ZDOLNOŚĆ TRANSPORTOWA JAKO JEDNO Z KRYTE RIÓW OCENY EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACYJNEJ SYSTEMÓW TRANSPORTU TAŚMOWEGO

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 1978

Seriat GÓRNICTWO z. 94 Nr kol. 59t

TOMASZ DAŁKOWSKI RYSZARD KABAT

INSTYTUT GÓRNICTWA POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ WROCŁAW

ZDOLNOŚĆ TRANSPORTOWA JAKO JEDNO Z KRYTE­

RIÓW OCENY EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACYJNEJ SYSTEMÓW TRANSPORTU TAŚMOWEGO

W pracy za jedno z podstawowych kryteriów efektywności eksploatacyjnej, równoległe m.in. z kryterium realizacji celu funkcjonowania systemu, przyjęto stopień wykorzystania zdolności transportowej systemu. Wprowa­

dzenie różnych wariantów zdolności transportowej systemu pozwala identy­

fikować i mierzyć wpływ poszczególnych czynników na stopień wykorzysta­

nia zdolności transportowej systemu.

1. WST$P

Zagadnienie kryteriów oceny efektywności eksploatacyjnej systemów trans­

portu taśmowego ma podstawowe znaczenie zarówno dla projektowania nowych optymalnych systemów jak i dla modyfikacji i racjonalnej eksploatacji systemów już funkcjonujących. W pierwszym przypadku wnioskowanie o sys­

temie oparte jest na modelu matematycznym odwzorowującym najistotniejsze cechy systemu i jego otoczenie np. [1,5] i w drugim przypadku na podsta­

wie zaobserwowanej historii stanów systemu rzeczywistego np. [2,3], W obu przypadkach chodzi jednak o te sama kryteria ocenowa, jedynie infor­

macje w nich wykorzystywane zbierane są w różny sposób i mają różną wia­

rygodność.

Zaproponowane w artykule kryteria nie wyczerpują w całości zagadnienia wyboru kryteriów oceny efektywności eksploatacyjnej systemów transportu taśmowego. Świadomie ograniczono się do oceny sprawności funkcjonowania systemu transportowego wyraźnie za to rozgraniczając ocenę systemu funk­

cjonującego w określonym otoczeniu (t|zn.l przy określonych dopływach ma­

sy i określonym zapotrzebowaniu odbiorców) i ocenę ayatemu odosobnionego.

Pominięte tu miary wydajności i sprawności systemu oraz elementy oceny kosztów podano w [4] .

Prezentowane wyniki opracowano-dla analizy i syntezy systemów transportu taśmowego w układach wydobywczych górnictwa węgla brunatnego i rud miedZL Wydaje się jednak, że zawarta w nich koncepcja może byó z powodzeniem wy­

korzystana w systemach transportowych dowolnego typu.

34_________________________________________________ Dałkowski 1., Kabat R.

2. DEFINICJE

Niżej podano definicje podstawowych pojęó używanych w pracy.

W procesie eksploatacji elementów systemu transportu taśmowego wyróżnio­

no następujące stany:

Planowy postój obsługowy

Przenośnik zdatny lub niezdatny w sensie niezawodności obsługiwany plano­

wo (remont planowy, przygląd planowy, konserwacja planowa, przebudowa trasy) .

Postój awar.y.iny

Przenośnik niezdatny do użytkowania w wyniku losowo pojawiających się uszkodzeń lub tzw. awarii eksploatacyjnych. \

Planowy postój miedzyzmlanowy

Przenośnik planowo nie użytkowany i nie obsługiwany.

Postój wymuszony brakiem warunków współpracy

Przenośnik zdatny w sensie niezawodności nie użytkowany wskutek braku ciągłości przepływu w wyniku postoju awaryjnego lub obsługowego przynaj­

mniej jednego przenośnika na aktualnej drodze do zbiornika.

Postój wymuszony brakiem nadawy

Przenośnik zdatny w sensie niezawodności nie użytkowany mimo zachowanych warunków współpracy wskutek braku nadawy na wejściu systemu.

Postój wymuszony brakiem odbioru

Przenośnik zdatny w Bensie niezawodności nie użytkowany pomimo zachowa­

nia warunków wepółpraoy 1 dopływu nadawy na skutek braku odbioru na wyj­

ściu systemu (pełen zbiornik) . Postój wymuszony rewersją

Przenośnik zdatny w sensie niezawodności nie użytkowany na czas przebu­

dowy sprzężenia (zmiany współpracy) w punkcie rewersji.

Zdolność transportowa jako jedno.. 35

Postój decyzyjny - rezerwa

Przenośnik zdatny zatrzymany decyzyjnie z przyczyn innych, niż ww.

