автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Разработка компьютерных моделей для исследования технологических систем и процессов горного производства в стационарных сетях горных выработок

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ГОРНОМ ДЕЛЕ.

1.1. Применение теории графов для моделирования пространственно-временного взаимодействия между элементами горнотехнологических структур.

1.2. Применение вычислительной техники и имитационного моделирования для решения задач проектирования, выбора и управления работой горношахтного оборудования.

1.3. Формализованное представление объектов моделирования.

1.4. Цель и задачи работы.

2. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА СЕТЯХ ПЕТРИ.

2.1. Общие вопросы теории сетей Петри.

2.2. Формальное определение.

2.3. Классификация сетей.

2.3.1. Сети первого уровня.

2.3.2. Сети второго уровня.

2.3.3. Сети третьего уровня.

2.4. Учет технологических особенностей добычи угля на сетях Петри.

2.5. Формализация структур технологий подземной выемки.

ВЫВОДЫ.

3. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

3.1. Проблемно-ориентированный имитатор для отображения динамики функционирования временных сетей Петри.

3.2. Графический редактор.

3.3. Интегрированная система построения и анализа свойств сетей.

3.4. Особенности реализации модуля анализа формальных свойств.

ВЫВОДЫ.

4. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ТРАНСПОРТНЫХ СИТЕМ.

4.1. Структурная синхронизация транспортных потоков.

4.2. Модель доставки горной массы из подготовительных забоев.

4.3. Модель угольного разреза.

4.4. Модель работы нескольких забоев на одну транспортную линию.

ВЫВОДЫ.

5. ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА СЕТЕЙ ПЕТРИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ВЫРАБОТКАХ УГОЛЬНЫХ

ШАХТ.

5.1. Представление вентиляционной схемы угольной шахты сетью Петри.

5.2. Метод поиска воздухораспределения с применением ординарных маркированных графов.

5.3. Алгоритм построения системы независимых контуров.

5.4. Анализ воздухораспределения в шахтной вентиляционной системе.

ВЫВОДЫ.

6. ПРИМЕНЕНИЕ СЕТЕЙ ПЕТРИ ДЛЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

И ОЦЕНКИ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ.

6.1. Выбор варианта технологии по величине экономического эффекта.

6.2. Организация движения транспортных машин по критерию минимума затрат.

6.3. Технико-экономический анализ инвестиционных проектов извлечения и использования шахтного метана.

6.3.1. Направления использования шахтного метана.

6.3.2. Оценка экономической эффективности утилизации шахтного метана.

6.3.3. Технические особенности совместного сжигания угля и шахтного метана для получения тепловой энергии.

6.3.4. Утилизация шахтного метана на ш. «Первомайская».

6.3.5. Особенности реализации проекта на ш. им С.М. Кирова.

6.3.6. Сопоставительный технико-экономический анализ использования шахтного метана.

6.3.7. Оценка чувствительности.

6.4. Ситуационный анализ развития проектов утилизации шахтного метана в Кузбассе.

6.5. Анализ перспективных технических решений.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. Технологические процессы горного производства, как объект моделирования, отличает стохастичность параметров среды функционирования, статистические характеристики которых зачастую не представляется возможным определить, и многокомпонентный состав технологического оборудования со сложной структурой межэлементных иерархических связей, функционирующего параллельно во времени. Из общего множества технологических процессов добычи угля можно выделить некоторую совокупность, которая характеризуется общим признаком, а именно, движением материальных потоков по стационарным траекториям в сети горных выработок. Традиционно для анализа таких процессов в горном деле используется математический аппарат теории графов, вероятностно-статистическое и динамическое моделирование.

Графы позволяют эффективно описывать и анализировать пространственно-временное взаимодействие между элементами технологических и горно-технических систем и структурные свойства исследуемого объекта. Вероятностно-статистические модели отображают стохастическую природу процессов и систем горного производства и применяются, главным образом, для выявления статистических закономерностей их функционирования при наличии значительных массивов статистической информации. Динамическое моделирование применяется в задачах исследования транспортных систем горнодобывающих предприятий и технологий извлечения полезных ископаемых, которые сложно исследовать с помощью известных аналитических методов. Применение этих подходов в совокупности позволяет адекватно описывать базисные условия функционирования технологических систем в горных выработках, обеспечивает отображение изменений технологических ситуаций в сложных горно-геологических условиях и возможность моделирования совместно-параллельного функционирования элементов технологического оборудования с анализом различных технологических схем при изменении параметров в реальном времени.

В последнее время расширяющееся применение для математического моделирования в различных областях находят сети Петри, представляющие собой объединение графов и дискретных динамических моделей, формализм которых позволяет отображать функционирование стохастических процессов. Модели на сетях Петри имеют компактное графическое отображение исследуемых объектов, обеспечивают возможность синтеза обобщенных моделей на основе модульного принципа и отображения наиболее распространенных механизмов синхронизации процессов. Методы анализа формальных свойств сетей позволяют исследовать структурные и поведенческие характеристики моделей и получать важные с практической точки зрения оценки структуры и параметров объектов моделирования.

Впервые идея применения сетей Петри для моделирования процессов горного производства была предложена и последовательно развивается в работах проф. В.Л. Конюха. Расширение использования этого аппарата сдерживается отсутствием общей методологии построения моделей, систематизации и интерпретации важнейших формальных свойств и проблемно-ориентированного программного обеспечения, построенного на основе правил функционирования и алгоритмах анализа сетей Петри, применительно к классу задач анализа структуры и параметров материальных потоков, перемещающихся в угольных шахтах с устойчивой топологией горных выработок. К таким процессами относятся перемещения объемов горной массы, воздуха, материалов и транспортных единиц во времени через сечения горных выработок.

В этой связи разработка компьютерных динамических моделей на основе математического аппарата сетей Петри для исследования функционирования технологических систем и процессов угледобычи в стационарных сетях горных выработок является актуальной научной проблемой.

Диссертационная работа выполнена в соответствии: с Приоритетными направлениями фундаментальных исследований РАН (п. 1.6.2); Планом НИР АН СССР по фундаментальным проблемам машиностроения на 1986-90 гг. (п. 1.8.5); Планами НИР Института угля и углехимии СО РАН на 1984-99 гг.; грантом Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 9401-00042 «Теория шахтных роботов»; проектом «Математическое моделирование систем и процессов угледобычи» Федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы».

Целью работы является повышение эффективности выбора режимов функционирования технологий горного производства на основе разработанных компьютерных моделей исследования технологических систем и процессов горного производства в стационарных сетях горных выработок.

Идея работы заключается в использовании формализма и правил интерпретации основных свойств сетей Петри для описания динамики функционирования и оценки структуры и параметров систем и процессов горного производства, характеризующихся движением материальных потоков по траекториям с устойчивой топологией.

Задачи работы:

- выявить и расширить класс динамических моделей стохастических функциональных систем и процессов в сети горных выработок на основе сетей Петри;

- установить правила отображения технологических свойств систем и процессов угледобычи базовыми элементами сетей Петри;

- разработать типовые модули имитационных моделей основных технологических операций и метод синтеза и моделирования процессов многомашинных технологий подземной выемки;

- разработать алгоритм компьютерного отображения режимов функционирования систем угледобычи в условия срабатывания переходов, продвижения маркеров по сети Петри и его программную реализацию с целью проведения вычислительных и имитационных экспериментов;

- разработать и реализовать принцип и алгоритм анализа моделей систем и процессов угледобычи по поведению вектора разметки временной сети Петри в виде компьютерных программ;

- построить компьютерные модели типовых грузопотоков шахт и разрезов и определить условия цикличности их функционирования на основе анализа формальных свойств сетей Петри;

- разработать способ представления изменений состояния транспортных систем угледобычи с использованием структурных элементов сетей Петри;

- развить модельный подход к определению независимых контуров вентиляционных сетей угольных шахт для решения прямой и обратной задач воздухораспределения в горных выработках;

- разработать метод ситуационного анализа на основе технико-экономического моделирования альтернативных вариантов внедрения новой техники в технологиях добычи угля;

- получить имитационную модель взаимодействия информационных и финансовых потоков для выбора и обоснования типового проекта извлечения и использования шахтного метана.

