Анотація до роботи:

Коробко В.М. Технологічні основи оптимізації розвитку гірничих робіт на рудних кар’єрах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.03 – відкрита розробка родовищ корисних копалин. – Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2002.

Дисертація присвячена розробці технологічних основ оптимізації розвитку гірничих робіт на кар’єрах для перспективного, поточного і оперативного планування. Аналіз коливань якості руди визначив удосконалення квартального и тижневого планування. Вивчення теорії оптимізації гірничих робіт виявило недостатню увагу технологічним параметрам. На їх основі встановлено цілі та задачі досліджень. Отримано нові знання з гірничої інформатики для аналізу, обґрунтування і використання технологічних параметрів і показників, що складають основу планування. Виконано мінералого-технологічне моделювання родовищ і технологічних блоків за сортами руд, створені вмонтовані методи підрахунку запасів у технологічних блоках. Досліджена і розроблена система наскрізної дискретизації технологічних об’єктів на основі блокових гірничо-геометричних моделей екскаваторних вибоїв, посування фронту робіт в видобувних блоках, переміщення уступів і розвитку робочої зони кар’єру. Вони є інформаційною основою оптимізації тому що дозволяють достатньо просто и точно відтворити динаміку гірничих робіт. Розроблені моделі оптимізації планування гірничих робіт з булевими керуючими змінними. В них використані економічні, технологічні та технічні критерії по методу найменших квадратів. Основу моделей складають технологічні обмеження. Результати роботи впроваджено на кар’єрах чорної і кольорової металургії у вигляді інструментальних систем обліку, аналізу і прогнозування розвитку гірничих робіт.

У результаті виконаних досліджень здійснено теоретичне узагальнення і вирішена науково-практична проблема прогнозування та оптимізації розвитку гірничих робіт глибоких кар’єрів у ринкових умовах на основі розроблених теорії і моделей дискретної оптимізації розвитку гірничих робіт на технологічних засадах. Вирішення цієї проблеми має важливе значення для гірничорудних підприємств України, тому що дозволяє вплинути на якість рудної сировини, підвищити обґрунтованість рішень та здійснювати аналіз і пошук прихованих резервів виробництва в конкретних виробничих ситуаціях.

Основні наукові і практичні результати полягають у наступному:

1. Встановлено істотні розбіжності між плановими та фактичними результатами кар’єрної рудопідготовки і збагачення руд. Відхилення вище припустимих меж становлять 5..30%. Спектральний аналіз виявив недостатню керованість рудопідготовкою на квартальному та недільному рівнях. Некорельовані розбіжності до 20% оцінки запасів по горизонтах і до 11% в цілому по кар’єру потребують розвитку математичного моделювання родовищ і підрахунку запасів для планування.

2. Аналіз планування гірничих робіт свідчить, що пошук варіантів розвитку гірничих робіт базується в основному на лінійних моделях з неперервними змінними, які на сьогодні не відповідають сучасним вимогам виробництва. Потрібні нові методи прямого набору планових завдань, які забезпечують технологічний сенс варіантів.

3. Визначення стану гірничої інформатики та класифікації її складових з позицій інформаціології дозволяє створювати інформаційні системи для гірництва, які здатні без значних капіталовкладень позитивно вплинути на якість кар’єрної рудопідготовки. Першочерговими задачами гірничої інформатики є створення та наповнення баз даних геологічної, маркшейдерської та гірничої інформації.

4. Доведена необхідність створення дворівневого геологічного моделювання родовищ. Верхній рівень становить блокова мінералого-технологічна модель, дані якої використовуються на нижньому рівні для інтерполяції сортового складу руд та їх технологічних властивостей у планових об’ємах і підрахунку запасів з похибкою не вище 2,7%.

