OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU MKK

System MKK – umożliwiający minimalizację kosztu kolizji między podziemną eksploatacją złóż a warunkami funkcjonowania zagospodarowanej powierzchni – nie ma kreować nowej działalności, która ma się dopiero pojawić wraz z systemem. Jego podstawową funkcją ma być uporządkowanie i zorganizowanie na wyższym poziomie nowoczesności – permanentnej działalności, prowadzonej przez kopalnie tam wszędzie gdzie złoża są eksploatowane pod zagospodarowanymi terenami. W praktyce, niemal cała powierzchnia naruszana eksploatacją jest dziś w naszych górniczych zagłębiach wszechstronnie zagospodarowana.

Kierownictwo techniczne kopalń wprowadzając do eksploatacji każdą nową partię pokładu – rozpatruje kwestię spodziewanych deformacji powierzchni i jej ochrony, kwestię stosowania profilaktyki górniczej i/lub profilaktyki budowlanej i inżynierskiej na powierzchni, kwestię spodziewanych szkód itd. Równocześnie, wieloosobowe działy mierniczo-geologiczne kopalń – ze specjalistycznymi zespołami szkód górniczych – prowadzą stale dziesiątki i setki spraw związanych ze szkodami górniczymi. Liczebność kadry zatrudnianej w obsłudze eksploatacji prowadzonej pod zagospodarowanymi terenami można zilustrować przykładem Katowickiego Holdingu Węglowego, gdzie w końcu 1997 r. w działach mierniczo-geologicznych pracowało około 200 osób, w tym w zespołach szkód górniczych – 40 osób.

Problem polega na tym, że cała wskazana działalność jest prowadzona metodami tradycyjnymi, z nikłym tylko wsparciem nowoczesnymi instrumentami komputeryza-cji zarządzania i techniki cyfrowej. Rozmiar działalności jest przy tym ogromny!

W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym górniczą eksploatację pokładów węgla prowadzi się pod kilku dużymi miastami, kilkunastu osiedlami i co najmniej kilkudziesięciu wsiami. W roku 1997 kopalnie i spółki węglowe przeprowadziły remont około 7400 obiektów, w tym około 4300 obiektów mieszkalnych, 800 gospodarczych, 200 publicznych, 120 drogowych itd.; na usuwanie szkód górniczych wydatkowano 327,7 mln zł a gdyby uwzględnić sprawy nie rozliczone i „w toku” – kwota ta byłaby znacząco większa.

Nie trzeba dużej wyobraźni menedżerskiej, aby uznać, że gdyby do obsługi tak rozległej działalności zastosować sprawny system ewidencji i analizy danych faktograficznych oraz, oparty na tych danych, system decyzyjny – funkcjonujący według kryterium minimalizacji kosztu kolizji między eksploatacją górniczą a chronioną powierzchnie – wówczas można by osiągnąć efekty przewyższające niewspółmiernie koszt opracowania i wdrożenia postulowanego systemu.

Źródłem tych efektów byłoby przede wszystkim:

• zmniejszenie kosztu eksploatacji górniczej po przez minimalizację kosztu profilaktyki i usuwania szkód górniczych oraz obniżenie kosztu funkcjonowania odnośnych służb (po wyposażeniu ich w sprawny system komputerowy),

• ograniczenie nasilającej się niechęci społeczeństw lokalnych do tolerowania uciążliwości górniczej eksploatacji złóż – co nie daje się wyrazić efektem finan-sowym ale ma istotne znaczenie dla perspektyw funkcjonowania górnictwa w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym i innych zagłębiach,

• poprawa warunków ochrony środowiska naruszanego eksploatacją górniczą, poprzez zrównanie – na płaszczyźnie wspólnego kryterium minimalizacji kosztu kolizji – szans na stosowanie w kopalniach bądź podsadzki hydraulicznej bądź dewastacyjnej technologii zawałowej.

Jaka więc powinna być ogólna charakterystyk systemu, który mógłby sprostać zarysowanej sytuacji i wyraźnemu zapotrzebowaniu – zapewniając równocześnie osiągnięcie oczekiwanych efektów?

Otóż jak zawsze w zarządzaniu – gdy zadania i oczekiwania przerastają możliwości rozwiązywania problemu metodami analitycznymi – pozostaje do dyspozycji komputerowa symulacja rozpatrywanej rzeczywistości w celu znalezienia rozwiązania najbardziej racjonalnego. Jest to w istocie jedyna metoda rozwiązywania trudnych rozległych problemów zarządzania, o uznanej skuteczności – zweryfikowanej również w górnictwie [63]. Dlatego system MKK został w przygotowanych założeniach pomyślany jak system symulacyjny. Odtwarza się w nim cały – przewidywany w rzeczywistości – proces eksploatacji górniczej, wraz z branymi pod uwagę wariantami profilaktyki górniczej oraz profilaktyki budowlanej i inżynierskiej na powierzchni. Dla każdego z wariantów prognozuje się koszt profilaktyki oraz odpowiadający jej koszt szkód górniczych. W końcowej fazie symulacji – według kryterium minimalizacji kosztów występującej kolizji – przeprowadza się bilans kosztów profilaktyki i szkód górniczych oraz wskazuje na tej podstawie najkorzystniejszy wariant górniczej eksploatacji i związanych z nią działań zabezpieczających powierzchnię.