Методы исследований:

- использование сетей Петри для построения моделей систем и процессов угледобычи и формальных свойств аппарата с применением элементов линейной алгебры и векторного анализа при оценке поведенческих и структурных свойств, определении «узких мест» и синхронизации режимов функционирования исследуемых объектов;

- имитационное моделирование функционирования технологий угледобычи и транспортных систем в стационарных сетях горных выработок на основе сетевых моделей с помощью разработанного программного обеспечения для ЭВМ; использование мультипликативного конгруэнтного метода и метода обратных функций для представления стохастических характеристик технологий горного производства;

- обобщение, анализ и статистическая обработка хронометражных данных о функционировании горношахтного оборудования в очистных и подготовительных забоях; статистический анализ результатов имитационного моделирования многомашинных технологий выемки угля и транспортировки горной массы;

- алгоритмизация и программная реализация методов поиска позиционных инвариантов сетей Петри, относящихся к классу ординарных маркированных графов, и повторных постановок для анализа потокораспределе-ния в горных выработках;

- технико-экономический и ситуационный анализ альтернативных вариантов внедрения новых технологий на примере проектов извлечения и использования шахтного метана с использованием сетевых моделей.

Научные положения, защищаемые автором:

- класс динамических моделей на сетях Петри с временными задержками в позициях, ингибиторными дугами и приоритетами переходов адекватно описывает пространственно - временные изменения состояний систем и процессов в сети горных выработок; расширение класса путем генерирования случайного числа маркеров и времени их задержки позволяет моделировать стохастические системы и процессы многомашинных технологий добычи угля;

- статические параметры технологий (отрабатываемая мощность пласта, длина лавы, ширина полосы) изоморфны кратности дуг и начальной маркировке сети Петри; переменные технологические параметры (скорость выемки, время и трудоемкость выполнения операций) изоморфны продвижению маркеров с временными задержками по сети;

- синтез новых моделей и имитационное моделирование технологий подземной выемки угля сводятся к формированию структурных связей между предложенными модулями сетей Петри «выемка», «доставка», «выемка с доставкой», «контроль состояния забоя», «передвижка крепи» и «установка крепи» с последующим пересчетом состояний, соответствующих набору стохастических входных данных;

- алгоритм продвижения маркеров, отображающих режимы функционирования систем горного производства, сводится к сортировке маркеров на доступные и недоступные состояния с использованием триггерного счетчика и последовательному вычислению управляющего вектора с учетом кратности входных и выходных дуг для переходов временной детерминированной сети Петри без петель;

- компьютерное моделирование путем изменения разметки с учетом времени нахождения маркеров в доступном и недоступном состояниях в позициях сети Петри дает важные характеристики функционирования технологической системы: длительность рабочего цикла, загрузку оборудования, потери производительности при возникновении отказов оборудования и т.п.;

- необходимым и достаточным условием цикличности функционирования без задержек на синхронизацию грузопотоков транспортной системы типа «входной поток» - «бункер» - «выходной поток» является выполнение свойства консистентности моделирующей сети Петри;

- отображение изменения состояний элементов транспортной системы путем ввода позиций и переходов, соответствующих условиям и событиям наступления нового момента времени, является основой моделирования процессов через формальные свойства сетей Петри;

- вентиляционная сеть угольной шахты адекватно моделируется сетью Петри, отличительной особенностью которой являются дуги единичного веса и наличие по одному входному и выходному переходу для каждой позиции; распределение воздуха в горных выработках устанавливается путем поиска замкнутых контуров вентиляционной сети, соответствующих позиционным полупотокам сети Петри, и применением метода последовательных приближений;

- подмножество позиций модели технического перевооружения угледобывающего предприятия порождает в обобщенной сети подсеть, соответствующую одному из вариантов технологии; перебор вариантов в имитационных экспериментах осуществляется путем изменения начальной маркировки;

- надежная оценка альтернативных траекторий развития проектов извлечения и утилизации метана угольных пластов проводится с использованием обобщенной модели в виде сети Петри с кратностью дуг, соответствующей стоимости выполнения технологических операций и обладающей достаточной полнотой структуры для описания всех возможных вариантов организационно-технической перестройки технологического процесса.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- близостью результатов имитационного моделирования и анализа моделей с использованием формальных свойств сетей Петри при моделировании функционирования очистного забоя;

- верификацией результатов имитационного моделирования систем и процессов многомашинных технологий горного производства с использованием укрупненных моделей объемного баланса;

- сходимостью результатов моделирования технологий угледобычи с применением сетей Петри и результатами, полученными в независимых исследованиях с использованием численных и аналитических методов отечественными и зарубежными научными коллективами;

- статистической обработкой хронометражных данных функционирования транспортной системы, очистных и подготовительных забоев и результатов имитационного моделирования;

- корректностью использования статистической оценки гипотез соответствия эмпирических данных известным законам распределения случайных чисел по критерию Колмогорова-Смирнова при уровне значимости 0,05 при моделировании функционирования транспортной системы;

- высокой сходимостью результатов расчета искусственного воздухо-распределения и фактическими данными депрессионной съемки в реальных шахтных условиях с относительной погрешностью 1-2% найденного решения.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- впервые поставлена и комплексно исследована проблема компьютерного представления и анализа на основе сетей Петри технологических систем и процессов горного производства, характеризующихся перемещением материальных потоков в стационарных сетях выработок;

- предложено описывать стохастическое функционирование технологий угледобычи с использованием подкласса временных сетей Петри, отличающегося от известных вводом случайных параметров маркировки;

- найдено соответствие пространственно-временных технологических параметров подземной выемки кратности дуг, начальной маркировке и задержке маркеров в позициях сети Петри;

- впервые разработаны типовые модули технологий выемки угля в длинном и коротком забоях, представленные устойчивыми фрагментами сетей Петри, и позволяющие упростить синтез новых моделей многомашинных технологий подземной выемки;

- предложен алгоритм сортировки маркеров на доступные и недоступные состояния, отличающийся от известных использованием счетчика, который позволяет определять состояния маркера в каждой позиции временной сети;

- обоснован принцип определения переменных характеристик технологий угледобычи в имитационных экспериментах, отличающийся измерениями текущего вектора разметки при изменении модельного времени;

- определено условие синхронного функционирования транспортных систем, основанное на свойстве консистентности сети Петри, и процедура модификации структуры сети, позволяющая описывать упорядоченное функционирование транспортной системы во времени;

- в отличие от известных эвристических подходов разработанный метод и модель вентиляционной системы угольной шахты, учитывающая распределение воздуха, позволяют определять строго аналитически замкнутые контура в сети горных выработок;

- впервые разработан метод оценки экономической эффективности технологий, отличающийся взвешиванием дуг сети Петри удельной стоимостью выполнения операций, и предложено его использование для оценки инвестиционных проектов.

