4.8. Модель оперативного планирования распределения самоходного оборудования по очистным блокам рудника

Прогрессивным направлением совершенствования технологии и организации подземной добычи руд является использование самоходного оборудования. При этом наряду с улучшением технологических и экономических показателей разработки повышается управляемость объекта. Первоначальное планирование расстановки оборудования осуществляется при составлении месячной программы рудника, исходя из сложившейся технологической ситуации, возможностей блоков, содержания металлов в руде по блокам и т.д., задания по добыче руды и металлов, требований обогатительной фабрики, количества имеющегося оборудования и т.д. В процессе работы из-за влияния ряда случайных факторов (поломок оборудования, изменения горногеологических условий и др.) выполняемые объемы работ обычно отклоняются от плановых, и при снижении надежности выполнения месячного плана ниже граничного уровня появляется необходимость в корректировке расстановки оборудования. При этом, естественно, следует стремиться к минимальным изменениям в первоначальной расстановке оборудования, обеспечивающей заданную надежность выполнения плановых заданий по объему добычи руд из блоков и содержанию металлов в руде в целом по руднику. При такой постановке задачи необходимо сохранять запланированное календарное распределение добываемых объемов руд из отдельных блоков и, следовательно, соблюдать принятую концентрацию горных работ.

Введем следующие обозначения:

j - вид самоходного оборудования, j = 1, 2, 3 (1 - доставочное, 2 - погрузочное, 3 - буровое);

i - индекс очистного блока (i = 1, 2, . . ., n);

n - число очистных блоков на руднике, подлежащих отработке в текущем месяце;

s - вид металла (s= 1, 2, .. ., S);

S - число видов металла;

- первоначальное (плановое) число самоходного оборудования j-гo вида в i-м очистном блоке;

- суточная производительность единицы самоходного оборудования j-гo вида в i-м очистном блоке (для j = 3 в пересчете на 1 т взорванной рудной массы);

- математическое ожидание величины ;

T - число суток в текущем месяце;

t - число суток, прошедших с начала текущего месяца (t = 1, 2, . . ., Т);

- среднее содержание металла s-гo вида в руде i-гo очистного блока;

- коэффициент извлечения металла s-гo вида;

- количество руды, которое необходимо добыть в i-м очистном блоке за оставшийся период времени T - t для выполнения месячного плана;

- количество металла s-гo вида, необходимое для выполнения месячного плана за оставшейся период времени Т - t;

P_i - требуемая надежность выполнения месячного плана по добыче руды в i-м очистном блоке;

Р_s - требуемая надежность выполнения плана по количеству металла s-гo вида по руднику в целом;

- максимальное число единиц оборудования j-гo вида, которое может работать в i-м блоке;

R_j - общее число единиц оборудования j-гo вида на руднике.

За управляемые переменные (оптимизируемые величины) примем - количество самоходного оборудования j-гo вида в i-м очистном блоке, которое должно работать от данного момента t до конца месяца, а за критерий оптимальности - число перемещений оборудования.

Тогда целевая функция примет вид

(72)

Задача решается при соблюдении следующих ограничений:

а)по надежности выполнения запланированных объемов добычи руд по блокам

(73)

б) по надежности выполнения плана по металлам в целом по руднику

(74)

в) по возможности размещения оборудования в блоках

(75)

г) по числу оборудования, имеющемуся на руднике,

(76)

Если окажется, что данная модель не имеет решения (несовместна), то, следовательно, изменение расстановки оборудования не позволит выполнить запланированные объемы по всем блокам и руднику в целом и необходимо изменить первоначальное распределение объемов добычи руды по блокам.

Корректируя плановые задания блокам, следует в максимальной степени стремиться сохранить первоначальную структуру плана, что позволит уменьшить экономические потери от ее изменения, обычно связанного с деконцентрацией горных работ.

Приведем модель корректировки плановых заданий. Дополнительно введем следующие обозначения:

d_iT - месячный план по добыче руды в i-м очистном блоке;

d_it - объем руды, добытый из i-гo блока к моменту t;

d_i(T-t) - производственная мощность i-гo очистного блока в период времени Т - t;

max _s и min _s - максимально и минимально допустимые уровни содержания металла s-гo вида в добытой руде по руднику в целом с учетом разубоживания, определяемые требованиями обогатительных фабрик;

P - требуемая надежность выполнения плана по добыче руды по руднику в целом.

За управляемые переменные примем d_i(T-t) - объем добычи руды из i-гo блока от настоящего момента t до конца месяца Т, а за критерий оптимальности - отклонение объема руды, добываемого из i-гo блока, от первоначального плана.

Тогда целевая функция задачи примет вид

(77)

При корректировке плана необходимо обеспечить соблюдение следующих условий (ограничения задачи);

а) по надежности выполнения плана рудника по добыче руды

(78)

б) по надежности выполнения плана по металлам

(79)

в) по содержанию металлов в добываемой руде

(80)

Приведенные модели корректировок расстановки самоходного оборудования (72) - (76) и плановых заданий по блокам (77) - (80) являются вероятностными и нелинейными. С помощью специальных преобразований может быть получен линейный аналог моделей.