5. Створено ієрархічну систему функціонального гірничо-геометричного моделювання. Дискретні моделі розвитку гірничих робіт адаптовані до специфіки різних планових періодів. Для моделювання екскаваторних вибоїв автоматизовані існуючі картограми відпрацювання вибухових блоків. Дискретні моделі розвитку фронту робіт у видобувних блоках будуються на основі імітації екскаваторних західок. Для довгострокового планування розроблені дискретні моделі розвитку уступів і робочої зони кар’єру, які базуються на множині елементарних блоків, орієнтованих у напрямку посування гірничих робіт. Параметри гірничо-геометричних моделей забезпечують похибку набору об’ємів не вище 5%.

6. Виконана класифікація гірничо-геометричного забезпечення, яка відокремлює гірничо-геометричні розрахунки від моделювання, а також блоковий підхід до представлення гірничих об’єктів від контурного. В основу класифікації покладено функціональність геометричних моделей гірничої спрямованості.

7. Для вибору варіантів досліджено і розроблено ієрархічну систему дискретних моделей оптимізації розвитку гірничих робіт, які включають систему обмежень технології відпрацювання видобувних блоків. На перспективних рівнях пропонуються економічні, технологічні та технічні критерії, поточного і оперативного планування - технологічні і технічні критерії. В економічних критеріях обчислення собівартості пропонується на обмеженої кількості статей, що залежать від напрямку розвитку гірничих робіт і базуються на нормах часу і витрат матеріалів і енергії.

8. Створена класифікація методів розв’язання задач оптимізації. Встановлено, що найбільш прийнятними на сьогодні для дискретних задач є методи часткового або неявного перебору з використанням елементів евристик, які забезпечують технологічний сенс варіантів.

9. Встановлено недостатній рівень автоматизації підготовчої роботи в комп’ютерних системах для гірництва. Його подолання пропонується здійснити в інструментальних інтелектуальних системах обліку, аналізу, прогнозування і оптимізації розвитку гірничих робіт.

10. Розроблена чотирирівнева система комп’ютерної гірничої графіки. Визначено рівень функціональної гірничо-геометричної графіки, рівень базових гірничо-геометричних розрахунків, рівень координатно-незалежного інтерфейсу з машинною графікою, рівень системної підтримки машинної графіки.

11. Використання результатів досліджень дисертаційної роботи дозволяє отримати такі результати: забезпечити швидкісний підрахунок запасів при плануванні з похибкою не вище 6.5% на блоках зі складною геологією при середньому значенні 1.4-2.7%; при перспективному плануванні підвищити вміст корисних компонентів в руді на 0.97%, а вилучення металу збільшити на 0.40% відносних; при місячному плануванні скоротити середній розмах коливань вмісту металу в руді на 11.5%, що зменшує вміст металу в хвостах збагачення на 5.8% та збільшує вилучення металу на 1.2% відносних; при оперативному плануванні знизити розмах коливань вмісту металу в руді на 13.4%, що зменшує вміст металу в хвостах збагачення на 2.5% відносних та збільшує вилучення металу на 0.43% відносних; при проектуванні бурових і вибухових робіт досягти відхилень проектних параметрів від паспортних не більше 2-2.7%, на блоках зі складною будовою – не вище 5%. Загальний економічний ефект від повного впровадження результатів досліджень становить 2536.3 тис. грн. Часткове і поетапне впровадження результатів досліджень у виробництво визначило фактичний ефект у розмірі 1686.1 тис. грн.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ

1. Коробко В.М. Технологічні аспекти дискретного гірничо-геометричного моделювання розвитку гірничих робіт на кар’єрах // Сборник научных трудов национальной горной академии Украины. – Днепропетровск, №13, том 1, 2002. – С. 107-113.

2. Бызов В.Ф., Коробко В.Н. Горная информатика – тактические и стратегические задачи. // Сборник научных трудов национальной горной академии Украины. – Днепропетровск, 2001, №12, том 1. – С. 30 - 33.

3. Коробко В.Н. Проблемы классификации и унификации горной информатики на карьерах Украины // Сборник научных трудов национальной горной академии Украины. – Днепропетровск, 2000, №9, том 1. – С. 157-163.