Личный вклад автора состоит в:

- обосновании оригинального подхода к моделированию функционирования многомашинных технологий угледобычи на основе временных сетей Петри;

- разработке расширений класса временных сетей Петри, позволяющих описывать стохастические параметры моделей технологических систем и процессов горного производства;

- установлении связи между статическими и времязависящими параметрами технологий подземной выемки, с одной стороны, и базовыми понятиями сетей Петри, с другой стороны;

- разработке набора технологических модулей на сетях Петри и обосновании метода модульного построения новых моделей многомашинных технологий подземной выемки;

- разработке метода оценки времязависящих характеристик функционирования технологических систем угледобычи на основе анализа динамики продвижения маркеров по временной сети;

- разработке концепции интегрированной системы моделирования и реализации программного обеспечения имитационного моделирования для исследования технологических систем и процессов угледобычи;

- разработке моделей функционирования транспортных систем и решении задач согласования параметров и выбора расстановки оборудования, обеспечивающих повышение эффективности угледобычи;

- разработке обобщенной модели функционирования транспортной системы и выявлении основных свойств соответствующих сетевых моделей, обеспечивающих синхронное функционирование систем;

- постановке задач моделирования и обосновании концепции использования формальных свойств сетей Петри для анализа искусственного возду-хораспределения в вентиляционных сетях угольных шахт;

- разработке сетевого метода технико-экономической оценки альтернативных вариантов внедрения горношахтного оборудования;

- реализации метода оценки инвестиционных проектов извлечения и утилизации шахтного метана для анализа возможности и эффективности реализации пилотных проектов в Кузбассе.

Практическая ценность. Результаты работы позволяют:

- разрабатывать модели технологий подземной выемки в очистных и подготовительных забоях и проводить выбор технических решений, используя установленное соответствие технологических параметров базовым понятиям сетей Петри;

- проводить многовариантный компьютерный анализ обобщенных моделей технологий подземной выемки угля в виде матриц инциденций с блочной структурой, синтезированных на основе типовых модулей;

- разрабатывать проблемно-ориентированное программное обеспечение для решения специфических задач исследования материальных потоков при проектировании новых горизонтов, реконструкции угольных шахт, по-грузочно-транспортного и отвального хозяйства угольных разрезов;

- оценивать структуру транспортных схем и пропускную способность бункерных линий во взаимной увязке с объемами угледобычи и длинами транспортного пути, используя формальные свойства сетей Петри;

- проводить анализ параметров транспортных потоков при доставке угля карьерным автотранспортом в технологиях открытой добычи угля и конвейерным транспортом из высоконагруженных забоев угольных шахт на основе имитационного моделирования;

- проводить анализ и расчет газовых ситуаций в горных выработках путем выбора рационального воздухораспеделения, использую разработанный аналитический метод выделения независимых контуров при расчете вентиляционных сетей угольных шахт с учетом их топологии, технологических факторов и горно-геологических условий;

- выбирать рациональные варианты технического перевооружения, внедрения современных технологий выемки угля (авторские свидетельства на изобретение №№ 1550163, 1717824, 1656124), вовлечения в разработку новых запасов угля и использования альтернативных источников энергии на предприятиях угледобывающего комплекса.

Реализация работы.

Результаты работы использованы при разработке и обосновании методического задела проекта 5.1.15. «Математическое моделирование систем и процессов угледобычи» задания программы фундаментальных исследований Института угля и углехимии СО РАН по направлению «Системы и процессы эффективной ресурсосберегающей и экологически безопасной разработки угольных месторождений».

По результатам исследований подготовлены учебные пособия «Интегрированная система моделирования на основе сетей Петри» и «Построение и анализ формальных свойств сетей Петри с использованием интегрированной системы моделирования», которые используются в учебном процессе на кафедрах автоматизации исследований и технической кибернетики Кемеровского государственного университета и автомобильных перевозок Кузбасского государственного технического университета. Разработанный в работе проблемно-ориентированный имитатор используется в лабораторном практикуме по курсу «Гибкие производственные системы» специальности «Микроэлектроника» на кафедре экспериментальной физики Кемеровского государственного университета.

На основе полученных результатов и с учетом формирующегося при реструктуризации угольной промышленности изменения шахтного фонда, а также необходимости комплексного использования ресурсов углегазовых месторождений разработана Программа «Промышленного извлечения метана из высоко-газоносных угольных пластов на горных отводах действующих и закрывающихся угольных предприятий», утвержденная постановлением Администрации Кемеровской области № 14 от 30.03.98 г.

Отдельные этапы работы реализованы в:

- методических рекомендациях «Применение сетей Петри для моделирования гибких технологий подземных работ», утвержденных ассоциацией «Кузбассуглетехнология» 1.10.90 г.;

- «Исходных требованиях-заявке на специализированный робот для безлюдной выемки весьма тонких пластов», подготовленных по заказу ИГД им. А. А. Скочинского;

- проекте «Снижение выбросов метана в Кузнецком угольном бассейне Российской Федерации» Программы развития Организации Объединенных Наций, прошедшего рассмотрение на стадии «А», и рекомендованного к выполнению на стадии «В» (Наблюдательное агентство - Министерство топлива и энергетики РФ, Исполнительное агентство - Институт угля и углехи-мии СО РАН);

- проекте «Математическое моделирование систем и процессов угледобычи» Федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы»;

- инвестиционных проектах «Methane Recovery and Use Project Opportunity at the Kirov Mine, Leninsk-Kuznetsk, Russia» и «Methane Recovery and Use Project Opportunity at the «Pervomaiskaya» Mine, Berezovsky, Russia», подготовленного совместно с экспертами Агентства охраны окружающей среды США, компаний Ай-Си-Эф Кайзер (США) и Рэйвон Ридж Ресорсиз (США), которые прошли предварительную экспертизу в Мировом банке и Российской программе организации инвестиций в оздоровление окружающей среды;

- комплексе программных средств для моделирования систем и процессов угледобычи с использованием сетей Петри в Институте угля и угле-химии СО РАН.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались и были одобрены на V Республиканской конференции по совершенствованию технологии и механизации добычи полезных ископаемых (Тбилиси, 1986); Всесоюзной конференции по созданию технологий безлюдной выемки угля с применением средств роботизации производственных процессов (Донецк, 1986); Всесоюзной конференции (с участием стран-членов СЭВ) по повышению надежности и качества технологических процессов в угольной промышленности (Москва, 1987); 11 Всесоюзном семинаре «Информатика недр» (Кемерово, 1989); V Всесоюзном совещании по робототехническим системам (Геленджик, 1990), на Республиканской научно-технической конференции по электрификации машин и роботизации добычи руд подземным способом (Алма-Ата, 1990); X Международной конференции ИКАМК по автоматизации в шахтах и карьерах (Чехословакия, Острава, 1990); 3-ем Международном симпозиуме по шахтному планированию и выбору оборудования (Турция, Стамбул, 1994); Международной конференции по вопросам охраны окружающей среды в промышленности (Индия, Нью-Дели, 1994); 2-ом и 3-ем Международных симпозиумах по шахтной механизации и автоматизации (Швеция, Лулеа, 1993; США, Голден, 1995); 1-ом Международном симпозиуме по имитационному моделированию в горном деле, проводившемся в глобальной сети Интернет (1996); Международной научно-практической конференции «Наукоемкие технологии угледобычи и углепереработки» (Кемерово, 1998); Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в угледобывающих регионах» (Кемерово, 1998);

Международной конференции по метану угольных пластов (Польша, Катовице, 1998); Международной научной конференции «Химия и природосберегающие технологии использования угля» (Звенигород, 13 февраля 1999); международных конференциях Мег§а8'95, 1Ще^а8'97, Мег§а8!99 (США, Алабама, Таскалуза, 1995-1999); научных семинарах Института угля и углехимии СО РАН (Кемерово, 1986-1999).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 45 печатных работ, включая монографию и 3 авторских свидетельства на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения на 306 стр., содержит 31 таблицу, 101 рисунок и список литературы из 162 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Разработанный метод оценки экономической эффективности внедрения новой техники заключается в построении сетевой модели, взвешивании дуг стоимостью выполнения операций и итерационном подсчете общей стоимости технологического цикла в вычислительных экспериментах. Граница рентабельности технического перевооружения угледобывающего предприятия определяется линейной зависимостью стоимости труда от суммарных затрат на обеспечение работы нового оборудования.

