Тема 8 планування буро-підривних робіт
Особливості, структура і взаємозв'язок завдань планування буро-підривних робіт
Складовою і невід'ємною частиною автоматизованої системи управління гірничими роботами є завдання планування буропідривних робіт. Буропідривної комплекс (БВК) з позицій управління являє собою складну імовірнісну систему, метою функціонування якої є забезпечення безпеки гірничих робіт, необхідної якості підготовки гірничої маси, технічно можливих і найкращих умов використання засобів механізації суміжних процесів.
На відміну від інших процесів буровибухові роботи, як об'єкт управління, мають ряд характерних особливостей:
наявністю безпосередньої часової та просторової взаємозв'язку з іншими процесами відкритих гірничих робіт не тільки по входу, як споживача підготовлених до виробництва буропідривних робіт запасів гірничої маси, але і по виходу, як постачальника готової до виїмки скельної гірничої маси; різноманіттям способів виробництва бурових і вибухових робіт, що визначаються конкретними умовами підривання, різнотипністю застосовуваного бурового обладнання, схем вибування, типів ВР і т. п.; відносної безперервністю ведення бурових робіт при дискретному характері виробництва масових вибухів; підвищеними вимогами до безпеки виробництва гірничих робіт в кар'єрі; численністю параметрів управління буропідривних робіт, частина з яких мають якісну, а не кількісну оцінку (наприклад, опрацювання грунту уступу).
Всі ці особливості зумовлюють структуру побудови підсистеми автоматизованого управління буропідривних робіт, сутність якої полягає в тому, що задачі управління буровибуховим комплексом повинні бути інформаційно взаємопов'язані не тільки між собою, але і з іншими завданнями управління гірничими роботами, виконувати різноманітні функції і реалізуватися на різних часових інтервалом.
Рис. 8.1. Структура і взаємозв'язок завдань управління буровибуховим комплек сом в АСУ кар'єром ГЗК
Структура і взаємозв'язок завдань управління буровибуховим комплексом в АСУ кар'єром ГЗК показані на рис. 8.1. Даний комплекс завдань є частиною математичного забезпечення автоматизованого управління гірничими роботами на кар'єрах. Відмінною особливістю цього комплексу задач є те, що вони реалізуються на основі єдності інформаційної бази та у взаємозв'язку з іншими завданнями управління гірничим виробництвом. Завдання управління буровибуховим комплексом описуються різними моделями в залежності від реалізованих функцій, інтервалів планування і ступеня деталізації інформації, використовуваної для їх вирішення.
На річному рівні планування вирішується завдання оптимізації обсягів буріння та підривання, що забезпечують виїмку запланованих обсягів скельної гірничої маси. Ця задача відноситься до класу задач оптимального розподілу ресурсів. Рішення її базується на інформації про річні і квартальні обсяги виймальних робіт на уступах кар'єру, одержуваної в результаті вирішення завдань планування видобувних робіт. Вихідна інформація задачі «Розподіл річних обсягів буровибухових робіт за типами устаткування» містить відомості про річні і квартальні обсяги буріння та підривання на уступах кар'єра з поділом за видами порід і типів застосовуваного бурового обладнання. Вихідна інформація даної задачі використовується в задачах планування буропідривних робіт на квартально-місячному рівні.
Особливе місце серед завдань, що вирішуються на квартально-місячному рівні, займає задача «Календарний план проведення масових вибухів», оскільки саме на цьому рівні і ця задача безпосередньо реалізує кількісну взаємозв'язок буровибухового комплексу з іншими процесами, що виражається у створенні запасів дробленої руди і скелі, які забезпечують безперебійну роботу виймально-навантажувального обладнання. Завдання «Календарне планування масових вибухів» відноситься до класу задач управління запасами і полягає у визначенні обсягів, термінів і місць проведення масових вибухів у планованому періоді. Отримана в результаті рішення даної задачі інформація використовується для вирішення завдання «Календарне планування роботи бурового устаткування». Остання забезпечує одержання оптимальних управлінських рішень щодо розстановки бурових верстатів по блокам, що обурюються і формуванню місячної виробничої програми бурових робіт. Рішення задачі зводиться до встановлення термінів, місця розташування (горизонт, блок) і обсягів бурових робіт для кожного верстата.
Рішення перерахованих вище завдань дозволяє отримати необхідну інформацію для вирішення задач оперативного планування буропідривних робіт, що охоплюють тижнево-добовий і змінний рівні планування.
До завдань нижчого рівня управління віднесені задачі, пов'язані з підготовкою інформації для проектування буровзривних робіт: «Розробка проектів на обурювання блоків» і «Вибір схем підривання і інтервалів уповільнень», а також завдання коригування: «Коригувальний розрахунків зарядів серії колонкових свердловин», «Аналіз і коригування поточних і оперативних планів бурових робіт» і «Формування та коригування просторового положення фронту гірних робіт на уступах кар'єру ». Завдання «Розробка добово-змінних графіків роботи бурового устаткування» є безпосереднім продовженням завдання «Календарне планування роботи бурового обладнання» із незначною деталізацією вихідної інформації, що враховує терміни проведення ППР, терміни і тривалість перерв у роботі бурових верстатів через вибухові робіт, режим роботи буровибухового комплексу.
Завдання «Розробка проектів на буріння блоку» дозволяє одержувати числову та графічну інформацію про координати свердловин, яке необхідно пробурити на блоці. Ця інформація безпосередньо використовується при виробництві бурових робіт на блоках. Однак після буріння блоку фактичні положення пробурених свердловин і їх параметри, як правило, не збігаються з проектними показниками. Наявність зазначених відхилень обумовлює необхідність коригуючого розрахунку свердловинних зарядів на блоці.
Завдання «коригування розрахунків зарядів ...» забезпечує отримання інформації про кількість вибухових речовин за типами в кожній свердловині, проектних і фактичних параметрах БВР на блоці, видає рекомендації по бурінню додаткових свердловин на блоці і визначає оптимальне співвідношення типів ВР на блоці при комбінованих зарядах. Подальша деталізація інформації, використовуваної в диспозиції масового вибуху, здійснюється завданням «Вибір схем підривання і інтервалі уповільнень». Воно видає рекомендації про типи сповільнювачів, що використовуються, порядку ініціювання свердловин і груп свердловин на блоці.
Серед усього комплексу завдань управління буровибухових робіт одне з центральних місць займає завдання «Аналіз і коригування паспортів на ведення буровибухових робіт», так як на вихідний інформації цієї задачі - паспортних параметрах буропідривних робіт - базується вирішення більшості завдань управління буровибуховим комплексом і саме в цій задачі реалізується якісна взаємозв'язок буровибухових робіт з іншими процесами видобутку та переробки руд. Автоматизований аналіз вибухів і коригування паспортних параметрів здійснюються на квартально-місячному рівні в міру накопичення інформації про якість вибухоподготовкі гірничої маси, одержуваної по мірі відпрацювання підірваних блоків. Розроблене математичне забезпечення описаного вище комплексу задач орієнтовано на використання технічних засобів АСУ, що серійно випускаються. Резервом підвищення ефективності функціонування підсистеми автоматизованого управління буровибуховим комплексом є підвищення достовірності геологічної інформації. Застосування технічних засобів комплектів датчиків енергоємності буріння з передачею інформації по зв’язку створює основу для автоматизації процесу шарошечного буріння і можливість сполучення АСУТП і систем організаційного управління буровибуховим комплексом.