DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-289-298

Інноваційні перспективи підземної експлуатації вугільних родовищ

Андрій Олександрович Хорольський, Володимир Герасимович Гріньов, Олександр Рюрикович Мамайкін

Анотація


Запропоновано новий підхід щодо оцінки інноваційних перспектив експлуатації вугільних родовищ. Для вирішення завдання застосовано комплексний підхід, який базується на впровадженні неокласичної виробничої функції у вигляді моделі Солоу щодо аналізу стану у вугледобувній галузі, а також критеріїв прийняття рішень в умовах невизначеності для розробки рекомендацій щодо підвищення техніко-економічних показників. Встановлено, що ефективність функціонування підприємства можна оцінити співвідношенням потоків вхідних (капітал) та вихідних (рівень виробництва) ресурсів, при цьому суттєве значення має інноваційна складова. Аналіз співвідношень між потоками ресурсів дозволяють обрати оптимальні сценарії розвитку виробництва та сформувати принципи щодо проектування виробництва на певному етапі розвитку. Наукова новизна роботи полягає у встановленні закономірностей формування рівня ефективності підприємства з видобутку вугілля та розробці підходів щодо проектування виробництва з урахуванням області раціональної експлуатації. Виявлено, що кінцевий об’єм виробництва залежить не тільки від засобів механізації, гірничо-геологічних умов, витрат на придбання та обслуговування засобів механізації, але і від вірогідності виникнення того чи іншого сценарію виробництва, тому для опису гірничого виробництва обґрунтовано доцільність застосування стохастичних моделей. Оцінка поточного стану виробництва та прогнозування сценаріїв розвитку дозволяють сформувати «поведінкову модель» оперативного управління підприємством. Розроблено систему підтримки прийняття рішень, яка дозволяє оптимізувати параметри експлуатації, вибрати структуру технологічного циклу з заданим рівнем продуктивності, знизити собівартість видобутку. Особливу увагу приділено розробці програмного забезпечення для впровадження описаних підходів у виробництво.

Ключові слова


стохастична модель; сценарій виробництва; критерій прийняття рішень; раціональний рівень виробництва; оптимізація; прийняття рішень; програмне забезпечення

Повний текст:

PDF

Посилання


Amosha, A.I. and Solomatina, L.N. (2017), «Innovacionnoe razvitie promyshlennyh predprijatij v regionah: problemy i perspektivy», Jekonomika Ukrainy, Vol. 3, рр. 20–34.

Vovchenko, A.R and Grinev, V.G. (2008), «Problemy reformirovanija ugol'noj promyshlennosti Ukrainy», Ekonomika Ukrainy, Vol. 5, pp. 19–23.

Cherevatskij, D.Ju. (2018), «Ob jeksternal'noj jekonomike ugledobyvajushhih geterarhij», Jekonomika promyshlennosti, Vol. 4, рр. 72–86.

Grinev, V.G., Cherepovskij, P.V. and Deulenko, A.I. (2015), Innovacionnye perspektivy jekspluatacii ugol'nyh plastov krutogo padenija, Porogi, D., 180 р.

Grinev, V.G. (2008), «Ocenka perspektiv povyshenija jeffektivnosti poluchenija konechnoj produkcii iz uglja», Fіziko-tehnіchnі problemi gіrnichogo virobnictva, Vol. 11, pp. 126–135.

Guang, Н., Jinxin, N., Baisheng, N., Chalmers, D. and Zhuoming, Y. (2017), Calibration of Mine Ventilation Network Models Using the Non-Linear Optimization Algorithm. Energy, Vol. 31, pp. 11–19.

Fioroni, М., Letícia, С., Franzese, L., Seixas, J., Penna, В. and other (2014), «Logistic evaluation of an underground mine using simulation», Rem: Revista Escola de Minas, Vol. 67, рр. 447–454.

Amankwah, H. (2011), Mathematical Optimization Models and Methods for Open-Pit Mining, Linköping University, Linköping.

Mikaeil, R., Naghadehi, M., Ataei, M. аnd Khalokakaie, R.A. (2009), Decision support system using fuzzy analytical hierarchy process (FAHP), Vol. 54 (2), рр. 349–368.

