Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий




НазваниеОбеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий
страница3/5
Дата конвертации17.12.2012
Размер0.69 Mb.
ТипАвтореферат
1   2   3   4   5
Оптимизация параметров технологических процессов,
обеспечивающих безопасное и эффективное функционирование
экскаваторно-автомобильного комплекса


Безопасное и эффективное функционирование ЭАК взаимосвязаны и взаимодополняют друг друга. Как обеспечение безопасности должно служить средством для повышения эффективности производства, так и поддержание высокого уровня безопасности производства невозможно без эффективной работы, так как экономическая ответственность за безопасность производства возложена на собственника угледобывающего предприятия.

Безопасная и эффективная работа ЭАК зависит, прежде всего, от совершенства применяемых машин и оборудования, технологических процессов, качества и своевременного выполнения ремонтных работ, осуществления ряда организационных мероприятий и отношения к этим вопросам инженерно-тех-нических работников и рабочих. Последовательность реализации технических, технологических и организационных решений зависит от целей собственника и возможностей предприятия.

Оптимизация параметров взрывных работ

Тенденция к увеличению темпов ведения открытых горных работ требует совершенства технологии ведения взрывных работ, так как от них во многом зависит эффективность ЭАК, всего технологического цикла на угольном разрезе. Травматизм и аварийность, связанные с применением взрывчатых веществ (ВВ), подтверждают актуальность вопросов совершенствования технологии и обеспечения безопасности взрывных работ.

Многолетнемерзлые породы разной прочности и трещиноватости, наличие мощных водоносных горизонтов, обмерзание стенок скважин и, вследствие этого, потеря диаметра обусловливают сравнительно низкую эффективность взрывных работ на угольных разрезах Южной Якутии, не позволяют использовать с достаточной точностью известные формулы для расчета параметров взрывания. Удельный расход ВВ - основной параметр взрывания, так как стоимость приобретения материалов является для предприятий одной из главных составляющих эксплуатационных затрат.

При взрывании горных пород вспучивание поверхности сопровождается образованием трещин, по которым происходит прорыв газов и, следовательно, непроизводительный сброс давления из зарядной полости. Чтобы задержать начало прорыва газов, который влияет на разрушающую энергию взрыва, необходимо знать предельное время, по истечении которого взрывные газы будут не способны производить метание породы, т.е. давление продуктов детонации не будет осуществлять выброс породы. На основе упруго-хрупкой модели разрушения горных пород получено решение данной задачи для случаев цилиндрического и сферического заряда взрывчатого вещества.

Инженерные расчеты действия взрыва сводятся, в основном, к получению геометрических характеристик взрыва: размеров и формы воронки или зоны взрыва, длины линии наименьшего сопротивления заряда и т.д.

Для определения радиуса (R) и глубины воронки взрыва выведены формулы, учитывающие радиус заряда ВВ; глубину заложения; плотность и массу (m) ВВ; давление, создаваемое ВВ на поверхности заряда; параметр (λ), зависящий от мощности заряда ВВ (1<λ≤2); плотность горной породы, из которых вытекает, что радиус воронки прямо пропорционален массе заряда ВВ:

R .

Преимущество данного соотношения перед аналогичными, полученными Боресковым М.М. и Ивановым Б.А. (R); Кузнецовым В.М. (R); Гаф-фней Е.С. (R) ; Холсэппл и Шмидт (R), в том, что оно учитывает мощность заряда ВВ.

Основной объем горной породы (95-98%), перемещаемой при взрывах, распределяется в непосредственной близости от взорванной выемки, образуя ее бортовые навалы. Однако отдельные куски могут разлетаться на значительные расстояния, представляя опасность для людей, техники и наземных объектов.

Как считают Мосинец В.Н., Абрамов А.В., Суханов А.Ф., Ходинов А.С., Тимченко А.И., Сандт Ф.Ф. и др., при значительной мощности взрываемого массива сопротивление воздуха не сказывается на дальности метания пород, оторванный массив движется в воздухе весьма компактной массой при сравнительно небольшой начальной скорости разлета, что позволяет определить дальность разлета взорванной массы по формулам элементарной баллистики, не учитывая сопротивление воздуха. Практика взрывания показывает, что эти выводы не подтверждаются.