2. На основе дисконт-факторного анализа 10-ти альтернативных вариантов утилизации метана на шахтах основных угольных компаний Кузнецкого угольного бассейна при исходных параметрах: годовая инфляция 15%; обязательные налоги и отчисления за разработку природных ресурсов 35% и 1,67%; коэффициент дегазации 20%; продолжительность проекта 10 лет; и при сложившейся конъюнктуре цен на электроэнергию, природный газ и уголь выделены три группы проектов с экономической эффективностью 7,3 -9,3 млн. усл. ед. - использование метана для получения электроэнергии; 0,17,4 млн. усл. ед. - продажа метана внешним потребителям; 0,1 -1,2 млн. усл. ед. - использование метана в качестве топлива в котельных, подогрева шахтного воздуха и сушки угля. Последняя группа проектов характеризуется низкими капитальными вложениями и может быть рекомендована для реализации пилотных проектов утилизации шахтного метана в Кузбассе.

3. Реализация типового проекта утилизации шахтного метана описывается сетью Петри, состоящей из т = 28 позиций и п = 21 перехода, в которой кратности дуг отображают стоимости выполнения операций с начальной маркировкой, соответствующей принятию решения о начале работ. Сеть, моделирующая процесс реализации проекта, не является полностью управляемой, поскольку rank А = 20 Фт =28, что требует научного сопровождения начальных этапов с проведением направленных вычислительных экспериментов для формирования рациональных траекторий развития проектов использования метана.

4. Разработаны принципы роботизированной передвижки крепи при разработке мощных и весьма тонких крутых пластов, защищенные а. с. по заявке 4405043/03 от 26.07.87, МКИ4 Е 21 С41/04 и а. с. 1550163 СССР, МКИ4 Е 21 Д23/06.

5. В имитационных экспериментах установлено, что при скорости выемки менее 1,3 м/мин удельная трудоемкость растет из-за ограничения скорости крепления (разработка мощных пластов) и при скорости роботизированной передвижки менее 1,25 м/мин ограничивается скорость выемки, что приводит к росту удельной трудоемкости (разработка весьма тонких пластов).

6. Если число отказавших секций крепи не превышает 9 при средней трудоемкости устранения отказа 20 чел. - мин., то производительность снижается на 17 % (разработка мощных пластов). При отказах до 9 пневмобал-лонов и средней трудоемкости устранения нештатной ситуации 32 чел. -мин., производительность снижается на 8 % (разработка весьма тонких пластов).

277

7. Формализованное описание процесса автоматизированной передвижки секций крепи получено методом ситуационного управления и содержит 36 элементарных секвенций.

8. На основе автоматной модели дискретных процессов разработано управляющее логическое устройство роботизированного крепепередвижчи-ка, выполненное в виде секвенциального автомата Мили с 5 входами, 2 выходами и 3 элементами распределенной памяти, алгоритм его работы задан 14 логическими уравнениями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе проведенных исследований динамических моделей основных типов материальных потоков угледобычи и вычислительных экспериментов разработаны теоретические положения создания компьютерных моделей для исследования технологических систем и процессов горного производства в стационарных сетях горных выработок, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное научное достижение в применении вычислительной техники и математического моделирования для повышения эффективности технологий горного производства.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы.

В области методологии построения моделей и разработки компьютерного обеспечения:

1. На основе сопоставительного анализа формализма известных подклассов сетей Петри и основных свойств и параметров технологических систем горного производства установлено, что класс времязависящих сетей обладает необходимым и достаточным объемом структуры для отображения динамики перемещения материальных потоков по стационарным траекториям в сети горных выработок. Предложенный принцип отображения функционирования горношахтного оборудования, математические приемы анализа структурных свойств и параметров обобщенных моделей и моделирование стохастических характеристик рассматриваемых процессов составляют необходимый и достаточный аппарат для разработки компьютерных моделей исследования технологических систем и процессов горного производства в стационарных сетях горных выработок.

2. Установлено, что отрабатываемая мощность пласта, длина лавы, ширина полосы и другие статические параметры технологий угледобычи задаются структурой детерминированной времязависящей сети Петри без петель, которая определяется видом матриц входных В = ||6,у||Шхп и выходных Р = ||///||тхп инциденций и начальной маркировкой М0=(М(р]),.М(рт)) сети. Пространственно-временные изменения расположения элементов технологического оборудования отображаются вводом временных задержек и перемещением маркеров по позициям сети Петри, приводящего к последовательной смене текущей маркировки сети Мо [£>М.

3. Расширение класса времязависящих сетей путем взаимного наложение классов ингибиторных сетей и сетей с приоритетами, в которых позиции взвешены по времени выполнения операций; реализована проверка на нулевую маркировку и каждый переход имеет приоритет, связанный отношением «больше или равно», позволяет моделировать технологические и управляющие связи между элементами технологического оборудования, снижает размерность моделей многомашинных технологий добычи угля и позволяет моделировать устранение конфликтных ситуаций.

4. Компоновка новых моделей выемки угля N выполняется путем применения операции присоединения «:» алгебры регулярных сетей Петри, которая сводится к слиянию множеств хвостовых /(7У> и головных 1г(Щ позиций типовых технологических модулей, представленных топологически устойчивыми сетевыми фрагментами: N1 - «выемка», N2 - «доставка», N3 -«выемка с доставкой», N4 - «контроль состояния забоя», N5 - «передвижка крепи» и N6 - «установка крепи». Матрица инциденций обобщенной модели N - ((ТУ/ :ТУ2) аЛ^ гЛ^Л^ЛУ строится блочно путем объединения соответствующих матриц технологических модулей. Параметры модели задаются вводом начальной маркировки М0, кратности межмодульных дуг

N = {ОД,.} и вектора задержек 2маркеров в позициях сети N.

5. Разработанный и реализованный в виде компьютерной программы алгоритм функционирования детерминированных временных сетей Петри основан на определении активных переходов и решении фундаментального уравнения функционирования сети на каждом шаге модельного времени, управление которым осуществляется методом «time mapping». Стохастический характер перемещения материальных потоков в сетях горных выработок отображается вводом случайного количества маркеров и времени задержек маркеров в позициях сети в соответствии с вероятностными или эмпирическими распределениями.

6. Машинное время технологического оборудования моделируется суммарным временем нахождения маркеров в доступном состоянии в позициях временной сети Петри. Простои оборудования моделируются временем нахождения маркеров в недоступном состоянии. При моделировании случайных процессов нахождение маркеров в позициях в имитационных экспериментах определяет оценки математического ожидания, дисперсии и параметров функций распределения времени и числа маркеров в позициях сети. Их технологическая интерпретация позволяет определять важные статистические параметры функционирования технологического оборудования.

Для задач исследования транспортных систем установлено:

7. Простои и производительная работа добычного комбайна в модели работы нескольких очистных забоев на одну транспортную линию описываются путем использования эмпирических кумулятивных функций распределения, на основе которых в имитационных экспериментах задаются значения задержек в позициях, отображающих простои и производительную работу. Производительная работа и простои проходческого комбайна в подготовительном забое подчиняются экспоненциальному закону распределения с математическими ожиданиями ju = 1/Я = 6 мин. и 54 мин. При превышении простоев магистрального конвейера 40 мин. в смену, общая производительность высоконагруженного забоя может превышать суммарную производительность нескольких очистных и проходческих забоев, работающих в обычном режиме.

