книги из ГПНТБ / Суменков М.С. Математические методы планирования открытых горных работ

прибыли, получаемой ГОКом в течение .планируемого периода. Такое решение объясняется следующими причинами:

1) величина прибыли предопределяется количеством и каче­ ством выпускаемой продукции, ее себестоимостью, а также уров­ нем отпускных цен;

2) глубина обогащения является показателем внутригодового плана, поэтому производственные и основные фонды можно 'Счи­ тать постоянными, и задача состоит в наилучшем их использова­ нии.

Экономическая постановка задачи по определению оптималь­

Понятно, что необходимо распределить объемы добычи раз­ личных типов руд таким образом, чтобы полностью загрузить обогатительную фабрику — самоё узкое звено в технологической цепочке переработки руд, т. е.

где S3' — затраты на добычу и переработку-руд,

Разбивка годового плана на месячные осуществляется уже после того, когда выбран порядок ведения горных работ и указа­ ны примерные объемы добычи и ориентировочные соотношения добываемых типов руд, которые, однако, нуждаются в более де­ тальном обосновании.

Экономико-математическая модель определения оптимальной глубины обогащения будет следующая:

найти

(VII.31)

при условиях

где C'.n СІ —соответственно верхняя и нижняя допустимые гра­ ницы колебания процентного содержания руды /-го типа в усред­ ненной руде, подаваемой на дробильную фабрику в t-гл месяце; Pi и Pi — соответственно верхняя и нижняя допустимые границы колебания добычи руды /-го типа в течение года;

Q( — фонд рабочего времени обогатительной фабрики в t-м меся­

це;

Li = (ц, + Ц2Д) - ц 2 ц , + Дз1«; /, = Р, - К + л, •

После обработки статистических данных о работе Качканарского ГОКа было установлено, что три выполнении условия ( V I I . 34) выражение

может быть достаточно точно аппроксимировано вогнутой квадратической функцией:

где п — количество различных типов руд, Т — число месяцев в году.

Таким образом, задача определения оптимальной глубины обогащения руд свелась к задаче квадратического программиро­ вания, которая может быть решена существующими методами, например, методом Франка—Вульфа.

Сущность этого метода состоит в следующем. Строится после­ довательность точек

Z°, Z1 , Z2, . . . , z\

принадлежащая области ограничений, сходящаяся к решению задачи. При этом строится вспомогательная последовательность вершин области ограничений, которые обозначим через

Г Л А В А V I I I

НЕ Д Е Л Ь Н О - С М Е Н Н ОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

ГО Р Н Ы Х РАБОТ НА КАРЬЕРАХ

§ I. СУЩНОСТЬ ЗАДАЧИ

Динамика горных работ не завершается месячным планом. Из практики горных работ на карьерах хорошо .известно, что один и тот же месячный план может быть выполнен по различ­ ным вариантам, отличающимся:

1)последовательностью обуривания блоков;

2)последовательностью выполнения взрывных .работ;

3) сменной производительностью забоев по руде и вскрыше;

4)шириной экскаваторных заходок;

5)последовательностью отработки отдельных участков место­ рождения, предусмотренных к выемке в месячном плане горных работ;

6)схемой перегона экскаваторов;

7)последовательностью выполнения работ по передвижке железнодорожных путей;

8)колебаниями в рудном потоке соотношений технологичес­ ких (по обогатимости) типов руд и содержания полезных компо­ нентов.

Следовательно, сущность задачи недельного и недельно-смен­ ного планирования состоит в том, чтобы из множества технически допустимых вариантов выполнения месячного плана выбрать наилучший в соответствии с заданным критерием оптимальности.

Сложность задачи оптимизации разбивки месячного плана по сменам и частые непредвиденные изменения производственной ситуации не позволяют построить единую математическую мо­ дель решения и вызывают необходимость выделения двух уров­ ней планирования:

1)недельного;

2)недельно-сменного.

Данные уровни планирования отличаются спецификой ре­ шаемых задач, множеством учитываемых параметров и деталь­ ностью их обоснования. Специфические особенности недельного и інедельїно-сменного планирования усиливаются на тех карье­ рах, где имеют место такие-факторы, как:

1)сложные формы рудных тел;

2)планирование по нескольким полезным компонентам;

3)большое количество и разнотипность горнотранспортных машин;

4)усреднение руд;

5)напряженный производственный .план.

