Wpływ warunków górniczo-geologicznych na wyniki produkcyjne ścian kombajnowych

S e r i a : GÓRNICTWO z. 84 Nr kol. 554

Henryk PRZYBYŁA

WPŁY W WA RU NK ÓW GÓ RN ICZO-GEOLOGICZNYCH N A WYNIKI PRODUKCYONE ŚCIAN K0MBA3N0WYCH

S t r e s z c z e n i e . W artykule przedstawiono trzy alternatywne sposoby o kreślania wpływu w a r u nk ów gó rniczo-geologicznych na wyniki produk­

cyjne ścian kombajnowych. Przedstawiono metodę wyznaczania ws p ó ł ­ czynników utrudnienia U jako wektora w "n" wymiarowej przestrze­

ni, którę tworzę cechy opisujęce warunki górniczo-geologiczne. Ola o kreślenia mocy oddziaływania poszczególnych cech opisujęcych w a ­ runki gó rn ic zo-geologiczne zaproponowano rachunek korelacji wiel o­

rakiej na cechach wystandaryzowanych. Standaryzację cech przeprowa­

dzono celem wyelim in ow an ia wpływu jednostek miary.

□o Istotnych zagadnień procesu zarzędzania można zaliczyć; - rozezna­

nie w czynnikach współzależnych i ws pó łp rz yc zy ni aj ęcy ch się do uz yskiwa­

nia takich a nie innych wy ni kó w produkcyjnych, planowanie i kontrolę wy­

ników produkcyjnych. Znajomość czynników współzależnych i współprzyczy- niajęcych się do uzyskiwanych wy ni kó w umożliwia podejmowanie działań zm ie­

rza jęcych doi - ograniczania wpływu czynników destymulujęcych i w z mo cn ie­

nie czynników stymulujęcych. Ograniczenie (tam gdzie to jest możliwe) wpły­

wu czynników negatywnie od dz ia ły wu ję cy ch na wy ni ki produkcyjne - destymu­

lujęcych oraz wzmacnianie wpływu czynników pozytywnie oddziaływujęcych na wy ni ki produkcyjne - stymulujęcych prowadzi do wzrostu efektywności gos­

podarowania. Rozumiejęc przez planowanie - świadome i aktywne kształtowa­

nie zdarzeń przyszłych, rola decydenta nie może ograniczyć się do propo­

zycji - systemu eksploatacji, typu uzbrojenia, organizacji robót, pracy i systemu pracy oraz podania wielkości wydobycia i wydajności pracy jakie powinny być uzyskane z tegoż wyrobiska eksploatacyjnego. W dyspozycji de­

cydenta Jest szereg rozwięzań technicznych, te chnologicznych i organiza­

cyjnych, które mogę zmienić wy ni ki produkcyjne i to w dość znacznych roz­

miarach. Niektóre z tych rozwięzań mogę być wprowadzone na etapie pr oj ek­

towania wyrobiska eksploatacyjnego inne z kolei w trakcie trwania procesu w danym wyrobisku.

W moim przekonaniu rozwięzania techniczne i technologiczne powinny być przewidziane już w samym projekcie wyrobiska eksploatacyjnego. Na etapie tym decydent (przewiduje) projektuje - planuje oddziaływanie ne górotwór [g] a szczególnie te Jego cechy, które sę podatne lub częściowo podatne na oddziaływanie [gJ . Należę do nich;

- długość wyrobiska, wysokość, usytuowanie frontu ścianowego względem pła­

szczyzn łupliwości, twardość węgla, (którę można ograniczyć np. przez wtłaczanie wody pod c i ś n i e n i e m ) , gazowość - (odgazowywanie pokładów) itp.

Na podstawie znajomości warunków gó rniczo-geologicznych i możliwego do uzyskania zbioru maszyn i urzędzeń stanowięcych uzbrojenie wyrobiska na­

leży dokonać wyboru typu uzbrojenia i dobrać odpowiednie formy or ganiza­

cji robót, pracy i system pracy.

Na etapie realizacji zadań produkcyjnych - eksploatacji danego w y r o ­ biska - za najistotniejsze uważam oddziaływanie na załogę [Z ] o r a z na czyn­

niki zewnętrzne [Cz] , tak aby ich negatywny wpływ na wyniki produkcyjne ograniczyć do minimum. Jeżeli chodzi o oddziaływanie na załogę, na wyró ż­

nienie zasługuję dwa rodzaje oddziaływania:

- poprzez system motywacji ekonomicznych i pozaekonomicznych oraz przez oddziaływanie na umiejętności wytwórcze załogi.