Na rys. 1 przedstawiono uproszczony schemat tak pomyślanego algorytmu sys-temu MKK. Przewidziano w nim trzy podstawowe bloki oprogramowania. Dwa odrębne bloki systemu mają realizować pełny monitoring odpowiednio: eksploatacji górniczej w aspekcie jej wpływu na powierzchnię (blok A) oraz sytuacji na powierzchni naruszanej eksploatacją w aspekcie stanu zagospodarowania i szkód górniczych (blok B). Na podstawie informacji ewidencjonowanych bądź generowa-nych w blokach A i B – w bloku C przewidziano funkcjonowanie pięciu podstawo-wych modułów analizy symulacyjnej. Realizuje się w nich niezbędne procedury prognozowania technicznych i ekonomicznych parametrów rozpatrywanej eksploata-cji – oraz sporządza bilans trzech podstawowych składników kosztów:

Rys. 1. Podstawowy algorytm systemu Minimalizacji Kosztu Kolizji (MKK) między podziemną eksploatacją złóż a warunkami funkcjonowania podmiotów gospodarczych i mieszkańców

użytkujących podbierane tereny

KZG – koszt profilaktyki stosowanej w eksploatacji górniczej, KZP – koszt zabezpieczeń stosowanych na powierzchni, KSZ – koszt szkód górniczych.

Sformalizowany zapis sporządzanego bilansu można przedstawić prostym wzo-rem

n w w

W

=

=1(KZG + KZP + KSZ) > minimum (1) gdzie: W-I, II, ... n; liczba wariantów profilaktyki górniczej (wraz z „przynależnymi”

podwariantami profilaktyki powierzchniowej, I1, I2, ... II1, II2, ... itd.)

Przy tym, koszt zabezpieczeń (KZP) musi być wyznaczany w sposób komple-mentarny do kosztu przewidywanych szkód (KSZ). Wymaganie to wynika w sposób oczywisty z faktu, że wydatkowanie środków na zabezpieczenie obiektów zagospoda-rowanej powierzchni (KZP) ma sens ekonomiczny tylko wówczas, gdy wydatek ten zmniejsza wartość szkód przynajmniej o kwotę (Δ KSZ) przy czym kwota ta powinna być mniejsza od wydatków poniesionych na zabezpieczanie obiektów (KZP), zgodnie z zależnością:

KZP < Δ KSZ (2)

gdzie: Δ KSZ – zmniejszenie kosztu szkód w wyniku zastosowania zabezpieczeń o koszcie KZP.

Tak więc – jak wynika z ogólnej charakterystyki – system MKK jest bardzo prosty. Dopiero w szczegółach tkwią trudności, których pokonanie będzie wymagało rozległych prac badawczo-rozwojowych. Omówiono je w następnym punkcie tego artykułu, na podstawie dokumentacji [122], kończącej fazę prac nad założeniami systemu MKK. Dokumentacja jest wynikiem współdziałania GIG z Katowickim Holdingiem Węglowym, którego Zarząd zdecydował się na współpracę w przygoto-waniu wdrożeniowej wersji systemu MKK oraz na jej wdrożenie.

Warto podkreślić, że w przygotowanych założeniach – dla każdego z zadań składających się na program przygotowania systemu MKK – przewidziano cztery fazy realizacji:

a) opracowanie projektu techniczno-organizacyjnego (dane źródłowe, algorytmy przetwarzania, wyniki przetwarzania, organizacja gromadzenia danych źródło-wych, organizacja przekazywania wyników),

b) oprogramowanie projektu techniczno-organizacyjnego w formie wzajemnie zintegrowanych bloków i modułów,

c) badania weryfikacyjne projektu w warunkach rzeczywistych (w przykładowych zastosowaniach w Katowickim Holdingu Węglowym),

d) opracowanie zweryfikowanej wersji projektu techniczno-organizacyjnego systemu MKK, przygotowanej do wdrażania i eksploatacji.

W tak ukierunkowanych pracach badawczo-rozwojowych przyjęto następujące uzupełniające wymagania i ustalenia organizacyjne.

• Wdrożeniowa wersja systemu MKK (po badaniach weryfikacyjnych) powinna mieć cechy systemu powielarnego, tak aby w przypadku podjęcia odnośnej decyzji przez zarząd KHW mogła być wdrożona we wszystkich kopalniach Holdingu i ewentualnie w dalszych jednostkach. Przygotowana wersja powinna mieć cechy systemu samouczącego się i dostosowanego do poszerzania zakresu stosowania. Oznacza to, że system – który w procesie weryfikacji zostanie wypo-sażony w niezbędny zasób informacji o przykładowo rozpatrywanej eksploatacji górniczej i podbieranej powierzchni (z określoną zabudową, obiektami sieciowy-mi, użytkami... itd.) – powinien być przygotowany do rozszerzonego zakresu funkcjonowania, do aktualizacji i poszerzania swej bazy informacji itd., a w dalszym rozwinięciu także do aktualizacji cenników, zależności analitycznych stosowanych w prognozowaniu itd.

• Przygotowana konstrukcja systemu MKK ma mu zapewnić cechy mechanizmu, który przejmuje na siebie większość uciążliwych lub trudnych operacji i czynno-ści związanych z gromadzeniem danych, z prognozowaniem ekonomicznych skutków górniczej eksploatacji pod zagospodarowaną powierzchnią itd. System ma tym sposobem maksymalnie ułatwić zespołom ludzkim wykonywanie czynno-ści organizacyjnych i decyzyjnych prowadzących do minimalizacji ujemnych skutków kolizji między górniczą eksploatacją złóż a funkcjonowaniem zagospo-darowania powierzchni.

• Aby osiągnąć określone wyżej wymagania – prace B+R ma realizować GIG zarówno własnym potencjałem wykonawczym jak i potencjałem uruchamianym we współpracy z innymi jednostkami celem dobrania zespołów o najwyższych kwalifikacjach, rokujących sprawne wykonanie zadań.

3. PODSTAWOWE FUNKCJONALNE ZADANIA SYSTEMU MKK