8. Необходимым и достаточным условием согласования входных и выходных потоков транспортной системы при наличии между ними сглаживающих бункеров является выполнение свойства консистентности

3 л: > 0, АТх = 0) моделирующей сети Петри, определяющего соотношение между параметрами транспортной системы с циклической сменой состояний.

9. В имитационных экспериментах с транспортной системой при ведении открытых горных работ показано, что загруженность бункера линейно уменьшается с 90 до 70 тонн при увеличении пропускной способности конвейера с 8 до 10 тонн/мин и не изменяется при дальнейшем увеличении его пропускной способности.

10. Согласование потоков в сетевых моделях транспортировки угля достигается путем использования дополнительных вершин, описывающих изменение системного времени с шагом квантования, равным весу дуг между ними. Структурная синхронизация сохраняет мощность аппарата и позволяет использовать формальные свойства сетей Петри для анализа моделей. Увеличение мощности сетей путем ввода цветных маркеров сокращает размерность модели в 10-12 раз. Программная реализация этого механизма для ЭВМ отображает распределение загрузки элементов технологического оборудования и углепотоков в виде диаграмм Ганта и позволяет определять рациональное соотношение между параметрами оборудования.

В задачах анализа воздухораспределения в выработках угольных шахт установлено:

11. Класс сетей Петри - ординарные маркированные графы обладает необходимой и достаточной полнотой структуры для описания вентиляционной схемы угольной шахты, ветви и узлы которой моделируются позициями и переходами сети со свойством консервативности Т т

М у=Мо у=сопб(). Минимальное порождающее семейство векторов у позиционных инвариантов определяет систему независимых ориентированных контуров маркированного графа, изоморфных ансамблю независимых траекторий движения воздушных потоков по горным выработкам.

12. Новый подход к поиску воздухораспределения в горных выработках угольных шахт состоит в построении сети Петри, моделирующей структуру горных выработок, и выделении независимых контуров с использованием алгоритма, основанного на линейных преобразованиях матрицы инциденций. Для каждого перехода сети и выделенных независимых контуров выполняются условия материального баланса и сохранения масс. Использование программной реализации метода последовательных итераций для проведения вычислительных экспериментов по оценке параметров воздухораспределения в угольных шахтах на ЭВМ обеспечивает сходимость расчетов с данными воздушной съемки 1-2%.

Для задач исследования траекторий развития проектов внедрения новых технологий выемки угля и использования альтернативных источников энергии:

13. Разработанный метод оценки экономической эффективности внедрения новой техники заключается в построении сетевой модели, взвешивании дуг стоимостью выполнения операций и итерационном подсчете общей стоимости технологического цикла в вычислительных экспериментах. Граница рентабельности технического перевооружения угледобывающего предприятия определяется линейной зависимостью стоимости труда от суммарных затрат на обеспечение работы нового оборудования.

14. На основе дисконт-факторного анализа 10-ти альтернативных вариантов утилизации метана на шахтах основных угольных компаний Кузнецкого угольного бассейна при исходных параметрах: годовая инфляция

283

15%; обязательные налоги и отчисления за разработку природных ресурсов 35% и 1,67%; коэффициент дегазации 20%; продолжительность проекта 10 лет; и при сложившейся конъюнктуре цен на электроэнергию, природный газ и уголь выделены три группы проектов с экономической эффективностью 7,3 - 9,3 млн. усл. ед. - использование метана для получения электроэнергии; 0,1-7,4 млн. усл. ед. - продажа метана внешним потребителям; 0,1 -1,2 млн. усл. ед. - использование метана в качестве топлива в котельных, подогрева шахтного воздуха и сушки угля. Последняя группа проектов характеризуется низкими капитальными вложениями и может быть рекомендована для реализации пилотных проектов утилизации шахтного метана в Кузбассе. Реализация типового проекта утилизации шахтного метана описывается сетью Петри, состоящей из т = 28 позиций и п = 21 перехода, в которой кратности дуг отображают стоимости выполнения операций с начальной маркировкой, соответствующей принятию решения о начале работ. Сеть, моделирующая процесс реализации проекта, не является полностью управляемой, поскольку rank А = 20 ^т =28, что требует научного сопровождения начальных этапов с проведением направленных вычислительных экспериментов для формирования рациональных траекторий развития проектов использования метана.

1. Абрамов Ф.А., Бойко В.А. Автоматизация проветривания шахт (теоретические основы и технические средства). Киев: Наук, думка, 1967.187 с.

2. Абрамов Ф.А., Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Расчет вентиляционных сетей шахт и рудников. М.: Недра, 1978.- 165 с.

3. Андрияшев М.М. Гидравлические и тепловые расчеты водопроводных линий и сетей. М.: Изд-во Мин-ва ком. хоз-ва, 1956.-102 с.

4. Анишев П.А. Редуцируемость сетей Петри // Программирование. -1982.- №4.- С. 36-43.

5. Анферов Б.А., Конюх B.JL, Тайлаков О.В., Сюваев C.B. A.c. 1717824 СССР, МКИ4Е21С41/04. Способ разработки мощных крутых угольных пластов/Опубл. в БИ. № 9. - 1991.

6. Астахов A.C. Оптимальное планирование на ЭВМ в угольной промышленности.- М.: Недра, 1971. 176 с.

7. Афендиков B.C., Дубровский Е.М., Ясный В.К. Основные тенденции технического развития угольных шахт за рубежом. М.: ЦНИИуголь, 1989. - 48 с.

8. Баер Ж.Л. Методы исследования параллелизма // Системы параллельной обработки/Под ред. Д. Ивенса.- М.: Мир.- 1985. С.80-105.

9. Бандман M.K. и др. Территориально-производственные комплексы: Прогнозирование процесса формирования с использованием сетей Петри. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 297 с.

10. Беляков В.Г., Кондратова H.A., Рогаченко П.И., Ярославцев А.Ф. Математическое моделирование в задачах проектирования САУ шахтным транспортным роботом.- Изв. Вузов. Горный журнал.- № 11.- 1992.- С.31-33.

11. Берж К. Теория графов и ее применение. М: Наука, 1962. 285 с.

12. Бишеле И.В., Стариков A.B. Календарное планирование развития горных работ на угольной шахте//Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -1971. № 3. - С. 86 - 91.

13. Бокий Б.И. Аналитический курс горного искусства. М.: Госиздат, 1929.-521 с.

14. Борисенко Л.Д., Занина Л.Н. Статистическое моделирование шахтных производственных процессов.- М.: Наука, 1982. 32 с.

15. Буза М.К., Кубанский А.Н. Моделирование параллельных программ сетями Петри // Программирование. 1984. - № 3. - С. 34-39.

16. Бурчаков A.C., Воробьев В. М., Малкин А. С. Проектирование и комплексная оптимизация параметров угольных шахт.- М.: Недра, 1972.- 267 с.

17. Бурчаков A.C., Малкин А. С., Устинов М. И. Проектирование шахт.-М.: Недра, 1978,- 406 с.

18. Бырька В.Ф., Глухенький JI.B., Фешин Б.Н. Система имитационного моделирования управления горными машинами. Изв. Вузов. Горный журнал. - № 11.- 1992.-С. 37-39.

19. Васильев В.В., Кузьмук В. В. Сети Петри, параллельные алгоритмы и модели мультипроцессорных систем. Киев: Наукова думка, 1990. - 216 с.

20. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Белов В.А. и др. Использование передвижных модульных газовых электростанций мощностью от 3,5 до 48 кВт. -М.: ВНИИЭгазпром, 1991. 51 с.

21. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золотаревский JI.C. Транспорт на газе. М.: Недра, 1992. - 341 с.

22. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золотаревский JI.C., С.И. Ксенофонтов, Самсонов P.O. Газомобиль для всех. М.: Государственный газовый концерн «Газпром», 1991. - 100 с.

23. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Чирков К.Ю. Газозаправка транспорта. М.: Недра, 1995. - 445 с.

24. Васильев Ю.Н., Золотаревский JI.C., Ксенофонтов С.И. Газовые и газодизельные двигатели. М.: Государственный газовый концерн «Газпром», 1992. - 127 с.

25. Вылегжанин В. Н. Теоретические основы геомеханического обеспечения технологической подготовки горных работ. Автореф. дис. . . . д-ра техн. наук. Новосибирск: 1982. - 28 с.

26. Вылегжанин В.Н., Витковский Э.И., Потапов В.П. Адаптивное управление подземной технологией добычи угля. Новосибирск: Наука, 1987.- 231 с.

27. Вылегжанин В.Н., Тризно С. К. Новые подходы к развитию адаптивных высокопроизводительных технологий угледобычи//Тезисы Всес. конф. «Угольный комплекс Сибири 90», ч. 2. - Ленинск-Кузнецкий: ИУ СО АН СССР, 1990.-С. 50-53.

28. Гордеев A.B., Молчанов А.Ю. Применение сетей Петри для анализа вычислительных процессов и проектирования вычислительных систем: Учеб. пособие.-спб., 1993. 80 с.

29. Графов JL JL и др. Перспективы безлюдной выемки угля на основе роботизации. М.: ЦНИИЭИуголь, 1983. - 65 с.

30. Грицко Г.И., Вылегжанин В.Н. Принципы оптимизации горных работ с учетом закономерностей поведения массива горных пород/ДИахта будущего. Новосибирск: ИГД СО АН СССР.- 1973.- С. 111-119.

31. Грудев А. И., Меликян А. А. Имитационное моделирование гибких автоматизированных производств//Техническая кибернетика. Изв. АН СССР. 1988.-№4. -С. 119-129.

32. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. -Л.: Изд. ЛГУ, 1988. -227 с.

33. Деордица Ю.С. Расчет потокораспределения в инженерных сетях, моделируемых ацикличными графами // Изв. вузов. Горный журнал. 1984. -№2.-с. 37- 42.

34. Евдокимов А.Г., Дубровский В.В., Тевяшев А.Д. Потокораспределение в инженерных сетях. М.: Стройиздат, 1979.-187 с.

35. Есикова Т.Н. Алгоритм построения множества достижимых маркирований для анализа свойств сетей Петри // Однородные вычисления системы из Микро-ЭВМ (Вычислительные системы).- Вып. 97. -Новосибирск.- ИЭиОПП СО АНСССР. 1983. - С.65-73.

36. Желтова Л.В., Желтов В.П. Моделирование систем и дискретные математические модели: Текст лекций.-Чебоксары, 1995.-124 с.

37. Захарски М. Комплексное обеспечение проектирования и испытаний механизированных крепей. Изв. Вузов. Горный журнал № 11. -1992.-С. 89-92.

38. Звягин П.З. Выбор мощности и сроков службы угольных шахт.- М.: Госгортехиздат, 1963.- 169 с.

39. Зимаков Б.М., Натура В.Г., Хрюкин В.Т. Геологические перспективы добычи метана в Кузнецком угольном бассейне. М.: МГП «Геоинформарк», 1992.-90 с.

40. Зиновьев Э.В., Стрекалев A.A. Методы управления сетевыми информационными системами. Рига «Зинатне». 1991.- с. 191-230.

41. Зыков A.A. Основы теории графов. М.: Наука, 1987.- 384 с.

42. Кариман С.А., Брайцев A.B., Шрамко В.М. Моделирование и оптимизация производственных процессов при добыче угля. Из-во «Наука». -1975.- С. 66-75.

43. Козловский Е.А., Шаров Н.Г., Золотых С.С. и др. Особенности сырьевой базы промысловой добычи метана из угольных пластов в Кузбассе // Метан угольных шахт: прогноз, управление, использование. Препринт МЦ ИУУ СО РАН.- № 3. -Кемерово, 1996.- С. 1-7.

44. Конюх В. JI. Научные основы предпроектного анализа и структурного синтеза робототехнических систем для подземной разработкиполезных ископаемых. Автореф. дис.докт. техн. наук,- Кемерово: 1991. -53 с.

45. Конюх B.JL, Тайлаков О.В., Анферов Б.А. Применение сетей Петри для моделирования шахтных робототехнических систем//Автоматизация горных и строительных машин. Новосибирск: ИГД СО АН СССР.-1990.- С. 41-50.

46. Конюх B.JL, Тайлаков О.В., Анферов Б.А., Сюваев C.B. Обоснование принципов передвижки пневмобаллонной крепи специализированным роботом // Автоматизация горных работ.- Новосибирск: ИГД СО АН СССР. 1988.- С. 14-23.

47. Конюх B.JL, Анферов Б.А., Сюваев C.B., Тайлаков О.В. A.c. 1550163 (СССР), МКИ1Е2Ш23/00. Пневмобаллонная крепь/ Опубл. в БИ. -№ 10. -1990.

48. Конюх B.JL, Кузнецова J1.B. Методика стоимостной оценки социальных характеристик труда шахтера. Кемерово: Ассоциация «Кузбассуглетехнология», 1991. - 29 с.

49. Конюх B.JL, Стургул Д. Компьютерное моделирование процессов добычи угля//Тр. Научно-практической конференции «Наукоемкие технологии угледобычи и углепереработки», Кемерово, 6-9 октября 1998, С. 30-31.

50. Конюх В.Л., Тайлаков О.В. Имитационное модели шахтных робототехнических систем // 5 Всес. сов. по робототехническим системам, ч. 2. М.: Институт проблем механики АН СССР. -1990.- С. 240-242.

51. Конюх В.Л., Тайлаков О.В. Синтез и моделирование подземных роботизированных технологий // Электрификация машин и роботизация процессов добычи руд подземным способом. Тез. докл. респ. конф. Алма-Ата: ИГД АН КазССР. - 1990.- С. 36-37.

52. Конюх В.Л., Тайлаков О.В., Предпроектный анализ шахтных робототехнических систем.- Н.: Наука, 1991. 183 с.

53. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978. - 831 с.

54. Корнеев В.П. Прогнозирование и оптимизация этапов и параметров развития горно-технологического комплекса угольной шахты (на примере шахт Кузбасса). Автореф. дис. канд. техн. наук. - Кемерово: 1988. - 19 с.

55. Котов В. Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984. - 158 с.

56. Котов В.Е. Алгебра регулярных сетей//Кибернетика. 1980.- № 5. -С.10-18.

57. Кочетков В.Н. Разработка технологических принципов интенсификации горнопроходческих работ на рудниках Горной Шории. -Автореф. дис. канд. техн. наук. Кемерово: 1988.- 20 с.

58. Красноштейн А.Е., Файнбург Г.З. Диффузно-сетевые методы расчета проветривания шахт и рудников. Екатеринбург: УрО РАН.- 1992.242 с.

59. Крюкова В.В. Разработка методов и средств математического моделирования и оценки эффективности роботизации горного производства. Автореф. дис. канд. техн. наук. Кемерово. - 1995. - 22 с.

60. Курносов А. М. Общие принципы экономико-математического моделирования в решении проектных задач.- М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1966.- 272 с.