Szczególna rola przypada tu pracownikom działów normowania, których za­

daniem jest wyznaczanie obiektywnych norm pracy oraz wypracowanie racjo­

nalnych metod pracy. Powyższe rozważanie można ujęć w odpowiedni schemat - rys. 1.

Wspólnym elementem planowania i kontroli wyników je6t w miarę obiek­

tywna "baza odniesienia" - -, w stosunku do której będę porównywane u- zyskiwane wyniki produkcyjne. W zależności od relacji zachodzęcych pomię­

dzy wynikami rzeczywistymi Q rz a bazę odniesienia kształtuje się system ocen.

Można zatem wyróżnić sytuacje, gdy:

i) Q b » Q r2 2 > Q b > ^ z 3 > <2 b < <3rz 4) Q b « Q rz

Przypadki 1 1 4 Q rz i Qj3< < c Q r z ) wskazuję na niewłaściwe pla­

nowanie, którego Jednę z przyczyn może być niewłaściwe rozeznanie wa ru n­

ków górniczo-geologicznych. Ponieważ decydent w momencie ustalenia bazy nie dysponuje pełnę informację, znajduje się zatem w sytuacji niepewno­

ści, ustalona baza jest najczęściej wielkościę średnię. Poszczególne w y ­ niki produkcyjne będę się różniły między s o b ę , będę okresy kiedy

Q rz> Q b i okresy, gdy Q rz< Q b -

Nasuwa się tutaj szereg pytań:

- jaki przyjęć dopuszczalny przedział zmienności Q r z ,

Czynniki zewnętrzne Cz - podaż uzbrojenie

- zabezpieczenie w części zamienne

- sprawność funkcjonowania służb en ergo-maszynowych - sprawność transportu - zabezpieczenie dopływu

energii itd.

Warunki gó rniczo-geologiczne G nie podatne na oddziaływanie

W y ni ki produkcyjne W - wydajność

- wydobycie Warunki gó rniczo-geologiczne

częściowo podatne na od dz ia­

ływanie g2

- koszty wydobycia itd.

Uzbrojenie gniazd produkcyjnych U

- rodzaj (typ) - moc

- sprawność techniczna - podatność na uszkodzenia - podatność na przywracanie

sprawności______

- liczebność - kwalifikacje

- umiejętności wytwórcze - zaangażowanie (chęć i wola

do pracy)

- aspiracje - minimalna wielkość wydobycia uznana Jako w y st ar cz a­

jąca

Rys. 1. Schemat procesu produkcyjnego w gniazdach produkcyjnych

- co przyjęć za bazę, wi elkość średnię, medianę czy też innę wielkość, - jaki okres przyjęć do oceny stopnia realizacji zadań produkcyjnych itp.

Sę to Jednak problemy złożone, wy kr aczajęce poza zakres niniejszego o- pracowania.

Przygotowanie w miarę obiektywnej bazy odniesienia 0^ można sprowa-

- ustalenia modelu matematycznego, w którym zmiennymi objaśniajęcymi będę wy ni ki produkcyjne a zmiennymi objaśniajęcymi cechy opisujęce warunki

Załoga Z

dzić do s

gó rniczo-geologiczne rodzaj uzbrojenia, załogę danego gniazda produkcyjne­

go, rozwiązania technologiczne i organizacyjne - czyli czynniki współza­

leżne i współprzyczyniajęce się do uzyskanych wyników,

- ustalenia współczynnika utrudnienia U, przy pomocy którego można w y n i ­ ki produkcyjne obliczone dla danego typu uzbrojenia przetworzyć na bazę odniesienia. Współczynnik ten można potraktować Jako wektor w ”n ” w y ­ miarowej przestrzeni. Przestrzeń tworzę cechy opisujące warunki górni­

czo-geologiczne.

U - h < 3 l b ~ 9 lrz^ + 0C2^92b " 92 r z ^ + ••• + °Cv/9 nb “ 9nrz^

g d z i e :

OC^ - znaczenie jakie przypisuje się danej cesze i, i - ilość cech,

glb -'cechy opisujące warunki górniczo-geologiczne, dla których obli­

czano wyniki produkcyjne danego typu uzbrojenia,

g ir2 - cechy opisujące warunki gó rniczo-geologiczne wyrobiska, dla któ­

rego chcemy wyznaczyć "bazę odniesienia" czyli planowane wyniki produkcyjne.

