользова­ тельского интерфейса является одной из самых существенных задач создания автоматизированных рабочих мест.

7.2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИАЛОГОВОГО ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ АРМ

Для разработки диалога пользователя при решении задач расчета и выбора оптимальных параметров очистной выемки ка­ лийных руд использован комплекс программ динамического не­ посредственного интерфейса "КРОКУС” (разработчик - НПФ