61. Курносов А. М., Розентретер Б. А., Устинов М. И. Научные основы проектирования угольных шахт для разработки пологих пластов.- М.: Наука, 1964.-318 с.

62. Курносов A.M., Устинов М.И., Набродов И.П. и др. Методы оптимального проектирования угольных шахт. М.: Недра, 1974. -368 с.

63. Лавренчик В. Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 272 с.

64. Лазарев В. Г., Пийль Е. И. Синтез управляющих автоматов. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 328 с.

65. Лескин А. Л., Мальцев П. А., Спиридонов А. М. Сети Петри в моделировании и управлении. Л.: Наука, 1989. - 133 с.

66. Максимей И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988.-213 с.

67. Малкин A.C. Разработка методов поэтапного проектирования оптимизации параметров и интегральной оценки проектов угольных шахт. -Автореф. дис. д-ра техн. наук. М.: 1972. - 28 с.

68. Малышев Ю.Н., Айруни А.Т., Худин Ю.Л., Болыпинский М.И. Методы прогноза и способы предотвращения выбросов газа, угля и породы.-М.: Недра, 1995.-351 с.

69. Медведев Б.И., Павловский В.А. Расчет вентиляционных сетей шахт. Киев: Техника, 1977.-246 с.

70. Методика экологической экспертизы предпроектных и проектных материалов по охране атмосферного воздуха. М.: Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ.- 1995 - 51 с.

71. Мурата Т. Сети Петри: Свойства, анализ, приложения//ТИИЭР. -1989. -№77. -С. 41-85.

72. Мустель П.И. Расчет вентиляционных сетей. Конспект лекций. -Л.: 1971.-50 с.

73. Мутанов Г.М., Вульф В.Р. Определение кратчайших маршрутов движения горнорабочих и горноспасателей. Изв. Вузов. Горный журнал. № 1.-1994.- С. 19-23.

74. Назаретов В.М., Кульба Л. В. Использование модифицированных сетей Петри для имитационного моделирования гибкого автоматизарованного производства//Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука, 1987. - С. 57- 62.

75. Никонов В.В., Подгурский Ю.Е. Применение сетей Петри// Зарубежная радиоэлектроника.- 1986. -№ 11, С. 17-37.

76. Никонов В.В., Подгурский Ю.Е. Сети Петри. Теория. Применение // Зарубежная радиоэлектроника.- 1984. -№ 4, С. 28-59.

77. Олейниченко Р.Л. О построении правильных сетей Петри // Автоматика и телемеханика. 1982. - № 12. - С. 130-139.

78. Остриров В.Н., Срур Ж., Хальфа К. Комплексная система поддержки проектирования и анализа электромеханических систем главных приводов экскаваторов-драглайнов. Изв. Вузов. Горный журнал. №11.1992.- 14-16 с.

79. Патрушев М.А., Карнаух Н.В. Устойчивость проветривания угольных шахт. М.: Недра.- 1973.-174 с.

80. Петрович С.И. Научные основы математического моделирования оперативного планирования развития горных работ на угольных шахтах. Автореф. д-ра техн. наук.- Алма-Ата, 1972.- 29 с.

81. Петрович С.И., Запряткин Ю.А., Канапин A.A. Комплексное планирование в АСУ угольной шахтой. Алма-Ата: Наука, КазССР, 1978. -188 с.

82. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984. - 264 с.

83. Плакс Т.П. Синтез параллельных программ на вычислительных моделях // Программирование. 1977.- № 4.- с. 55-63.

84. Попов A.C. Технико-экономический анализ в горном искусстве. -М.: Госгортехиздат, 1932. 132 с.

85. Потапов В.Д., Яризов А.Д. Имитационное моделирование производственных процессов в горной промышленности. М.: Высш. шк. -1981.-191 с.

86. Потапов В.П. Математическое и информационное моделирование геосистем угольных предприятий. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 1999.-211 с.

87. Потапов В.П. Разработка математических и информационных моделей на основе распределенной вычислительной среды для автоматизации исследований геосистем горного производства. Автореф. дис. .д-ра техн. наук. Кемерово: 1999. - 44 с.

88. Пучков Л.А. Бахвалов Л.А. Методы и алгоритмы автоматического управления проветриванием угольных шахт М.: Недра, 1992. - 39 с.

89. Рахманин М.В. Информационное моделирование технологии открытых горных работ.- Изв. Вузов. Горный журнал № 3.- 1993.-С.45-47.

90. Резниченко С.С. Математическое моделирование в горной промышленности. М.: Недра, 1981. -216 с.

91. Робототехника/Под ред. Е. П. Попова, Е. И. Юревича. М.: Машиностроение, 1984. - 288 с.

92. Рогов Е.И. Системный анализ в горном деле. Алма-Ата: Наука, КазССР, 1976. - 207 с.

93. Рогов Е.И., Банкин С.С., Рясков Е.Я. Надежность проветривания угольных шахт. Алма-Ата: Наука, 1975. 278 с.

94. Розенблюм Л.Я. Сети Петри//Изв. АН СССР. Техн. кибернетика.-1983. -№ 5. с.12-40.

95. Розенблюм Л.Я., Цирлин Б.С. Конвейеризация сетей Петри // Программирование. 1985. - № 1. - С. 9-15.

96. Саратовский Э.Г. Сысоева В.А. Практическое руководство по выбору рациональных организационно-технических параметров внутришахтного транспорта методами математического моделирования. -М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1978.- 20 с.

97. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техника, 1975. - 765 с.

98. Силаев В. И. О целесообразности создания роботов для подземных условий//Уголь. 1980. - № 2. - С. 41-43.

99. Смелянец С. Г. и др. О создании промышленного робота для возведения анкерной крепи//Уголь Украины. 1984. - № 12. - С. 41-42.

100. Соловьев В.А. Исследование многозабойной организации работ при проведении подготовительных горизонтальных горных выработок в крепких породах. Автореф. дис. канд. техн. наук. Пермь: 1974. - 19 с.

101. Солод В. И., Зайков В. И., Первов К. М. Горные машины и автоматизированные комплексы. М.: Недра, 1981. - 503 с.

102. Справочник по рудничной вентиляции/Под ред. К.З. Ушакова. М.: Недра, 1977.-435 с.

103. Стариков А. В. Научные основы оптимизации развития горных работ на угольных шахтах. М.: ИПКОН АН СССР, 1978. - 112 с.

104. Степанов П.Б. Интерактивная система моделирования выемочного-транспортного комплекса угольной шахты//Горный журнал. -1992. -№11. -С.15-19.

105. Стрекачинский Г.А. Теория и численные модели вскрытия месторождений. Новосибирск: Наука, 1983. - 237 с.

106. Стрекачинский Г.А., Ордин A.A., Федорин В.А. Оптимальное размещение транспортных сетей на поверхности шахт. Новосибирск: Наука, 1981.-85 с.

107. ИЗ. Ступаков В.П., Ефремова А.Г., Зимаков Б.М. Структура ресурсов и перспективы добычи метана в угольных месторождениях СНГ // Оценка прогнозных ресурсов углеводородных газов в угольных бассейнах СНГ: Сб. науч. тр. Книга 1/ ВНИИГАЗ. М.: 1994.- 195 с.

108. Тайлаков O.B. Методы и задачи имитационного моделирования шахтных робототехнических систем // Известия ВУЗов, Горный журнал. № 11.-1992.- С. 105-109.

109. Тайлаков О.В. Моделирование сетями Петри роботизированных технологий подземной выемки угля//Тез. докл. Кемерово: КузПИ. - 1988.-С. 19-20.