Dehghani, H., Siami, A. and Haghi, P.A. (2017), «New model for mining method selection based on grey and TODIM», Journal of Mining and Environment, Vol. 8, рр. 49–60.

Opricovic, S. аnd Tzeng, G.H. (2007), «Extended VIKOR method in comparison with outranking methods», European Journal of Operational Research, Vol. 178, рр. 514–529.

Schniederjans, M.J., Hamaker, J.L. and Schniederjans, A.M. (2010), Information technology investment: Decision-making methodology, World Scientific Pub Co Inc., Singapore.

Vujić, S., Miljanović, I., Milutinović, A., Đorđević, D. and Gojković, N. (2011), «Multiattributive prediction of terrain stability above underground mining operations», Yugoslav Journal of Operations Research, Vol. 21, рр. 275–291.

Morin, M.A. (2002), Underground mine design and planning: complexities and interdependencies. Mineral Resources, рр. 197–215.

Grinev, V.G., Izakson, V.Ju. and Zubkov, V.P. (1999), Reshenie gornyh zadach na JeVM pri osvoenii rudnyh mestorozhdenij, Nauka, Novosibirsk, 215 р.

Horol'skij, A.A. and Grinev, V.G. (2018), «Ispol'zovanie dinamicheskogo programmirovanija dlja proektirovanija gornogo proizvodstva pri ogranichennyh resursah», Informacionnye tehnologii v obrazovanii, nauke i proizvodstve, [Online], available at: http://rep.bntu.by/handle/data/49907

Hrinov, V.G. and Khorolskyi, A.A. (2018), «Improving the Process of Coal Extraction Based on the Parameter Optimization of Mining Equipment», Ukrainian School of Mining Engineering, Vol. 60, рр. 1–10.

Schniederjans, M.J., Hamaker, J.L. and Schniederjans, A.M. (2010), Information technology investment: Decision-making methodology, World Scientific Pub Co Inc., Singapore.

Hurwicz, L. (1995), «What is the Coase Theorem?», Japan and the World Economy, Vol. 7, pp. 49–74.

Albright, S.C. (1993), «A Statistical Analysis of Hitting Streaks in Baseball», Journal of the American Statistical Association, Vol. 424, pp. 1175–1196.

Acemoglu, D. (2009), The Solow Growth Model. Introduction to Modern Economic Growth, Princeton University Press, Princeton, pp. 26–76.

Pisarenko, M.V. (2011), «Optimizacija osnovnyh parametrov shaht tipa shahta-lava», Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten', Vol. 1, pp. 48–51.

Khorolskyi, A.O. and Grin'ov, V.G. (2018), «Proektuvannja tehnologіchnih shem gіrnichogo virobnictva v umovah neviznachenostі», Fiziko-tehnicheskie problemy gornogo proizvodstva, Vol. 20, pp. 114–126.

Synkov, V.G., Grinev, V.G. and Horol'skij, A.A. (2016), «Ocenka urovnja vzaimosvjazi ochistnogo oborudovanija v sostave mehanizirovannogo kompleksa», Naukovі pracі DNTU. Іnformatika, kіbernetika, obchisljuval'na tehnіka, Vol. 22, рр. 124–131.

Horol's'kij, A.O., Grіn'ov, V.G. and Kalіushhenko, O.P. (2017), «Vdoskonalennja strukturi tehnologіchnih lancjuzhkіv ochisnogo obladnannja na osnovі optimіzacії merezhevih modelej», Forum gіrnikіv, Dnіpro, D., pp. 55–62.

Kellerer, H., Pferschy, U and Pisinger, D. (2004), Knapsack problems springer science+business media, 548 p.

Bellman, R. (1960), Dinamicheskoe programmirovanie, Inostrannaja literatura, M., 400 p.

Skiena, S. (2011), Algoritmy. Rukovodstvo po razrabotke, BHV-Peterburg, SPb, 720 p.

Karabyn, V., Shtain, B. and Popovych, V. (2018), «Thermal regimes of spontaneous firing coal washing waste sites», News of the National Academy. Geology and Technical sciences, Vol. 429, Kazakhstan, pp. 64–74.

