РОЗДІЛ 2
МЕТОДОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ЕНЕРГООЩАДНОГО
ВИДОБУТКУ КОРИСНИХ КОПАЛИН
2.1. Обґрунтування методу дослідження гірничих систем
Сьогодні необхідні фундаментальні методи вивчення, розробки й впровадження у
виробництво інноваційних енергоощадних технологій видобутку і переробки
корисних копалин. Роз’єднаність та іноді безсистемність наукових напрямків
гірничої справи не дає необхідних позитивних результатів. Така роз’єднаність
стала стимулятором нагромадження різних відомостей, у тому числі емпіричного й
абстрактного змісту. Відома нерозривність частинного й загального ще належною
мірою не реалізована серед фахівців гірничої промисловості. Так, Л.І. Барон і
його школа [66] справедливо трактують процеси руйнування гірських порід
імовірнісними. Вони закріплюють дослідження емпіричними залежностями по окремих
параметрах, необхідних при створенні машин для видобутку корисних копалин. При
цьому звертається увага на необхідні частковості в процесах руйнування породних
масивів при видобутку корисних копалин. Дослідження заглиблюються й
деталізуються. Приймається й ураховується усе більше параметрів, без належного
обґрунтування їхньої кількості. Прикладом цьому є рівняння для розрахунку
зусиль на робочому інструменті, наведене в [9], де з восьми співмножників, що
визначають зусилля, сім коефіцієнтів знаходять експериментально. Для розрахунку
максимального зусилля різання необхідно для всіх емпіричних коефіцієнтів
вибрати із множини змінних умов конкретні чисельні значення кожного. Ці
значення не мають обґрунтованих функціональних зв'язків з іншими коефіцієнтами
й силою різання, яка визначається.
Прихильники загальності, одним з родоначальників якої є М.І. Слободкин [67;
68], продовжують розвивати аналітичні узагальнення механіки процесів руйнування
з елементами зайвої спільності по деяких її розділах. Широке застосування
математичного апарату для розрахунку потужності двигуна гірничої машини [69]
представлене аналітичним розрахунком, що охоплює функціонально взаємозалежні
параметри робочого органа гірничої машини й породного масиву. Але цього
недостатньо, тому що не враховуються найбільш важливі особливості механіки
руйнування гірських порід - пластичні властивості й тріщинуватість у процесі
відділення стружки. Без урахування цих особливостей не можна визнати
математичну модель потужності приводу адекватну необхідній у реальних
виробничих умовах.
Представники зазначених напрямків заслуговують поваги, їхні праці надали
істотну допомогу розвитку гірничої справи й ще тривалий час будуть корисним
джерелом плідної творчості. Однак їхня роз'єднаність не зможе у світлі сучасних
вимог науково-технічного прогресу поліпшувати розкриття процесів і
закономірностей ефективного руйнування породного масиву. У сучасних умовах
усунення цієї роз'єднаності здійснюється у випадку застосування критеріального
методу [70; 71]. Він заснований на інтерактивних системному аналізі й синтезі
процесів функціонування систем типу ”Породний масив – робочий орган – привід ”
(ПМРОП). Функціонування гірничих систем здійснюється в умовах стохастично
мінливих зовнішніх впливів. Вони обумовлені зміною в просторі й часі
фізико-механічних властивостей породного масиву, що підлягає руйнуванню й
експлуатаційних характеристик системи ПМРОП. Розрахунок і вибір параметрів і
режимів функціонування системи не є однозначним. Необхідний розгляд повної
схеми взаємозв'язків і вибір алгоритму рішення. Для цього вся сукупність
параметрів розділена [72] на вхідні, вихідні керуючі та некеруючі (випадкові).
Одержання достовірних відомостей про функціонування системи ПМРОП проводиться
за допомогою попереднього системного аналізу елементів і самої гірничої
системи.
Засоби ведення гірничих робіт істотно розрізняються в силу специфіки їхніх
функцій. Узагальнення проведене шляхом накладення кінематичних, технологічних,
конструктивних, технічних, експлуатаційних [73; 73] функціональних зв'язків. Ці
зв'язки й формують структуру системи або структурного елемента. Різні
сполучення останніх і визначають структуру й метод створення нової
високопродуктивної і енергоощадної техніки і технології. Будь-які функціональні
елементи можуть бути представлені як структура елементів, а при накладенні
відповідних зв'язків і виродженні структурних елементів вдається створити
структурну схему для системного аналізу функціонування системи ”Породний масив
– робочий орган – привід ”. Для створення системи ПМРОП, визначення її
раціональних параметрів і режимів функціонування обрані методи системотехніки
дослідження операцій і аналізу системи.
Основним питанням при створенні й оптимізації функціонування є здатність
повніше оцінити ефективність кожного об'єкта або групи об'єктів, які входять у
гірничу систему. Гнучкість методик і універсальність узагальнюючих методологій
рішення зазначеної проблеми є системний аналіз. Його основні принципи полягають
у тім, що кожна система визначається завданням об'єктів, властивостей і
зв'язків. Одним з головних питань при системному аналізі є встановлення
адекватних обмежень, що накладають на систему. Обмеження вибирають із
призначення системи примушуючих зв'язків, які повинні бути сумісні із метою.
Усяка система є підсистемою якоїсь більш загальної системи. Тому при вивченні
будь-якої системи необхідне розумне сполучення диференціальних і інтегральних
підходів для систематизації окремих об'єктів, властивостей і зв'язків.
Реалізація раціонального функціонування досягається шляхом операцій
послідовного наближення й ідентифікації умов, мети й можливостей. Складна
система вивчається за
- Київ+380960830922