dr hab. inż. Stanisław Szw eda Gliwice, dnia 23 grudnia 2013 r. prof. nzw. w Politechnice Śląskiej
Instytut M echanizacji G órnictw a Politechnika Śląska
RECENZJA
rozprawy doktorskiej mgr. inż. Michała STAWOWIAKA zatytułowanej „Porównanie analitycznego i symulacyjnego modelowania przepływającego strumienia urobku w systemie zbiornik przyszybowy - urządzenie wyciągowe”
1. Podstawa recenzji
Recenzje niniejszą opracow ałem na zlecenie pana prof. dr. hab. inż. M ariana Dolipskiego. D ziekana W ydziału G órnictw a i Geologii Politechniki Śląskiej. M erytoryczną podstaw ę recenzji stanow i rozpraw a doktorska mgr. inż. M ichała Staw ow iaka pt.: „Porów nanie analitycznego i sym ulacyjnego m odelow ania przepływ ającego strum ienia urobku w system ie zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e”, zrealizow ana pod kierunkiem dr hab. inż. Jacka C zaplickiego, prof. nzw. w Politechnice Śląskiej.
2. Przedmiot rozprawy
M erytoryczną treść rozpraw y ujął D oktorant w 10 rozdziałach pracy oraz obszernym załączniku zaw ierającym : w yniki sym ulacji przepływ u urobku przez zbiornik przyszybow y i suplem ent obejm ujący uzupełnienie problem atyki poruszanej w pracy. Znaczna część pracy obejm uje przedstaw ienie stanu w iedzy w zakresie przedm iotu rozprawy. Do tej części zaliczam : rozdział 2. - obejm ujący om ów ienie publikacji na tem at analizy system u zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e i problem atyki projektow ania pojem ności zbiornika przyszybow ego, rozdział 4. - zaw ierający ogólny opis system ów realizujących proces produkcyjny w podziem nym zakładzie górniczym , rozdział 5. - w którym przedstawiono m odele stosow ane w literaturze do opisu param etrów statystycznych strum ienia urobku, przykłady zaczerpnięte z bibliografii oraz poglądy różnych badaczy na tem at określania m aksym alnej w ydajności strum ienia urobku, rozdział 7.1 w którym zam ieszczono ogólne inform acje na tem at m etod sym ulacyjnych oraz rozdziały: 8.1 ■*- 8.4 zaw ierające om ów ienie problem atyki analitycznego m odelow ania procesu generow ania strum ienia urobku i jego przepływ u przez system zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągowe.
Do rozdziałów pracy noszących znam iona w kładu w łasnego D oktoranta w opracow anie oryginalnego problem u naukow ego zaliczam: rozdział 3., w którym określono cel, m etodę i zakres pracy, rozdział 6, zaw ierający, przeprow adzone przez Doktoranta, badania w łaściw ości statystycznych strum ienia urobku generow anego przez system urabiający, rozdziały 7.2 + 7.3 i U2.1, dotyczące budowy m odelu symulacyjnego opracow anego przez mgr. inż. M ichała Staw ow iaka celem analizy system u zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e na podstaw ie zgrom adzonych danych eksploatacyjnych, rozdział 7.4, w którym zaw arto w nioski w ynikające z przeprow adzonych symulacji i obszerną dokum entację w yników przeprow adzonych obliczeń stanow iącą załącznik do pracy. Do osiągnięć D oktoranta zaliczam również: rozdział 8.5 pracy, zaw ierający przykład zastosow ania analitycznego m odelow ania procesu generow ania strum ienia urobku i jego przepływ u przez system zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e do estym acji param etrów statystycznych charakteryzujących strum ień urobku oraz do oceny popraw ności projektow anego system u w aspekcie doboru wydajności
efektywnej urządzenia w yciągow ego oraz pojem ności zbiornika przyszybow ego, rozdziały: 9. oraz U 2.2 dotyczące opisu procedury porów nawczej w yników obliczeń w ykonanych z w ykorzystaniem m etody analitycznej i m etody symulacyjnej oraz rozdział 10. zaw ierający podsum ow anie i wnioski.
R ozpraw a udokum entow ana je st łącznie na 196 stronach w ydruku kom puterowego form atu A4. Spis literatury cytowanej w rozpraw ie obejm uje 38 pozycji, w tym 9 w języku angielskim .