Wyróżnienie kilku pojęć zdolności transportowej systemu pozwala,jak się dalej okaże, zidentyfikować i zmierzyć wpływ różnych czynników na stopień wykorzystania zdolności transportowej systemu, przyjęty tu, rów­

nolegle z kryterium realizacji celu funkcjonowania systemu, za podstawo­

we kryterium oceny efektywności eksploatacyjnej systemu. Operowania przy tym pojęciem "przepływu maksymalnego", odizolowując od rzeczywistych charakterystyk dopływających na wejście systemu transportowego strumieni mas, stwarza możliwość wnioskowania przy jednorodnych stałych warunkach otoczenia i oceny samego systemu transportowego.

Czas dyspozycyjny systemu x

Czas planowo przenaczony na użytkowanie systemu.

d a znr mzm

gdzie i

- czas kalendarzowy,

t - czas planowych zmian nierób oczach, znr

tm2m - ozas planowego zawieszenia użytkowania systemu pomiędzy kolejnymi^ zmianami tzw. "międzyzmiana".

Uwaga:

W czasie dyspozycyjnym systemu poszczególne elementy systemu mo­

gą być obsługiwane planowo.

Przepływ maksymalny

Maksymalnie możliwa, z uwagi na sprzężenia i przepustowości elementów systemu, ilośó transportowanej masy^ tzn. przepływ przy założeniu "nasy­

cenia" (maksymalnego wykorzystania) dróg transportowych systemu.

Zdolność transportowa systemu w czasie kalendarzowym :

Przepływ maksymalny przy założeniu ciągłego użytkowania (bez żadnych po­

stojów) wszystkich elementów systemu w czasie kalendarzowym T^.

Zdolność transportowa systemu w czasie dyspozycyjnym Z„ 8...

Przepływ maksymalny przy założeniu ciągłego użytkowania wszystkich ele­

mentów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu Zachodzi: Zg/Z1 »

Zdolność transportowa systemu programowa Zj t s

Przepływ maksymalny w czasie dyspozycyjnym systemu z uwzględnieniem przerw w użytkowaniu elementów systemu wywołanych wyłącznie planową ob­

sługą techniczną elementów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu.

36 Dałkowski R . . Kabat R.

Uwagas wartośó zdolności transportowej Z^ zalety m.in. nie tylko od łącznego czaau przeznaczonego na obsługę planową elementów w czasie dys­

pozycyjnym. systemu, ale również od miejsca tych elementów w atrukturze syatemu 1 harmonogramu obsług planowych. ; np. równoczesna obsługa plano­

wa wszystkich elementów w danym ciągu szeregowym ma identyczny wpływ na Zj jak, o tym aan$m czasie trwania, obsługa planowa tylko jednego z ele­

mentów tego ciągu.

Zdolnośó transportowa syatemu - operacyjna Z^ :

Przepływ maksymalny w czasie dyspozycyjnym systemu z uwzględnieniem przerw w użytkowaniu elementów systemu wywołanych wyłącznie!

- planową obsługą techniczną elementów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu,

- dscyzjaml dyspozytora o postoju “rezerwa"

Zdolnośó transportowa systemu przy wymuszeniach ze strony nadawy Z,-:

Przepływ maksymalny w czasie dyspozycyjnym systemu z uwzględnieniem przerw w użytkowaniu elementów systemu wywołanych wyłącznie:

- planową obsługą techniczną elementów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu,

- decyzjami dyspozytora o postoju "rezerwa", - brakiem nadawy na wejściu systemu transportowego.

Zdolnośó transportowa systemu przy wymuszenlech ze strony odbioru Zr : Przepływ maksymalny w czasie dyspozycyjnym systemu z uwzględnieniem przerw w użytkowaniu elementów systsmu wywołanych wyłącznie i.

- planową obsługą techniozną elementów systemu realizowaną w czasie dyspozycyjnym systemu,

- decyzją dyspozytora o postoju "rezerwa",

- brakiem odbioru na wyjściu systemu transportowego.

Zdolnośó transportowa systemu - efektywna Z-, :

Przepływ maksymalny w czasie dyspozycyjnym systemu przy rzeczywistej eksploatacji elementów systemu, tzn. z uwzględnieniem przerw w użytkowa­

niu elementów wywołanych:

- planową obsługą techniczną elementów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu,

- decyzją dyspozytora o postoju "rezerwa",

- brakiem nadawy na wejściu systemu transportowego, - brakiem odbioru na wyjściu systemu transportowego, - awariami elementów systemu.

