W artykule przedstawiono koncepcję opracowania modułu eksperckiego dla potrzeb systemu projektowania robót górniczych w kopalniach węgla kamiennego jako jednego z elementów opracowywanej metody centralnego projektowania robót górniczych CPRG.
EN
Article presents an idea of the expert module in mining works designing system for hard coal mines as element of method for mining works central planning.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane aspekty zastosowania techniki VERT do modelowania robot górniczych. Zaprezentowano również pewne elementy VERT w opracowanej metodzie modelowania i optymalizacji robót górniczych w kopalni węgla kamiennego z wykorzystaniem sieci stochastycznych.
EN
In the paper application of VERT technique in mining works modelling is proposed. There are also presented some elements of mentioned technique in the modelling and optimisation method of mining works in hard coal mine with an application of stochastic networks.
W artykule przedstawiono przykład wykorzystania jednej z nowoczesnych technik eksploracji danych do analizy kompleksów ścianowych pracujących w kopalni "Ziemowit". Na podstawie danych pochodzących z 23 ścian wyznaczono reguły zestawiania ze sobą maszyn i urządzeń pracujących w ścianach. Znajomość najczęściej występujących połączeń w wyposażeniu ścian może usprawnić proces planowania robót eksploatacyjnych i wspomóc w tym zakresie projektantów przygotowania produkcji.
EN
There is presented an example of use of one of modern techniques anticipated to explore data for analysis of wali complexes working in the mine "Ziemowit" in this article. The rules of make-up each other of machines and devices working in the walls have been determined on the grounds of data deriving from 23 walls. The knowledge of the most often oceurring connections in the wali equipment may streamline a planning process of exploitation work and support designers of manufacturing preparation within this range.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents general construction rules for the information system improving the design of mine production process focused on the technical means engaged in the mine workings. The proposed system ought to be able to register the available means of production, facilitate planning of their implementation and control their use. The whole system will consist of over ten elements - called subsystems or partial systems in the following article - whose reciprocal relationships can be seen in Fig. I. The majority of the subsystems is directly related to the object means of production, whereas four of them concern mining. The article focuses on the latter.
PL
Artykuł ukazuje ogólne założenia budowy systemu informatycznego ułatwiającego projektowanie produkcji górniczej ze szczególnym uwzględnieniem technicznych środków produkcji. Proponowany system winien spełniać trzy zadania: zapewnić rejestrację dostępnych środków produkcji, ułatwiać planowanie zagospodarowania tych środków oraz umożliwić kontrolę ich wykorzystania. Cały system składać się będzie z kilkunastu podsystemów zamieszczonych na Rys. 1. Większość podsystemów związana jest bezpośrednio z przedmiotowymi środkami produkcji, natomiast cztery z nich dotyczą robót górniczych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Projektowanie robót górniczych to stadium działalności górniczej, w którym istotne są następujące kryteria środowiska pracy oraz jej wyników: dokumentowanie zamysłów projektanta na rysunkach, precyzja rysowania, wykonywanie obliczeń objętości oraz mas fragmentów górotworu przeznaczonych do urobienia, obliczenia ilości oraz jakości kopaliny przeznaczonej do urobienia lub ilości nadkładu do usypania w ramach tworzonego planu, modyfikowanie tworzonego planu, a co za tym idzie, możliwość ciągłego przeliczania objętości oraz mas, zdolność tworzenia planów górniczych w wielu wariantach celem umożliwienia analiz porównawczych, które są podstawą optymalizacji koncepcji udostępnienia i eksploatacji złoża. Komputerowe wspomaganie projektowania (CAD) daje projektantom swobodę tworzenia rysunków z wykorzystaniem całej gamy narzędzi precyzyjnego rysowania, umożliwia wprowadzanie zmian zanim dany rysunek trafi na papier. W BOT KWB Bełchatów S.A. tworzenie i dokumentowanie geometrii projektów górniczych przy pomocy narzędzi CAD odbywa się od wielu lat. W ostatnich latach, przy współpracy z firmami ComputerLand i Mincom środowisko komputerowo wspomaganego projektowania górniczego wzbogacone zostało o cyfrowy model złoża. Model złoża jest dostępny i widoczny za pośrednictwem sieciowego systemu komputerowego zarówno dla tworzących go geologów jak i dla projektantów. Pozwała to projektantom na płynne korzystanie z wiedzy o skomplikowanej strukturze złoża w trakcie tworzenia projektów górniczych. Umożliwia również szybkie obliczenia zasobów górniczych w zaprojektowanych sektorach eksploatacyjnych i harmonogramowanie postępu frontów. Komputerowy model złoża pozwała też dzielić się wiedzą o złożu z dyspozytorem działającym w centrum operatywnego kierowania ruchem.