Ola wyznaczenia znaczenia przypisywanego danym cechom opisującym w a ­ runki górniczo-geologiczne można zastosować korelację rang i opinię eks­

pertów.

- ustalenie wielkości wyników produkcyjnych dla danego typu uzbrojenia w statystycznie jednorodnych grupach wyrobisk eksploatacyjnych. Gr upowa­

nie wy robisk eksploatacyjnych przeprowadza się przy pomocy metod tak­

sonomicznych w oparciu o cechy opisujące warunki górniczo-geologiczne.

W Instytucie Organizacji i Ekonomiki Górnictwa Politechniki śląskiej prowadzi się prace badawcze stosując każdą z tych metod. Celem tych prac Jest ustalenie w miarę obiektywnej bazy odniesienia, porównanie wyników uzyskanych przy po mo cy każdej z nich, jak również uzbrojenie decydenta w aparat umożliwiający optymalizować decyzje wg takiego kryterium, które w danej sytuacji uzna za pożądane (maksymalizacja wydobycia, wydajności pra­

cy, minimalizacja kosztów wydobycia itp.).

Oedną z niewątpliwych zalet modelu matematycznego Jest jego podatność na zmianę wy ników w zależności od zmiany, w którejkolwiek zmiennej objaś­

niającej. Pozwala to na szybką aktualizację bazy odniesienia w miarę Jak zmieniają się cechy ujęte w modelu jako zmienne objaśniające. Jak rów­

nież na symulację wy ników produkcyjnych.

Z uwagi na to, że do budowy modelu matematycznego można wprowadzić Je­

dynie cechy skwantyfikowane konieczne Jest w pierwszej kolejności prze­

prowadzenie podziału logicznego w oparciu o Jednorodne cechy nieskwanty- fikowane. Przyjmując Jako podstawowe wyniki produkcyjne wielkość wy do by­

cia T/dobę - Q i wydajności pracy T/rdn - W oraz zbiór cech opisuję- cych gniazdo produkcyjne:

- długość ściany [m] -OC - wysokość ściany [m] - h

- głębokość eksploatacji [m] - H - twardość węgla - f

- wartość uzbrojenia [złj - W - dopływ wody [m3/min] - g - zainstalowana moc [kW] - M - temperaturę P c ] - t - gazowość [kategoria]] - G - zatrudnienie [osób/dobę] - D - nachylenie pokładu [o] - OC

- kęt po między płaszczyznę ściany a płaszczyznę łupliwości --¡5 - grubość przero st ów [m] - m

- średnia odległość przerostów od spęgu [m] - 1

- okres od momentu rozpoczęcie eksploetacji ściany [m -ce] - T dla wy r ó ż ­ nionych grup wyrobisk ścianowych A- B- C- D wyznaczono funkcje wydobycia i wy da jn oś ci pracy.

A - pokłady średniej grubości (l,5-3,5 m) poziomo zalegajęce eksploato­

wane systemem ścianowym podłużnym z zawałem stropu

B - pokłady średniej grubości poziomo zalegajęce eksploatowane systemem ścianowym poprzecznym z zawałem stropu

C - pokłady cienkie poziome i nachylone (0-45°) ekeploatowane systemem ścianowym - obudowa zmechanizowana

D - pokłady cienkie poziome i nachylone eksploatowane systemem ściano­

wym - obudowa indywidualna.