Przepływ rzeczywisty w systemie Z^ i

Przepływ uzyskany w danym okresie eksploatacji rzeczywistego systemu, tzn.

przy rzeczywistej eksploatacji systemu i rzeczywistych dopływach masy na jego aejśolu.

Zdolność transportowa jako Jedno.. 37

Oczywiście zachodzii

2 g ^ 2 ^ ^ Zg U Zg

Trzeba podkreślić, że u.zy3kanle konkretnych wartości zdolności transpor­

towych aystemii Zg ą Z^ wymaga opracowania szeregu algorytmów odwzorowu­

jących odpowiednie warunki eksploatacji w EMC techniką symulacji cyfro­

wej .

3. WSKAŹNIKI OCENOWE

Na bazie zdefiniowanych wyżej zdolności.transportowych systemów można tworzyć różne warianty wskaźników, biorąc za punkt odniesienia zdolność transportową w czasie kalendarzowym (grupa wskaźników W* (1+1) f

i « 1,2,...,7) lub w czasie dyspozycyjnym (grupę wskaźników w| (i+1) , i ■ 2,3,*»*,7 ) •

Niżej podano grupę wskaźników reprezentujących straty zdolności transpor­

towej w czasie kalendarzowym z tytułu poszczególnych przyczyn.

12 2 1 — Z«

I taks wskaźnik ■* • ■■■%■----

reprezentuje straty z tytułu wydzielenia czasu, dyspozycji ruchowej syste­

mu.

Z„ - Z, Wskaźnik Wlp ■ — g— 2_

reprezentuje straty z tytułu realizacji w czasie dyspozycyjnym systemu planowych obsług technicznych elementów systemu.

ni Zn ■ Zi Wskaźnik W:j » ■■ * —

reprezentuje straty z tytułu postojów decyzyjnych "rezerwa" elementów systemu.

Wskaźnik W**5 - —

reprezentuje straty z tytułu postojów elementów systemu wymuszonych bra­

kiem nadawy na wejściu systemu.

z «• z

Wskaźnik W ^ m . — ^ ■ ••

reprezentuje straty z tytułu postojów elementów systemu wymuszonych bra­

kiem odbioru na wyjściu systemu.

38 ___________________________________ Patkowski T., Kabat R.

Wskaźnik W ^ 7 » S , \

reprezentuje straty z tytułu postojów awaryjnyoh elementów systemu.

Wskaźnik W78 - ~.,S

reprezentuje straty z tytułu "nienasycenia" dróg transportowych na wej»

ściu systemu*

q 2g

Watom! as t : wskaźnik WT =* - ~ 1

reprezentuje wykorzystanie zdolności transportowej systemu w czasie ka­

lendarzowym.

Suma |ww. wskaźników równa jest jedności. W przypadku, gdyby któraś z przyczyn niewykorzystania zdolności transportowej systemu nie miała w danym okresie eksploatacji miejsca, wtedy odpowiedni wskaźnik równy jest zero.

Analogicznie do grupy wskaźników reprezentujących straty w wykorzystaniu zdolnośoi transportowej systemu w czasie kalendarzowym można utworzyó grupę wskaźników reprezentujących straty w wykorzystaniu zdolności tran­

sportowej systemu w ozaaie dyspozycyjnym, np,

w23 = _ 5 q _ f 2

2 2

Wskaźnikiem pomocniczym przy analizie wskaźników grupy W* ^1+1 ^ jest wskaźnik reprezentujący udział ozasu dyspozycyjnego w ozaaie kalen­

darzowym.

Eraktując wartośó Z1 - Zg lub Zg - Zg jako bezwzględną miarę strat zdolności transportowaj systemu w czasie kalendarzowym lub dyspozycyjnym, można odnosząc do tych wartości straty z poszczególnych przyczyn uzyskaó wskaźnik udziału danej przyczyny wśród innych przyczyn strat zdolności

23 ^2 “ ^3

np* wia “ z 1 _{- z} 8

Przedstawiona koncepcja oceny systemu transportu taśmowego pozwala oce- nlaó sam system, wyizolowany z układu wydobywczego albo też system tran­

sportowy łącznie z układem wydobywczym, którego jest jednym z elementów.

Straty zdolnośoi transportowej systemu związane z eksploatacją samego systemu transportu taśmowego ocenia się sumą wskaźników W “p + W ^ + W*7 lub odpowiednio w|^+ W ^ + . Natomiast straty z p r z y c ^ n wymuszonych przez górniczy układ wydobywczy ocenia się sumą wskaźników

przez górniczy ugf aa wyaooywczy ocenia się sumą wsi

»]2+ W^5 + lip + W78 lub odpowiednio M y + łć6 + w78

"2

Zdolność transportowa ,1alco jedno.. 39

Uzupełniającą miarą wymuszeń ze strony układu wydobywczego są charakte­

rystyki probabilistyczne postojów przenośników wymuszonych brakiem nada­

wy na wejściu systemu (informacja przypisana poszczególnym wejściom) oraz postojów wymuszonych brakiem odbioru na wyjścia systemu (informacja przypisana poszczególnym zbiornikom) .