Starodub, Y., Karabyn, V., Havrys, A., Shainoga, I. and Samberg, A. (2018), «Flood risk assessment of Chervonograd mining-industrial district», Remote Sensing, Germany.

Horol's'kyj, A.O. and Grin'ov, V.G. (2017), «Systemni pryncypy ta ocinochnyj kryterij nadijnosti pry optymizacii' tehnologichnyh shem vugil'nyh rodovyshh», Visnyk ZhDTU. Tehnichni nauky, Vol. 2 (80), рр. 199–207.

Horol's'kyj, A.O. and Grin'ov, V.G. (2018), «Formuvannja struktury kompleksnogo mehanizovanogo vyboju z zadanym rivnem vydobutku», Suchasni innovacijni tehnologii' pidgotovky inzhenernyh kadriv dlja girnychoi' promyslovosti i transportu, NGU, Dnipro, рр. 31–39.

Grinev, V.G. and Horol'skij, A.A. (2017), «Sistema podderzhki prinjatija reshenij pri razrabotke mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh», Gorno-geologicheskij zhurnal, Vol. 51, pp. 18–24.

Horol'skij, A.A. and Grinev, V.G. (2018), «Vybor scenarija osvoenija mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh», Geologija i ohrana nedr, Vol. 3, pp. 68–75.

Horol'skyj, A.A., Grynev, V.G. and Sunkov, V.G. (2016), «Obosnovanye vozmozhnosty prymenenyja klassycheskoj teoryy grafov dlja vubora kompleksov gornogo oborudovanyja», Suchasni innovacijni tehnologii' pidgotovky inzhenernyh kadriv dlja girnychoi' promyslovosti i transport, NGU, Dnipro, рр. 57–64.

Khomenko, O., Kononenko, M. and Myronova, I. (2017), «Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining», Mining Of Mineral Deposits, Vol. 11 (2), pp. 59–67.

Mamaikin, О., Kicki, J., Salli, S. and Horbatova, V. (2017), «Coal industry in the context of Ukraine economic security», Mining of Mineral Deposits, National Mining University, Vol. 11, Dnepr, рр. 17–22.

Khomenko, O., Kononenko, M. and Myronova, I. (2013), «Blasting works technology to decrease an emission of harmful matters into the mine atmosphere», Mining of Mineral Deposits, pp. 231–235.

Tolkach, O.M. and Sobolevs'kyj, R.V. (2011), «Obg'runtuvannja optymal'nogo metodu interpoljacii' geologorozviduval'nyh danyh na bazi programnogo zabezpechennja SURFER», Visnyk ZhDTU. Tehnichni nauky, Vol. 1, рр. 135–141.

Tolkach, O.M., Sobolevs'kyj, R.V. and Stenjuk, M.P. (2012), «Pobudova regresijnoi' modeli vzajemozv’jazkiv osnovnyh pokaznykiv jakosti pirofilitovyh slanciv», Visnyk ZhDTU. Tehnichni nauky, Vol. 60, рр. 134–138.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Амоша А.И. Инновационное развитие промышленных предприятий в регионах: проблемы и перспективы / А.И. Амоша, Л.Н. Соломатина // Экономика Украины. – 2017. – № 3. – С. 20–34.
  2. Вовченко А.Р. Проблемы реформирования угольной промышленности Украины / А.Р. Вовченко, В.Г. Гринев // Экономика Украины. – 2008. – № 5. – С. 19–23.
  3. Череватский Д.Ю. Об экстернальной экономике угледобывающих гетерархий / Д.Ю. Череватский // Экономика промышленности. – 2018. – № 4. – С. 72–86.
  4. Гринев В.Г. Инновационные перспективы эксплуатации угольных пластов крутого падения / В.Г. Гринев, П.В. Череповский, А.И. Деуленко. – Д. : Пороги, 2015. – 180 с.
  5. Гринев В.Г. Оценка перспектив повышения эффективности получения конечной продукции из угля / В.Г. Гринев // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва. – 2008. – № 11. – С. 126–135.
  6. Calibration of Mine Ventilation Network Models Using the Non-Linear Optimization Algorithm. Energy / Х.Guang, Н.Jinxin, N.Baisheng, D.Chalmers, Y.Zhuoming. – 2017. – № 31. – Р. 11–19.
  7. Logistic evaluation of an underground mine using simulation / М.Fioroni, С.Letícia, L.Franzese, J.Seixas, В.Penna and other // Rem: Revista Escola de Minas. – 2014. – № 67. – P. 447–454.
  8. Amankwah H. Mathematical Optimization Models and Methods for Open-Pit Mining / Н.Amankwah. – Linköping : Linköping University, 2011.
  9. Decision support system using fuzzy analytical hierarchy process (FAHP) / R.Mikaeil, M.Naghadehi, M.Ataei, R.A. Khalokakaie. – 2009. – № 54 (2). – Р. 349–368.
  10. Dehghani H. New model for mining method selection based on grey and TODIM / Н.Dehghani, A.Siami, P.A. Haghi // Journal of Mining and Environment. – 2017. – № 8. – Р. 49–60.
  11. Opricovic S. Extended VIKOR method in comparison with outranking methods / S.Opricovic, G.H. Tzeng // European Journal of Operational Research. – 2007. – № 178. – Р. 514–529.
  12. Schniederjans M.J. Information technology investment: Decision-making methodology / M.J. Schniederjans, J.L. Hamaker, A.M. Schniederjans. – Singapore : World Scientific Pub Co Inc., 2010.
  13. Multiattributive prediction of terrain stability above underground mining operations / S.Vujić, I.Miljanović, A.Milutinović, D.Đorđević, N.Gojković // Yugoslav Journal of Operations Research. – 2011. – № 21. – Р. 275–291.
  14. Morin M.A. Underground mine design and planning: complexities and interdependencies. Mineral Resources. / M.A. Morin. – 2002. – Р. 197–215.
  15. Гринев В.Г. Решение горных задач на ЭВМ при освоении рудных месторождений / В.Г. Гринев, В.Ю. Изаксон, В.П. Зубков. – Новосибирск : Наука, 1999. – 215 с.
  16. Хорольский А.А. Использование динамического программирования для проектирования горного производства при ограниченных ресурсах / А.А. Хорольский, В.Г. Гринев // Информационные технологии в образовании, науке и производстве. – 2018 [Электронный ресурс]. – Режим доступу : http://rep.bntu.by/handle/data/49907.
  17. Hrinov V.G. Improving the Process of Coal Extraction Based on the Parameter Optimization of Mining Equipment / V.G. Hrinov, A.A. Khorolskyi // Ukrainian School of Mining Engineering. – 2018. – № 60. – Р. 1–10.
  18. Schniederjans M.J. Information technology investment: Decision-making methodology / M.J. Schniederjans, J.L. Hamaker, A.M. Schniederjans. – Singapore : World Scientific Pub Co Inc., 2010.
  19. Hurwicz L. What is the Coase Theorem? / L.Hurwicz // Japan and the World Economy. – 1995. – № 7. – Р. 49–74.
  20. Albright S.C. A Statistical Analysis of Hitting Streaks in Baseball / S.C. Albright // Journal of the American Statistical Association 88. – 1993. – № 424. – Р. 1175–1196.
  21. Acemoglu D. The Solow Growth Model. Introduction to Modern Economic Growth / D.Acemoglu. – Princeton : Princeton University Press, 2009. – Р. 26–76.
  22. Писаренко М.В. Оптимизация основных параметров шахт типа «шахта-лава» / М.В. Писаренко // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – № 1. – С. 48–51.
  23. Хорольський А.О. Проектування технологічних схем гірничого виробництва в умовах невизначеності / А.О. Хорольський, В.Г. Гріньов // Физико-технические проблемы горного производства. – 2018. – № 20. – С. 114–126.
  24. Сынков В.Г. Оценка уровня взаимосвязи очистного оборудования в составе механизированного комплекса / В.Г. Сынков, В.Г. Гринев, А.А. Хорольский // Наукові праці ДНТУ. Інформатика, кібернетика, обчислювальна техніка. – 2016. – № 22. – С. 124–131.
  25. Хорольський А.О. Вдосконалення структури технологічних ланцюжків очисного обладнання на основі оптимізації мережевих моделей / А.О. Хорольський, В.Г. Гріньов, О.П. Каліущенко // Матеріали міжнар. конф. – Д. : Дніпро, 2017. – С. 55–62.
  26. Kellerer H. Knapsack problems springer science+business media / H.Kellerer, U.Pferschy, D.Pisinger. – 2004. – 548 p.
  27. Беллман Р. Динамическое программирование / Р.Беллман. – М. : Иностранная литература, 1960. – 400 с.
  28. Скиена С. Алгоритмы. Руководство по разработке / С.Скиена. – СПб : БХВ-Петербург, 2011. – 720 с.
  29. Karabyn V. Thermal regimes of spontaneous firing coal washing waste sites / V.Karabyn, B.Shtain, V.Popovych // News of the National Academy. Geology and Technical sciences. – Kazakhstan. – 2018. – № 429. – Р. 64–74.
  30. Flood risk assessment of Chervonograd mining-industrial district / Y.Starodub, V.Karabyn, A.Havrys, I.Shainoga, A.Samberg // Remote Sensing. – Germany. – 2018.
  31. Хорольський А.О. Системні принципи та оціночний критерій надійності при оптимізації технологічних схем вугільних родовищ / А.О. Хорольський, В.Г. Гріньов // Вісник ЖДТУ. Технічні науки. – 2017. – № 2 (80). – С. 199–207.
  32. Хорольський А.О. Формування структури комплексного механізованого вибою з заданим рівнем видобутку / А.О. Хорольський, В.Г. Гріньов // Сучасні інноваційні технології підготовки інженерних кадрів для гірничої промисловості і транспорту. – Дніпро : НГУ, 2018. – С. 31–39.
  33. Гринев В.Г. Система поддержки принятия решений при разработке месторождений полезных ископаемых / В.Г. Гринев, А.А. Хорольский // Горно-геологический журнал. – 2017. – № 51. – С. 18–24.
  34. Хорольский А.А. Выбор сценария освоения месторождений полезных ископаемых / А.А. Хорольский, В.Г. Гринев // Геология и охрана недр. – 2018. – № 3. – С. 68–75.
  35. Хорольский А.А. Обоснование возможности применения классической теории графов для выбора комплексов горного оборудования / А.А. Хорольский, В.Г. Гринев, В.Г. Сынков // Сучасні інноваційні технології підготовки інженерних кадрів для гірничої промисловості і транспорт. – Дніпро : НГУ, 2016. – С. 57–64.
  36. Khomenko O. Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining / О.Khomenko, М.Kononenko, І.Myronova // Mining Of Mineral Deposits. – 2017. – № 11. – Р. 59–67.
  37. Coal industry in the context of Ukraine economic security / O.Mamaikin, J.Kicki, S.Salli, V.Horbatova // Mining of Mineral Deposits. – Dnepr : National Mining University, 2017. – № 11. – Р. 17–22.
  38. Khomenko O. Blasting works technology to decrease an emission of harmful matters into the mine atmosphere / О.Khomenko, М.Kononenko, І.Myronova // Mining of Mineral Deposits. – 2013. – Р. 231–235.
  39. Толкач О.М. Обґрунтування оптимального методу інтерполяції геологорозвідувальних даних на базі програмного забезпечення SURFER / О.М. Толкач, Р.В. Соболевський // Вісник ЖДТУ. Технічні науки. – 2011. – № 1. – С. 135–141.
  40. Толкач О.М. Побудова регресійної моделі взаємозв’язків основних показників якості пірофілітових сланців / О.М. Толкач, Р.В. Соболевський, М.П. Стенюк // Вісник ЖДТУ. Технічні науки. – 2012. – № 60. – С. 134–138.




Copyright (c) 2019 Андрій Олександрович Хорольський, Володимир Герасимович Гріньов, Олександр Рюрикович Мамайкін

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.