Для получения формул, учитывающих сопротивление воздуха при определении радиуса безопасной зоны взрывных работ, можно воспользоваться дифференциальным уравнением теории внешней баллистики:

, (3)

где - скорость полета, - ускорение силы тяжести, t – время полета, b - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха.

Покровским Г.И. и Черниговским А.А. получено приближенное решение урав-нения (3). Точное решение, полученное путем введения угла наклона α касательной к траектории полета тела относительно исследуемой поверхности, имеет вид:

, ,

где , постоянная

определена из начальных условий , угол вылета, v0 – начальная скорость куска породы.

Согласно Авдееву Ф.А., Барону В.Л. и Блейману И.Л., минимальная скорость вылета куска породы, начиная с которой необходимо учитывать сопротивление воздуха при расчете радиуса безопасной зоны, определяется по формуле . Это условие Овсиенко А.В. выводит приближенным способом из расчета полета куска породы в вертикальном направлении, при этом допустимую погрешность величин максимальных высот подъема в случаях с учетом и без учета сопротивления воздуха автор принимает равной 10%. Условие, более точно определяющее vmin, имеет вид:

, (4)

где nпогрешность. В частности, при n=10% и b=110-3 условие (4) принимает вид:

. (5)

Значения vmin, рассчитанные по (5) при различных углах α0, сведены в табл. 5.

Данные табл. 5 показывают, что значение скорости, начиная с которого необходимо учитывать сопротивление воздуха при определении радиуса безопасной зоны, при большой погрешности составляет 44,3м/с, что противоречит выводам Мосинец В.Н. и Абрамова А.В., утверждающим, что начальная скорость разлета кусков породы не превышает 45м/с, при таких скоростях сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Таблица 5


α0, град

10

20

30

40

50

60

70

80

vmin, м/с

81,2

59,3

50,1

46,4

44,3

44,4

44,3

46,2


Взрывом необходимо произвести не только отбойку части горного массива, но и разрушить его до определенной крупности, обеспечивающей максимальную производительность и наименьший износ горно-транспортного оборудования.

Трещиноватость пород оказывает экранирующее действие на волны напря-жения, локализует дробящее действие заряда ВВ в одной или нескольких прилегающих заряду отдельностях, образующих зону регулируемого дробления. Остальной объем подвергается действию не заряда, а разрушенной породы из зоны регулируемого дробления. В этом объеме разрушение носит вероятностный характер. На основе закона Розина-Раммлера выведена формула, устанавливающая зависимость среднего размера взорванного куска породы от масштаба взрываемого блока горной породы:



Здесь R* – радиус образца горной породы, k, mпостоянные, зависящие от свойств ВВ и структуры породы.

Оптимизация погрузочно-транспортных работ

Организация движения автосамосвалов, осуществляемая по замкнутому циклу, приводит к повышенным простоям, как автосамосвалов, так и экскаваторов в условиях угольных разрезов Южной Якутии. Все это сопровождается значительными потерями времени и объемов, обусловленными, в первую очередь, неудовлетворительной организацией работы ЭАК. В связи с большим грузопотоком и использованием средств автотранспорта повышенной грузоподъемности приходится оперативно перераспределять автосамосвалы между экскаваторами, не учитывая при этом сочетание емкости ковша экскаватора и емкости грузовой платформы автосамосвала, что существенно сказывается на сменной производительности машин.

Число рабочих автосамосвалов на один экскаватор – основной фактор, определяющий затраты предприятия. В практике предприятий широко применяется метод, согласно которому число автосамосвалов определяется из условия обеспечения требуемого объема перевозок при непрерывной работе экскаваторов и ритмичной подаче средств транспорта в забой. Известно, что погрузочно-транспортные процессы носят вероятностный характер, поэтому при формировании автопарка необходимо учитывать возможные отказы и простои техники по различным причинам. Не учет этих факторов приводит к недостоверным прогнозам производительности комплекса и не может обеспечить оптимальный по экономическому критерию результат.