EN
Mine design is a stage of mining activity in which it is important that the following conditions of work environment and the work results are met: speed and ease of documenting of an engineer ideas on the drawings, precision of drawing, speed and ease of calculations of volumes and masses of pieces of rock-mass designed for excavation, speed and ease of calculations of quantity and quality of resource designed for excavation or amounts of overburden for dumping under mining plan being created, speed and ease of making changes to mine plan and connected with it need for constant recalculations of volumes and masses, ability to create multi-scenario mine plans to allow comparison analysis, which are basis for optimisation of conception of accessing and exploitation of the resource. Computer aided design (CAD) gives the mining engineers the freedom of drawing utilizing whole range of tools for precise creation and editing the drawing before it is actually placed on paper In BOT KWB Bełchatów mine, creation and documenting of mine design with CAD is being carried out for many years now. In recent years in cooperation with companies ComputerLand and Mincom, the CAD environment has been supplemented by digital model of the deposit. The model is visible and available to both geologists who created it as well mining engineers. It allows mine planning engineers to seamlessly see and use the knowledge about complicated structure of the deposit during creating of mine plans. It also allows for quick mining reserves calculations for all mining sectors being designed and for mine scheduling. The digital model of the deposit lets us also share the knowledge about the deposit with dispatchers operating in the main control room.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono efekty poszukiwań odpowiedniej metody optymalizacji dla postawionego probIemu badawczego. Rozważanym zagadnieniem z zakresu modelowania robót górniczych jest planowanie robót eksploatacyjnych w wielozakładowym przedsiębiorstwie górniczym. Należy zauważyć, że w warunkach obecnie funkcjonujących przedsiębiorstw, zakres tego planowania dotyczy możliwości wyposażenia planowanych robót, ponieważ parametry geometryczne pól ścianowych jak i kolejność ich wybierania są znacznie wyprzedzająco zapisywane i akceptowane w sporządzanych planach techniczno-ekonomicznych. Istota podjętego problemu oraz jego złożoność obliczeniowa wymagały poszukiwań efektywnej metody optymalizacji na zbiorze wieIu możliwych rozwiązań. W artykule przedstawiono uproszczony model analizowanego zagadnienia: przyjętą reprezentację, cel oraz przykładową funkcję oceny rozwiązań. Z uwagi na objętość wzorów dla wyprowadzenia postaci funkcji oceny krótko przedstawiono najważniejsze zależności pomiędzy elementami składowymi funkcji a wartością postępu zawartą w reprezentacji problemu oraz, w pewnym uproszczeniu, tok generowania rozwiązania. W dalszej części publikacji przedstawiono charakterystykę wybranych klasycznych metod optymalizacji, które podzielono na algorytmy, oceniające tylko pełne rozwiązania oraz algorytmy, które wymagają oceny rozwiązań częściowo skonstruowanych (niepełne rozwiązania pierwotnego problemu) lub przybliżonych (pełne rozwiązanie zredukowanego problemu). Wskazano ich zalety i wady oraz odniesienie ich do sformułowanego problemu badawczego. Omówiono również podejście ewolucyjne, które umożliwia intensyfikację poszukiwań przestrzeni rozwiązań i tworzenie efektywnych heurystyk. Zaprezentowano kilka właściwości, które przemawiają za wykorzystywaniem algorytmów ewolucyjnych do rozwiązywania złożonych zagadnień, w tym również do przedstawionego w artykule przez autorkę.
