Обоснование и разработка методики комплексной оптимизации параметров технологий проведения горных выработок при автоматизации и роботизации технологических процессов

Цель работы: обоснование и разработка методики комплексной оптимизации параметров технологий проведения горных выработок при автоматизации и роботизации технологических процессов для повышения безопасности и эффективности ведения горных работ в угольных шахтах. Основная идея работы заключается в интеграции методов имитационного моделирования в эволюционный алгоритм оптимизации основных параметров автоматизируемых и роботизируемых технологий проведения горных выработок при комплексном учёте влияния динамики и вероятностной природы технологических процессов, с разрешением противоречий между условиями безопасности и эффективности ведения горных работ. Для решения поставленных задач применялся комплекс методов: системно-функциональный подход в рамках методологии системно-функционального моделирования IDEF0, теория множеств, комбинаторный анализ для решения первой задачи; теория оптимизации и системный анализ для решения второй задачи; имитационное моделирование, методы верификации и валидации имитационных моделей, эвристическая оптимизация эволюционным алгоритмом, теория вероятностей и математическая статистика, теория планирования эксперимента для решения третьей задачи. В результате получено решение научно-технической задачи выбора оптимальных параметров типовых комбайновых и буровзрывных технологий проведения горизонтальных и наклонных горных выработок с частичной и полной автоматизацией и роботизацией технологических процессов, разрешающее противоречия между требованиями одновременного обеспечения безопасности и эффективности горных работ, что имеет существенное значение для развития угольной отрасли страны. Научное значение работы заключается в развитии неклассических методов эволюционной оптимизации параметров типовых технологий проведения горных выработок комбайновым и буровзрывным способами при комплексном учёте влияния динамики и вероятностной природы технологических процессов, а также уровней их автоматизации и роботизации. Практическое значение работы заключается в обосновании оптимального назначения автоматизации и роботизации в основные технологические процессы типовых технологий проведения горных выработок без постоянного присутствия людей в забоях, с целью повышения безопасности и эффективности горных работ.