Аспирант Савицкая Я.А., д.т.н., проф. Ларин В.Ю,

Донецкий национальный технический университет, Украина

Киевский национальный авиационный университет, Украина

Определение оптимального или субоптимального решения задачи равномерного продвигания линии забоя

Организация научных и практических работ очистного забоя, подчиненная мультиагентной технологии, рассматривает каждую подсистему управления угледобывающим комплексом как гибридный альтруистичный агент, взаимодействующий с другими агентами для достижения общей цели и работающего в динамической нечеткой среде.

Существующие подсистемы управления обеспечивают:

- все виды стандартных защит;

- автоматизацию процесса передвижения секций крепи в разных вариантах в зависимости от горно-геологических условий добычного участка. При этом контроль положения каждой секции выполняется гидроприводом с дискретным датчиком.

Отсутствие аналогового сигнала не дает полных сведений об уровне недодвижки секции крепи к груди забоя;

- контроль местоположения комбайна относительно секций крепи. При этом точностная погрешность контроля, выраженная в линейных размерах, составляет 2,5 м за счет провисания цепи, с помощью которой лебедка со штрека передвигает комбайн, а герконовый датчик положения, расположенный на комбайне, функционально связан с лебедкой.

Таким образом, диспетчер в какой-то степени обладает одним из главных показателей работы участка;

- контроль распора секций крепи. Выполняется гидроприводом до упора в кровлю, а величина распора не контролируется;

- контроль содержания метана обеспечивается переносным или установленным на исходящей из лавы струе воздуха датчиком метана с инерционностью 30 минут. Потенциальная энергии забоя распределена неравномерно, из-за концентрации метана в угольном массиве и действует на режущий орган комбайна с силой, пропорциональной указанной потенциальной энергии, которая не контролируется.

Таким образом, Гроз не защищены от последствий внезапных выбросов угля и газа в рабочее пространство;

- косвенный контроль потенциальной энергии на шахтах повышенной категорийности предусмотрен только технологически путем нагнетания воды в пробуренные шпуры с последующим «фактором времени», то есть ожиданием в течение 2-х часов пока забой «вспотеет», при этом потенциальная энергия уходит вглубь массива.

Цель разработки мультиагентной системы – удовлетворение требованиям системы управления качеством процесса угледобычи, обеспечивающим достижение оптимального уровня производительности за счет минимизации простоев по причине неустойчивости и конвергенции вмещающих пород.

Рассмотрим способ оптимизации одной из указанных подсистем управления, а именно, процессом недодвижки секций крепи к груди забоя. В процессе ведения горных работ необходимо обеспечивать равномерное продвижение линии забоя по факторам времени и жесткой посадки секций крепи.

Если недодвижка перекрытия секции крепи значительна и распространена на значительное расстояние вдоль забоя, то могут возникнуть вертикальные трещины в породах над секцией, что приведет к превышению нагрузок на секции выше допустимых.

Поэтому одному из агентов (подсистем) ставится задача ведения постоянного контроля уровня недодвижки секций с начала работы комплекса, фиксации и отображения положения перекрытия с точностью не хуже 3 см.

Используя новые информационные технологии, рассмотрим подсистему контроля неравномерности продвижения линии забоя, реализованную в среде инженерного научно-исследовательского комплекса LabVIEW 9.

Представленная виртуальная модель является упрощенной. Комбайн не входит в ее состав, а крепи перемещаются последовательно друг за другом. Технологически, перекрытия крепи должны обеспечивать крепление не меньше, чем за 3 см от груди забоя.

В данной работе диапазон возможного уровня недодвижки составляет 3…15 см. Данные о расстоянии до породы автоматически записываются в файл “Расстояния для остановки.xls” после каждого закрытия этого файла.

Виртуальная модель работы подсистемы отображена на рис. 1 при открытии файла.

Пример недодвижки перекрытия секций крепи к груди забоя приведен на рис. 2.

Рис. 1. Отображение работы подсистемы в исходном состоянии

Рис. 2. Отображение работы подсистемы в режиме недодвижки

перекрытия к груди забоя

Расстояния для остановки секции указаны в табл. 1:

Таблица 1

Возможные величины недодвижки секций крепи к груди забоя

Рис. 3. Расстояния до груди забоя от остановки секции

Если эти данные необходимо экспортировать в Excel, то нужно перед запуском программы нажать на кнопку «экспорт в Excel».

На втором этапе информация запоминается и хранится (рис. 4).

Рис. 4. Недодвижка перекрытия к груди забоя

Для наглядности отображается характер недодвижки секций к груди забоя. Информация суммируется при каждом цикле (рис. 5).

Рис. 5. Отображение характера недодвижки

перекрытия к груди забоя

В результате можно сделать следующие выводы:

1. Выполнен анализ существующих систем управления. Определены первоочередные задачи агентов (подсистем).

2. Разработан способ оптимизации подсистемы управления процессом недодвижки секций крепи к груди забоя. При обратном ходе комбайна в режиме «зачистка» выдается фрагмент функциональной модели процесса управления додвижкой секций крепи.

3. Определена необходимая точность контроля уровня недодвижки перекрытия секций крепи, выраженная в цифровых единицах. При этом должна обеспечиваться точность приближения к забою не хуже 3 см (условное исходное положение); недодвижка в пределах от (1 до 5) см соответствует логической единице «1», от (5 до 10) см - «2», от (10 до 15) см - «3».

4. Поставлены требования к дискретизации характеристики преобразования датчика в соответствии с п. 3.

5. Разработана виртуальная модель для хранения, анализа и когнитивной визуализации информации.

Литература:

1. Зборщик М.П., Чичикало Н.И. Основы теории определения состояния добычных объектов в процессе их функционирования / М.П. Зборщик, Н.И. Чичикало, – Донецк: РИА ДонГТУ, 1998. – 117с.

2. Ларин В.Ю. Основы построения приборов и систем с ферри- и ферромагнитными преобразователями. [Текст] / В.Ю. Ларин. – Донецк: ВБР, 2007. – 367 с.

3. Ларин В.Ю. Новые методики исследований и разработки приборов и систем. [Текст] / В.Ю. Ларин. – Донецк: ВБР, 2009.– 316 с.

4. Ямалов И.У. Моделирование процессов управления и принятия решений в условиях чрезвычайных ситуаций / И.У. Ямалов. –М.: Лаборатория базовых знаний, 2007. –288с.

5. Wooldridge, Michael J., An introduction to multiagent systems / Michael Wooldridge, John Willey & sons, 1966.

6. Kosko B. Fuzzy Engineering, Prentice-Hall, New-Jersey, 1997.

7. Hagiwara M. Extended fuzzy cognitive maps, Proc. Of the IEEE Intern. Conference on fuzzy systems, March 8-12, 1992, San-Diego. – P. 795–801.