Как показал анализ, горно-транспорт-ное оборудование может находиться в одном из следующих дискретных состояний: s1 – тех-ника исправна, простаивает по организационным причинам; s2 – техника исправна, ра-ботает; s3 - техника не работает, причина неисправности устанавливается; s4 - причина не-исправности найдена, техника ремонтируется. Переходы из одного состояния в другое могут


Рис.10. Граф состояний горно-транспортного оборудования

происходить в любые случайные моменты времени, т.е. в системе протекает марковский процесс с непрерывным временем. Все потоки событий - простейшие, значит, интенсивности λij (i, j=1, 2, 3, 4) потоков, порождающих переходы, постоянны и не зависят от времени t.

С целью оптимизации погрузочно-транспортных работ определены вероятности возможных дискретных состояний горно-транспортного оборудования. Размеченный граф состояний системы имеет вид, изображенный на рис.10. Система эргодична, следовательно, существуют предельные вероятности p1, p2, p3, p4, не зависящие от времени и от состояний системы в начальный момент времени:



Далее можно перейти к нахождению оптимального количества автосамосвалов и моделированию взаимодействия технически исправных автосамосвалов и экскаваторов в погрузочно-транспортном процессе с целью сократить время пребывания машин в состоянии s1 и увеличить время пребывания в состоянии s2.

Практика горнодобывающих предприятий показывает, что при формировании ЭАК в условиях больших объемов работ с экономической точки зрения более целесообразным является принцип применения меньшего количества тех-ники большей единичной мощности. Такой подход является целесообразным и с позиции безопасности: увеличение количества автотранспорта на разрезах приводит к увеличению риска аварий и связанных с ними производственных травм (рис.11). В то же время с увеличением доли большегрузных автосамосвалов количество несчастных случаев уменьшается (рис.12).



Рис.11. Зависимость между

количеством производственных травм

и количеством автосамосвалов


Рис.12. Зависимость между

количеством травм и долей

большегрузных автосамосвалов

Обратная зависимость наблюдается между грузоподъемностью автосамосва-лов и количеством несчастных случаев, приходящихся на одну единицу техники (рис.13). Таким образом, увеличение гру-зоподъемности автотранспорта является одним из резервов повышения безопасности ЭАК. Следовательно, определение оптимального по количеству и грузоподъ-


Рис.13. Зависимость между

грузоподъемностью автосамосвалов и

количеством травмированных

водителей (в расчете на 1 сп. автосамосвал)

емности парка автосамосвалов так, чтобы наряду с экономической эффективностью, были соблюдены требования безопасности производства, является актуальной задачей.

Требования технологического процесса добычи угля предусматривают при различных горно-геологических, горнотехнических и климатических условиях разработки месторождений оптимальное сочетание занятого погрузочного и транспортного оборудования. Одним из способов взаимодействия между отдельными машинами производственного процесса является взаимодействие как процесс обслуживания. Обосновано, что работа карьеров представляет собой многоканальную замкнутую систему массового обслуживания с ожиданием при ограниченной длине очереди. На основе теории массового обслуживания разработан алгоритм определения оптимального с точки зрения безопасности и экономической эффективности количества автосамосвалов и рационального рас-

пределения автосамосвалов между экскаваторами.


Методология управления безопасным и эффективным

функционированием экскаваторно-автомобильного комплекса


Функционирование ЭАК происходит в соответствии с технологическими процессами, предусматривающими последовательное выполнение определенных операций, связанных с условиями производства, техническими возможнос-тями горно-транспортного оборудования, качеством ремонтных работ, профессиональными качествами обслуживающего персонала, а также зависящих от управления производством. На процессы и операции накладываются социотехнические, горно-геологические, природно-климатические, погодные и организационные условия, создающие во многих случаях неопределенность и непредсказуемость развития процессов. Таким образом, функционирование ЭАК происходит в стохастическом пространстве, обусловленном рядом условий. В общем виде взаимодействие горно-транспортного оборудования и технологических операций можно представить в виде блок-схемы (рис.14).