4. Коробко В.М. Технологічні параметри дискретної оптимізації розвитку гірничих робіт на кар’єрах // Науковий вісник національної гірничої академії України, №3, 2002. – С. 33-36.

5. Коробко В.Н. Горно-геометрические расчеты и модели для проектирования буровзрывных работ на карьерах // Науковий вісник національної гірничої академії України, №2, 1999. – С. 118-121.

6. Коробко В.Н. Принципы построения и состав инструментальной системы автоматизированного проектирования буровзрывных работ на карьерах // Науковий вісник НГА України. №3, 1999. – С. 102-104.

7. Коробко В.Н. Модели дискретного программирования для задач оперативного планирования горных работ по сортам руд // Науковий вісник НГА України. №6, 1999. – С. 17-21.

8. Коробко В.Н. Методика автоматизированного минералого-технологического моделирования месторождений // Геотехническая механика. Межвед. сб. научн. трудов. НАН Украины, ИГТМ. – Днепропетровск, 1998, вып. 9. – С. 121 - 126.

9. Коробко В.Н. Моделирование отработки месячных блоков с учетом сортности руд // Збагачення корисних копалин. Науково-технічний збірник. Дніпропетровськ, №5, 1999. С. 120-124.

10. Коробко В.Н. Автоматизированное оперативное планирование и учет отработки блоков по сортам руд при помощи картограмм на карьерах // Збагачення корисних копалин. Науково-технічний збірник. Дніпропетровськ, №6, 1999. с.97-103.

11. Давидкович А.С., Горлов Н.И., Коробко В.Н. Оперативное планирование горных работ // Моделирование и управление горнорудными предприятиями. – М.: Недра, 1989. - С. 202-219.

12. Компьютеры и системы управления в горном производстве за рубежом / Астафьев Ю.П., Горлов Н.И., Зеленский А.С., Глушков А.Н., Коробко В.Н., Астафьев А.Ю. – М.: Недра, 1989. - 264 с.

13. Давидкович А.С., Коробко В.Н., Буянтогтох Н., Бямбадорж Н., Дэлгэрбат Л., Базар А., Еникеев М.Р. Система прогнозирования и выбора долгосрочных планов горных работ в карьере. // Горный журнал. – М., 1998. - №2. – С. 42 – 44.

14. Горлов Н.И., Коробко В.Н. Комплекс математических моделей оперативного планирования добычных работ на рудных карьерах // Изв. вузов. Горный журнал. – М:, 1987. - № 1. - С. 36-39.

15. Коробко В.Н. Обоснование периодов управления АСУ горными работами на основе спектрального анализа качества рудопотоков / Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 2002. - вып. 79. - С. 78 – 81.

16. Коробко В.Н. Иерархическая система дискретного моделирования и оптимизации горных работ по сортам руд // Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 1999. - вып.69. - С. 97-104.

17. Коробко В.Н. Особенности реализации архива первичных геологических данных по скважинам детальной и эксплуатационной разведок на карьерах // Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 1998. - вып. 64. - С. 29 – 34.

18. Коробко В.Н. Автоматизация подсчета запасов в задачах перспективного планирования и проектирования горных работ // Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 1998. - вып. 62. - С. 13 – 17.

19. Давидкович А.С., Горлов Н.И., Коробко В.Н., Андрусенко Ю.А. Этапная оптимизация оперативных планов добычи руды на карьерах // Сб. Разраб. руд. месторождений. - Київ: Техніка. – 1990. - вып. 49. - С. 26-31.

20. Чернов А.П., Коробко В.Н. Автоматизированный архив первичных геологических данных по скважинам детальной и эксплуатационной разведок для САПР и АСУП карьеров // Сб. Разраб. руд. месторождений. - Київ: Техніка. – 1987. - вып. 43. - С. 11-15.

21. Чернов А.П., Коробко В.Н. Автоматизация проектирования масс-совых взрывов в АСУП горно-обогатительного комбината "Эрдэнэт" // Сб. Разраб. руд. месторождений. - Київ: Техніка. –1984. -Вып. 37. - С. 39-43.