110. Тайлаков О.В. Обзорность зоны обслуживания робота при безлюдной выемке угля//Создание технологии безлюдной выемки угля с применением средств роботизации производственных процессов. Тез. докл. Всес. конф. М.: ЦНИЭИуголь.- 1986. - С. 29-31.

111. Тайлаков О.В. Перспективы развития извлечения и использования шахтного метана в Кузбассе//Уголь. -1998. С. 48-51.

112. Тайлаков О.В., Конюх B.JI. Система имитационного моделирования роботизированных технологий подземных работ//Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1995, N2, с. 4150.

113. Тайлаков О.В., Конюх B.JI. Применение сетей Петри для моделирования гибких технологий подземных работ//Методические рекомендации.- Кемерово: Ассоциация «Кузбассуглетехнология» Институт угля СО РАН. - 1990. - 93 с.

114. Тайлаков О.В., Милевский В.А. Построение и анализ формальных свойств сетей Петри с использованием интегрированной системы моделиро-вания//Учебное пособие.-Кемерово: КемГУ, 1999. -17 с.

115. Тайлаков О.В., Милевский В.А. Расчет воздухораспределения шахтной вентиляционной системы с помощью сетей Петри//Тр. Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в угледобывающих регионах».- Кемерово-1998 С.51-52.

116. Таль A.A., Юдицкий С.А. Сложные автоматные сети с параллелизмом//Автоматика и телемеханика.-1982.- № 9.- С.82-88.

117. Таль A.A., Юдицкий С.А. Иерархиия и параллелизм в сетях Петри//Автоматика и телемеханика.-1982.- № 7.- С. 113-122.

118. Татомир К.И. Расчет сети выработок шахты. Киев: АН УССР, 1958.- 76 с.

119. Техника и технология горноподготовительных работ в угольной промышленности/Под ред. Э.Э.Нильвы. -М.: Недра.-1991.-314 с.

120. Третьяков Э.А., Гринева С.Н., Еленева Ю.А. Современное состояние моделирования структур ГПС. М.: ВНИИТЭМР, 1988. - 68 с.

121. Тян Р.Б., Потемкин В.Я. Управление проветриванием шахт. Киев: Наук, думка, 1977.-163 с.

122. Управление ГПС: Модели и алгоритмы. Л.: Машиностроение/ -1987. - 368 с.

123. Файнбург Г.З., Волкова М.А. Обобщенный метод последовательных приближений для расчета вентиляционной сети с вентиляторами-эжекторами//Разработка соляных месторождений.- Пермь, 1980,- С. 60-64.

124. Харченко В.А. Научные основы создания и выбора высокопроизводительных технологических систем угольных шахт для условий пологих пластов средней мощности. Автореф. дис. . . . д-ра техн. наук. М., 1972. - 39 с.

125. Хоральский В.П. Использование экспертных знаний при обнаружении аномальных режимов работы технологических аппаратов обогатительной фабрики. Изв. Вузов. Горный журнал.- № 11.- 1992.-С.74-79.

126. Цой С. Автоматическое управление вентиляционными системами шахт. Алма-Ата: Наука, 1975.-189 с.

127. Цой С., Данилина Г.П. Синтез оптимальных сетей горных выработок. Алма-Ата: Наука, 1969. - 211 с.

128. Цой С., Рогов Е.И. Основы теории вентиляционных сетей. Алма-Ата: Наука, 1965.-146 с.

129. Цой С., Рязанцев Г.К. Принцип минимума и оптимальная политика управления вентиляционными и гидравлическими сетями. Алма-Ата: Наука, 1968.

130. Чайковский Э.Г., Михирев П.А., Конюх B.JI. и др. Автоматизированное управление самоходными горными машинами. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987. 36 с.

131. Шевяков Л.Д. Основы проектирования угольных шахт. М.: Углетехиздат, 1958.- 219 с.

132. Шек В. М., Шайхин А. Ж. Геомеханическое обоснование технологических решений при разработке сближенных залежей//Моделирование технологических процессов при подземной разработке рудных месторождений. Новосибирск: ИГД СО АН СССР. -1987.-С. 107-113.

133. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. - М.: Мир, 1987. - 418 с.

134. Шматков H.A. и др. Роботизация технологических операций в комплексно-механизированных забоях//Уголь. 1986. - № 2. - С. 20-22.

135. Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение, 1980.-591 с.

136. Штеле В.И., Кусинып Я.Я., Корнеев В.П. Моделирование организации работ в подземных забоях. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987.- 130 с.

137. Юдицкий С.А. Конструирование хорошо сформированных сетей Петри из типовых блоков//Автоматика и телемеханика.- 1982.- № 12,- С. 103109.

138. Яковлев П. А. Моделирование организации горных работ//Промышленные роботы и их применение в народном хозяйстве. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР.- 1982. С. 109 - 117.

139. Baiden G.R. Combining Teleoperation with Vehicle Guidance for Improving LHD Productivity an INCO Limited//CIM Bulletin.-1994.- June.- Vol. 87.- No. 981.- pp.36-39.

140. Fedorin V.A., Tailakov O.V. Assessment of Methane-Air Mixture Reserves in Mine Goaf //Proc. of International Coalbed Methane Symposium. Alabama. 12-16 May 1997, pp.265-270.148. http://www.dsi.unimi.it/Users/Tesi/trompede/petri/class.html

141. Konjukh V.L. Tailakov O.V. A pre-project analysis of a robotics-based mining systems//Proceeding of 10 International Conference on Automation in Mine and Quarries, ICAMC 90, v. 1. - Czechoslovakia, Ostrava, 1990.- pp. 9299.

142. Konyukh V. At al. Computer Simulation of Mine-wide Conveyor Transport// Proc. of the 3-rd International Symposium on Computer Application in Mineral Industries (APCOM-26), USA: University Park. 1996. - pp. 457-460.

143. Konyukh V., Davidenko V. Simulation and Animation of Underground Transporting Technology.- Proc. of the International Mining Tech'97 Symposium.- China, Shanghai.- 1997.- pp. 629-636.

144. Konyukh V., Sinoviev V, Sturgul V. Selection of Driving Technologies for Robotizaiton// Proc. of the 7th International Symposium on Mine Planning and equipment Selection.- 6-8 October.- 1998.- Calgary.

145. Konyukh V., Tailakov O. Dynamic Simulation of Mine Robotics System// Proc. of the Third International Symposium on Mine Mechanization and Automation. Golden, USA, 1995.- pp.17.25-18.1.

146. Ozsu M.T. Modelling and analysis of diistributed database concurrency control algorithms using an extended Petry nets formalism // IEEE Trans. Software Eng. -1985. -Vol. SE-11, №10. -pp. 1225-1240.

147. Ozsu M.T., Weide B.W. Modelling of Distributed Database Concurrency Control Mechanisms Using an Extended Petry Nets Formalism //3rd Intern, conf. distrib. comput. syst. -0ct.l8-20, -Miami Fl; Landendale, Fla, 1982. -pp. 660-665.

148. Tailakov O. Status of Coalbed Methane Recovery and Utilization in Former Soviet Union //World Coal. № 10.-1999.- pp. 12-16.

149. Tailakov O., Konyukh V. Petri nets: Applications for Underground Mining// Proc. of the Third International Symposium on Mine Mechanization and Automation. Golden, USA, 1995. - pp. 22.13-22.23.

150. Tailakov O.V., Konyukh V.L., Lavrov A.V., Chernov M.I. Imitating modeling of interaction between mining machines // Proc. of 2nd International Symposium on Mine Mechanization and Automation. Sweden. - 1993. - pp. 633639.

151. Valette R. Analysis of Petry nets by Stepwise Refinements// J.Computer and System Sciences.- 1979.- № 18 .- pp. 35-46.