На технологические процессы, как на динамическую систему, действуют возмущения в виде входного вектора. Выходной вектор представляет собой совокупность показателей результатов воздействия технологии. Кроме входного вектора, на технологические процессы воздействует вектор возмущений в виде внешних и организационных условий. Для компенсации отрицательных пос-ледствий от вектора возмущений, а также для управления процессами, на технологические процессы воздействует вектор управления, составляющими которого являются как действующие оперативные мероприятия, так и различные тактические и стратегические решения по выбору операций и технологического комплекса. Формализованное выражение входа и выхода системы через переменные позволяет математически описать процесс исследования ее поведения, рассматривая выходные величины как функции от входных.

Современные техника, технология и темпы ведения горных работ изменили сложившиеся представления о составе и содержании управленческих задач, о составе и содержании работ производственного персонала, об информационном, материально-техническом и ином обеспечении охраны труда и промышленной безопасности. Все это внесло изменения в процесс управления функционированием ЭАК:

- потребовалось ведение непрерывного производственного контроля изменений внутренних и внешних условий функционирования ЭАК;

- потребовались не только оптимальные решения, принимаемые на стадии планирования, но и системы оптимального их сопровождения, обеспечивающие высокую степень адаптивности ЭАК к динамично меняющимся внутренним и внешним условиям функционирования систем.

Одним из перспективных направлений оперативного управления является мониторинг, позволяющий предвидеть тенденции развития основных показателей, учитывать изменения, провести необходимую корректировку, сделать верный стратегический выбор и реализовать намеченные мероприятия.

Основной информационной базой для мониторинга является система прог-нозных показателей. Прогнозирование осуществляется на основе подробного анализа факторов, влияющих на показатели работы ЭАК. В течение прогнозируемого периода проводится анализ точности прогнозов, причин и факторов, оказавших влияние на несовпадение прогнозных оценок.

Основными этапами мониторинга являются: выбор целей и задач мониторинга, выбор методов и определение наиболее существенных факторов мониторинга, разработка модели для мониторинга, сбор информации, анализ отклонений фактических результатов от прогнозируемых, оценка эффективности принимаемых решений и внедряемых мероприятий (рис.15).

Информация и особенно ее автоматизированная обработка – важные факторы повышения эффективности производства. С ростом возможностей вычислительной техники и компьютерных технологий интенсивно развивается вся

научно-методическая база обеспечения безопасности и эффективности ЭАК, появляется возможность системного учета внутренних и внешних динамичес-ких факторов, разработки и внедрения ряда комплексных программ для различных уровней управления.





Рис.15. Схема управления безопасным и эффективным функционированием

экскаваторно-автомобильного комплекса


Организационные решения обеспечения безопасности

экскаваторно-автомобильного комплекса


Теоретические положения диссертационной работы, послужившие основой разработанных организационных решений, прошли проверку и внедрены на угледобывающих предприятиях ХК «Якутуголь».

Реально имеющийся потенциал горно-транспортного оборудования, эксплуатируемого на угольных разрезах Южной Якутии, связан, прежде всего, с совершенствованием организации горно-транспортных работ, автоматизацией процессов планирования и оперативного управления ЭАК. Исходя из выше изложенного, сформирована структура автоматизированной системы управления ЭАК (рис.16).



Рис.16. Структура автоматизированной системы управления ЭАК


Система управления безопасным и эффективным функционированием ЭАК базируется на оперативном и перспективном планировании. Вся аккумулируемая информация используется при корректировке текущих планов, а также для прогнозирования горных и транспортных работ, условий труда и состояния здо-ровья обслуживающего персонала. Принятие управленческих решений осущес-твляется с учетом результатов автоматической обработки статистических данных и на основе моделирования явлений и процессов. Основным достоинством является адаптивность системы управления в постоянно меняющихся условиях внутренней и внешней среды.

