Methodology for designing multiparameter processes for control of the stress-strain state of a rock mass

Abstract

Мета. Розробити новий підхід щодо проєктування багатопараметричних процесів управління напружено-деформованим станом масиву гірських порід на основі застосування декомпозиційного підходу й алгоритмів оптимізації.Методика. Для вирішення поставленої задачі застосовано комплексний метод, що полягає у формалізації альтернативних технологічних рішень щодо управління напружено-деформованим станом масиву гірських порід шляхом перетворення у мережеві моделі. Подальше застосування алгоритмів оптимізації на мережевих моделях і графах дозволяє обрати найбільш оптимальну технологію спорудження чи експлуатації гірничих виробок.Результати. Розроблено методологічний підхід щодо проєктування процесів управління напружено-деформованим станом масиву гірських порід. Для цього, у якості інструменту прийняття рішень, застосовано декомпозиційний підхід, що дозволило врахувати багатоманіття параметрів, які впливають на ефективність спорудження чи експлуатації виробок. Після вибору інструментів прийняття рішень було запропоновано критерій оцінки ефективності спорудження чи експлуатації гірничих виробок, який враховує ймовірнісну надійність і витрати на спорудження або експлуатацію. Для проєктування багатопараметричних процесів управління напружено-деформованим станом було досліджено технологічні цикли зі зведення та експлуатації кріплення гірничих виробок із застосуванням альтернативних технологій і матеріалів, що дозволило виявити загальні етапи та перейти до формалізації задачі із пошуку оптимальної технології. Процедура формалізації передбачала представлення альтернативних технологій та рішень у вигляді мережевої моделі. Подальше застосування алгоритмів оптимізації дозволило визначити найбільш оптимальний тип кріплення з позиції мінімізації оптимізаційного параметру.Наукова новизна. Розроблено та наведено алгоритмічну процедуру процесу проєктування багатопараметричних процесів управління напружено-деформованим станом масиву гірських порід на основі застосування декомпозиційного підходу, що дозволило врахувати багатоманіття, за природою і ступенем впливу параметрів, а також визначити найбільш оптимальні способи спорудження чи експлуатації гірничих виробок.Практична значимість. Визначено критерії ефективності процесу спорудження чи експлуатації виробок, що дозволило перейти до узагальнення технологічних етапів спорудження й експлуатації гірничих виробок незалежно від типу кріплення. На основі застосування алгоритмів оптимізації на мережах і графах створено систему підтримки прийняття рішень, яка дозволяє