- A -

Q - - 1229,6 - 5,5 L + 147,6 h - 0,9 H + 1048,4 f + 25,5 M +

+ 20,8 D + 177,8 OC - 10,1 p + 1897,3 m - 235,2 1

R « 0,938 8 « 196,7

W - - 8,9 - 0,11 L - 0,01 H + 23,75 f + 0,02 M + 0,94 t + 19,95 g -

- 0,21 D + 2,36 OC - 0,23/3 + 28,68 a - 1,78 1

R - 0,9285 5 - 3 , 6

- B -

Q = 2154,2 + 1036,6 h - 2020,0 f + 4,6 M - 109,2 t - 616,6 g +

+ 36,40 D - 282 ,9 OC - 6488,8 m - 1453,1 1

« R = 0,9895 5 = 152

W = - 3,53 + 24,15 h + 0,002 H t 0,03 M - 2,15 t - 8,29 g -

- 7,49 G + 0,38 O - 6.10C + 0,1 fi - 85,62 m + 12,3 1

R = 0,994 S = 2 ,4

- C -

Q = 901,5 - 1174,0 h - 280,4 f + 0,003 W + 4 . 7 M - 11,1 t +

+ 60,0 G + 4 , 0 D + 2.20C + 1,9 fi + 136,3 m + 44,1 1 - 12,4 T

R = 0,9995 0i= 116

W = 25,2 - 17,51 h - 0,002 H - 3,90 f + 0, 00004 W + 0,067 M -

- 0,127 t + 0,777 G - 0,117 D + 0 ,05 OC + O .03/3 ł 2,12 m - 0,145 T

R = 0,9977 5 = 0,22

- O -

Q = - 1001,8 - 219,2 h - 1,3 H - 0.04 W + 92,2 t - 116,2 G +

+ 14,8 D - 15,7 + 3 , 2 - 719,2 m + 525,4 1

R = 0,9921 3 = 82,8

W = - 12,17 - 9,55 h - 0,026 H - 0, 0007 W + 0,029 M + 1,71 t -

- 1,51 G + 0,09 O - 0.200C + 0,04/3 + 6,35 1

R = 0,960 Si = 1,9

Uważam, że odpowiednio wysokie współczynniki korelacji wielorakiej upo­

wa żniają do symulacji wy ników - przy założeniu, że parametry i cechy nowo projektowanego, czy ocenianego wyrobiska ścianowego mieszczą się w odpo­

wi ednich przedziałach zmiennych objaśniających.

WydobycieT/dobę- cechywystandaryzowane -0,01 0,15 -0,32 CM 8 Ol

O O CM O*

in CO tH CM

O1 ^O1 a O

cO CM a* tH

•M- O 0 tH

E • *

O tH

1 0 O

1

O' CD ro

cO rl tH tH

O1 O O O

C* N a* tn

yo ■M- cO 0 ■M-

O O

1 0 O

1 ir> K) <H

CD CD CM O

o » •

O 0 0 tH

O cO ro O

tH 0 ro ro

o » » •

O1 0 O O1

CM CM ro O

ro "M- CM in

O O

1 0

1 O

O CO O' tH

tH O in CM

5; * •« • «*

O tH tH O

oTa CM cr> in ■M-

1 1 H CM CM CM

< 0 ^{* -}

O O O O

o>5 1 1

in N 0* O

in tH tH CM

H- O rl

1 O

1 O

ro tH «O N

CM O IO

X 0

1 ^O1 O 0

1

K) O cO O

tH CD ro ro

X » * » *

O O tH

1 O

l ■

ro CM ■M-

tH» O O-

O1 O

1 O O

1

Oc in cO

0 O a> CM CD

-O •M-

1 * in tH

1

-O•H < CD 0 a

coin

°1 o

ii

CM 0 CM^*

c O

(0 S II 0

N O

>* 13 l_

0}

■O

c CD

co OC 4-*

W «

>* O

i II

>>

JO O

0 ^QC

<D U 1 in 0 CM^■»

-0 O L.

\ II

h- . n a 'OHO

Oc

T-> ■M-

CO 0 ' T J O '

>* *

5 O

II

vD* O

II

CM roC7>

O U ac<

Ifł ■M' ro

O O 'M' O

f— •» » * *

O 1

O O

1 O

CD cn cO cO

CM tH O N

O 1

O O

1 O

tH -"t tH in

E •M- cO CM CM

O O

1

O O

1

Hf tH CO CM

O* ro ■M- C

0 1

O O O

in in CO

8 •M- co CM en

O 0

1 0 0

1

IO 00 00 (D

lO 00 O»

O » • *.

O

1 0 O

1 O

CO cO CM N

tH ID ro

O » * *

O 1

O 1

O O

l

tH CM ro 0>

CO Hf ro ro

rM

O O

1 O

1 tH

tH CD

M- ro 00 CO

Z « » » »

O O CM 0

^ _ in

CD O co 0> in ro

1 1 CM tH m

< O - » *

0 O O 0

0 ) 5 1 1

0 ^{00 00}

00 0 ro CM

*4—

0 0

1 O

1 0

1

cO CO 00 cg

•M- tH CM 0

X » - « *

O 1

O O

1 tH

1

CM LO 00 ro

O CD cO

• X * * » *

O O CM

1 O

1

CM IV cO M-

■M- O O CM

O

1 O

1

O O

1

00 ■M- 00

0 00 tH ro ■ci

JO » « * •

CM , O CM

1 1 tH 1

X < 00 O O

WydobycieT/dobę- liczbyrzeczywiste

Dla określenia wpływu wa runków górniczo-geologicznych na wyniki pro­

dukcyjne wyznaczono funkcje wydobycia i wydajn oś ci po uprzednim wystanda- ryzowaniu wskaźników. W y ni ki obliczeń przedstawiono w tabelach 1 i 2.

