Разработка имитационной модели горно-выемочных работ для планирования добычи калийной руды

Autor: P.A. Yazev, A.V. Zatonskiy
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Popis: A.V. Zatonskiy1, zxenon@narod.ru, P.A. Yazev2, yazev1988@gmail.com 1 Perm National Research Polytechnic University, Berezniki Branch, Berezniki, Perm region, Russian Federation, 2 Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation. Затонский Андрей Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры автоматизации технологических процессов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Березниковский филиал, г. Березники, Пермский край; zxenon@narod.ru. Язев Павел Александрович, аспирант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь; yazev1988@gmail.com. Introduction. In this article, we show the importance of potash fertilizers produced by PJSC Uralkali, Berezniki, Perm Territory for agriculture and the economy in general. А process of potassium ore underground mining is described from breaking up moment till transportation to the surface. An importance of production planning for the mining enterprise functioning is substantiated. Various levels of planning, from a general production plan to a weekly and daily plans are described. The problem of such planning at PJSC Uralkali is in using only integral performance indicators, it leads to significant errors. It is proposed to use simulation modeling as a possible solution to the problem. Purpose of work. The purpose of this work is to develop a simulation model of mining operations, from the process of breaking and transporting ore to a conveyor-transport system, and to test model’s applicability for ore mining planning. Since the existing software has a number of limitations in applies to potash mines, a specialized object-oriented library allows modeling queuing systems, multi-agent and active systems is used as a basis for modeling. The limitations and assumptions of the model are described. Materials and methods. The model is igned as a deterministic automaton. The end point for ore mining process modeling is the transfer of ore to the unloading point, because further transportation of ore is not a limiting factor for mining. Conclusion. The special states of all objects of the system including mining combine – self-propelled car – unloading point and all possible transitions between them are described. A data from open sources is taken to check the adequacy of the model. Changes in the simulation results are investigated for various input parameters in the developed software. The simulation results are of a pulsating character due to the periodic execution of the harvester drive away. A productivity of the combine decreases with an increase in the distance traveled by a self-propelled car. The possibility of transition to a stochastic model is investigated. An expected decrease due to an increase in the downtime of the combine is shown. A conclusion about the applicability of the model to improve the quality of planning for underground potassium ore mining is made based on obtained data. Введение. Показана значимость калийных удобрений, производимых ПАО «Уралкалий», Березники, Пермский край, для сельского хозяйства и экономики в целом. Описан процесс подземной добычи калийной руды от момента его отбойки до транспортировки на поверхность. Показана важность планирования добычи для функционирования горнодобывающего предприятия. Описаны различные уровни планирования от общего плана добычи до недельно-суточного плана. Проблема такого планирования в ПАО «Уралкалий» заключается в использовании только интегральных показателей производительности, что приводит к существенной погрешности. В качестве возможного решения проблемы предлагается использовать имитационное моделирование. Цель работы. Целью данной работы ставится разработка имитационной модели горных работ от процесса отбойки и транспортировки руды до конвейерно-транспортной системы и проверка её применимости для планирования добычи руды. Существующее программное обеспечение имеет ряд ограничений на использование в калийных шахтах, поэтому в качестве основы моделирования использована специализированная объектно-ориентированная библиотека, позволяющая моделировать системы массового обслуживания, многоагентные и активные системы. Описываются ограничения создаваемой модели. Материалы и методы. Модель строится как детерминированный автомат, конечной точкой для моделирования процесса добычи руды является передача руды на точку разгрузки, так как дальнейшая транспортировка руды не является ограничивающим фактором добычи. Заключение. Описаны особые состояния всех объектов системы горный комбайн – самоходный вагон – точка разгрузки и все возможные переходы между ними. Для проверки адекватности модели взяты данные из открытых источников и в разработанном программном обеспечении исследованы изменения результатов моделирования при различных входных параметрах. Результаты моделирования носят пульсирующий характер вследствие периодического выполнения отгонов и перегонов комбайна. При увеличении расстояния, которое проходит самоходный вагон, производительность комбайна снижается. Исследована возможность перехода к стохастической модели, показано ожидаемое снижение ввиду увеличения простоев комбайна. На основе полученных данных делается вывод о применимости созданной модели для улучшения качества планирования подземной добычи калийной руды.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: