автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка и исследование системы информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованна Уральская государственная горно-геологическая академия

РАЗРАБОТКА й ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНОТЕКНОЛОГЙЧЕСШИ ОВЪШАИИ

Специальность 06.13.07 -"Автоматизация технологических процессов и производств ( промышленность)"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

РГ6 от - 5 ИЮН 1995

На правах рукописи

ЛЯДСКИЙ ВЛАДИМИР ЛЬВОВИЧ

Екатеринбург 1995

Работа выполнена на кафедре автоматизации производственных процессов Уральской государственной горно-геологической академии.

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор техн. наук, профессор ТРОП А.Е.

Научный консультант - доктор техн. наук, профессор П0Л0В0В Б. Д.

Официальные оппоненты - доктор техн. наук, профессор ДЕРГУНОВ Н. П.,

- кандидат техн. наук, доцент ПЕТРОВ Ю. С.

Ведущая организация - институт горного дела (ИГД), > г. Екатеринбург

Защита диссертации состоится 23 июня 1995 года на заседании диссертационного совета Д 063.03.01, в Уральской государственной горно-геологической академии по адресу: 620219, Г.Екатеринбург, ГСП-126, ул. Куйбышева 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии;

Автореферат разослан мая 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

' " Прокофьев Е. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• •

Актуальность работы. Современный этап : развития горного производства характеризуется ростом глубины разработок, мощности горнодобывающих предприятий, скорости продвижения горных работ и др. При этом возрастает протяженность и размеры рабочих пространств забоев, лав, уступов подготовительных выработок, транспортных и вентиляционных выработок и траншей,^ (то есть массивы горных пород, подвергшиеся техноге шому воздействию), которые в дальнейшем определены как горнотехнологические объекты, Состояние горнотехнологических объектов карьеров (разрезов), шахт и рудников определяет безопасность и надежность рабочих процессов. Деформационные проявления, обусловленные факторами горным и газовым давлениями, структурой и физико-химическими свойствами массива, нередко являются причинами катастроф и гибели людей, связаны со значительными затратами на проведение про-тиводеформационных мероприятий и ликвидацию последствий аварий.

Вместе с тем многие горнотехнологические объекты горных предприятий являются управляемыми объектами. Так устойчивость бортов и уступов карьеров во многом определяется уровнем грунтовых вод, который регулируется управляемыми водоотливными установками скважин.или специальных водоотливных шахт и шурфов. Внезапные выбросы угля, .'породы и газа могут быть исключены управлением средствами дегазации. Влияние на эти процессы имеет перемещение автоматически управляемой крепи и многое другое.

Таким образом, состояние горнотехнологических объектов может управляться как автоматически, так и автоматизированно (включая сюда организационные и технологические факторы -скорость продвижения горных работ и др.). Реализация таких систем требует информационного обеспечения.

Целью диссертации является разработка и исследование систем информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами, представляющих упорядоченную совокупность способов контроля, средств измерений, вспомогательных устройств, каналов связи и преобразователей, срабатывающих оперативную информацию, обеспечивающую повышение эффективности управления состоянием горнотехнологических объектов.

Основная идея работы состоит в установлении взаимосвязей.

- г -

характеризующих горнотехнологические объекты как объекты управления, формализации и моделирования систем контроля, приводящих к выбору способов и средств получения и обработки информации, формировании систем информационного обеспечения управления состоянием горнотехнологических объектов, определении условий использования системы в различных природных и технических условиях.

Научные положения, защищаемые автором, заключаются в следующем. 1. Установлена совокупность классификационных признаков, характеризующая управляемый горнотехнологический объект; разработана классификация объектов управления, исходя из которой обоснованы структура модели управления горнотехнологическими объектами и ее возможные варианты.

2. Сформулирован, теоретически обоснован и реализован в системе информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами вариант метода гарантированного прогноза, отличающийся минимаксным оцениванием показателя состояния объекта.

3. Установлено, что параметры размещения датчиков на объекте и периодичность измерений взаимосвязаны с динамикой изменения состояния горнотехнологиического объекта.

4. Сформированы варианты построения системы информационного обеспечения управления состоянием горнотехнологических объектов и установлена их приоритетность.

5. Разработаны, исследованы и реализованы приборы и системы контроля управляемых горнотехнологических объектов шахт и карьеров.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается предоставленными статистическими материалами, сходимостью расчетных показателей предложенной модели гарантированного прогноза с результатами лабораторных и ' промышленных экспериментов, положительными результатами испытания и внедрения вариантов системы на Навоийском ГМК, Донском ГОКе и Коркинском разрезе ПО "Челябинскуголь".

Метода исследований включают изучение литературы, патентный поиск, теоретические и экспериментальные исследования, натурные наблюдения в лабораторных и производственных условиях. Для решения поставленных задач использованы методы математичесг. кого анализа, теория автоматического управления, моделирование

процессов на ЭВМ, системный анализ.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

Определены и обоснованы функции системы информационного обеспечения управления горнотсхнологическими, объектами; разработаны модели систем информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами; методика гарантированного прогноза состояния объекта, размещение средств контроля на объек'-тах и периодичность измерений их состояния; дана'количественна» оценка эффективности системы; установлены ньчболее приоритетные варианта модели системы для горнодобывающих предприятий с открытым и подземным способами разработки месторождений полезных ископаемых.

Научное значение диссертации состоит в выборе, обосновании структуры и построении системы информационного обеспечен»« управления, установлении взаимосвязей мезду характеристиками горнотехнологических объектов и показателями их текущего, прогнозируемого и критического состояния, количеством средств контроля, периодичностью и точностью измерений.

Практическое значение работы заключается в создании системы информационного обеспечения управления состоянием горнотехнологических объектов, позволяющей вести постоянный контроль и выработку управляющих воздействий.

Реализация работы осуществлялась в ходе выполнения- отраслевых научно-технических программ Минцветмета СССР и государственной компании "Росуголь", хоздоговорных работ по изготовлению информационной системы для Навоийского ГМК, Донского ГОК и Коркинского разреза.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Новые приборы и методы производства маркшейдерских работ", проводимом в 1989 г. в г. Москве на ВДНХ, на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Проблемы горного давления на больших глубинах при. ведении подземных и открытых работ", (НИГРИ, г. Кривой Рог, 1990), на Всесоюзном научно-техническом семинаре по проблемам разработки полезных ископаемых в условиях выссхогорья, (г.Бишкек, 1990 г.), на 1 и 2 Уральских горно-промышленных съездах (г. Екатеринбург. 1991г.; г. Нижний Тагил, 1993 г. ). Информационная система презентовалась на научно-технической и коммерческой выставке-

- '

ярмарке "Доходные технологии и производства горнодобывающей промышленности"(НИИОГР, 1992 г., г. Челябинск) и на выставке"Урал -конверсия, наука, бизнес - 94" (г. Екатеринбург, 1994 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в Тдйв* статьях и в трех информационных листках. По тематике работы защищено (^¡ШьЪ патентов и авторских свидетельств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, библиографического указателя (149 наименований), 10 приложений. Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 27 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Установлена совокупность классификационных признаков, характеризующая управляемый горнотехнологический объект. Разработана классификация, исходя из которой обоснованы структура модели управления горнотехнологическими объектами.

Классификация массивов горных пород, опасных по фактору оползневых явлений, осуществляется по назначению выработок, образующим породам, сроку службы, отношению высоты Нл и протяженности Ц деформации.

Принадлежность массива по признакам "группа пород" и "вид объекта" оказывает существенное влияние на эффективность диагностики состояния объекта. Этими признаками определяются количественные показатели, обусловливающие все основные параметры диагностики: точность; периодичность; принцип получения информации; количество пунктов средств контроля. Такими комплексными количественными показателями являются критические уровни, характеризующие переход горнотехнологического объекта в неустойчивое запредельное состояние. - Классификация горнотехнологических объектов, потенциальная опасность которых обусловлена проявлениями горного давления, при подземной разработке месторождений осуществляется по следующим признакам:

направления диагностики (статические проявления горного давления; сдвижение массивов; динамические проявления горного давления; удароопасность; газообильность; опасность прорывов подземных вод и плывунов; пожароопасность);

по комплексу природных классификационных признаков (глубина разработки; мощность пластов и рудных тел; углы падения; взаимное расположение пластов; вмещающие породы; тектонические нарушения); ,

технологические условия разработки(система вскрытия: система разработки и подготовительных работ; технология выемки; наличие (отсутствие) подработки пластов; вид крепи; управление горным давлением).

Сформулирован, теоретически обоснован и реализован в системе информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами вариант метода гарантированного прогноза, отличающийся минимаксным оцениванием.

Разработанная модель управления содержит шесть блоков (рис.1). Первый блок -определение исходной информации об объекте диагностики. На основании инженерно-геологических, гидрогеологических данных с учетом конкретных особенностей объекта выбираются показатели и устанавливаются их возможные величины, позволяющие оценить динамику состояния объектов. Второй блок модели - построение оптимальной наблюдательной сети и периодичности измерения путем реализации теоремы Котельникова. Третий блок включает измерения, выполняемые датчиками, устанавливаемыми с выбранным шагом.дискретности. Четвертый блок фиксирует уровень состояния объекта методом последовательного анализа, позволяющего по ограниченной выборке принимать решение о критическом состоянии объекта. Пятый блок осуществляет прогнозирование состояния объекта во времени на основе метода гарантированного прогноза. Шестой блок вырабатывает алгоритмы управления и выбор технических решений, адекватных текущему состоянию объекта.

Для прогноза состояния горнотехнологических объектов предложен вариант метода гарантированного прогноза. Модель случайного процесса изменения состояния горнотехнологичеекого объекта можно представить в виде

С^ (t) = Е о*? k(t), (1)

k-0

где «к-случайные величины, -детерминированные функции времени.

Метод прогнозирования состояния горнотехнологического объекта, пригодный в условиях ограниченности исходных данных.

Блок 1

Блок 2

Блок 3

Елок

Блок 5

Блок» 6

Объект диагностики

г

Получение исходной информации

}

Построение оптимальной наблюдательной сети, нахождение точности и периодичности измерений

1

Измерение состояния объекта

*

Фильтрация и фиксация уровня состояния объекта

■■1

Гарантированный прогноз

*

Выработка алгоритмов управления

■ 1 ■ ■

Рис. 1. Структурная схема модели управления состоянием горнотехнологических объектов

может быть построен на основе идей экстремального гарантированного или минимаксного оценивания . Принцип минимакса, т.е. расчет на наихудший случай, позволяет: решить задачу без привлечения каких-либо гипотез и допущений о стохастических свойствах прогнозируемого процесса; полностью использовать заданную исходную информацию; обеспечить гарантированную достоверность точность результатов прогноза.

Порядок составления алгоритма (рис.2,3), реализующего

метод гарантированного контроля:

1. В память ЭВМ последовательно вводится L контрольны* Номеров состояния горнотехнологического объекту G(t) в каждой lia его измеряемых точек в интервале времени t,' время прогноза |pr(i). Вводится определенное априорное значение ошибки измерений для положительного Ер и отрицательного Е0 экстремальных полиномов.

Рис.2. Порядок гарантированного прогноза состояния горнотехнологического объекта

2. Находятся значения дискрет экстремальных полиномов:

GPi(i) - G(i) + Ер; G^U) - G(i) - Е0.

(2) (3)

Положительный и отрицательный экстремальные полиномы равны:

t(i) - t(J)

Gp0l = Gta(i-l) + [Gp(i~D - G^Ci)]-

t(i) + t(j)

t(i) - t(J)

G„tr = Gp(i-l) + [G^(i-l) - Gp (i) J-

t(i) + t(J)

Ш

(5)

3. Для вычисленных значений (4) и (5) проверяются условия: Аро1<1)- Ср01(1) - 6(1) -Ер(1) > 0 , (6)

ЛщП)- е(1)ОоьгШ- Е0П) < О . (7)

4. Если условия (в), (7) не выпсишяются, то прогноз строится по результатам измерений, йачиная с ;)+!, то есть ¿-е значение "забывается". Если и при этом условия не выполняются, то отбрасывается уже ¿+1 измерение и т.д. При соблюдении условий (6),(7) определяется для момента времени 1„г (1) прогнозируемые состояния горнотехнологического объекта:

бргрШ- й^а-и-а.цшупш.-щ) + с^ы). (8) ШЫ)-Л

С^Ш- ЕйЛЬП-Су, У)ПуН(РЧО) + 6р, (1-1). (9) СШ-1)-,}]

5..Сравнивается найденное прогнозируемое значение положительного экстремального полинома в момент времени Трг с критическим значением состояния горнотехнологического объекта

Проведенные исследования на ЭВМ показали эффективность данной модели управления, ее способность отслеживать изменение состояния объектов при значительных динамических колебаниях. Вместе,с тем алгоритм обладает весьма существенным недостатком - в нем не учитывается возможное изменение величины ошибки со временем, то есть ширина трубки. Поэтому построение конуса прогноза по дискретным значениям экстремальных полиномов может быть затруднено. При заниженных значениях максимальных ошибок конус прогноза получается зауженным и алгоритм не успевает отследить изменения состояния объекта. Если же величины Ер, Ео взяты завышенными, трубка получается неоправданно широкой, что снижает точность прогноза. То есть величина трубки должна быть оптимальна. С этой целью предлагается алгоритм дополнить устройством подстройки ширины трубки.

Алгоритм подстройки реализован следующим образом.

1. Измеряются текущие значения случайной величины состояния горнотехнологического объекта.

(14Коне г] Рис.3. Алгоритм программы гарантированного прогноза

- IQ -

2. Определяются. последующие прогнозируемые значения случайной величины на один par вперед.

3. После измерения последующего значения случайной величины вычисляется разность между прогнозируемым значением величины и ее истинным значением:

Bj * GU+l) - Gpr(i+1). (10)

4. Для некоторой ограниченной выборки значений В,, начиная от п до i+1, осуществляется сравнение всех положительных значений В( тах с принятым априорно значением Ера и соответственно отрицательных значений В, mll, со значением Еоа:

V; (ID

Е0 < В, И1п -С \

¡> . (12) Ео > ®t №111 " D'

Величина С в уравнениях (11), (12) учитывает ошибку способа измерений и величину, равную среднеквадратическому отклонению 6 ,

0-6+W* (13)

где б > В> иах/4. Таким образом, неравенства (11), (12) обеспечивают значения ширины трубки прогноза не ниже величины С. Величина D в уравнениях (11), (12) обеспечивает ширину трубки, соизмеримую с величиной В, шах и В, nln с учетом ошибки измерений биак. В общем должно соблюдаться неравенство D > С.

б. Если для контролируемой выборки значений от j до i+1 ширина трубки выходит за пределы, определяемые неравенствами (И), (12), то система управления соответственно измеряет величины Ер и Б0. При этом с поступлением каждого последующего значения 1+1, 1+2 и т.д. соответственно "забываются" первые значения выборки п, п+1, ... и т. д.

Важным в реализации описанного устройства является

Ер>В, вах + С Ер<В, „„ + 0

определение оптимального объема выборки количества измерений, по которым определяются значения величин Ер и Е0. Если длина выборки G неоправданно мала, то система недостаточно устойчива, реагирует на одно или несколько <случайных отклонений Ер и Е„. Если выборка G напротив велика, система малочувствительна и не реагирует на изменения процесса. В простейшем случае величина выборки задается априорно, исходя из оценки характера наблюдаемого процесса.

Блок 2 реализуется следующим образом.

3. Для определения произвольной функции с ограниченным спектром на интервале Т необходимо задать N чисел N=T/Ät=2FBaxT, представляющих собой мгновенные функции, которые отсчитываются через интервалы времени* At. Если таких значений переменной в интервале Т должно быть одно, то N»1«2Fmax или At »1/2?пах.

2. По дискретным сигналам, измеренным с интервалом Ах, можно точно воспроизвести исходную Функцию при условии, что непрерывный сигнал f Ct) не содержит частот, больших Fnax, а мгновенные значения f(t) функции измеряются абсолютно точно.

Для определения оптимальной измерительной сети рассмотрим детерминированную функцию f(x), преобразование Фурье z(w„) которой непрерывно и ограничено полосой (-А1, ДП , то есть представляет непрерывную финитную функцию, равную нулю при К1>ДЬ: "

А. 1 «к L "

fit) "'« l/2rt X гШе dw. (14)

Функция z(«и) может быть представлена -рядом Фурье на интервале (-L, L) при условии, что L>AL:

ГО ( >

z(w„) = Е с* ехр ( 2я1по\ ) , (15)

п"-ю 2 й $2

где Ck = 1/2Й Хг(Юк) ехр ( гШпса, ) dw » g>£ f(jtri/ß). (16) -й 2Й 2Й При минимальной протяженности между точками измерений 2Я = 2А :

к>

f(x) - Е f(rtn/A) sinfA- (х-яп/А)3 . (17)

n"-~ A(t-im/A )

Из формулы (17) следует, что детерминированная функция fix), имеющая ограниченный диапазон распределения состояний горнотехнологического объекта, полностью определяется своими дискретными значениями в точках массива, расположенных на расстоянии 2Л/2Д друг относительно друга, где Д- максимальная пов-- торяемость смещений вдоль какой-либо из осей.

Сформированы варианты построения системы информационного обеспечения управления состоянием горнотехнологических объектов и установлена их приоритетность.

Исходя из рассмотренной классификации горнотехнологических объект-ов, установлено, что существует большое разнообразие условий работы системы и требований, предъявляемых к ней. В работе дана классификация вариантов системы информационного обеспечения управления по физической природе датчиков, месту их расположения и принципу размещения на горнотехнологическом объекте, виду связи с аппаратурой центрального поста, а также принципу передачи информации, месту ее обработки и по воздействию на объект управления.

Эффективность работы системы 3 определяется,.тремя комплексными критериями -точности ЦТ, надежности ЕН и экономичности 1/ЕУ:

3 - ЕЕ * ЕВ- / TU-.мах (18)

Критерий точности определяется погрешностью метода измерений и. инструментальной ошибкой средств контроля, точностью подсистем передачи и обработки информации и выбранной модели информационного обеспечения управления.

Критерий надежности определяется надежностью методов контроля и прогноза, работы средств контроля, подсистем передачи и обработки информации их ремонтопригодностью и универсальностью.

Критерий экономичности находится гю ущербу ЕУ вызванному деформацией:

£И • I <1-Рн)й* + PÄ 1 Р, + 3» . (19)

где Р9'- р1*'Рг*Рз - надежность обнаружения опасной деформации объекта; Pf- вероятность обнаружения изменения состояния горнотехнологического объекта - показатель качества; Рг - функция числа серии наблюдений; Р3 - функция числа контрольных точек

объекта. ЕУг - ущерб при внезапном проявлении аварии на горнотехнологическом объекте; Е Уе - затраты на локализацию аварии при своевременном обнаружении опасных деформаций; Ря - вероятность деформаций объекта; 3ц - затраты на контроль объекта.

На практике были реализованы подсистемы передачи информации с использованием проводной, радио- и комбинированной связью. Установлено,что в условиях горного предприятия для беспомеховой радиосвязи на дальность 3-5 км оптимальным является диапазон 27-41 МГц при мощности передатчика свыше 3 Вт.

Доказано, что для надежной передачи информации необходима ее 5-6 кратная повторяемость.

При реализации работы были разработаны три приоритетных варианта системы, в которых использовались фотоэлектрические кодовые и . растровые датчики ч магнитоуправляемые датчики. Системы обеспечивали передачу информации по запросу (с временным кодированием и с кодированием номера датчика), при достижении заданного состояния и с выдачей информации в установленное время при централизованной ее обработке. При подземной разработке перспективны распределенные системы информационного обеспечения управления и системы с датчиками электромагнитной и акустической эмиссии. Разработанные датчики смещения обеспечивали точность измерений до 0,1 мм. . .

Заключение

Совокупность научных положений, выводов, рассматриваемых в диссертации, позволяют решить актуальную задачу управления состоянием горнотехнологических объектов и имеет существенное значение для решения задач автоматического управления в горной промышленности. В диссертации разработана система информационного обеспечения управления горнотехнологическими объектами на основе сбора и переработки оперативной информации.

Наиболее существенные научные результаты диссертации заключаются в следующем. « . ■ ■

1. Вопросам теории и практики управления состоянием горнотехнологических объектов посвящено много исследований, результаты которых достаточно широко освещены в научной литературе. Однако вопросы управления состоянием этих систем с помощью

информационных систем практически не рассматривались. До настоящего .времени нет достаточно обоснованного подхода к построению модели управления' состоянием горнотехнологических объектов, а существующие модели управления основываются, как правило, на ручных методах измерения.

Проведенное сравнение вероятностно-статистических методов прогноза, показало, что эти методы недостаточно ориентированы на использование их в системах управления и реализацию на ЭВМ.

2. Дан анализ и произведена классификация различных типов горнотехнологических объектов управления: при открытой разработке - по типам горнотехнологических объектов, их срокам службы, типоразмерам, диапазонам изменения параметров и критическим параметрам; при подземной разработке, соответственно, - по виду, природным признакам горнотехнологических объектов, технологическим условиям их разработки, видам и группам используемых датчиков.

3. Построение модели управления состоянием горнотехнологических объектов производится, исходя из следующих критериев: 1) ве|оятностный характер модели; 2) использование различных физических параметров, но прежде всего смещения, "напряжение деформации в качестве критических уровней; ЗЬопределение размещения средств контроля и периодичности измерений; 4) оптимальный прогноз состояния объекта, установление точности и периода ретроспекции; ' 5) принцип непрерывности измерений.

4. Для повышения точности управления предложено комплексное прогнозирование несколькими методами по нескольким прогнозным параметрам и критическим уровням.

5. Разработанная модель информационного обеспечения управления включает: . 1)' получение исходной информации; 2) построение, оптимальной наблюдательной сети, нахождение точности и периодичности . измерений; 3) измерение состояния объекта; 4) фильтрацию и фиксацию уровня состояния объекта; 5) гарантированный • прггноз; 6). выработку алгоритмов управления.

6. Разработан вариант метода гарантированного прогноза;

: позволяющий полностью использовать заданную исходную информацию, обеспечить гарантированную достоверность и точность результантов прогноза./. Метод гарантированного прогноза позволяет ■повысить точность обеспечения управления гррнотехнологйческими

объектами за счет полного использования исходной информации, решить задачу без привлечения каких-либо гипотез и допущений о стохастических свойствах прогнозируемого процесса. Метод легко реализуется на ЭВМ. Применение различных по конструкции регуляторов повышает адаптивность модели, что позволяет адекватно оценивать состояние объектов управления в различных по назначению автоматических системах, что делает метод универсальным.

7. Применяемые в системе средства контроля- должны отвечать специальным критериям: автоматизация процесса съема информации об объекте; возможность съема информации оператором; минимальное потребление электроэнергии для обеспечения питания в течение длительного времени; максимальное использование серийно выпускаемой аппаратуры;* высокая точность измерений при значительных диапазонах изменения состояния объекта; надежная и длительная работа аппаратуры в большом диапазоне температур, в условиях высокой запыленности и загазованности.

8. В ходе реализации данного исследования разработаны: 1) датчики смещения, инклинометры и наклонометры с электромагнитными (содержащие блок магнитных головок и измерительный, по- ' крытый слоем феромагнетика, стержень), фотоэлектрическими (кодовыми и растровыми), индуктивными и магнитоуправляемыми датчиками-преобразователями; 2) датчики электромагнитной и аку-. стической эмиссии; 3) датчики уровня жидкости.

9. Выявлены приоритетные для исп^ьзования в системе информационного обеспечения средства контроля- магнитоуправляемые и растровые фотоэлектрические датчики смещения при открытой разработке и электромагнитной и акустической эмиссии при подземной разработке. Разработана и изготовлена вторичная аппаратура, проведены ее лабораторные и промышленные испытания.

' На практике были реализованы подсистемы с использованием проводной, радио- и комбинированной связи. . Установлено, что в условиях горного предприятия для беспомеховой радиосвязи на дальность 3-5 км оптимальным, является диапазон 27-41 МГц при мощности передатчикаосвыше 3 Вт.

Доказано, что для надежной передачи информации необходима ее 5-6 кратная повторяемость.

10. Установлено, что система информационного обеспечения; управления должна отвечать комплексным критериям: точности.

надежности и экономичности.

,11. Приведена классификация вариантов системы информационного обеспечения управления по физической природе датчиков, месту их расположения и принципу размещения на горнотехнологическом объекте, виду связи с аппаратурой центрального поста, а также принципу передачи информации, месту ее обработки и по воздействию на объект управления.

12. Разработаны три приоритетных варианта системы с использованием датчиков смещения при открытой разработке. В системах использовались фотоэлектрические кодовые и растровые датчики и магнитоуправляемые датчики, радио- и комбинированная связь. Системы обеспечивали передачу информации по запросу ( с временным кодированием и с кодированием номера датчика), при достижению заданного состояния и с' выдачей информации в установленное время при централизованной ее обработке. При подземной разработке перспективны распределенные системы информационного обеспечения управления и с использованием датчиков электромагнитной и акустической эмиссии.

Результаты исследования направлены на повышение эффективности управления горнотехнологическими объектами.

Разработанная система может быть использована в- гидротехническом, транспортном и гражданском строительстве для контроля состояния зданий и сооружений, плотин и дамб, как эффективное средство контроля и прогноза природных сейсмических явлений; в качестве уровнемеров при измерении уровней жидкостей в скважинах и резервуаров, для оценки состояния эксплуатируемых магистральных .трубопроводов, для контроля воздушного и водного бассейнов.

Варианты .системы информационного обеспечения управления внедрены на Навоийском горно-металлургическом комбинате, на Донском ГОКе, на Коркинском разрезе ПО "Челябинскуголь".

Публикация основных положений диссертации

!. Лядский В.Л. Способ предотвращения горного удара // Информ. листок о научн. техн. достижении / Свердл. межотрасл. террит. центр научн. - техн. информ. и пропаганды. - 1990.

- № 90-92. - 4 с.

2. Половов Б.Д., Лядский В.Л. Мониторинг состояния горнотехнических объектов системами автоматической диагностики// Известия УГИ. Сер. Горное дело. - 1993,- Вып.З. - С. 64-69.

3. Половов Б. Д., Лядский В. Л., Мартынов А. К. Система автоматического контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Изв. вузов. Горн. журн., 1991. - №12.

- С. 38-40. .

4. Половов Б.Д., Лядский В Л., Мартынов А. К. Система автоматического контроля деформаций массива горных пород // Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья: Тез. докл. 2-го всесоюзн. семинара. - Фрунзе: ФПИ, 1990. - С. 37-38.

5. Половов Б.Д., Лядский В.Л.. Мартынов А.К. Радиорепер-ная система диагностики деформаций массивов горных пород // Информ. листок о н-т достижении / Свердлов, межотрасл. террит. центр н.-т. информ. и пропаганды. - 1989. - №511-89. -4 с.

6. Троп А. Е., Лядский В. Л. Цифровой датчик перемещения-программно-задающее устройство : Инфорэд листок о научн. техн. достижении / Свердл. межотрасл. террит. центр научн.-техн. информации и пропаганды. - 1989, № 720-89. - 4 с. .

7. Патент. № 1265489. СССР. МКИ G01H 11/02. Датчик вибрации / В. Л. Лядский (Россия) - № 3888540/24-28; заявл. 24.05.85.// Открытия. .Изобретения.- 1986. - №39. - С. 133.

' 8. Патент.' №1301036. Россия. МКИ E21F5/00 Способ... предотвращения горных ударов / Засыпкин А. И., Лядский В.Л. (Россия). - № 3914989/22-03; заявл. 24.06.85.// Открытия. Изобретения,- 2987,- №12. - С. 267.

9. Патент № 1581841. Россия,, МКИ Е21С 39/00. Радиорепер-ная система для определения деформаций массива горных пород / Половов Б. Д., Лядский В. Л., Мартынов А. К., Пупышев А. В. (Россия).

- №4371118/31-03; заявл. 25.01.88.// Открытия. Изобретения.

- 1990,- №28. - С. 135.

- 18 -

10. Патент № 1647230. Россия. МКИ СО!В 7/04.-Устройство для .измерения линейных величин / Лядский В.Л. ..(Россия). -№ 4612026/24-28; заявл. 01.12.88.// 'Открытая. Изобретения. -1991. - № 17. - С. ИЗ. .

■ 11. Патент №1686163.' Россия. МКИ Е21С 39/00. Устройство для определения деформаций массива горных пород / В. Л. Лядский, Б.Д. Половов, А.К. Мартынов (Россия). - №4682725/31-03; заявл. 22.03.89.// Открытия. Изобретения. -1991, - №39. - С. 131.

12. Патент №1686891. Россия. МКИ Е21С 39/00. Устройство для измерения деформаций массива горных пород / В. Л. Лядский, Б.Д. Половов, А.К. Мартынов (Россия). - №4766939/31-03; заявл. 07.12.89.//Открытия. Изобретения. -1991. - №39, - С. 241.

13. Патент №175107 . Россия. МКИ В66 В 3/00 Устройство для контроля перемещения движущегося объекта / А. Е. Троп, В. Л. Лядский (Россия), П.И.Пахомов (Кыргызстан). - №4849157/22; заявл. 10.07.90. // Открытия.. Изобретения. - 1992. - №28. - С. 348.

14. Пaíeнт №1808806. Россия. МКИ В66В 3/02 Устройство для контроля перемещения движущегося объекта / А.Е. Троп, а Л. Лядский, А. В, Лядский .(Россия). - № 4930434/03; заявл. 13.02.91.// Открытия. Изобретения, - 1993. - №14..- С. 108.

15. Патент №2013544. Россия. МКИ Е21С 39/00.' Устройство для измерения деформаций массива горных пород / В, Л. Лядский, Б.Д. Половов, А.К. Мартынов, Ю.А. Тренин (Россия). - № 4900183/03; заявл. 24.12.'90'.// Открытия. Изобретения.-1994, №10. 1994. г С. 123.

16. Патент №2016195. Россия. МКИ Е21С 39\00. Устройство для измерения деформаций массивов горных пород / Ь.Л. Лядский, Б,Д.Половов, В.А.Павлов (Россия).- №4946267/03; заявл. 17.06.91. // Открытия. Изобретения. №13 1994 . - С. 113.

Подписано в печать /7. Об". 05 формат йукаги 60*84 1/16 ОйЪоы 1,1 п.д. Тирая 100 экз. вакав 153 Ротапринт УРГГА. г.Екатеринбург, ул.КуйБыявва, 30