Сущность недельного планирования открытых горных работ состоит в разделении месячного плана на недельные по основ­ ным -и .вспомогательным производственным процессам в соот­ ветствии с принятым критерием оптимальности. При этом не­ дельные планы предпочтительнее декадных, главным образом из-за возможности выдерживания цикличности в процессе уп­ равления (плановый период на карьерах начинается, как прави­ ло, в субботу и заканчивается в пятницу).

Недельно-сменное планирование открытых горных работ производится для детализации недельного плана по основным и вспомогательным производственным процессам до уровня смен­ ных заданий и составляет базу для оптимизации оперативного управления работой карьера.

Необходимость в недельно-сменном планировании особенно существенно проявляется тогда, когда некоторая часть месячной Еыемки запланирована еще по необуренным блокам и, следова­ тельно, возможно значительное уточнение горногеологической информации, а также когда возникают аварийные ситуации в карьере (сход составов, поломка экскаваторов и т. д . ) . Уточне­ ние исходной информации в процессе выполнения месячного плана вызывает новые варианты технических решений, что нахо­ дит отражение в корректировке недельных планов.

Недельно-сменное планирование широко распространено на рудных карьерах и является основной базой оперативного уп­ равления горными работами. При этом планы составляются, как правило, в сменном разрезе чаще на перспективу одной недели, а иногда и на перспективу до конца месяца с еженедельной кор­ ректировкой графика. В автоматизированных системах управ­ ления производством роль недельно-сменного планирования не только не уменьшается, а, наоборот, увеличивается.

Задача недельно-сменного планирования горных работ и.про­ изводственных процессов может быть сведена к установлению динамики изменения параметров движения экскаваторов в соот­ ветствии с выбранным критерием оптимальности. Здесь собира­ тельным названием «параметры движения экскаваторов» объе­ динены такие величины, изменение которых предопределяет траекторию и скорость перемещения экскаватора в рабочей зо-

не карьера (сменная производительность забоев, ширина экска­ ваторных заходок, последовательность отработки отдельных участков и схема перегона экскаваторов из забоя в забой). Оп­ ределение остальных параметров недельно-сменных планов яв­ ляется уже более простой задачей.

Модели каждого уровня планирования (недельное и недель­ но-сменное) могут быть описаны различными математическими методами в зависимости от характера учитываемых параметров.

программирования. Такой подход позволяет более точно учесть качественную характеристику руд, а этот фактор нередко оказы­ вается решающим в задачах недельного планирования [24].

Задача недельно-суточного планирования сводится к таким заданиям по добыче руды в карьере, при которых поддержива­ лись бы более пли менее постоянные соотношения между раз­ личными типами руд по обогатимости и выдерживались в задан­ ных пределах содержание полезных и вредных компонентов в рудной смеси, подаваемой на обогатительную фабрику без ис­ пользования промежуточных складов. Для построения матема­ тической модели данной задачи поступаем следующим образом.

На плане горных работ к началу планируемого периода вы­ черчиваются контуры оптимального месячного плана по каждо­ му горизонту. Затем месячные объемы горных работ в карьере (нанесенные на погоризонтные геологические планы) разбива­ ются на экскаваторные блоки размерами щ, Х&І, ХЛІ,

где hi — высота уступа;

ЬІ — ширина экскаваторной заходки;

Qi — длина блока, которая выбирается с учетом путевого раз­ вития на горизонте;

i£ 1, п — номер экскаваторного блока.

Все экскаваторные блоки разбиваются сеткой взрывных скважин на подблоки, руда в которых считается рудой одного сорта, установленного в результате усреднения проб по несколь­

рике позволяет лишь несколько смягчить требования к текущим отклонениям, но полностью устранить их не может ввиду срав­ нительно небольшого объема бункеров и особенностей их конст­ рукции, не позволяющих осуществлять достаточно полное пере­ мешивание полезного ископаемого, поступающего в бункер.

максимальный период времени, в течение которого обогатитель­ ная фабрика будет работать в режиме минимальных отклонений

(VIII.7)

здесь

Полученная математическая модель позволяет составить оп­ тимальные недельные планы добычи руд, обеспечивающие полу­ чение рудной смеси с заданным содержанием полезных компо­

при котором окажется необходимым перегонять экскаватор не­ сколько раз из забоя в забой, что возможно лишь в случае тран­ спортирования рудной массы автомобильным транспортом.

При применении железнодорожного транспорта ,в карьере необходимо ввести порядок отработки подблоков экскаваторно­ го блока, для чего нумеруем подблоки слева направо или справа