EN
Main issue displayed in the paper is the review of optimization methods according to formulated research problem such as planning of exploitation works in hard coal mining enterprise. It have to be stated that at the present time in polish hard coal mining, scope of the planning process is limited. Geometric parameters of longwall paneIs and its sequence of exploitation are rather determined in accepted long-term plans. So the main possibility is to analyze equipment for planned mining works. In presented article Author provided model of analyzed problem: assumed representation, aim and evaluation function. Take into consideration number of equations which are need to derive a formula of evaluation function, there were shortly presented main dependences between function component elements and assumed representation as well as simplified calculation procedure. Because of the problem complexity and time-consuming calculations Author undertook studies on search an effective optimization method to solve displayed research problem. In the article advantages and disadvantages of selected, cIassic optimization methods as well as evolutionary approach were described. Classic methods were divided into: algorithms which estimate only complete solutions and algorithms for estimation of partial solutions (non complete solutions of original problem) or approximated solution (complete solution of reduced problem). In the article exhaustive search, local search and linear programming were presented as well as some greedy algorithms: dynamic programming, A * algorithm, divide and rule algorithm and divide and bound method. Simulated annealing and tabu search were presented also. As modern approach to search space of solutions evolutionary algorithms were described. Following the paper a few characteristic of evolutionary algorithms were presented which make this approach more applicable to considered problem than classic approach.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano procedurę optymalizacji opracowaną dla metody modelowania i optymalizacji robót górniczych w kopalni węgla kamiennego z wykorzystaniem sieci stochastycznych. Prezentowana metoda może stanowić narzędzie wspomagające proces projektowania przyszłych robót górniczych z uwzględnieniem wymagań decydenta w sferze poziomu wyników produkcyjnych oraz ekonomiczno-finansowych.
EN
The article presents optimization procedure introduced to modelling and optimization method of mining works in hard coal mine with an application of stochastic networks. Presented method could be an useful tool to design process of future mining works in coal mine, according to technical and economical plans.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano przykład zastosowania metody modelowania i optymalizacji robót górniczych w kopalni węgla kamiennego z wykorzystaniem sieci stochastycznych. Metoda może stanowić narzędzie wspomagające proces projektowania przyszłych robót górniczych z uwzględnieniem wymagań decydenta w sferze poziomu wyników produkcyjnych oraz ekonomiczno-finansowych.
EN
The article presents application of modeling and optimization method in hard coal mine. Presented method could be an useful tool to design process of future mining works in coal mine, according to technical and economical plans.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wartykule zaprezentowano model matematyczny opracowany dla metody modelowania i optymalizacji robót górniczych w kopalni węgla kamiennego z wykorzystaniem sieci stochastycznych. Metoda może stanowić narzędzie wspomagające proces projektowania przyszłych robót górniczych z uwzględnieniem wymagań decydenta w sferze poziomu wyników produkcyjnych oraz ekonomiczno-finansowych.
EN
The article presents mathematical model introduced to modelling and optimisation method of mining works in hard coal mine with an application of stochastic networks. Presented method could be an useful tool to design process of future mining works in coal mine, according to technical and economical plans.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a planning optimization system (POS) for underground hard coal mines. This POS is a computer program called the "CPRG.SYS", which is based on CPRG method (Metoda Centralnego Planowania Robót Górniczych). CPRG method is developed for modeling and the optimization of mining works in a multi-mine enterprise. The main elements of the presented system are: a database of recent and planned longwall faces, a knowledge base allowing automatic composition of longwall complexes, and a selection of equipment with reference to working conditions. An integral part of the system includes calculation modules allowing the analysis of multiple variants, using network techniques and suitably prepared evolutionary algorithms as well.