3. Krytyczna ocena rozprawy
R ozpraw a doktorska dotyczy problem u krytycznej analizy dotychczas stosowanych m etod oceny podstaw ow ych system ów transportu urobku w podziem nych zakładach górniczych. D oktorant słusznie stw ierdza, że m etody te opracow ane na podstaw ie badań statystycznych zrealizow anych w latach 70-tych XX w. należy zw eryfikow ać w odniesieniu do param etrów system ów urabiania i odstaw y stosow anych obecnie. Z uwagi na istotnie różne uw arunkow ania funkcjonow ania system ów urabiania i odstaw y urobku, w ym uszone przez koncentrację produkcji i coraz trudniejsze w arunki geologiczno - górnicze oraz aspekt ekonom iczny zw iązany z kosztam i budow y zbiornika przyszybow ego, problem atykę poruszoną w pracy należy uznać za aktualną i zasadną.
W m oim odczuciu doktorant zrealizow ał dw a cele naukow e pracy:
- na podstaw ie zgrom adzonych danych eksploatacyjnych, zw eryfikow ał hipotezę statystyczną głoszącą iż strum ień urobku, generow any przez aktualnie stosowany system urabiania m ożna, ze statystycznego punktu w idzenia, zadaw alająco opisać rozkładem norm alnym ;
- opracow ał m odel sym ulacyjny przepływ u strum ienia urobku przez system zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e.
W rozdziale 3. D oktorant stw ierdza, że opracow any model sym ulacyjny m ożna w ykorzystać m iędzy innym i do realizacji następujących celów utylitarnych pracy:
- w eryfikacji popraw ności wcześniej sform ułow anych m odeli sym ulacyjnych przepływu strum ienia urobku przez system odstawy,
- opracow ania procedury w yznaczania pojem ności zbiornika przyszybow ego z w ykorzystaniem m etod m odelow ania analitycznego i m odelu sym ulacyjnego.
M etodyka postępow ania badaw czego przyjęta przez D oktoranta w odniesieniu do pierw szego w ytyczonego celu naukow ego została szczegółow o przedstaw iona w rozdziale 6.1 pracy. Polegała ona na statystycznym badaniu cech rozkładu statystycznego strum ienia urobku przenoszonego przez głów ne przenośniki odstawy. Źródłem grom adzonych danych statystycznych był kopalniany program rejestracji danych „Z efir'’. D oktorant szczegółow o zrelacjonow ał proces pozyskiw ania i w eryfikacji zebranych danych dotyczących wielkości strum ienia urobku oraz przedstaw ił przejrzyście opracow ane arkusze kalkulacyjne program u „E xcel” służące do w eryfikacji postaw ionej hipotezy statystycznej. N iestety w pracy nie podano żadnej inform acji odnośnie do system u urabiania stosowanego w polach eksploatacyjnych w yodrębnionych w kopalni dla celów badania statystycznego.
R ealizacja drugiego celu naukow ego pracy została przedstaw iona w rozdziałach: 7 oraz U2. D oktorant opisał m odel m atem atyczny przepływ u urobku przez system zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e oraz jego im plem entację w program ie Simulink. Opis autorskiego m odelu sym ulacyjnego D oktorant poprzedził ogólnym i rozw ażaniam i w yróżniając trzy rodzaje modeli sym ulacyjnych i om awiając podstaw ow e narzędzia program ow e służące do ich budowy. Biorąc pod uwagę dostępność om ów ionych program ów
oraz m ożliw ość skorzystania z obszernej biblioteki procedur program ow ych w ykorzystyw anych do budow y m odeli sym ulacyjnych, D oktorant słusznie w ybrał program M atlab - Sim ulink do realizacji obliczeń w ykonanych w pracy. Zabrakło natom iast inform acji do którego spośród w ym ienionych rodzajów m odeli sym ulacyjnych D oktorant zalicza m odel opracow any przez siebie.
