Validation of parameters and design of information system on the underground mining job safety with taking into account geomechanical factors

Abstract

This article is devoted to solution of one of the live scientific tasks: to determine regularities of dangerous geomechanical process occurrence and criteria for assessing risk of their development in the "support-rocks" system, and to validate parameters for the information system which could provide prompt making of decisions on ensuring safety of underground mining jobs with the help of current technologies: network communication, visual control and electronic documenting of data, which are of great importance for the job safety at the mining enterprises. On the basis of mathematical modeling methods, different scenarios of geomechanical process development around the roadways were assessed. The methods and rational parameters were developed for the information system elements functioning on ensuring the underground job safety. An architecture with the validated rational parameters was designed for the information system of the underground job safety, which differs by its methods for prompt predicting and assessing of different scenarios of geomechanical process development, and which includes the following subsystems: a basic client-server subsystem with functions of interaction between the personnel and management of the enterprise; a reference and information subsystem, which supports a decision making process, accumulates data and analyzes technical documentation; a subsystem for analyzing the job safety by geomechanical factors and for assessing of the "support-rocks" system state basing on the risk criteria and mathematical fuzzy logics. The job safety is improved thanks to the better interaction between the people and their more strict disciplinary responsibility and early decision-making on maintaining the roadways in the trouble-free state. Methodical recommendations were developed on how to use the information system for ensuring the underground job safety with taking into account geomechanical conditions of the rock mass. The recommendations, which include the information system functioning, preparation and deploy ment, and specificity of its application in different mining enterprises, were successfully approved and implemented.

Стаття присвячена вирішенню актуального наукового завдання встановлення закономірностей і критеріїв оцінки небезпеки розвитку геомеханічних процесів в системі «кріплення-масив», а також обґрунтування параметрів інформаційної системи забезпечення оперативного прийняття керуючих рішень для безпечного ведення підземних гірничих робіт з використанням сучасних технологій: мережного зв’язку, візуального контролю і електронного документування даних, що має важливе значення для охорони праці на гірничодобувних підприємствах. На базі методів математичного моделювання виконано оцінку сценаріїв розвитку геомеханічних процесів навколо гірничих виробок. Розроблено методи і обґрунтовані параметри функціонування елементів інформаційної системи з безпеки ведення підземних гірничих робіт. Розроблена архітектура і обґрунтовані параметри нової інформаційної системи безпеки ведення підземних гірничих робіт, яка відрізняється методами оперативного прогнозування і оцінки сценаріїв розвитку геомеханічних процесів та включає: базову клієнт-серверну підсистему, що забезпечує функції взаємодії та управління персоналом на підприємстві; довідково-інформаційну підсистему підтримки прийняття рішень, яка здійснює накопичення даних і аналіз технічної документації; підсистему аналізу рівня безпеки гірничих робіт за геомеханічними факторами, яка оцінює стан системи «кріплення-масив» на основі критеріїв небезпеки та математичного апарату нечіткої логіки. Безпека праці підвищується за рахунок покращення взаємодії і дисциплінарної відповідальності персоналу, а також прийняття завчасних рішень з підтримання гірничих виробок в безаварійному стані. Розроблені, затверджені та впроваджені «Методичні рекомендації з використання інформаційної системи забезпечення безпеки ведення підземних гірничих робіт з урахуванням геомеханічного стану породного масиву», що включають основи функціонування, підготовки і розгортання інформаційної системи, а також особливості її застосування на гірничорудних підприємствах.

Статья посвящена решению актуальной научной задачи установления закономерностей и критериев оценки опасности развития геомеханических процессов в системе «крепь-массив», а также обоснования параметров информационной системы обеспечения оперативного принятия управляющих решений для безопасного ведения подземных горных работ с использованием современных технологий: сетевой связи, визуального контроля и электронного документирования данных, что имеет важное значение для охраны труда на горнодобывающих предприятиях. На базе методов математического моделирования выполнена оценка сценариев развития геомеханических процессов вокруг горных выработок. Разработаны методы и обоснованы параметры функционирования элементов информационной системы безопасности ведения подземных горных работ. Разработана архитектура и обоснованы параметры новой информационной системы безопасности ведения подземных горных работ, которая отличается методами оперативного прогнозирования и оценки сценариев развития геомеханических процессов и включает: базовую клиент-серверную подсистему, которая обеспечивает функции взаимодействия и управления персоналом на предприятии; справочно-информационную подсистему поддержки принятия решений, которая осуществляет накопление данных и анализ технической документации; подсистему анализа уровня безопасности горных работ по геомеханическим факторам, которая оценивает состояние системы «крепь-массив» на основе критериев опасности и математического аппарата нечеткой логики. Безопасность труда повышается за счет улучшения взаимодействия и дисциплинарной ответственности персонала, а также принятия заблаговременных решений по поддержанию горных выработок в безаварийном состоянии. Разработаны, утверждены и внедрены «Методические рекомендации по использованию информационной системы обеспечения безопасности ведения подземных горных работ с учетом геомеханического состояния породного массива», которые включают основы функционирования, подготовки и развертывания информационной системы, а также особенности ее применения на горнорудных предприятиях.