22. Коробко В.М. Методи і моделі оптимізації для місячного планування гірничих робіт по сортам руд // Відомості АГН України. – Кривий Ріг: Мінерал. – 1999. - №1. - с. 9-13.

23. Бизов В.Ф., Коробко В.М. Критерії та методи оптимізації планування гірничих робіт на кар’єрах по сортам руд // Відомості АГН України. – Кривий Ріг: Мінерал. – 1998. - №1. - с. 12-17.

24. Коробко В.М. Гірничо-геометричне моделювання розвитку гірничих робіт при автоматизованому перспективному плануванні по сортам pуд // Відомості АГН України. – Кривий Ріг: Мінерал. - 1997. - №3. - с. 66-69.

25. Коробко В.Н. Состав и принципы построения инструментальных систем проектирования буровзрывных работ // Качество минерального сырья. Сб. науч. трудов. – Кривой Рог, 2000. – С. 114-116.

26. Коробко В.Н. Состав задач автоматизированного проектирования буровых работ // Качество минерального сырья. Сб. науч. трудов. – Кривой Рог, 2000. – С. 116-118.

27. Бизов В.Ф., Коробко В.М.. Гірничо-графічна підсистема ієрархічної структури для задач автоматизованого проектування та планування на кар’єрах // Відомості АГН України. - Кривий Ріг: Мінерал. – 1998. - №1. - С. 5-8.

28. Коробко В.М. Стан гірничо - технічної і гірничогеологічної інформатики і шляхи її подальшого розвитку // Відомості АГН України. – Кривий Ріг: Мінерал. - 1998. - №1. - С. 23-25.

29. Бизов В.Ф., Коробко В.М. Проектування інструментальних систем для аналізу та планування гірничих робіт у кар'єрі по технологічним сортам руд // Відомості АГН України. - Кривий Ріг: Мінерал. - 1997. - №3. - с. 76 – 80.

30. Бизов В.Ф., Коробко В.М. Швидкодіючі методи підрахунку запасів для перспективного планування та проектування гірничих робіт // Відомості АГН України. - Кривий Ріг: Мінерал. - 1997. - №3. - С. 39-42.

31. Коробко В.Н. Методологические основы создания горно-геологической информатики на добывающих предприятиях Украины // Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 1998. - вып. 64. - С. 20 – 24.

32. Коробко В.Н. Проектирование систем ведения первичной горной информации на карьерах // Сб. Разраб. руд. месторожд. – Кривой Рог: КТУ. - 1998. - вып. 64. - С. 24 – 29.

33. Бызов В.Ф., Коробко В.Н. Анализ и перспективное планирование по сортам руд при помощи горно-геометрического моделирования // Сб. Разраб. руд. месторожд. - Кривой Рог: КТУ. – 1998. - вып. 62. - С. 7-12.

34. Проектирование массовых взрывов на карьерах при помощи ЭВМ / Шапурин А.В., Коробко В.Н., Малюта А.Д. – Кривой Рог: Криворожский горнорудный ин-т. - 1994. – 77 с. Рук. деп. в ГНТБ Украины 15.05.94, № 956-УК.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві: [11,29,33] – розробка інструментальних систем обліку, аналізу та прогнозування розвитку гірничих робіт; [2] – дослідження і розробка систем ведення первинної геологічної інформації на кар’єрах; [17] – аналіз і розробка автоматизованого архіву первинних даних по свердловинах детальної і експлуатаційної розвідок; [30] – аналіз і розробка вмонтованого у задачі планування швидкодіючого підрахунку запасів; [27] – розробка принципів, підходів та програмного забезпечення чотирирівневої гірничої графіки; [10,20] – розробка моделей дискретної оптимізації перспективного планування гірничих робіт; [9,12,16] – розробка принципів побудови систем оперативного планування гірничих робіт; [18,34] методи і моделі проектування буровибухових робіт.