PL
W artykule przedstawiono propozycję nowoczesnego systemu wspomagającego proces planowania robót górniczych w podziemnych kopalniach węgla kamiennego CPRG.SYS. W skład systemu wchodzą: baza danych o wyrobiskach prowadzonych w przeszłości i wyrobiskach planowanych, baza wiedzy umożliwiająca zautomatyzowanie procesu tworzenia kompleksów ścianowych oraz dobór wyposażenia do warunków wyrobisk. Zasadniczą częścią systemu są moduły obliczeniowe umożliwiające analizę wariantów z wykorzystaniem technik sieciowych oraz odpowiednio przygotowanego algorytmu ewolucyjnego. Podstawą działania proponowanego systemu jest metoda Centralnego Projektowania Robót Górniczych (CPRG), której główne założenia opisano m.in. w (Brzychczy, 2008). Metoda ta przeznaczona jest do modelowania i optymalizacji robót górniczych wraz z ich wyposażeniem w poszczególnych polach eksploatacyjnych zakładów produkcyjnych (nazywanych dalej kopalniami) w wielozakładowym przedsiębiorstwie górniczym. Dane wejściowe do metody CPRG obejmują dane dotyczące robót górniczych prowadzonych w przeszłości w kopalniach przedsiębiorstwa, robót planowanych do wykonania oraz dane dotyczące wyposażenia jakim dysponuje, bądź będzie dysponować w analizowanym okresie to przedsiębiorstwo. Do robót objętych analizą i modelowaniem przyjęto: roboty eksploatacyjne (E), oraz prace zbrojeniowe (ZB), prace likwidacyjne (LIK). Czas trwania robót eksploatacyjnych jest pochodną postępu tych robót i wybiegu ściany. W metodzie przyjęto założenie, że postęp ten (wyrażony w metrach na dobę [m/d]) jest zmienną losową. Czasy trwania robót zbrojeniowych i likwidacyjnych są wielkościami zdeterminowanymi. Koszt wykonania robót eksploatacyjnych (wyrażony w postaci funkcji) związany jest z postępem tych robót, natomiast w przypadku robót zbrojeniowo-likwidacyjnych wiąże się z długością ściany. Wyznaczone charakterystyki (3) - (7) pozwalają na odwzorowanie planowanych robót na sieci zdeterminowanej i wykonanie obliczeń według opracowanego modelu matematycznego z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo. W wyniku przeprowadzenia kolejnych kroków metody uzyskane zostaje najlepsze rozwiązanie pod względem zadanego kryterium (lub kilku kryteriów). Kryteria te dotyczą wyników produkcyjnych jak i ekonomicznych przedsiębiorstwa górniczego i określono je następująco: minimalizacja odchylenia wartości oczekiwanej rozkładu wydobycia węgla handlowego dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie od wielkości planowanych [t/okres], minimalizacja odchylenia standardowego rozkładu wydobycia węgla handlowego dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie [t/okres], minimalizacja wartości oczekiwanej rozkładu kosztu jednostkowego sprzedanego węgla dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie [zł/t], minimalizacja odchylenia standardowego kosztu jednostkowego sprzedanego węgla dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie [zł/t], maksymalizacja wartości oczekiwanej rozkładu jednostkowego wyniku na sprzedaży węgla dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie [zł/t], minimalizacja odchylenia standardowego rozkładu jednostkowego wyniku na sprzedaży węgla dla przedsiębiorstwa górniczego w badanym okresie [zł/t], Proponowany system składa się z następujących elementów: bazy danych o wyrobiskach prowadzonych w przeszłości, bazy danych o wyrobiskach planowanych i wyposażeniu, bazy wiedzy zawierającej reguły umożliwiające dobór wyposażenia do warunków górniczo-geologicznych przodka ścianowego oraz reguły zestawiania ze sobą maszyn i urządzeń (opracowane z wykorzystaniem technik Data Mining), modułów realizujących odrębne algorytmy obliczeniowe. Zasadniczym elementem systemu jest moduł, w którym działa odpowiednio zaprojektowany algorytm ewolucyjny, przedstawiony na rysunku 1. W pracy przedstawiono podstawowe elementy algorytmu ewolucyjnego: przyjętą reprezentację, operatory genetyczne, funkcję oceny oraz sposób selekcji osobników do następnych pokoleń. W efekcie działania systemu zostaje wybrane najlepsze, z punktu widzenia przyjętego kryterium, rozwiązanie, na podstawie którego tworzony jest harmonogram robót górniczych dla całego wielozakładowego przedsiębiorstwa górniczego wraz z pełną charakterystyką wyników produkcyjnych oraz ekonomicznych dla badanego okresu. Przykład wyników dla pojedynczej kopalni przedstawiono odpowiednio na rysunkach 3 i 4. W podsumowaniu zwrócono uwagę na konieczność powstawania dedykowanych rozwiązań informatycznych wspierających modelowanie i optymalizację robót górniczych oraz wykorzystywanie w tym obszarze doświadczeń z prowadzonej działalności górniczej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.