Standaryzację przeprowadzono celem wyeliminowania wpływu jednostek miary na współczynnik regresji. Dla zobrazowania zmienności wpływu w a ­ runków górniczo-geologicznych na wyniki produkcyjne w tabelach 3 i 4 ze­

stawiono odpowiednie b.^ wg wielkości pierwotnych. Tabele 1 i 2 um oż li­

wiaj? analizę bA zarówno w pionie jak i poziomie, tabele 3 i 4 umożli­

wiaj? tylko analizę w pionie wskazujęc zróżnicowane oddziaływanie tej sa­

mej cechy na wyniki produkcyjne.

Z pr zeprowadzonych obliczeń na uwagę zasługuje: zróżnicowana moc od­

działywania w a r u n k ó w gó rniczo-geologicznych na wyniki produkcyj ne , jak rów­

nież zróżnicowane oddziaływanie tej samej cechy w zależności od rozwięza- nia te chnologicznego czy technicznego. Potwierdza to tezę o konieczności indywidualnej oceny poszczególnych wyników, jak również o konieczności zmiany wielkości planowanych wraz ze zmian? waru nk ów w danym gnieździe pro­

dukcyjnym.

LITERATURA

[i] Kozdrój M.: Organizacja i podstawy automatyzacji zarz?dzania w kopal­

niach węgla kamiennego. Wyd. Ślęsk, Katowice 1975.

("21 Przybyła H.: Model organizacyjnej synchronizacji robót przygotowaw­

czych z eksploatacyjnymi. Praca doktorska - Zeszyty Naukowe Pol. Śl?- skiej s. Górnictwo 1975.

[3] Volk W.: Statystyka stosowana dla inżynierów. WNT, Wa rszawa 1973.

[4] Warunki i kryteria obiektywizacji oceny wyników produkcyjnych. Prace wł asne zespołu ekonomiki i badań operacyjnych Inst. Org. i Ekon. Gór.

BJIHHHHE rOPHO-rEOJIOrHHECKHX yCJIOBH0

HA nP0H3B0HCTBEHHHE PE3yjIBTATH KOMEA0HHX JIAB

P e 3 k m e

B d a T b e p accM aT p H BaBT C H ip n B03MoatHbtx c n o c o ó a onpeflejieHHH . b jih h h h h r o p - H O - re o a o rn q e c K H x y c jio B n ä Ha np0H3B0flcTBeHH He ycJiO BH fl KOMÖaäHOBbix j ia B . Ilp n - BOÄHTOH MeTOflHKa OnpefleJieHHH K03(J<J>HIiHeHT0B 3aT py^HeHHH H K aK BeK T O p a b " n "

p a3 M ep H oro n p o c ip a H C T B a , KOTopue cocTaBjiHioT ocoÖeHHOcTH onncHBaiomne ropHO- reojiorHHecKHe ycaoBHH.

J j i h o n p e sea e H H fl mohihocth B 0 3n eäo T BH H O T flejitH h x ocoßeHHO CTeö onHCHBaiomHx ro p H O - re o jio rH H e cK H e y cjio B H H n p e ^ n o jia ra e T C H HOHncjieHne pasHO oópasH O fl xoppeJiH - HHH Ha 0TaHj;apH3OBaHHbix o c o Ö s h h o c t ä x . CTaHAapH3aiiHio o co Ö e H H O cie ä npoBefleHHO H ejib B y c ip a H e H H H bxhh h ha eÄHHim H3MepeHHfl.

G EOLOGICAL CONDITIONS INFLUENCING PRODUCTIVITY IN CUTTER LONGWALLE

S u m m a r y

Three alternative means of determining the conditions have been pre­

sented. Stating impediment factors U as a ri ve ct or was described as conditioning the geological status of the wall. To define the particular influences correlation calculus methods have been adopted on standardized features. Standardization was emplyed to avoid influencing by respective u n i t s .