W rozdziale 7.3 przedstaw iono tok obliczeń realizow anych za pom ocą opracow anego m odelu sym ulacyjnego, a w rozdziale 7.4 w nioski. Celem popraw y czytelności pracy w ykresy ilustrujące w yniki obliczeń słusznie zam ieszczono w załączniku do pracy. W skazane byłoby jed n ak pow iązanie z załącznikiem stw ierdzeń, a zw łaszcza szczegółow ych w niosków przed
staw ionych w rozdziale 7.4, poprzez odw ołania do odpow iednich rysunków w załączniku. A spekt utylitarny pracy dostrzegam w rozdziale U2.2 w którym zastosow ano opracow any m odel sym ulacyjny do w yznaczenia pojem ności zbiornika przy szybowego oraz przedstaw iono procedurę porów naw czą w yników uzyskanych m etodą m odelow ania analitycznego i m odelu sym ulacyjnego. Stw ierdzono, że objętości zbiornika przyszybow ego w yznaczone obu m etodam i różnią się do 7%, co oznacza praktycznie rzecz biorąc, że są porów nyw alne. W rozdziale U2.2 zam ieszczono rów nież obliczenia ilustrujące w pływ zbiornika przyszybow ego na param etry statystyczne charakteryzujące w spółczynnik w ykorzystania urządzenia w yciągow ego.
Co praw da, w rozdziale U3 zam ieszczono spis najw ażniejszych oznaczeń, tym niemniej studiow anie pracy pow ażnie utrudnia brak kom pletnego spisu używ anych oznaczeń i symboli. W iększość w zorów zam ieszczonych w pracy nie zaw iera bow iem objaśnień sym boli w nich w ystępujących. Czasam i oznaczenia niektórych zm iennych objaśniono w tekście um ieszczonym nad lub pod w zorem , co nie ułatw ia ich odszukania.
W przypadku publikacji pracy należałoby gruntow nie przeredagow ać rozdziały zaw ierające opis stanu w iedzy celem uniknięcia pow tórzeń, w yrażeń żargonow ych i przejęzyczeń. D ostrzeżone usterki om ów iłem szczegółow o z D oktorantem , natom iast ich przytaczanie w recenzji uw ażam za niecelow e. O sobiście razi m nie nieco „gaw ędziarski” styl prezentow ania problem ów , tym niemniej w tej kw estii szanuję preferencje Autora.
Z obow iązku krytycznego oglądu pracy proszę o w yjaśnienie następujących kwestii: 1. K tóre z bloków m odelu sym ulacyjnego system u zbiornik przyszybow y - urządzenie
w yciągow e m ogą służyć do m odelow ania losow ych zdarzeń eksploatacyjnych?
2. K tóre spośród wcześniej opracow anych m odeli system u zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e D oktorant zw eryfikow ał i ja k w ypadła ocena popraw ności ich działania?
3. Proszę o zdefiniow anie pojęcia „przepływ m asy w zbiorniku” N a w ykresach w ielkość ta je st podaw ana w tonach.
4. Czy zm ienna losow a Z w w yrażeniu na str. 90 i we wzorze (8.6) oznacza tą samą w ielkość fizyczną. Proszę rów nież o objaśnienie sym boli użytych we wzorze (8,8)
5. W podsum ow aniu D oktorant zam ieścił jakościow e porów nanie param etrów statystycznych charakteryzujących strum ień urobku, transportow anego pół w ieku temu i obecnie. Proszę o zilustrow anie tego porów nania za pom ocą przykładow ych danych liczbow ych
4. W niosek końcowy
Przygotow ując recenzow aną rozpraw ę doktorską m gr inż. M ichał Staw ow iak w ykazał się dobrą znajom ością zagadnień statystycznego opisu strum ienia urobku przepływ ającego przez system zbiornik przyszybow y - urządzenie w yciągow e, opanow aniem niezbędnego do tego celu aparatu m atem atycznego oraz w iedzą ogólną w dyscyplinie Górnictw o i G eologia Inżynierska, której rozpraw a doktorska dotyczy. Przedstaw iony w pracy m odel sym ulacyjny przepływ u urobku przez zbiornik przyszybow y oraz jego w ykorzystanie do porów nania i m odyfikacji m etody analitycznej w yznaczania pojem ności zbiornika traktuję jako rozw iązanie oryginalnego problem u naukow ego.
Staw iam zatem w niosek o dopuszczenie D oktoranta do dalszego toku przew odu doktorskiego.