4. WKIOSKI

1. Za jedno z podstawowych kryteriów efektywności eksploatacyjnej syste­

mów transportu taśmowego, równoległe m.in, z kryterium realizacji celu funkcjonowania systemu, przyjęto stopień wykorzystania zdolności transportowej systemu.

2. 'f/prowadzenia różnych wariantów zdolności transportowej systemu pozwa­

la identyfikować 1 mierzyć wpływ na stopień wykorzystania zdolności transportowej systemu takich czynników,jak:

- planowe zawieszenie użytkowania systemu,

- planowa obsługa elementów systemu w czasie dyspozycyjnym systemu, - postoje decyzyjne "rezerwa",

- brak nadawy na wejściu systemu transportowego,

- "nienasycenie" dróg transportowych na wejściu systemu, - brak odbioru na wyjściu systemu transportowego, - awaryjność elementów systemu.

W konsekwencji istnieje możliwość oceny systemu transportowego nieza­

leżnie od wymuszeń ze strony otoczenia lub z ich uwzględnieniem.

3. trak tyczne wykorzystanie przedstawionej koncepcji oceny systemu wyma­

ga opracowania algorytmów symulujących na EMC adekwatne warunki eks­

ploatacji systemu.

ł

LITERATURA

[l^J Bernardyn R., Dałkowski T., Digital m o d e l l i n g o f disposability of a certain class of continuous transport systems in brown coal mining.

Rroceedings "IS0RM*78", TOK, a. 613 - 622.

[2J Bernardyn R., Dałkowski T., Dokumenty źródłowe systemu informatyczne­

go "SEPAT" analizy I kontroli użytkowania transportu taśmowego w gór­

nictwie rud miedzi. Materiały Konferencji "Kiezawodnośó i trwałość maszyn I systemów maszynowych w górnictwie", Gliwice 78.

[3] Bernardyn R., Dałkowski T., Wydruki użytkowe systemu informatycznego

"SEPAT" analizy i kontroli użytkowania transportu taśmowego w górnic­

twie rud miedzi. Materiały Konferencji "Kiezawodnośó i trwałość ma s y n i systemów maszynowych w górnictwie”, Gliwice 78.

40 D ałkow ski. T . , K a b a t R.

[4] Dałkowski T., Modelowanie cyfrowe systemów transportu ciągłego {pra­

ca dokt.J, Wrocław 1977, sa. 95

[5] Dałkowski T., Mathematical modelling the systems of continuous trans­

port, Proceedings "ISORM'76'% WDN, s. 599 - 612,

TFAHCnCPTHAH COOCOEHDCTŁ KAK O iH O K3 L P E T E F K I C U 3 Ł 3 :

SKClUiyATAUKOBHOit SSSEECTKBHOCTK C E C T ^ S J E H IO ^ H O r O T FA H C ID FT A

?- e 3 » m e

C c h o e h k m KjEM Bcepnea a K c n u y s T e r H O E H o S d W s k t u e h o c t e » » e r e c Kprae- p a e M peeH E 3eU H H U3JIK !'r yHKrKOHKpOE£HEK C E C T eia ?

KP.XP.eVCK

z

zjwsbzb

y

3 pe3y.7iBTaTe eo3J50kho opbhhtb CHcreMy hbsçéechmo ot BEHysseHHOCTH co ctodohf oKpyaeHE»

zm

nx

TRANSPORT ABILITY AS ONE OP THE CRITERIA OP EVALUATION OP THE EFFICIENCY OP BAND TRANSPORT EXPLOITATION SYSTEM

S u m m a r y

Degree of transport ability utilization was assumed as one of funda­

mental criterion of exploitation efficiency together with the crite­

rion of the realization of the purpose of system functioning.The in­

troduction of various modifications of transport ability allows the identification and measurement'of the influence on transport ability utilization of such factors as - planned standstill of the system, - planned service of system elements in the system disposable time, - decisional standstill "reserve", - absence of material at the input of transport system, - inscefficient saturation of transport roads at the input of the system, absence of collecting at the output of transport system, - failures of system elements.

Therefore there is a possibility of system evaluation independently of environmental conditions or with taking them into account.

Practical abilization of the described conception of system evaluation requires working-out of algorithms symulating on EMC adequate condi­

tions of syBtem exploitation.