Разработанный информационно-программный комплекс «Управление взаи-модействием экскаваторов и автосамосвалов» является необходимым этапом фор-мирования единой информационной системы управления ЭАК, позволяет увеличить время производительного использования экскаваторов и автосамосвалов, эф-фективно решать задачи оперативного управления ЭАК; обеспечить планомерное техническое обслуживание и ремонт горно-транспортного оборудования; сократить сменные простои автотранспорта в среднем на 19,3%, простои экскаваторов – на 27,1%; повысить трудовую и технологическую дисциплину персонала.

Реализация управления охраной труда и промышленной безопасностью на основе разработанной схемы взаимодействия подразделений предприятий в данной области позволяет эффективно решать задачи на основе управления ин-формационными потоками по персоналу, производственному травматизму, профессиональной заболеваемости, условиям труда работников, техническому состоянию горно-транспортного оборудования, учету и анализу затрат в сфере охраны труда и промышленной безопасности.

Внедрение информационного программно-методического комплекса «Уп-равление персоналом», информационной системы «Автоматизированное рабочее место специалиста по охране труда и промышленной безопасности» на угледобывающих предприятиях ХК «Якутуголь» обеспечило: постоянную заботу и одновременно контроль над действиями производственного персонала; умень-шение аварий и производственных травм; повышение производительности труда и экономии времени руководителей участков, специалистов учебно-курсового комбината и служб по охране труда и промышленной безопасности за счет автоматизации поиска и предоставления информации, автоматизации оформления документов, реализации "функций напоминания", предоставления возможных вариантов решений часто используемых задач; владение необходимой оперативной информацией все уровни управления и исполнения; увеличение пропускной способности обучающихся работников, повышение качества профессиональной подготовки; повышение ответственности работников, занятых обслуживанием ЭАК, и работодателей, что отразилось на уменьшении числа нарушений производственной дисциплины и связанных с ними взысканий в среднем до 4,8 раз в год.
1   2   3   4   5

Похожие:

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconБеляева А. Е. Анализ воздействия угледобывающих предприятий Украины на окружающую среду // Горный информационно-аналитический бюллетень
Костенко В. К., Беляева А. Е. Анализ воздействия угледобывающих предприятий Украины на окружающую среду // Горный информационно-аналитический...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconБюллетень, М.: Изд-во мггу, №11,- 2006. С. 121-124
Костенко В. К., Беляева А. Е. Анализ воздействия угледобывающих предприятий

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconД. П. Броварный Перечень ремонтно-восстановительных и обслуживающих работ сети автомобильных дорог и ресурсы эксплуатирующих сеть предприятий представлены как система уязвимостей и набор покрытий данных уязвимостей
Представление автомобильных сетей системой уязвимостей и их покрытий средствами предприятий дорожного хозяйства

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconРабочая программа дисциплины «Моделирование и программное обеспечение систем управления»
«Управление электропотреблением электромеханических комплексов», «Автоматизация электромеханических комплексов и технологии производства...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconТвердое топливо
Завершение объекта «Анализ сырьевой базы угледобывающих предприятий Печорского бассейна и переоценка запасов угля с использованием...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconПетухов Павел Петрович к э. н., доц кафедры оугп мельникова Ольга Вячеславовна к э. н., зам главного бухгалтера
Концепция организационно-экономического обоснования стратегической программы действующих угледобывающих предприятий

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconРазработка и обоснование организационно-экономического механизма повышения конкурентоспособности угледобывающих предприятий
Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами –промышленность,...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconАвтомобильные дороги
Настоящие нормы и правила распространяются на строительство, реконструкцию и капитальный ремонт автомобильных дорог общего пользования...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconЕ. Калинина Инструменты и механизмы продвижения новых гостиничных комплексов
Уровень комфорта в гостиничном бизнесе складывается из таких критериев, как состояние номерного фонда гостиницы, здания в целом,...

Обеспечение безопасного функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов угледобывающих предприятий iconКомплексов и систем
Целью дисциплины является изучение студентами специальности 220100 современного состояния тенденций и перспективы развития электронных...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница