The handbooks in the Leading Practice Sustainable Development in Mining series integrate environmental, economic and social aspects through all phases of mineral production from exploration through construction, operation and mine-site closure, The concept of leading practice is simply the best way of doing things for a given site. As new challenges emerge and new solutions are developed, or better solutions are devised for existing issues, it is important that leading practice be flexible and innovative in developing solutions that match site-specific requirements. Although there are underpinning principles, leading practice is as much about approach and attitude as it is about a fixed set of practices or a particular technology.
The International Council on Mining and Metals (ICMM) definition of sustainable development for the mining and metals sector means that investments should be: technically appropriate; environmentally sound; financially profitable; and socially responsible. Enduring Value, the Australian Minerals Industry Framework for Sustainable Development, provides guidance for operational level implementation of the ICMM Principles and elements by the Australian mining industry.
A wide range of organisations have been represented on the Steering Committee and Working Groups, indicative of the diversity of interest in mining industry leading practice. These organisations include the Department of Resources, Energy and Tourism, the Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, the Department of Primary Industries (Victoria), the Department of Primary Industries (New South Wales), the Minerals Council of Australia, the Australian Centre for Minerals Extension and Research and representatives from mining companies, the technical research sector, mining, environmental and social consultants, and non-government organisations. These groups worked together to collect and present information on a variety of topics that illustrate and explain leading practice sustainable development in Australia's mining industry. The resulting handbooks are designed to assist all sectors of the mining industry to reduce the negative impacts of minerals production on the community and the environment by following the principles of leading practice sustainable development.]]>
У уводном делу дисертације презентује се преглед и искустава успешно затворених и рекултивисаних копова угља и анализом примера у светској пракси. Такође, је на основу теоријских аспеката проблема одлучивања и управљања у најширем смислу отворен проблем приступа решавања примене ових феномена на процесе техничке и биолошке рекултивације предела деградираних површинском експлоатацијом и анализу њиховог општег утицаја на факторе животне средине.
Процес рекултивације као пословни систем моделован је преко својих потпроцеса: техничка рекултивација, биолошка рекултивација, мониторинга животне и мониторинга радне средине, а управљање се реализује кроз процес управљања који садржи потпроцесе планирање, организовање, праћење реализације и контрола реализације пословних активности. Као кључни процес, процес планирања рекултивације кроз све фазе развоја површинског копа има три нивоа: прелиминарни, оперативни и финални и може се применити како за нове површинске копове тако и за површинске копове у раду за које то претходно није детаљно вршено.
Анализом могућих моделских приступа за подршку одлучивању током рекултивације кроз различити примери из светске праксе изведен је синтетички приступ предметне проблематике и дат предлог најприкладнијих моделских анализа природних, техничко-технолошких, правно-економских и друштвено-организационих фактора за подршку одлучивања током рекултивације. Такође, прегледно су дате теоријске могућности примене модела нелинеарног програмирања, пре свега вишекритеријумских, вишеатрибутних и вишециљних модела, као што су ELECTRE, PROMETHEE, AHP, VIKOR и др. Дефинисањем нове методологије у структуирању процесима управљања и одлучивања дефинисано је решење Алгоритма процесног одлучивања у поступку избора рекултивационог решења, односно избору најбољег - оптималног решења према задатим критеријумима и предложеним алтернативним рекултивационим варијантама.
У тези је табеларно диференцирано 12 могућих одабраних критеријума који се могу представити нумеричком и/или описном вредношћу, с тим да су неки критеријуми алтернативно пожељни, нужни или без алтернативе у облику детерминистичких или описних података. Избор рекултивационих решења могућ је селекцијом одређеног броја од максимално 20 алтернативних варијанти за сваки коп посебно аналогно селекцијом критеријума. За потребе пројектних решења односно, изабраних површинских копова као истраживачких полигона изабран је модел PROMETHEE. Без улажења у анализу и оцену вишеатрибутних модела, при избору модела превагу је имало искуство у његовом коришћењу, постигнути резултати и уграђеност у PROMETHEE модел шест генерализованих критеријума за исказивање преференција доносиоца одлуке, што ублажава субјективитет пројектаната. Ово не негира остале методе и не искључује њихову применљивост у решавању овог типа проблема са акцентом на математичку методу PROMETHEE, која је послужила у завршном делу тезе за тест опитна истраживања на три полигона у земљи и региону: 1. Површински коп Кленовник - костолачки басен угља, и 2. Тамнава Западно Поље - Колубарски угљени басен у Србији, као и 3. Површински коп Богутово Село у угљевичком басену угља Републици Српској (БиХ). Резултати истраживања представљени су рангирањем појединих пројектних рекултивационих решења по индексу преференција као могућих алтернативних варијанти уређења пострекултивационих предела за сваки површински коп и пратећи одлагалишни простор. Наиме, као прворангирана решења по редоследу тестирања добијена су следеће вредности: 1. Кленовник, коме се предлаже враћање деградираних површина експлоатационог поља шумарским и пољопривредним засадима комбиновано воденим површинама, парковским, спортско рекреативним и сличним садржајима комбинација пољопривредних и шумских засада, 2. Тамнава Западно Поље, пошумљавање, и 3. Богутово Село, пошумљавање.
На основу резултата за предметне копове и њихов околиш, сматрамо их најповољнијим тј. најбољим - оптималним рекултивационим варјантама које поред осталих високо позиционираних дају употпуњену слику уређења постексплоатационих предела. Досадашња рекултивациона пракса у свету је показала да је могуће створити нове пољопривредне, шумске, акваторне, ливадске и друге обновљене просторе чему треба тежити и у нас.
Рекултивација има мултидисциплинарни и интердисциплинарни карактер јер представља синтезу рударско-технолошких, инжењерско-геолошких (геотехничких и хидрогеолошких), хидротехничких и биоинжењерских (агрономских и шумарских мелиоративних поступака), као и других техничких мера које се предузимају у циљу трансформације техногено нарушеног земљишта у стање погодно за пољопривреду, шумарство, рибарство, рекреацију, туризам, и простор за градитељство различите намене, парковске и пејзажно амбијенталне целине. Природњачки посматрано, рекултивацијом се поспешује обнављање старих и оживљавање нових биљних и животињских врста, формирање стабилних еко-заједница у циљу еколошке равнотеже човекове околине и одрживог развоја природних обновљивих и необновљивих ресурса. У том смислу предео рекултивисаних површина уклапа се у постојећи еко систем или се пак у целини или делимично мења његова намена за нове потребе.]]>
The introduction part of the dissertation demonstrates the review and experiences at the sites of successfully closed and reclaimed coal open pit mines, and the analysis of the examples in day-to-day practice worldwide. Additionally, based on the theoretical aspects of the decision making and management problems in its widest sense, a problem was exposed. The problem is related with the approach in solving these phenomena to the processes of technical and biological land reclamation of the areas downgraded by opencast mining and the analysis of their general influence on the environmental factors.
The land reclamation process as the business system is modelled through its subprocesses: technical land reclamation, biological land reclamation, monitoring of the living and working environment while the management is accomplished through the management process containing the subprocesses of planning, organizing, monitoring and control of realization of the business activities. As the key process, the land reclamation planning process through all the phases of open pit mine development is made of three levels: preliminary, operative and final, and it can be applied to the new open pit mines as well as the operational open pit mines where it was not previously applied in detail.
By means of analyzing possible model approaches for support to decision making during land reclamation through various examples from the contemporary practices worldwide, a synthetic approach for the problem in question was derived, as well as the suggestion for the most suitable model analysis of natural, technical, technological, legal, financial, social and organizational factors for support to decision making in land reclamation. Furthermore, a presentation of theoretical potentials of non-linear programming models are presented, primarily multi-criteria, multi-attribute and multi-objective models, such as ELECTRE, PROMETHEE, AHP, VIKOR, etc. By defining a new methodology in structuring the processes of decision making and management, a solution was defined for the Algorithm of process decision making for the purpose of land reclamation solution selection, i.e. the selection of the best - the optimal solution according to the given criteria and the suggested alternative land reclamation variations.
The thesis differentiates in tabular form 12 possible selected criteria that can be presented by a numerical and/or descriptive value, having in mind that some of the criteria are alternatively desirable, necessary or without an alternative in form of deterministic or descriptive data. The selection of the land reclamation solutions is possible by selecting a certain number out of maximum of 20 alternative variations for each open pit mine separately, by using analogy in selecting the criteria. For the purpose of design solutions, i.e. the selected open pit mines as the research objects, PROMETHEE model was chosen. Without further analysis and the assessment of the multi-attribute models, the selection of model was predisposed by experience in its utilization, achieved results and the level of inclusion of six generalized criteria for the decision-making preference expression in the PROMETHEE model, thus diminishing the subjectivity of the designer. This is not disproving other methods or excluding their applicability for the purpose of solving this class of problems with an emphasis on the mathematical method PROMETHEE, serving in the closing section of the thesis for test experimental research performed in three subject in our country and the region: 1. Open pit mine Klenovik - Kostolac Coal Mining Basin, 2. Tamnava West Field - Kolubara Coal Mining Basin in Serbia as well as 3. Open pit mine Bogutovo Selo at the Ugljevik Coal Basin in the Republic of Srpska (BIH). Experimental results are presented by ranking certain designed land reclamation solutions by preference index as possible alternative variations in arranging the post-reclamation areas for each open pit mine and the accessory waste damp. Namely, as the first-ranked solutions by testing orders the following results were obtained: 1. Klenovnik - where the demoted areas of the mining area are proposed to be functionally returned to the forest and agricultural plantations, combined aquatic surfaces, park, sport and recreational and similar contents, 2. Tamnava West Field - afforestation and 3. Bogutovo Selo - afforestation.
Based on the results obtained by each open pit mines and their environment, they are believed to be the most suitable, i.e. the best – optimal land reclamation variation that provides, alongside with other high-ranked solutions, the complete image of the post-mining areas arrangement. The land reclamation habit worldwide shown that it is possible to create new agricultural, forest, aquatic, meadowland and other areas, which is a goal to be aspired for in our country as well.
Land reclamation has multidisciplinary and interdisciplinary nature since it represents a synthesis of the miningtechnological, engineering-geological (geotechnical and hydrogeological), hydrotechnical and bioengineering (agronomy and forest melioration procedures), as well as other technical measures taken with the purpose of transforming the technogenic downgraded land in the condition suitable for agriculture, forestry, fishing, exercise, tourism and the area for construction of objects with diverse purpose, parks and landscape ambient entities. From a naturalistic point of view, land reclamation is supporting the renewal of old and the revival of new floral and animal species, creation of stable eco-communities with the aim of ecological balance of the environment and the sustainable development of the natural renewable and non-renewable resources. To this end, the area of the land-reclaimed areas fits into the existing eco-system or it is perhaps altogether or partially its purpose changing for new demands.]]>
Project management of any kind, is essentially a very complex decision-making process conditioned by a large number of input factors. Such factors should allow to focus onto the priorities and objectives, to monitor the implementation, provide flexibility in overcoming any difficulties, enable adaptation to changes and provide control over the results obtained. This management method requires the use of proven techniques and tools, as well as of teamwork involved in the project in order to achieve the results within the planned time and by using planned resources.
The answer to these questions was sought and given, via various methodologies, by many authors, world-renowned project management institutes, including the PMI (Project Management Institute, USA), whose recommendations and guidelines have been used, to a significant degree, in the preparation of this dissertation.
In modern times, surface mining of mineral deposits, due to the large number of unknowns, is performed in increasingly complex conditions which in terms of design, planning, mining preparation and the mining process represent the limiting factors.
When it comes to surface coal mining, due to a number of specific features characterising it, the above problems become even more pronounced. As a rule, the implementation of such projects is a very complex process consisting of multidimentional testing activities of all relevant determinants of future conditions and changes that the project entails. On the other hand, the development and new knowledge in other scientific areas the mining science relies on, provide continuously expanding possibilities of its application.
Taking all theabove into account, the standard approach of project management cannot fully provide for all the complexity of mining projects. Therefore, it is required to model a concept that recognizes the "best international practice" in the project management area and which contains sufficient logical framework, corresponding logical phases as well as comprehensive natural, technical-technological, economic, environmental and social analyses, alongside with the continuous risk analysis on the project of opening surface coal mines.
Since the investment projects of opening surface coal mines are, as a rule, related to the strategic development of a mining company, when strategical visions and decisions are redefined and specified, a well defined and optimized management model of such projects should, by using modern software tools, increase the quality and reliability, reduce risks and optimize costs in all project activities through all project phases, from initialization to the closure of the project.]]>
Upravljanje projektima, bilo koje vrste, suštinski, predstavlja veoma složen proces odlučivanja uslovljen velikim brojem ulaznih faktora. Ti faktori treba da omoguće fokusiranje na prioritete i ciljeve, praćenje realizacije, fleksibilnost u prevazilaženju teškoća, prilagođavanje promenama, te kontrolu nad ostvarenim rezultatima. Ovakav način upravljanja zahteva korišćenje proverenih tehnika i alata te timski rad angažovanih na projektu, kako bi se rezultati postigli u planiranom vremenu i sa planiranim sredstvima.
Odgovor na ova pitanja su preko svojih metodologija pokušali da daju mnogi autori, poznati svetski instituti za upravljanje projektima, među kojima je i PMI (Project management Institute USA), čije preporuke i smernice su, u značajnoj meri, poslužile kod izrade ove disertacije.
U savremenom dobu površinska eksploatacija ležišta mineralnih sirovina, usled velikog broja nepoznanica, obavlja se u sve složenijim uslovima, koje sa aspekta projektovanja, planiranja i pripreme za eksploataciju, te samog procesa odvijanja eksploatacije predstavljaju ograničavajuće faktore.
Kada je reč o površinskoj eksploataciji uglja, usled niza specifičnosti koje je odlikuju, navedena problematika postaje još izraženija. Po pravilu, realizacija projekata ovog tipa, predstavlja vrlo složen proces sastavljen od višedimenzionalnih aktivnosti ispitivanja svih relevantnih determinanti budućih stanja i promena koje projekat nosi sa sobom. Sa druge strane, razvoj i nova saznanja u drugim naučnim oblastima na koje se oslanja rudarska nauka, pružaju sve šire mogućnosti njene primene.
Uzimajući sve ovo u obzir, klasičan pristup upravljanja projektima ne može u potpunosti da odgovori svoj kompleksnosti rudarskih projekata pa je potrebno modelirati koncept koji uvažava "najbolju svetsku praksu" u oblasti upravljanja projektima i koji sadrži dovoljan logički okvir, odgovarajuće logičke faze te sveobuhvatne prirodne, tehničko - tehnološke, ekonomske, ekološke, sociološke analize uz kontinualnu analizu rizika na projektu otvaranja površinskih kopova uglja.
Obzirom da su investicioni projekti otvaranja površinskih kopova uglja po pravilu vezani za strateški razvoj rudarske kompanije kada se strateške vizije i odluke preoblikuju i konkretizuju, definisan i optimizovan model upravljanja ovim projektima, uz primenu savremenih softverskih alata, u znatnoj meri treba da poveća kvalitet i pouzdanost, smanji rizike i optimizuje troškove u svim projektnim aktivnostima kroz sve projektne faze, od inicijalizacije do zatvaranja projekta.]]>
This PhD Dissertation presents the re suits of research is related to risk assessment of mining equipment failures. Research goal w as to develop an algorithm for implementation of risky occurrence effects, i.e. to assess the consequences of equipment operation failure to equipment construction, technological process and environment, and create a synthesis model for risk assessment of any specific machine engaged in mining industry.
The result of researches is theoretically defined procedure for analysis of equipment failure risk for machines and technical systems utilized in mining industry. With application and combination of existing statistical and analytical methods and procedures f or risk analysis and determination of system reliability, the dissertation provides universal model for risk assessment and reliability evaluation of technical systems. Fuzzy Sets and Fuzzy Logic theories. combined with statistical methods, were used for processing data on equipment failures in mining. Also, the consequences of risky occurrences were analyzed, as well as period of tune between failures, m order to predict the consequence of a failure to working environment and employees. Model of risk assessment was then applied to mobile crusher "Lokotrack LT1213S", engaged in "Ladne vode" quarry, situated near Petrovac na Mlavi. Eastern Serbia. Such developed model represents a new methodological approach to risk assessment of equipment failure.]]>
Докторска дисертација са наведеним насловом презентује резултате истраживања ризика отказа техничких система у рударству. Циљ овог истраживања јесте развој алгоритма за имплементацију ефеката ризика односно вероватноће настанка последице непланираног застоја, отказа, хаваријске ситуације у раду машине на: конструкцијску структуру саме машине, технолошки процес производње у коме учествује и радну и животну средину у синтезни модел оцене нивоа ризика рада одговарајуће машине која ради у рударској индустрији.
Резултат истраживања ове дисертације јесте теоријски дефинисан поступак анализе ефеката ризика отказа код машина и техничких система у рударству. Применом и комбинацијом постојећих статистичких и аналитичких метода и поступака за анализу ризика и одређивање нивоа поузданости, као циљ рада направљен је универзалан модел којим се одређује ниво ризика и поузданост техничких система. Применом теорије фази скупова и фази логике у комбинацији са статистичким методама обрађени су подаци о отказима, анализирани су озбиљности штетног деловања случајног догађаја, времена између отказа исте врсте и предвиђене последице које се могу појавити као резултат негативног деловања хаварија на околину и запослене. Представљени модел процене ризика заснован на фазилогичком закључивању приказан је на примеру мобилне дробилице "Lokotrack LT1213S", која ради на каменолому "Ʌадне воде" код Петровца на Млави. Развијени модел представља нов методолошки приступ процене ризика отказа техничких система.]]>
Рад обрађује проблематику утицаја примене захтева стандарда OHSAS 18001 и ISO 14001 на побољшање перформанси заштите здравља, безбедности на раду и заштите животне средине. У поступку израде рада због потврђивања постављених хипотеза детаљније су истражене и анализиране теоријске основе подручја управљања заштитом здравља, безбедности на раду и заштитом животне средине, системи управљања заштитом здравља, безбедности на раду и заштитом животне средине према стандардима OHSAS 18001 и ISO 14001, те захтеви стандарда OHSAS 18001 и ISO 14001.
Кључни део истраживања представља прикупљање и анализа података о примени захтева стандарда OHSAS 18001 и ISO 14001 на одређеном узорку предузећа, утврђивање повезаности примене захтева стандарда са побољшањем перформанси заштите здравља, безбедности на раду и заштите околине те постављање модела за мерење утицаја примене захтева стандарда OHSAS 18001 и ISO 14001 на побољшање перформанси заштите здравља, безбедности на раду и заштите животне средине. У поступку обраде података емпиријског истраживања кориштен је низ статистичких метода дескриптивне и инференцијалне статистике. На основу резултата статистичке анализе постављен је модел за мерење утицаја примене захтева стандарда OHSAS 18001 и ISO 14001 на побољшање перформанси заштите здравља, безбедности на раду и заштите животне средине те су потврђене постављене хипотезе.]]>
The paper is dealing with the impact of implementing the requirements of OHSAS 18001 and ISO 14001 standards to improve the performance of occupational health, safety and environmental protection. In the process of making the paper, for confirmation set hypotheses, were further researched and analyzed the theoretical foundations in the field of occupational health, safety and environmental protection, occupational health, safety and environmental management systems according to OHSAS 18001 and ISO 14001 standards and the requirements of OHSAS 18001 and ISO 14001 standards.
A key part of research are collecting and analysis of data on the implementation of the requirements of OHSAS 18001 and ISO 14001 standards in a particular sample of companies, determining connection between the application standard requirements, by improving performance of occupational health, safety and environmental protection as well as setting up a model for measuring the impact of application requirements of the standards OHSAS 18001 and ISO 14001 on improvement of performance in occupational health, safety and environmental protection. A number of statistical methods of descriptive and inferential statistics were used during the processing of empirical research data. Based on results of statistical analysis, has been set model for measuring the impact of application requirements standards OHSAS 18001 and ISO 14001 on improvement of performance in occupational health, safety and environmental protection and the proposed hypotheses are confirmed.]]>
Тренутни, конвенционални приступ оптимизацији и планирању површинских копова заснива се на алгоритмима, развијеним средином прошлог века чије је опште обележје детерминистички приступ приликом усвајања релевантних улазних параметара.
У протекле две деценије, као озбиљна алтернатива детемнистичком приступу намеће се примена стохастичких модела. Многобројни резултати научног рада, снажно сугеришу да стохастички математички модели знатно боље описују природу савременог рударства и представљају алтернативу способну да понуди боља решења.
У истраживању представљеном у овом раду, анализара се употреба стохастичких математичких модела, у процесима планирања и оптимизације на површинским коповима. Циљ дисертације, је да се научним методама, докажу предности имплемантације стохастичког или комбинованог (хибридног) стохастичког и детерминистичког приступа над чисто детерминистичким (конвенционално прихваћеном) приступом. Практичан допринос истраживања представљају два развијена модела. Први модел, заснива се на генетском алгоритму и третира проблем планирања производње на површинском копу лигнита. Други развијени модел је хибридног типа, садржи стохастичку (Монте Карло метода) и детерминистичку компоненту и третира проблем оптимизације граница копа.]]>
Current, conventional approach to optimization and planning of open pits is based on algorithms which have been developed during the mid of the last century. Their main characteristics is deterministic approach during adoption of relevant input parameters.
In last two decades, adoption of stochastic models is considered to be serious alternative. Numerous results of scientific work strongly suggest that stochastic mathematical models significantly better describe the nature of contemporary mining, and represent alternative capable of offering better solutions.
In planning processes and optimization of open pits, usage of stochastic mathematical models is analyzed in the research that is represented by this dissertation. The aim of the dissertation is to prove the advantages of implementations of stochastic or combined (hybrid) stochastic and deterministic approach over a purely deterministic (conventionally accepted) approach. Two developed models represent practical contribution of the research. First model is based on genetic algorithm and it is dealing with the problem of production planning on the lignite open pit. Second model that is being developed is hybrid type. It has stochastic (Monte Carlo method) and deterministic component and treats the problem of optimization of open pit boundaries.]]>
Svakodnevno se, hemijske laboratorije i odgovarajuće službe kontrole kvaliteta suočavaju sa ogromnim brojem merenja, koja kao rezultat imaju velike baze (setove) podataka, koje treba pravovremeno obraditi, procesuirati i redukovati s ciljem dobijanja informacija koje bi bile dovoljne da ukažu na postojeći kvalitet vode i koji bi poslužili kao osnova za efikasno modelovanje i upravljanje vodnim resursima. Statistička evaluacija i multivarijaciona analiza doživela je značaj u savremenom društvu, i to na svim poljima, počevši od hemije i zaštite životne sredine, ali i ekonomije, marketinga, psihologije, socioloških istraživanja, pa do medicine i farmacije.
Redovno praćenje parametara u procesnoj vodi, smanjenje broja on-line parametara koje treba redovno pratiti i frekvencije merenja, prioritet je službi kontrole u industriji. Na osnovu prethodno definisanih ključnih promenljivih, koje se mere direktno, a preko kojih se indirektno dobijaju informacije o ostalim parametrima, zbog njihovih čvrstih korelacija, pojednostavljuje se sistem monitoringa i obezbeđuje pravovremena aktivnost u sprečavanju havarija.
U okviru ove doktorske disertacije sistemski je praćena koncentracija jonskih vrsta, kao i bitnih fizičko-hemijskih parametara u procesnoj vodi iz sistema voda-para. Izvršena je kompletna evaluacija merenja. Jonska hromatografska (IC) metoda za određivanje jona na nivou tragova (ppb-ppt) testirana je na realnim uzorcima, izvršena je optimizacija i validacija metode. Na primeru ultračiste vode, ispitane su različite hemometrijske metode, kao što su analiza glavnih komponenti (PCA), faktorska analiza (FA), analiza grupisanja ili klasterska analiza (CA), diskriminaciona analiza (DA). Primenjena je kombinacija multivarijacionih tehnika i izvršen izbor one (onih) koja može najviše pomoći u redukciji podataka, izboru ključnih parametara, predviđanju parametara koji su najodgovorniji za varijacije u kvalitetu vode i projektovanju budućeg sistema monitoringa. Definisane su lokacije sa najvećim zagađenjem u odnosu na ispitivane elemente, kao i izvori mogućeg porekla. Na osnovu koeficijenta korelacije otkriveni su odnosi između elemenata, kao i mogući mehanizmi putem kojih ove zagađujuće materije dospevaju u ciklus voda-para. Predložen je sistem monitoringa sa redukovanim brojem parametara i smanjenom učestanošću merenja.
Drugi objekat i predmet istraživanja u ovoj disertaciji bila je sirova voda (površinska i podzemna) iz sistema JKP Beogradski vodovod i kanalizacija. Zbog aktuelne problematike zagađenja voda, potrebi definisanja parametara koji su odgovorni za kvalitet vode i dobijanja trenutnih informacija o kvalitativnom i kvantitativnom sastavu vode, veliki broj radova objavljenih u svetu se fokusira na razvijanje modela i primenu hemometrijskih metoda u proceni kvaliteta površinskih (reke, jezera, mora) i podzemnih voda. Na osnovu merenja parametra, formirane su baze podataka, tzv. data setovi koji su podvrgnuti multivarijacionoj analizi. Predložene su hemometrijske metode koje daju najbolje tumačenje prostorno/vremenskih varijacija i najtačnije predviđanje i modelovanje parametara koji su odgovorni za ispoljene varijacije u kvalitetu vode. Ispitani su uzroci varijacija sa svih aspekata: lokacijski, sezonski i godišnji. Otkriveni su parametri koji su doveli do svih ovih oblika varijabilnosti parametara kvaliteta vode. Izvršeno je i modelovanje pomoću metoda DA i veštačkih neuronskih mreža (ANN).]]>
Laboratory and on-line analysis performed daily provide a huge number of data on the quality of water which should be evaluated, processed and reduced in order to obtain information that would be sufficient to indicate the water quality and that would serve as the basis for efficient modeling and management of water resources. The goal of this investigation was to apply multivariate statistical techniques and choose the most applicable one for this case. The statistical evaluation and multivariate analysis are very important in all fields, ranging from the economics, marketing, psychology, social studies, to medicine, pharmacy, and especially chemistry and environmental protection.
Regular monitoring of parameters of the process water, with the possible reduction of the number of on-line parameters that should be monitored and their frequency of measurement is important for the maintanance services in the industry. From key variables which are measured on-line, and by which indirectly the information on other parameters are recieved, based on their correlations, simplification of the monitoring system is enabled with less consuming activities and the same level of preventing accidents.
Within this Ph.D. thesis the concentration of ionic species and the cruical physicochemical parameters in the process water in the water-steam systems are monitored. A complete evaluation of the measurement was performed. The ion chromatography (IC) method for the determination of ions at trace level (ppb-ppt) was tested on real samples, and the method was optimized and validated. Different chemometric methods such as principal components analysis (PCA), factor analysis (FA), cluster analysis (CA) and discriminant analysis (DA) were applied, for the ultrapure water.
The optimal combination of multivariate techniques and the selection of one or more techniques that can be applied for the reduction of data, as well as the choice of key variables and the prediction of the parameters which are the most responsible for variations in water quality and the design of future monitoring system was investigated. The locations with the highest pollution, in respect to the analysed elements, as well as their possible origin and source was defined and investigated. The relationships between the elements and mechanisms by which these impurities get into the water-steam cycle were discovered based on the correlation coefficients. The monitoring system with a reduced number of parameters and reduced frequency of measurements is proposed as a result of this research.
The second object of the analysis within this study was the raw water (surface and groundwater) which the Belgrade Waterworks system used for procesing into the drinking water. In order to define the parameters that are responsible for the change of water quality and to obtain current information on the qualitative and quantitative composition of the water, the chemometrics methods can be applied to assess the quality of surface water (Sava river ) and groundwater. Based on the measured water quality parameters of the Sava river, the database (data set) that was subjected to multivariate analysis was created. The chemometric methods which give the best interpretation of the spatial/temporal variations and the most accurate prediction and modelling parameters responsible for the variations in water quality were adopted. The causes of variation in all aspects: location, seasonal and temporal were investigated. The parameters that led to all forms of variability in the water quality were revealed. The modelling based on the DA method and artificial neural network (ANN) was performed.]]>
]]>
Utvrđeno je da su na naftnom polju Amal ključni problemi koji prate proces proizvodnje taloženje parafina, pojava slojnog peska, neefikasan rad gaslift sistema, neefikasna desalinizacija nafte i ekološki problemi. Proizvodni problemi, pojedinačno i više njih zajedno, na nekim bušotinama uzrokovali su smanjenje proizvodnje nafte od 40 do 75%. Zbog toga je bilo neohodno da se preduzmu dodatne mere i aktivnosti na rešavanju proizvodnih problema kao se oni dodatno nebi pogoršali i uzrokovali još veće smanjenje proizvodnje nafte.
Na osnovu karakteristika naftnog polja Amala, detaljne analize proizvodnih problema, najnovijih literaturnih saznanja definisan je novi model za postizanje optimalne proizvodnje nafte. Model se sastoji iz dva ključna dela, prvog koji se bavi rešavanjem proizvodnih problema i drugog za određivanje optimalnih parametara rada gaslifta. Originalnost modela leži i u činjenici da se u model egzaktno uvode ekološki aspekti funkcionisanja procesa proizvodnje nafte i algoritamski se predlažu mere za smanjenje uticaja na životnu sredinu.
Za efikasnije rešavanje problema taloženja parafina definisan je skup novih aktivnosti koje se moraju preduzeti. Urađena je analiza primene hemijskih inhibitora i predložena primena termičke metode zagrevanja tubinga.
Za rešavanje prodora slojnog pesak u proizvodni sistem predložena je primena metode gravel paka.
U cilju efikasnije proizvodnje nafte definisan je model za adekvatnu raspodelu gasa koji se utiskuje u bušotine, na nivou sabirnih stanica, odnosno kompresorskih stanica. Radi optimizacije proizvodnje nafte primenjena je sistem analiza rada bušotina u gasliftu koja je omogućila efikasniju proizvodnju nafte sa jedne strane i povećanje proizvodnje nafte sa druge strane.
Predložen je novi savremeni postupak desalinizacije koji znatno smanjuje proizvodne i operativne troškove, kao i sadržaj soli u sirovoj nafti na manje od 3 mg/l.
Definisan je savremeni integralni koncept pripreme proizvedene slojne vode na naftnom polju putem njenog utiskivanja u geološke formacije kao ekonomski i ekološki najbolje rešenje. Ovaj koncept pripreme slojne vode podržava postojeći način odlaganja u taložne jame za isparavanje čime se obezbeđuje postojanje dva nezavisna sistema za odlaganje slojne vode na naftnom polju, što daje dodatnu sigurnost u radu.
Naučni doprinos doktorske disertacije se ogleda u originalnom modelu za rešavanje proizvodnih problema na naftnom polju Amal. Predložena rešenja omogućavaju da se unapredi rešavanje proizvodnih problema, efikasnije vodi proces proizvodnje i poveća proizvodnja nafte. Disertacija, pored značaja za ovo naftno polje, ima i širi značaj pošto je predloženi model primenljiv i na drugim naftnim poljima za rešavanje sličnih problema i određivanje optimalnih parametara rada.
Doktorska disertacija, pored naučnog ima i značajan stručni doprinos. On se odnosi na rešavanje brojnih praktičnih problema u procesu optimizacije proizvodnje nafte i modeliranju nove i efikasnije tehnologije za njenu eksploataciju.]]>
It has been found that major problems accompanying the production process at the Amal oilfield are paraffin deposition, occurrence of layer sand, inefficient operations of Gas Lift System, inefficient oil desalination and environmental issues. Production problems, taken individually or several of them together, at some oil wells, caused a decrease in production of 40% up to 75%. It was necessary to take additional measures and actions in order to solve the production problems so that they could not become worse and cause further decrease in oil production.
Based on the characteristics of the Amal oilfield, detailed analysis of the accompanying problems and the latest technical literature, a new model has been defined for achieving the optimum oil production. The model consists of two major parts, the first one dealing with the solution of the production problems, and the second one dealing with the determination of optimum parameters for Gas Lift Operations. The originality of the model reflects in the fact that environmental aspects of the functioning of the oil production process have been exactly introduced into it and measures based on algorithms for the decrease of impact on the environment have been proposed.
Regarding more efficient solution of the paraffin deposition problems, it has defined a set of new actions that must be taken. The analysis of the application of chemical inhibitors has been performed, and the application of thermal method of tubing heating has been proposed.
As a solution for the penetration of layer sand into the production system, it has proposed the use of gravel pack method.
To achieve more efficient oil production, it has defined a model for adequate distribution of well injection gas, at the level of gathering stations or compressor stations. For the purpose of oil production optimization, it has applied the system analysis of oil well operations in Gas Lift, which should result in more efficient oil production on the one hand and the increase in oil production on the other hand.
It has also proposed a new modern desalination method, which considerably decreases production and operations costs, as well as the content of salt in crude oil to less than 3 mg/l.
Additionally, there has been defined a modern integral concept of preparation of produced formation water at the oilfield by its injection into geological formations, as the best solution, from both economic and environmental point of view. This concept of formation water preparation supports the existing disposal method in the evaporation deposition pits, which provides two independent systems for disposal of formation water at the oilfield and increases the work safety.
The doctoral dissertation provides scientific contribution that is reflected in the original model for a solution of the production problems at the Amal oilfield. The proposed solutions can improve production problems solution, provide more efficient management of the production process and increase oil production. In addition to its importance for the Amal oilfield, the dissertation has a broader significance, because the proposed model is applicable to other oilfields for the solution of similar problems and determination of optimum operations parameters.
Besides scientific contribution, the doctoral dissertation provides a significant professional contribution. It is reflected in the solving of a number of practical problems in oil production optimization process and the modeling of a new and more efficient oil exploitation technology.]]>
safety]]> Osnovni cilj ove doktorske disertacije je definisanje metodologije i razvoj modela sistema upravljanja zaštitom na radu, koji će omogućiti savremen, adekvatan i sveobuhvatan način praćenja i analize faktora koji utiču na bezbednost i zaštitu na radu.
Sistem poslovne inteligencije za upravljanje zaštitom na radu u rudarstvu, čiji je razvoj prikazan u ovoj doktorskoj disertaciji, svoje mesto nalazi u okviru treće faze Demingovog ciklusa – Provera i korektivne mere. Evidencija i analiza indikatora stanja zaštite na radu, kao što su nezgode, povrede na radu i profesionalna oboljenja, treba da omoguće, primenom savremenih informacionih tehnologija, kompleksnu i sveobuhvatnu analizu prikupljenih podataka i ocenu uspešnosti primenjenih mera zaštite kao i unapređenje procesa donošenja odluka vezanih za poboljšanje primenjenih i izbor novih mera pri upravljanju procesima zaštite na radu u rudnicima.
Razvoj sistema za praćenje i analizu stanja zaštite na radu zasnovan je na iterativno‐inkrementalnom pristupu vođenom slučajevima upotrebe. Prva faza je obuhvatila specifikaciju korisničkih zahteva, odnosno funkcionalnosti sistema koji se razvija, i poslovnog modela koji specificira arhitekturu informacionog sistema kroz konceptualni model. Dalje modeliranje je obuhvatilo: konceptualno modeliranje podataka koje daje celokupan pogled na sistem, strukturno koje formalizuje organizaciju poslovnog sistema, procesno sa specifikacijom poslovnih aktivnosti u sistemu i modeliranje ponašanja i interakcije između resursa. Implementacija sistema je prikazana karakterističnim komponentama sistema evidencije službe zaštite sa posebnim osvrtom na evidenciju povreda. Razvijeni sistem omogućava i primenu analitičkih servisa poslovne inteligencije u cilju ranog otkrivanja rizika od nezgode, kroz analizu uzroka, mesta događaja, vremena kada su se desili, težina povrede i drugih relevantnih podataka pohranjenih u bazi.
U disertaciji su istaknute ključne prednosti korišćenja ontologija kao tehnike za predstavljanje znanja i upravljanje kodiranim znanjem. Značaj i dobiti ovakvog pristupa su prikazani kroz poslovno okruženje Elektroprivrede Srbije. Osim povećanja dostupnosti, pronalaženja informacija i približavanja znanja, značajan doprinos ontologije RudOnto sistemu zaštite je mogućnost kontrolisanog održavanja podataka ažurnim. Model poslovne inteligencije za zaštitu na radu u rudniku integriše standardne OLAP (Online Analytical Processing) tehnologije koje se koriste za organizaciju velikih poslovnih baza podataka i za podršku poslovnoj inteligenciji sa RudOnto ontologijom.
Mogućnost praktične primene razvijenog sistema poslovne inteligencije za upravljanje zaštitom na radu u rudnicima ilustrovan je na podacima evidencije podataka iz oblasti bezbednosti i zdravlja na radu službi zaštite na površinskim kopovima Elektroprivrede Srbije. Primena sistema čiji je razvoj prikazan u ovoj disertaciji značajno bi unapredila poslove upravljanja zaštitom na radu i omogućila pravovremeno i efikasno planiranje i sprovođenje potrebnih mera zaštite čime bi se obezbedilo unapređenje stanja zaštite na radu na površinskim kopovima lignita u okviru Elektroprivrede Srbije.]]>
The basic objective of this PhD thesis is to define a methodology and develop a model for the management of protection at work that will provide for a modern, adequate and comprehensive method for the monitoring and analysis of factors that affect occupational safety and protection at work.
The business intelligence system for the management of occupational safety in the mining industry, the development of which is presented in this PhD thesis, finds its place within the third phase of the Deming cycle – Check and corrective measures. Records and the analysis of indicators of the state of occupational safety, such as accidents, injuries at work and occupational diseases should enable, with the application of modern information technologies, a complex and comprehensive analysis of collected data, the assessment of the performance of applied protection measures, as well as the advancement of the decision‐making process related to the improvement of applied and selection of new measures in the management of occupational safety processes in mines.
The development of a system for the monitoring and analysis of the state of occupational safety is based on an iterative and incremental approach guided by application cases. The first phase encompassed the specification of user requirements, i.e. functions of the developing system and a business model specifying the architecture of the information system through a conceptual model. Further modelling encompassed the following: conceptual modelling of data giving a comprehensive overview of the system, structural modelling formalising the organisation of the business system, processing modelling with the specification of business activities in the system and modelling of the behaviour and interaction between resources. The implementation of the system is illustrated with the characteristic components of the injury and illness recordkeeping and reporting system of the occupational safety service unit with a special emphasis on records of injuries. The developed system enables also the application of analytical business intelligence services with the aim to identify risks of accidents at an early stage through the analysis of causes, place and time of event, gravity of injury and other relevant data stored in the base.
The thesis puts emphasis on the key advantages of the use of ontology as technique for the presentation of knowledge and management of coded knowledge. The significance and benefits of such an approach are presented in the context of the business environment of the Electric Power Industry of Serbia. Apart from enhanced accessibility, information retrieval and knowledge management, a significant contribution of RudOnto ontology to the safety management system is the possibility to provide for controlled updating of data. The business intelligence model for occupational safety in mines integrates standard OLAP (Online Analytical Processing) technologies that are used for the organisation of large business databases and for the support to business intelligence with the RudOnto ontology.
The possibility to apply the developed business intelligence system for the management of occupational safety in mines in practice is illustrated with data from occupational safety and health records of occupational safety service units in surface mines of Electric Power Industry of Serbia. The application of this system, the development of which is presented in this thesis, would significantly improve occupational safety management tasks and enable timely and efficient planning and implementation of necessary protection measures in order to secure the improvement of the state of occupational safety in lignite surface mines within Electric Power Industry of Serbia.]]>
Дефинисањем људских, организационих и техничко-технолошких фактора постављена је база и концепт за унапређење процеса процене ризика. На основу ових фактора и припадајућих подфактора, њиховим варирањем односно оправданом и могућом допуштеном корекцијом смањује се ниво процењеног ризика. Главни осврт ове дисертације се односи на дефинисање релативних важности фактора и подфактора и њиховог односа на 25 идентификованих ризика. Важност фактора и подфактора изражава се помоћу лингвистичких променљивих чиме је умногоме олакшава процена. Квантитативна вредност унапред дефинисаних лингвистичких променљивих моделирани су троугаоним фази бројевима, а њихове тежине применом фази аналитичког хијерархијског процеса – ФАХП. На основу добијених резултата квантитативног нивоа ризика, приступа се поступку прогностике који омогућава да се у неком тренутку у блиској будућности, на основу података и информација који се поседују, одреди орјентациони ниво ризика. Имплементација мера и списак специфичних активности за унапређење система безбедности у многоме зависи од предикције могућег нивоа, у смислу да ли се ради о тренду опадања или тренду раста.
Структура пословно-производних система укључених у истраживање, а затим и за тестирање и верификовање модела су предузећа у којима је достигнут одређени ниво имплементације савременог схватања производне филозофије. Током фазе тестирања потврђене су постављене хипотезе и уочен је одређени простор за побољшања и унапређења, која су представљена у закључним разматрањима докторске дисертације.]]>
Defining the human, organizational and technological factors the base and concepts to improve the risk assessment process is set. Based on these factors and corresponding sub-factors, varying values to their reasonable, justified and possible correction reduce estimated risk level. The main topic of this dissertation refers to the definition of the relative importance of the factors and sub-factors and their relationship to 25 identified risks. The importance of the factors and sub-factors are expressed by linguistic variables which make evaluation much easier. The quantitative values of the predefined linguistic variables are modeled by triangular fuzzy numbers, and their weight with fuzzy analytic hierarchy process - FAHP. Based on the results of quantitative risk level, prediction process can be started, which makes it possible to, at some point in the near future based on the data and information in previous period, determine the approximate risk level. Implementation of measures and list of specific actions to improve safety system depend largely on the prediction of possible risk levels, in terms of whether it is a trend decreasing or increasing.
The structure of the business and production systems involved in research, model testing and verification are the companies which are reached a certain level of implementation of modern concepts of production philosophy (lean philosophy). During testing phase defined hypothesis are confirmed and specific areas are identified for improvement and enhancement, which are presented in the concluding remarks of this dissertation.]]>
Планирање нових енергетских капацитета, у складу са принципима одрживог развоја, обухвата спровођење политике повећања енергетске ефикасности и увођења обновљивих извора енергије. Дисертација ставља акценат на коришћење потенцијала дела обновљивих извора, односно нискотемпературних извора топлоте, тј. на првом месту геотермалне енергије подземних вода, стена, земље, затим ваздуха, воде и Сунца за добијање топлотне енергије. Ови извори обезбеђују нижу температуру него што се добија сагоревањем фосилних горива. Међутим, њиховом употребом могу се добити значајне количине енергије и у многим системима задовољити и комплетне потребе за топлотном енергијом. При томе, коришћењем нискотемпературних извора смањује се потрошња других облика енергије, трошкови горива, уз значајно смањен негативан утицај на животну средину.
До процена будуће потрошње енергије се долази узимајући у обзир низ енергетских, економских и других претпоставки. С обзиром да стратешко шланирање узима у обзир релативно дуг временски период (10 – 20 година), па самим тим подразумева и значајан степен несигурности и неизвесности, неопходно је разморити различите сценарије у зависности од економског развоја, расположивости финансијских средстава, цена енергије итд. Међутим, ради једноставнијег приказавања резултата истраживања, пожељно је направити сублимацију кроз реалан, оптимистичан и песимистичан сценарио. Реалан сценарио предвиђа солидан степен развоја енергетике, лимитиран степеном достигнутог економског развоја и расположивим финансијским средствима за инвестиције. Оптимистичан сценарио предвиђа експанзиван развој привреде, енергетике, инфраструктуре и индустријске производње, уз повећање стандарда становништва. Песимистичан - Business as usual (BAU) сценарио предвиђа наставак актуелног стања. Ови сценарији узимају у обзир низ претпоставки, као што су пројекције цена електричне енергије, губици у топловодној и електричној мрежи, удео обновљивих извора у производњи енергије, раст потрошње одређених енергената, раст индустријске и пољопривредне производње, степен повећања енергетске ефикасности итд. На тај начин се добијају процене о потрошњи финалне енергије према различитим сценаријима и разматрају се различите могућности за задовољење будућих потреба.
Коришћењем приступа "bottom-up” у дисертацији је постављен модел вишекритеријумског одлучивања у избору оптималне опције енергетског развоја, који третира 8 економских, енергетских и еколошких критеријума. Постављени модел не посматра избор оптималне опције само из перспективе инвеститора, при чему би финансијски критеријуми били практично једино важни, већ тежи да задовољи принципе одрживости, дајући сигурности снабдевања и еколошким факторима битну улогу, уз посебно истицање значаја употребе обновљивих извора енергије.
С обзиром на могућност коришћења нискотемпературних извора, у дисертацији је фокус на будућим потребама у систему централизованог снабдевања топлотном енергијом и предложени модел је примењен за избор оптималне опције за изградњу нових топлотних извора. Предложене опције су упоређене међусобно кроз сва три сценарија, према дефинисаним критеријумима којима се додељује одговарајући тежински коефицијент који одговара утицају одређеног критеријума на доношење одлуке о избору инвестиције. За решавање овако постављеног модела употребљена је метода вишекритеријумског одлучивања ELECTRE.
Пример престонице Србије је веома погодан за студију случаја због своје величине, комплексности енергетских система, незадовољавајуће енергетске ефикасности и велике потребе за дугорочним обезбеђењем сигурности снабдевања енергијом. Истраживање као базну узима 2010. годину. Постављени модел је искоришћен за избор оптималне опције за задовољење нових захтева за топлотном енергијом у централизованом систему снабдевања до 2030.г. У сва три сценарија процењена укупна потрошња финалне енергије у 2030. г. се мало разликује, тј. за мање од 10%, али уз знатно различит енергетски учинак. Понуђене опције садрже у себи традиционални концепт који се користи у даљинском грејању, али и комбинације различитих решења која до сада нису била заступљена, а третирају употребу нискотемпературних извора топлоте, конкретно геотермалне енергије, чији потенцијали у Београду су значајни, као и изградњу когенеративних (СНР) постројења. Производња електричне енергије у оквиру СНР постројења третирана је и као потенцијални извор остварења прихода.
Модел је показао да је опција која садржи комбинацију котлова на гас и централизовано снабдевање топлотном енергијом уз помоћ геотермалне енергије и топлотних пумпи оптималан избор у реалном и песимистичном сценарију. Опција која представља само наставак традиционалне употребе котлова на гас, није оптималан избор ни у једном сценарију. Опција која представља комбинацију когенеративног постројења и геотермалне енергије, је оптималан избор у оптимистичном сценарију и одсликава могућност коришћења когенеративних постројења у Београду, али и чињеницу да је за њену оправданост ипак потребан одређени развој догађаја који се односи на пораст цене електричне енергије, економски развој који треба да узрокује повећање изградње објеката, обезбеђење летњег конзума итд. Такође, и у овом случају је употреба обновљивих извора, кроз геотермалну енергију, представљена као развојно опредељење Града Београда. Генерални закључак је да развој економије, привреде и пораст стандарда становништва ствара потребне претпоставке за интензивну примену обновљивих извора енергије и високоефикасних технологија.
Методолошки приступ предложен у дисертацији, који обухвата дефинисање проблема и постављање модела који садржи низ критеријума са одговарајућим тежинским коефицијентима, предлагање различитих опција за решење дефинисаног проблема, дефинисање различитих сценарија, уз употребу метода вишекритеријумског одлучивања, представља принцип који може бити применљив у различитим областима. У области енергетике је посебно значајан јер представља путоказ за доношење одлука, уз сагледавање проблема из позиције шире друштвене заједнице. Одлука донета на овај начин обезбеђује корист за широк спектар заинтересованих страна и због тога обезбеђује генерални циљ, а то је одрживи развој енергетике градова.]]>
Planning new facilities, in accordance with the principles of sustainable development, involves a wide range of energy efficiency measures and the introduction of renewable energy sources. The thesis emphasizes the use of renewable resources, primarily low-temperature heat sources, i.e. first geothermal ground water, rocks, soil, air, water and sun to generate heat. These sources provide a lower temperature than is obtained by burning fossil fuels. However, their use can provide significant amounts of energy and satisfy the complete heat demands in many systems. In addition, using low temperature sources reduces the consumption of other forms of energy, fuel costs, and significantly reduced the negative impact on the environment.
Taking into account a range of energy, economic and other assumptions leads to the estimation of future energy consumption. Since strategic planning refers to a relatively long period (10 - 20 years), which implies a significant degree of uncertainty, it is necessary to consider different development scenarios depending on the economic development, the availability of financial resources, energy prices etc. However, it is desirable to make the sublimation through realistic, optimistic and pessimistic scenario in order to simplify presentation of the results of research. The realistic scenario predicts a solid level of energy development, a limited degree of achieved economic development and available funds for investment. The optimistic scenario foresees an expansive economic development, energy, infrastructure and industrial production and increasing the living standard. Pessimistic - business as usual (BAU) scenario foresees a continuation of the current situation. These scenarios take into account a number of assumptions, such as projections of electricity prices, losses in district heating network and electricity grid, the share of renewable sources in energy production, increasing consumption of some energy sources, the growth of industrial and agricultural production, rate of increase of the energy efficiency and so on. This provides us with estimates of the final energy consumption under different scenarios, considering different options to meet future needs.
Using the "bottom-up” approach this dissertation sets the model of multi-criteria decision making for selection of the optimal option of energy development, which treats 8 economic, energy and environmental criteria. The proposed model does not consider the optimal choice of options only from the perspective of investors, whereby the financial criteria would be practically the only important. The model aims to satisfy the principles of sustainability, giving an important role to security of energy supply and environmental factors, with emphasis on the importance of renewable energy.
Due to the possibility of using low temperature sources, the dissertation's focus is on the future needs of the centralized heat supply system, so the proposed model is applied for selection the optimal option for the construction of the new heat source. The proposed options were compared with each other through all three scenarios, based on defined criteria and corresponding weight coefficients in accordance to its influence on decision making on the investment. The method of multi-criteria decision making ELECTRE is used for solving this model.
The example of the capital of Serbia is very suitable for the case study because of its size, complexity of energy systems, poor energy efficiency and high need for long-term security of energy supply. The base year for the research is 2010. The set model is used for selection of the optimal option to meet new heat requirements in a centralized supply system until 2030. In all three scenarios, the estimated total final energy consumptions in 2030 differ slightly, i.e. less than 10%, but with significantly different energy effects. The proposed options contain a traditional concept used in district heating, as well as combinations of different solutions that have not been represented and treat use of the low-temperature heat sources, namely geothermal energy and the construction of cogeneration plants. The geothermal potentials of Belgrade are significant. The production of electricity within the CHP plant is also considered as a potential source of income.
The model showed that the option that contains a combination of gas boilers and centralized heat supply by geothermal energy and heat pumps is the optimal choice in the realistic and pessimistic scenario. The option which only represents a continuation of the traditional use of gas boilers is not an optimal choice in either scenario. The combination of cogeneration plants and geothermal energy is the optimal option in the optimistic scenario. This choice reflects the possibility for using energy produced in cogeneration plant (CHP) in Belgrade and the fact that it is necessary to provide increase of electricity prices, economic growth that should cause an increase in construction buildings end enough number of consumers of domestic hot water in the summer period in order to create conditions for building CHP. Also, in this case the use of renewable energy sources is presented through geothermal energy as a development commitment of the City of Belgrade. The general conclusion is that the economy development and increase of the living standard create the necessary prerequisites for intensive application of renewable energy sources and high-efficiency technologies.
The proposed methodological approach which includes defining problem and setting the model that contains a set of criteria with corresponding weights, proposing various options for solving defined problem, defining various scenarios, using a multi-criteria decision-making method, is a principle which can be applicable in various areas. This approach is especially important in the field of energy, as a roadmap for decision-making, looking at the problem from the wider community point of view. The decision taken in this way provides benefits for a wide range of stakeholders, and therefore provides a general goal, sustainable energy development of cities.]]>
Ovo je uticalo da istraživanja u okviru disertacije, budu usmerena kritičkim stavom prema pristupima zasnovanim na izboru najboljeg modela za analizu i donošenje upravljačkih odluka u rudničkim uslovima, drugačijim od uobičajenih industrijskih uslova.
U disertaciji se umesto izbora najboljeg, najpogodnijeg, ili najprikladnijeg modela za podršku odlučivanju, predlaže proceduralni prilaz. Ovakav prilaz podrazumeva istovremeno uključivanje u analizu više modela sa korektnom aproksimacijom multivarijabilnih rudničkih uslova. Pošto cilj nije izbor najboljeg modela već najboljeg rešenja zadatog problema, prema postavljenom algoritmu postupak izbora najbolje rangirane alternative ili najboljeg poretka alternativa, zavisi od kolebanja multimodelskih rangova. U slučaju ekvivalencije multimodelskih rangova, formirani poredak alternativa prihvata se kao definitivan, u suprotnom konačni poredak alternativa definiše se ponderisanjem. Ako je cilj najbolja (prvorangirana) alternativa, analiza je opciona zavisno od stepena ekvivalencije multimodelskih rangova.
Primenljivost i operativnu korisnost postavljenog pristupa, odnosno algoritma "proceduralnog postupka’’, eksperimentalno je testirana sa četiri modela na šest rudničkih problema, različite strateške, taktičke ili operativne važnosti. Prosečna korelativnost multimodelskih i ponderisanih poredaka u 50% testova je u opsegu visoke – jake veze (0,70-0,89), a u preostalih 50% u opsegu veoma visoke-veoma jake veze (0,90-0,99). Prosečna korelativnost ponderisanih i multimodelskih poredaka (0,813) veća je za 5,58% od prosečne korelativnosti (0,77) multimodelskih poredaka.
Primenjeni pristup u istraživanjima i metrični elementi eksperimentalnih rezultata, obezbeđuju objektivnost sagledavanja i vrednovanja predloženog algoritma za podršku odlučivanju u multivarijabilnim uslovima. Rezultujući ishodi ovih saznanja, potvrđuju validnost i praktičnu primenljivost postavljenog algoritma.]]>
This was a determining point that the research within the scope of this dissertation should be forwarded by a critical standpoint toward approaches based on the selection of the best model for analysis and management decision making in mining conditions, with major differences from conditions in other industries.
In the dissertation, opposed to the selection of the best, the most adequate or the most suitable model for the support to decision making, the procedural approach is recommended. This approach means to include simultaneous models in the analysis, with accurate approximation of the multi-variable conditions in mines. Since the goal is not to select the best model, but rather the best solution for the task in question, the procedure of selection of the best ranked alternative, or the best order of alternatives is accomplished depends on the instabilities of multi-model ranks according to the algorithm set. In case of multi-model ranks equivalence, the order of alternatives is accepted as the final solution, otherwise the process of defining the final order of alternatives is achieved by pondering. If the goal is the best (the first ranked) alternative, the procedure is optional, depending on the multi-model ranks equivalence degree. The applicability and the operative usability of the approach set, i.e. the algorithm of the "procedural method” developed in this dissertation on four models, is tested with six mining engineering problems with different strategic, tactical or operational importance. The average correlation of multi-model and pondered orders for 50% of tests lies within the class of high – strong connection (0.70-0.89), and for other 50% within the class of very high – very strong connections (0.90-0.99). The average correlation of the pondered and multi-model orders (0.813) is larger by 5.58 % than the average correlation (0.77) of the multi-model orders.
The applied approach in the research, and metric elements of the experimental tests results are ensuring the objective assessment and valuation of the suggested algorithm for the support to decision making in multi-variable conditions. The outcome of these findings are confirming the validity and practical applicability of the suggested approach.]]>
Efekti rudničke proizvodnje ne zavise samo od prirodnih uslova, stručnosti kadrova i tehničko-tehnološke opremljenosti, od privredno-ekonomskog i društvenopolitičkog ambijenta, već u značajnoj meri zavise i od efikasnosti nadzornoupravljačke strukture, odnosno od rudničkog menadžmenta.
Ova saznanja su uticala na izbor i definisanje teme predmetne doktorske disertacije, usmerene na istraživanja efekata međunarodnih standarda u rudarstvu Srbije, s ciljevima: sagledavanje ostvarenog na ovom polju u svetu i kod nas, filosofije sistema menadžmenta i međunarodnih standarda, adaptivnosti i dovoljnosti u primeni sistema menadžmenta sa međunarodnim standardima u multivarijabilnim rudničkim uslovima.
Polaznu hipotezu da međunarodni standardi nisu dovoljni za efikasan menadžment rudničkim sistemima, naša istraživanja potvrđuju. Saglasno ovome predložen je strukturni model sa integrisanim međunarodnim standardima, adekvatan potrebama rudničkog menadžmenta, a radi postizanja eksploatacionih, sigurnosnih, radnih i ekoloških bezbednosnih ciljeva.
Temu doktorske disertacije karakterišu aktuelnost i važnost problema, značajna je za rudarstvo kako u naučnom tako i u praktičnom pogledu, istraživanjima su ostvareni rezultati obe kategorije.]]>
The effects of mining production do not depend only on natural conditions, professionalism of the workforce, technical-technological equipment, industrialeconomic and social-political ambience. They depend, in a considerable degree, on the effectiveness of supervision and management structure, that is, on mining management.
This knowledge determined the choice and definition of the theme of the doctoral dissertation presented here: it is devoted to the investigation of effects of international standards in the Serbian mining industry. The research pursues the following aims: to review achievements in this field in the world and in this country, to study the philosophy of management systems and international standards in the world and in this country, to evaluate adaptability and sufficiency of management systems based on international standards in the process of their application in multivariable conditions of the mining industry.
The starting hypothesis that international standards are not sufficient for effective management of the mining systems is confirmed by our research. In accordance with this, a structural model with integrated international standards is suggested, which adequately meets the needs of mining management and is aimed at achieving the objectives of exploitation, safety, production and ecological security.
The problems treated in the doctoral dissertation are both significant and acute. The dissertation has scientific and practical significance for the mining industry, which it is confirmed by the fact that the research yielded results in both fields.]]>
Теорија грубих скупова је пронашла примену у различитим гранама индустрије, међутим прегледом литературе дошло се до закључка да примењивост ове теорије у рударству није довољно испитана. То је била полазна основа докторске дисертације, испитивање могућности њене примене у области рударства.
У оквиру експерименталног дела дисертације извршено је тестирање могућности примене теорије грубих скупова за решавање три проблема: избор локације за флотацијско јаловиште, избор флотацијског колектора и избор флотационе машине. Одређени су параметри који имају највише утицаја приликом ова три избора, односно одређени су критеријуми за избор. Изабраним критеријумима су додељене одговарајуће вредности, а након тога је извршено вредновање предложених субјеката. На тај начин је извршена примена теорије грубих скупова за решавање датих проблема. На крају, након анализе применом теорије грубих скупова, извршена је провера добијених резултата методама вишекритеријумског одлучивања: VIKOR, AHP, ELECTRE, PROMETHEE и TOPSIS.
На основу добијених резултата се дошло до закључка да је у сва три проблема успешно примењена теорија грубих скупова. Поклапање резултата добијених методом грубих скупова са резултатима добијеним осталим метода вишекритеријумског одлучивања се креће од 100% поклапања у случају избора локације за флотацијско јаловиште, до 40% у случају избора флотацијског колектора и флотационе машине. Високи коефицијенти корелација демонстрирају високу осетљивост методе грубих скупова у условима вишекритеријумског одлучивања и детерминишу њену употребљивост у условима недовољности података.]]>
The rough set theory has found application in various areas of industry, however, by reviewing literature it was concluded that the applicability of this theory in mining has not been sufficiently investigated. This was the starting point of a doctoral dissertation, examining the possibilities of its application in mining.
In the experimental part of the dissertation was done testing the possibilities for application of rough set theory to solve three problems: choosing location for the flotation tailings landfill, choosing flotation collector and choosing flotation machine. The parameters that have the most influence during these three choices were determined, and they represented criteria for selection. The selected criteria were assigned with appropriate value, and subsequently the evaluation of the proposed subjects was carried out. In this way, rough set theory was applied for solving the given problems. Finally, results obtained by rough set theory, were verified by multi-criteria decision-making methods: VIKOR, AHP, ELECTRE, PROMETHEE and TOPSIS.
Based on results it was concluded that rough set theory was successfully applied in all three problems. The superposition of the results obtained by the rough set theory with the results from other multi-criteria decision-making methods varies from 100% in the case of the choosing location for the flotation tailings landfill, to 40% in the case of choosing flotation collectors and flotation machines. High correlation coefficients demonstrate the high sensitivity of the rough set theory in terms of multi-criteria decision-making and define its usefulness in terms of insufficiency of data.]]>
Frequently an engineer, safety practitioner or other person in a company is given an assignment to lead the risk assessment effort. Where does one start? How to improve an existing approach that is lacking in some way? The challenge becomes whether to invent something new, or to research other existing solutions. This book addresses these questions by drawing together many of the existing methods and providing guidance on the risk assessment process.
This book is written for the engineer, safety practitioner, or manager who faces responsibility for assessing the risks of equipment, product, facility or system designs. It will help them identify hazards, assess risks and reduce risks as best they can, and to help them communicate more effectively about risk. The book is intended to be a practical resource with a strong emphasis on applied material, but some theoretical discussion is necessary. In certain situations terms, definitions or methods are presented based on the author's experiences or knowledge that do not agree with existing documents used by risk assessment specialists. Where conflicts occur, the solution presented is the one best suited for the non-specialist user for them to most rapidly and effectively learn and conduct a risk assessment.
The pace of improvements and deployments of the risk assessment process in industries today makes keeping up difficult. The causes behind all this progress are many, as discussed in detail in the book. In many ways it is hard to know where one stands in absolute terms or relative to others. Best practices are often hard to identify given the proprietary nature of risk assessment. This book helps sort out the issues and establishes the current state of the art in risk assessment methods at the beginning of 2004.
The risk assessment movement picks up speed as the benefits to safety, productivity, cost reduction and other aspects are realized. Just a few short years ago, the precursor to this book was a 31 page technical report (Main, 2000), As the risk assessment process crosses industry lines there is a need to understand how different industries and companies approach risk assessment. The risk assessment process will continue to grow, evolve, improve, and deploy in the coming years. The rewards of implementing risk assessment are high, the costs are relatively low, and the simple concept of "getting it right the first time" is too obvious to ignore.
Much of the risk assessment process is subjective. Most engineers and many safety practitioners dislike subjective methods. Efforts to improve the risk assessment process often focus on finding a more objective, repeatable and better method. This book assists the reader in understanding the elements of risk assessment, why they are subjective, and the options to consider in selecting or designing an alternate method. Or, by understanding the available options the reader may become more comfortable with the subjective aspects of the risk assessment process.
This book is unique in that it crosses many industry lines in some depth. Other authors have written excellent works on how to assess risks in a given industry. This book is the first that draws together many diverse industry methods with sufficient detail to permit some comparisons among the approaches.]]>
У том смислу, докторска дисертација садржајно обухвата осам поглавља у којима се од увода, преко проблема чишћења угља, општих погледа на теорију и примену фази логике, развоја алгоритма, структурног и фазификованог модела, и тестирања модела на примеру постројења за чишћење угља Рудника и термоелектране Угљевик, у завршном делу изводе поуке и закључци. На нивоу изведених истраживања модел је дао задовољавајуће резултате, са сазнањем да је фази логика погодан алат за решавање ове врсте проблема, а да поузданост оваквих моделских алата за подршку одлучивању и управљању не почива само на фазификацији улазних и процесних параметара, већ и на структуирању производног (моделираног) система, избору фази опсега и естимације по могућности што мањег броја параметара модела како би се што ефикасније описао реални процес.]]> In this sense, doctoral dissertation contains eight chapters presenting the introduction, problems in coal cleaning processes, general views on the theory and application of fuzzy logic, development of the algorithm, structural and fuzzyfied model and testing of the model following the example of coal cleaning process at the Mine and Thermal Power Plant Ugljevik, with lessons learned and conclusion given in the final section. At this study level, the model provided satisfactory results, knowing that fuzzy logic is a suitable tool for solving this type of problem, and that reliability of such modelling tools for decision making support and management relies not only on the fuzzyfication of the input and process parameters, but also on the process of structuring the production (modelling) system, the selection of fuzzy range and estimation a few model parameters in order to describe the real process as efficiently as possible.]]> Да би се дефинисали параметри чврстоће на смицање стенске масе потребно је применити неку од постојећих класификација, која комбинује карактеристике испуцалости и параметре интактних узорака. Овде се посебно истиче ГСИ систем, једина класификација која је саставни део једног (Хоек-Броwн-овог) критеријума лома. Она је субјективна, па се у дисертацији даје предлог квантификације ГСИ дијаграма за флиш преко коефицијента СЦР, којим је дефинисан квалитет зидова пукотина.
Након отварања косина долази до промене напонског стања и излагања стенске масе дејству атмосферских чинилаца. Ови фактори могу довести до омекшања, тј. снижавања параметара чврстоће на смицање у времену. Због тога, за разматрање дугорочне стабилности, није довољно дефинисати параметре само у тренутку отварања косина, већ је потребно одредити их и у неком тренутку након отварања косина.
Предмет ове дисертације су карактеристике чврстоће на смицање хетерогених испуцалих флишних и седимената тзв. „уплетених река“ (црвени пермски седименти), код којих се смењују партије пешчара и силтита. Параметри ће бити дефинисани узимајући у обзир ефекте: - литолошке хетерогености (на основу процентуалног учешћа пешчара и силтита), - испуцалости, - тектонске оштећености и - распадања.
Да би се испитао утицај хетерогености на величину једноосне чврстоће, извршена су испитивања, специјално припремљених, композитних узорака у условима једноосног притиска. Резултати указују да, када је процентуално учешће силтита мање од 20% до лома долази у диску пешчара, комбинацијом смицања и затезања. Када је учешће силтита између 20%<сл<45% лом настаје смицањем кроз композитни узорак у целини. При учешћу силтита већем од 45% до лома долази затезањем, тј. појавом вертикалних пукотина у узорку силтита. Са порастом запреминског учешћа силтита, од 0% до 60%, једноосна чврстоћа експонецијално опада. Са даљим повећањем запреминског учешћа силтита једноосна чврстоћа одговара чврстоћи силтита.
Са лабораторијским резултатима су упоређене емпиријске препоруке за одређивање једноосне чврстоће хетерогених седимената, у зависности од процентуалног односа пешчара и силтита, при чему је показано да добро кореспондирају. Ово је омогућило да се, заједно са прикупљеним подацима о испуцалости, преко квантификованог ГСИ дијаграма, дефинишу почетне вредности геотехничких карактеристика хетерогених седимената. Код флиша је, у зависности од дејства тектонских утицаја и процентуалног односа пешчара и силтита, издвојено пет битно различитих геотехничких типова, док су код седимената ствараних у флувијалној депозиционој средини, у зависности од наведеног процентуалног учешћа, издвојена три различита типа.
Систематским праћењем дејства атмосферских чинилаца на челу ископа уочено је да распадање код испуцалих ламинираних седимената доводи до појава глобалних нестабилности, док код испуцалих пелита без ламина проузрокује само површинске измене, а глобални ломови су последица иницијално ниских параметара чврстоће на смицање и повећања порних притисака. У том смислу, код флиша су за лом пресудни иницијални парамтери, док код пермских седимената до лома долази након одређеног времена са параметрима нижим од почетних вредности.
Концепт редукције чврстоће услед распадања, дефинисан је кроз смањење ГСИ вредности. Потврда овог приступа извршена је излагањем, посебно припремљених, узорака дејству атмосферских чинилаца у периоду од годину дана. Уситњавање интактних блокова и смањење квалитета зидова пукотина указује да се ГСИ вредност редукује у хоризонталном и вертикалном смислу. Резултати анализа стабилности су показали да ГСИ у прва три месеца опадне за једну трећину, док у периоду од годину дана опадне на 50% своје почетне вредности. Услед локалне хетерогености материјала могуће је да ГСИ вредност у појединим деловима косине буде нижа од просечне, при чему долази до локалног лома. Највеће смањење ГСИ вредности се може очекивати у првих 6 месеци након формирања косина. На основу ових закључака могуће је анализирати косине различитих висина и нагиба у овом и сличним материјалима у произвољним временским интервалима. Ово је од изузетног практичног значаја у ситуацијама када косине остају непокривене у дужем временском периоду након формирања. Максимална дубина дегрдације у разматраним случајевима дефинисана је најдубљом клизном површи од око 4 м.
Лабораторијски опит за одређивање отпорности према распадању пелитних седимената због низа ограничења не даје увек поуздане резултате.]]>
In order to define shear strength properties of jointed rock mass, it is necessary to apply some kind of existent classification system which combines intact and joint properties. The emphasis is here given to GSI system, the only classification which is the part of one shear strength (Hoek-Brown) criterion. GSI classification is rather descriptive in its original form, thus an effort is placed on quantifying the GSI chart for flysch by means of SCR coefficient.
After the excavation, stress state is altered and the slope face is exposed to weathering process. These factors can lead to slope deterioration and softening i.e. decrease in shear strength with time. In order to properly consider long-term slope stability it is necessary to determine shear strength parameters in different time periods after the excavation of cut.
The purpose of this dissertation is to define shear strength properties of heterogeneous jointed flysch and braided river deposits (Permian red sediments), with interchanging siltstone and sandstone lithologies.
Parameters are defined taking into account the following effects: - lithological heterogeneity (based on different proportions of sandstone and siltstone), - jointing, - tectonic disturbance and - isintegration.
In order to inspect the influence of lithological heterogeneity on the value of uniaxial compressive strength, specially prepared composite samples were tested. Results show that when the siltstone percent is less than 20%, the failure is restricted to sandstone disk and represents a combination of shear and tension. In the case when siltstone percent is between 20%<sl<45%, the shear failure is encompassing the entire composite sample. When siltstone percent is above 45%, the failure is restricted to siltstone disk and its mechanism is tensile in nature (occurrence of vertical tension cracks). With an increase of siltstone volumetric participation from 0% to 60%, uniaxial compressive strength decreases exponentially. Volumetric participation of siltstone above 60% provides uniaxial compressive strength equal to the strength of pure siltstone sample. These findings are compared with empirical relations for determination of uniaxial compressive strength of heterogeneous rock masses with different siltstone and sandstone proportions. Comparisons showed good agreement.
These findings, along with the data collected on joint properties, enabled the determination of initial shear strength parameters of flysch rock mass (with the use of quantified GSI chart). By considering siltstone and sandstone participation and tectonic disturbance within the flysch, five different geotechnical types are determined. Three distinct geotechnical types are determined within the fluvial braided river deposits, depending on the siltstone and sandstone participation.
Systematic monitoring of cuttings behaviour after exposure to weathering processes leads to conclusion that in the case of fissile pelitic sediments slaking produces global failures, whereas in the case of pelitic non-fissile sediments slaking produces only superficial deterioration and global failures are a consequence of initially low shear strength parameters and increase in pore-water pressures. In this regard, initial shear strength parameters are critical for instabilities in flysch, while for Permian sediments failures occur after some period of time with parameters lower than the initial ones.
The shear strength reduction, as a consequence of weathering, is obtained by reducing the GSI value. The verification of proposed approach is done by exposing specially prepared samples to natural climatic conditions during the period of one year.
Fragmentation of intact rock pieces and weathering of joint walls suggests reduction of GSI value both in horizontal and vertical direction. Back-analysis results showed that during the first three months of exposure, the GSI value reduces by one third, whereas after twelve months, the GSI reduces to 50% of its initial value. In some parts of the slope, the GSI value can be lower than the average due to local heterogeneity of material, and local failures are possible. The most drastic decrease of GSI value could be expected during the first six months of exposure. On the basis of these conclusions it is possible to analyse slopes with different inclinations and heights, in this and similar materials, during preferred time periods. These findings are of great practical importance in situations where slopes stay unprotected in longer periods of time. The maximum degradation zone is defined by deepest sliding surface of approximately 4 m. Due to many limitations of slake durability test, the results obtained can be misleading. Special attention is given to determination of shear strength properties of flysch material based on nonlinear envelope of hyperbolic type. During the process of conversion from HB to hyperbolic envelope, the Levenberg-Marquardt algorithm (LMA) is utilized. Parameters are determined taking into account their physical meaning. The median angle normal stress increases exponentially with GSI value and ranges between the value characteristic for clays and value characteristic for well graded gravel and angular rockfill. Basic angle of friction decreases with the GSI value and it should be determined in each individual case. The maximum angle difference depends on the combination of other two parameters, and reaches its maximum at lower GSI values. Based on the analysis of available data, upper and lower bound values of hyperbolic parameters are determined for flysch. Basic angle of friction is determined as weighted average value with regard to sandstone and siltstone participation.
In order to verify the proposed parameters, back analysis of several failed slopes is performed. In the case of shallow failures in flysch curved part of the shear strength envelope, expressed as the ratio of median angle normal stress and normal effective stress, is crucial for (in)stability. Equivalent linear Mohr-Coulomb parameters overestimate the shear strength in considered cases.
In the case of Permian sediments the state of failure for predefined sliding surface is reached by reducing the GSI value.]]>
Досадашњим истраживањима ове проблематике, установљено је да се извесна побољшања у раду роторног багера на откопавању материјала са повећаном чврстоћом могу постићи оптимизацијом одреĊених конструктивних и технолошких параметара, чији је основни циљ практично повећање расположиве резне силе багера и максимално искоришћење расположивих могућности багера уз максималну заштиту багера од неповољних динамичких удара током рада.
Врста и параметри реза су основни технолошки параметри чијом се оптимизацијом може утицати на: смањење отпора копању у материјалима са повећаном чврстоћом, повећање капацитета роторног багера, минимизацију потрошње енергије и повољније динамичко понашање конструкције багера. То је уједно и предмет истраживања ове дисертације, а основни циљ је да се кроз спроведена истраживања дефинише методологија која ће се користити при избору и оптималном коришћењу роторних багера на површинским коповима у условима радне средине са повећаним отпором копању.
Истраживања у оквиру докторске дисертације су реализована на теоријском и експерименталном нивоу. На тај начин је сагледан, отворен и детерминисан проблем, сагледана могућа и одабрана оптимална решења и извршена практична провера добијених резултата у конкретним условима радне средине.
Теренска испитивања, анализа добијених резултата и оптимизација параметара реза при откопавању материјала са повећаном чврстоћом на површинском копу Гацко показала су да се најбољи ефекти рада роторног багера постижу са вертикалним резом дебљине 0,20 м, ширине 0,30 м, односно са брзином обртања стреле ротора од 24 м/мин. Доказано је да је неопходно променити постојећу технологију откопавања роторним багером, али и даљим комплексним истраживањима поставити методологију оптимизације конструкције резних елемената ротора.]]>
Current research of this issue, it was found that certain improvements in the operation of the bucket wheel excavator on the mining of materials with increased strength can be achieved by optimizing of some structural and technological parameters, whose main goal is virtually increasing the available cutting forces of the excavator and maximum utilization of the available options with maximum protection of the excavator from the adverse impact of dynamic impacts during operation.
Type and parameters of cut are the basic technological parameters that contribute to optimizing may affect: reduction of mining resistance in materials with the increasing strength, increasing the capacity of the bucket wheel excavator, minimizing energy consumption and more favorable dynamic behavior of excavator structure. It is also the subject of this thesis, and the primary goal through conducted researches is to define methodology to be used during selection and the optimal use of bucket wheel excavators in opencast mines in the working environment with the increased resistance to mining. Researches within this thesis were implemented at the theoretical and experimental levels. In this way was perceived an open and determined problem, was reviewed possible, selected optimal solutions, and carried out in practice checkups of results obtained in the concrete conditions of the working environment.
Field tests, analysis of the obtained results and optimization of cutting parameters during the mining of materials with increased strength in the opencast mine Gacko has shown that the best effects of excavator operation are achieved with vertical cut and thickness of 0.20 m, width 0.30 m, i.e. with the slewing speed of bucket wheel boom of 24 m/min. It has been demonstrated that it is necessary to change the existing mining technology by the bucket wheel excavator, but also with further complex research to set up a methodology of optimizing the structure of the bucket wheel cutting elements.]]>
Теоријска истраживања у оквиру докторске дисертације обухватила су анализу положаја и улоге различитих приступа моделовања и управљања флотацијским системима.
Један од таквих приступа јесте моделовање класичним математичким методама које укључује емпиријске, кинетичке, популационо-билансне и моделе засноване на вероватноћи. Међутим, узимајући у обзир сложеност процеса флотације чији је узрок интеракција многих микропроцеса који се одвијају на граници три фазе (чврста, течна и гасовита), примена класичних математичких једначина за сада није показала довољну ефикасност.
Као перспективна алтернатива класичном приступу моделовања, у новије време су све више присутне и методе софт компјутинга. Ове методе, за разлику од класичних математичких метода, испољавају извесну толеранцију на непрецизности и неодређености технолошких параметара при опису реалних система, те стога нуде прилагодљивија и робуснија решења за проблеме моделовања стохастичких процеса какав је флотацијски. Са аспекта технологије процеса, најчешће коришћене технике софт компјутинга су вештачке неуронске мреже, фази логика и метода потпорних вектора, док се генетски алгоритми углавном примењују за одређивање оптималне конфигурације флотацијских постројења. Ипак треба нагласити да иако постоје неке класе проблема из области моделовања процеса флотацијске концентрације које су успешно решене применом метода софт компјутинга, многа питања на овом пољу још увек остају отворена.
Када је реч о техникама управљања флотацијским процесом у механичким флотацијским ћелијама, закључак је да традиционални ПИД контролери нису погодни за свеобухватно управљање динамичким флотацијским системима, осим при нижим нивоима контролне хијерархије. У области напредног управљања, предиктивне технике засноване на моделу могу побољшати перформансе флотацијског процеса, али по правилу у кратком временском периоду. Коначно, интелигентне технике и експертски системи имају добар потенцијал у управљању флотацијским постројењима јер повећавају општу флексибилност контроле процеса.
Експериментална испитивања у оквиру докторске дисертације обухватила су развој и валидацију десет различитих модела процеса флотацијске концентрације, базираних на следећим методама софт компјутинга: фази логика (Мамдани и Такаги-Сугено систем закључивања), вештачке неуронске мреже и хибридни адаптивни неуро-фази систем закључивања. Као независно променљиве величине усвојене су: садржај бакра у улазној руди, потрошња колектора на основном флотирању, потрошња пенушача, пХ вредност пулпе на основном флотирању и потрошња колектора на допунском флотирању. Насупрот томе, у својству зависно променљивих величина разматрани су садржај и искоришћење бакра у концентрату као и садржај бакра у јаловини. Остали техничко-технолошки параметри, релевантни за процес флотацијске концентрације сматрани су константним. За тестирање адекватности формираних модела коришћени су реални процесни подаци, прикупљени вишегодишњим праћењем рада индустријског флотацијског постројења у Великом Кривељу.
На основу добијених резултата утврђено је да модели базирани на методама софт компјутинга добро осликавају понашање флотацијског система. Такође је установљено да су нешто бољи резултати моделовања постигнути применом вештачких неуронских мрежа него применом фази логике и хибридног система АНФИС. Поред тога, међусобном компарацијом перформанси модела заснованих на Мамдани и Такаги-Сугено фази системима закључивања, уочено је да Такаги-Сугено систем даје незнатно повољније исходе када је у питању моделовање процеса флотације.]]>
Theoretical research within the dissertation included an analysis of the position and role of different approaches of flotation systems modelling and control.
One of the approaches is modelling by classical mathematical methods that includes empirical, probabilistic, kinetic, and population-balance based models. However, taking into consideration the complexity of the flotation process, caused by the interaction of many micro processes on the boundary of three phases (solid, liquid and gaseous), classical mathematical equations have not been effective enough so far.
Recently, soft computing methods emerged as a perspective alternative to the classical modelling approach. These methods, unlike the conventional mathematical methods, exhibit a certain tolerance to imprecision and uncertainty of technological parameters in the description of real systems. Therefore, they offer more flexible and more robust solutions to the problems of modelling of stochastic processes such as froth flotation. From the standpoint of process technology, the most commonly used soft computing techniques are artificial neural networks, fuzzy logic and support vector machines, while genetic algorithms are mainly applied to optimize the flotation circuit configuration. However, it should be noted that although several classes of flotation problems are being successfully modelled with soft computing methods, there still remain a number of unresolved issues and obstacles.
When it comes to control techniques for flotation plants with mechanical cells, the conclusion is that the traditional PID controllers are found not suitable for the comprehensive control of dynamic flotation systems, except, in part, for the lower hierarchy levels. In the area of advanced control, model predictive methods can improve flotation process performances, but as a rule, in a short period of time. Finally, intelligent methods and expert systems have a good potential in flotation control, increasing its overall flexibility.
Experimental studies in this doctoral dissertation covered the development and validation of ten different flotation process models based on the following soft computing methods: fuzzy logic (Mamdani and Takagi-Sugeno fuzzy inference system), artificial neural networks and hybrid adaptive neuro-fuzzy inference system. Copper content in the feed, pulp pH value and collector dosage in the rougher flotation circuit, frother consumption, and collector dosage in the scavenger flotation circuit were selected as input variables. Opposed to that, concentrate grade and recovery as well as tailings grade were adopted as output variables. Other technical and technological parameters, relevant to the froth flotation process were considered constant. The testing of the adequacy of models is performed on the basis of real process data. These data were collected by multiannual monitoring of operation of „Veliki Krivelj” industrial flotation plant.
On the basis of the obtained results, it was found that soft computing-based models well describe the behavior of the flotation system. It was also noticed that better results were achieved through the application of artificial neural networks then by using of fuzzy logic or hybrid adaptive neuro-fuzzy inference system. Furthermore, comparison between characteristics of models based on Mamdani and Takagi-Sugeno fuzzy inference systems was performed. The Takagi-Sugeno system was proven to deliver slightly better results when it comes to modelling of the flotation process.]]>
Поступци окрупњавања у највећем броју случајева захтевају примену везивних средстава (у овом случају бентонит), која утичу на квалитет (механичка својства) готових производа (брикета и пелета). Из тих разлога је основни задатак испитивања извршених у оквиру ове докторске дисертације био да се испита утицај различитих поступака окрупњавања на квалитет тј. хемијски састав, гранулометријски састав, отпорност на удар, отпорност на притисак и дезинтеграцију у води производа окрупњавања (брикета и пелета) добијених од литотамнијског кречњака лежишта „Добриловићи“, као и њихову растворљивост у води, а испитиван је и утицај ветра на разношење материјала током примене. Такође, на брикетима и пелетима су урађене ДТА/ТГ анализа, анализа ФТ-ИР и СЕМ анализе.
Сагледавањем резултата добијених испитивањем механичких особина добијених брикета и пелета можемо рећи да је могуће добити производ захтеваних карактеристика за потребе пољопривреде, а то су узорци брикета са масеним уделом везива од 10% за све радне притиске пресе (2, 5, 10, 15, 20 и 25 кН), као и три узорка брикета са масеним уделом везива од 5%, при високим и највишим вредностима радног притиска пресе (20 и 25 кН). Ово представља испуњење једног од циљева израде ове дисертације – „Утврђивање оптималних параметара у процесу окрупњавања“, као и потврду хипотеза представљених у поставци дисертације.
Дакле, са аспекта одржања квалитета хемијског састава кречњака за потребе пољопривреде, као и економије, садржај везивног средства треба да буде контролисан и низак, док са аспекта механичких карактеристика учешће везива треба да буде што веће. Мада оцена економичности наведених поступака није изведена логично је да смањење везива доприноси смањењу трошкова. Руководећи се овим сазнањима, уз јасну тежњу да се квалитет добијених производа окрупњавања (пелета и брикета) одржи у захтеваним границама, изведена испитивања показују да се најквалитетнији производи добијају поступком брикетирања и то при свим областима радног притиска пресе, од ниског преко средњег до високог, као и при различитим уделима везивног средства.
Претходни закључак показује да је постављени циљ – добијање квалитетног производа окрупњавања на млевеном кречњаку остварен, што је истовремено и практични допринос ове дисертације. Истовремено је показано да постоји веза између поступка окрупњавања, услова окрупњавања, као и удела везивног средства са квалитетом добијених производа.]]>
After the preliminary trials, it was concluded that agglomeration of grinded litotamnian limestone form the „Dobrilovići“ deposite, near Loznica, could be done (simply and economically) using briquetting and pelletization process.
Agglomeration processes, in the most cases, demand application of binding agens (bentonite, in this case), which influences the quality (mechanical characteristics) of the final products (briquettes and pellets).
The aim of this doctoral dissertation is to investigate the influence of the different agglomeration processes on the quality, e.g. chemical composition, granulometrical composition, impact resistance, compressive strength as well as disintegrating in water, of the agglomeration products (briquettes and pellets) produced using the litotamnian limestone from the „Dobrilovići“ deposite. Additionally, the water solubility and the influence of the windage loss during application. Also, the DTA/TG, FT-IR and SEM analysis were done.
The results obtained from the investigation of mechanical characteristics of obtained briquettes and pellets it could be concluded that it is possible to get the product with required characteristics for the agriculture application. These are briquette samples with 10wt.% of binder for press at all operating pressures (2, 5, 10, 15, 20 and 25 kN), as well as three briquette samples with 5wt.% of binder, under the high and highest values of operating pressure (20 and 25 kN).
This represents the fulfillment of one of the objectives of this doctoral dissertation - „Establishing the optimal parameters in agglomeration process“, as well as the confirmation of the hypotheses put into the setting of dissertation.
So, from the point of the aspect of maintaining the quality of chemical composition of the limestone for the agriculture purposes, as well as the economy, the binder content should be low and controlled. On the other hand, from the point of mechanical characteristics, the binder content should be as high as possible.
Even though economic evaluation of these procedures is not provided, it is logical that the reduction of binders content leeds to costs reduction.
Guided by these findings, with a clear tendency that the quality of the obtained agglomeration products (pellets and briquettes) keep the required limits, provided investigation showed that the highest quality products can be obtained by briquetting process for all operating pressures, from low to high, as well as for different amounts of binder.
The previous conclusion shows that the set goal – obtaining the quality agglomeration product from grinded limestone is achieved, which was, at the same time, the practical contribution of this doctoral dissertation. At the same time, the connection between the agglomeration process, the conditions of agglomeration, as well as the binder amount with the quality of obtains product is established.]]>
Управљање системом заштите животне средине базирано на субјективним ставовима појединаца указује на непоштовање принципа одрживог развоја и нарушавања квалитета животне средине. Примена стандард ИСО 14000 и савремених метода управљања заштитом животне средине представља основу за унапређивање процеса управљања заштитом животне средине. Вишекритеријумско одлучивање засновано на анализи последица радних активности трансформације енергије угља и значајности аспеката животне средине ствара основу за избор приоритетних превентивних и корективних мера заштите животне средине.
Циљ истраживања је да се докажу предности примене савремених метода управљања и енергетских индикатора у процесу одлучивања, у односу на системе управљања базиране на субјективним ставовима појединаца. У истраживању представљеном у овом раду, анализира се примена метода АХП, БСЦ и енергетских индикатора.
Циљ дисертације је да се моделирањем система управљања заштитом животне средине у рударско-енергетским комплексима створи теоретска основа за промену начина организације система заштите животне средине, омогући смањење нивоа негативног утицаја трансформације примарне енергије угља у секундарну, унапреди стање животне средине и представи један од могућих начина решавања бројних еколошких проблема. Практичан допринос истраживања представља развијен модел система управљања заштитом животне средине, који се заснива на савременим методама управљања.]]>
Environmental system management based on subjective opinions of individuals suggests a disregard of the principles of sustainable development and reduction of environmental quality. Implementation of the ISO 14000 standards and modern methods of environmental management representsa cornerstone for improving the environmental management process. Multiple-criteria decision analysis based on an analysis of the effects of coal energy transformation and of the importance of environmental aspects creates a good foundation for selecting priority preventive and corrective environmental protection measures.
The aim of this research is to prove the benefits of using contemporary management methods and energy indicatorsfor decision making, as opposed to management systems based on subjective opinions of individuals. The research analyses the use of the following methods: the Analytic Hierarchy Process, the Balanced Scorecard for performance, and energy indicators.
The aim of this dissertation is to use EMS modelling in mining and energy complexes to create a theoretical foundation for changing how the environmental protection system is organized, to reduce the negative impact of the transformation of the primary energy of coal into secondary, to improve the state of the environment, and to propose one of the possible way of resolving a variety of environmental issues. The practical contribution of this research involves a developed EMS model based on modern management methods.]]>
На основу Процесног модела, ИС модела и захтева система управљања квалитетом (Qуалитy Манагемент Сyстем-QМС) дефинисан је сопствени приступ интеграцији пословног процеса и информационог система (ИМ приступ), логички ИМ модел, са дефинисаним елементима: пословни процес ППи, информациони систем ИСи, пословни циљ ПЦи (као улаз у процес и као излаз из процеса - реализован пословни циљ), као и повратна спрега којом се врши унапређење пословног процеса и истовремено усклађивање ИС са променом. Проширењем ИМ модела за ПМ предузећа уводи се Интегрисани модел предузећа (ИМП).
Увођењем ИМ у пословно окружење у пракси дефинисане су фазе Планирања, Пројектовања и Имплементације кроз које се ПП и ИС истовремено и синхронизовано развијају и уводе. Спроведена експериментална истраживања у ПМ предузећа послужили су провери ИМ. Приказани су изабрани ИМ за Услуге помоћни радови и Техничко одржавање машина помоћне механизације - кључни за управљање ПМ предузећа.
Услуге се не могу складиштити и зато је за ПМ предузећа један од критичних фактора успеха висок степен расположивости и готовости парка машина. Примена имплементираног ИМ у оперативном раду у ПМ предузећа потврдила је његову управљачку вредност, као алатка која менаџменту успешно обезбеђује податке и информације о индикаторима кључних перформанси пословних процеса за доношење пословних одлука у реалном времену.]]>
By introducing IM into the business environment in practice, the Planning, Design and Implementation phases are defined, through which the PP and IS are simultaneously and synchronized developed and introduced. The conducted experimental researches within the AM of the company served as an IM check. Selected IM for Services of additional operations and Technical maintenance of machinery of auxiliary are presented – essential for the management of company’s AM.
The services cannot be stored and therefore the high availability and readiness of the machine park is one of the critical success factors for the company’s AM. The application of the implemented IM within the operational work of the company’s AM has confirmed its managing value, as a tool which successfully provides data and information to the management on key performance indicators of business processes for real time business decision making.]]>
Тестирањем модела утврђена је висока поузданост предвиђања у односу на постојећи регресиони модел. Узимајући у обзир комплексност проблема предвиђања потреса од минирања, као и одређен степен неизвесности, повезан са карактеристикама стенског материјала, примењен је Монте Карло модел за одређивање учесталости појављивања критичних вредности показатеља потреса, за конкретне случајеве минирања.
Методологија моделирања може се применити при предвиђању потреса узрокованих минирањем на свим површинским коповима.]]>
Testing the model revealed the high reliability of prediction in relation to existing regression model. Taking into account the complexity of prediction of blast-induced vibrations as well as a certain degree of uncertainty associated with the characteristics of rock mass, the Monte Carlo model has been applied to determine the frequency of occurrence of ground vibration critical values for the specific blasting cases.
The methodology of modeling can be applied for the prediction of vibration from blasting in all open pit mines.]]>
Предмет истраживања у дисертацији односи се на избор оптималне конструкције стреле багера и њене усаглашености са условима радне средине који ће владати на површинским коповима лигнита Србије, имајући у виду сложене услове експлоатације (велика дубина синклиналног залегања угља, неопходност селективног рада, присутност неповољних материјала са становишта стабилности косина и др.).
Полазећи од чињенице да још увек не постоји опште прихваћена методологија одређивања оптималне дужине стреле роторног багера, као и њеног утицаја на конструкцију багера, у дисертацији је дефинисана целокупна методологија истраживања наведеног проблема уз анализу и систематизовање досадашњих сазнања и резултата истраживања у овој области.
При изради докторске дисертације коришћене су методе моделирања стреле багера, моделирања радне средине и моделирања рада механизације уз примену реалних података са површинских копова Р.Б. КОЛУБАРА и теренских мерења динамичког понашања багера у раду.
Имплементација овако конципиране методологије оптимизације дужине стреле роторних багера у функцији стабилности косина, при откопавању лигнита Србије, омогућила би знатно поузданија решења, како саме конструкције багера тако и геометрије копа, тј. његових захтеваних висина и углова нагиба, уз боље економске и еколошке учинке.]]>
The subject of the thesis relates to the selection of the optimal excavator boom and its compliance with the conditions of the working environment, which will prevail on the opencast lignite mines in Serbia, having in mind the complex mining conditions (great depth of synclinal coal dipping, the necessity of selective operation, the presence of unfavorable material from the standpoint of slope stability, etc.).
Starting from the fact that there is still no generally accepted methodology for determining the optimum length of BWE boom, as well as its impact on the structure of the excavator, the thesis defines the overall research methodology of this issue to the analysis and systematization of current knowledge and research results in this area.
In this thesis were used modeling methods of excavator boom, working environment modeling and modeling of operating machinery with the use of real data from the opencast mines of MB KOLUBARA and field measurements of the dynamic behavior of excavator during operation.
Implementation of such designed methodology for optimization of BME'S boom length in the function of slope stability, during excavation of lignite excavation in Serbia, would allow significantly more reliable solutions, both the structure and geometry of the mine, i.e. its required heights and angle of inclination, with better economic and environmental effects.]]>
Оперативна ефикасност се односи на проналажење најбољег начина експлоатације у производњи минералног добра. Она омогућава менаџменту рударске компаније да повећа продуктивност, повећа профитабилност, побољша конкуретност компаније, искористи капацитете и омогући компанији раст односно повећање њене будуће вредности.
Рударске компаније примењују различите стратегије како би реализовале своје унапред дефинисане циљеве. Један од најважнијих елемената у пословању менаџмента јесте прогноза који су то реални циљеви и процена способности компаније да их оствари. Планери настоје да направе прогнозу понашања улазних променљивих унутар производног окружења као и да направе прогнозу како достићи до жељених стања. Они креирају своје стратегије на основу реалних циљева проистеклих из прогноза. Прогноза се заснива на историјским и тренутним показатељима производње, тј. на бројчаним показатељима пословања. Веома је важно нагласити да прављење прогноза служи као основа за даље планирање.
Процес прогнозирања се изводи у специфичном окружењу. Ако узмемо у обзир чињеницу да се окружење мења током времена онда је очигледно да се и прогнозе и циљеви такође мењају. Менаџмент мора бити способан да опише окружење како би стратешки повезао поступак прогнозирања и функције планирања, побољшавајући перформансе и прогнозе и плана.
Пројекти који захтевају велике инвестиције, као што су то пројекти у рударској индустрији, често су скопчани са различитим изворима како унутрашњих тако и спољашњих неодређености. Ове неодређености могу у великој мери да утичу на оперативну ефикасност. Поседовање способности да се ове неодређености планирају препознато је као критично за дугорочни успех рударске компаније. Посебно у рударској индустрији, зависности између улазних променљивих, које се могу бити контролисане или не, и физичких и економских показатеља су комплексне и често имају нелинеарни карактер. Прогноза оперативне ефикасности рудника у данашњем окружењу је много сложенија него што је то било само неколико година уназад. Постоји много променљивих, које су директно или индиректно повезане са процесом прогнозирања.
Овај рад истражује зависност између капацитета производње руде, фиксних трошкова, прихода, трошкова производње, броја радних дана, степена искоришћености производних капацитета, као улазних променљивих и Степена оперативне способности (DOL) као показатеља оперативне ефикасности активног подземног рудника. За успостављање динамичке једначине DOL-а примењен је мултипараметарски сиви модел. Ова једначина нам омогућава да предвидимо будуће вредности временске серије DOL-а које су засноване само на скупу недавних података. Да би смањили неодређеност будућих вредности оперативне ефикасности користимо експертско знање и процес симулација за проналажење будућих вредности улазних променљивих које утичу на њих. Процењивање будућих прихода заснива се на примени процеса повратка на средњу вредност, нормалне и униформне расподеле. Геометријско Брауново кретање се примењује за дефинисање будућих вредности трошкова производње. Капацитет производње, фиксни трошкови, број радних дана и степен искоришћености производних капацитета процењени су на основу експертског знања.
Симулирањем система прогнозе, вештачки креирамо његову акцију како би измерили одзив система (излаз) према различитим улазима. Симулирање омогућава аналитичарима да опишу неодређености променљивих које утичу на вредност DOL-а помоћу различитих динамичких сценарија. Први циљ примене симулација у прогнозирању јесте одређивање дистрибуције DOL-а, у зависности од променљивих које утичу на његову перформансу, која резултује средњом или очекиваном вредношћу DOL-а за сваку годину током дефинисаног временског хоризонтал.]]>
Operational efficiency is related to finding the very best way of mining to produce a mineral asset. It enables management of the mining company to increase productivity, increase profitability, improve competitiveness, use freed-up capacity, and enable company to grow or increase its future market value.
Mining company's management uses different strategies to reach their defined goals. One of the most important elements of a company's management operations is to forecast what goals are realistic and capability estimation of the company in order to achieve them. Planners try to forecast the behavior of the input variables of production environment and arrive at desirable states. They create their strategies on realistic targets drawn from these forecasts. A forecast is based on past and current production indicators, that is, business numbers. It is very important to emphasize the forecasting acts serve as a basis for further planning.
The forecasting process is performed in a specific environment. If we take into consideration the fact that the environment is changed over time then it is obvious that the forecasts and targets are changed as well. Management must be able to describeenvironment changes in order to strategically link the forecasting and planning functions, improving the performance of both.
Large capital intensive projects, such as those in the mineral resource industry, are often associated with diverse sources of both endogenous and exogenous uncertainties. These uncertainties can greatly influence the operational efficiency. Having the ability to plan for these uncertainties is increasingly recognized as critical to long-term mining company success. In the mining industry in particular, the relationships between input variables that are controllable and those that are not and the physical and economic outcomes are complex and often nonlinear. Operational efficiency forecasting of mine in today's environment is much complex than it was just a few years ago. There are typically many variables, which are directly or indirectly associated with the forecasting process.
This paper investigates the relationship between ore production rate, fixed costs, revenues, production costs, working days, and degree of use of production capacity, as input variables, and Degree of Operating Leverage (DOL) as indicator of operational efficiency of an existing underground mine. Multivariable grey model is used to establish the time sequence response formula of DOL. This formula enables us to predict the future values of DOL time series based only on a set of the most recent data. To decrease uncertainty of future values of the operational efficiency we use expert's knowledge and simulation processes to find future values of input variables affecting them. Estimation of future revenues is based on the applicationofmean reversion process, normal and uniform distribution. Geometric Brownian motion is used to define future values of production costs. Values of ore production rate, fixed costs, working days, and degree of use of production capacity are estimated by expert's knowledge.
By simulating a forecasting system, we imitate its action in order to measure its response (output) to different inputs. The simulation allows analysts to describe the uncertainty of variables that influence the value of DOL by different time depending scenarios. The first objective of the use of simulation in the forecasting is to determine the distribution of the DOL from the variables that affect his performance, which results in the average or expected value of DOL for every year of defined time horizon.]]>
На одлагалиштима откривке у Бору, формираним неселективним одлагањем рудничке откривке, петролошко-минералошком и геохемијском карактеризацијом издвојено је шест засебних литолошких група, од којих су све изузев интензивно орудњених стена селективно колонизоване од стране самониклих биљних врста. На њима су издвојена четири иницијална вегетацијска стадијума повезана са утврђеним литолошким групама, односно карактеристикама депосола који су настали њиховим разлагањем. Оваповезаност је нарочито изражена међу групама подлога које својом минералогијом генеришу киселу, и оних које генеришу неутралну до благо базну реакцију депосола. Депосоли издвојених, обраслих литолошких група показују јасну диференцијацију у односу на испитиване хемијске особине и садржај макро- и микроелемената. Псеудо-укупни и EDTA-приступачни садржај испитиваних микроелемената налази се у односу Cu > Zn > Pb > As > Cr. Депосоли борских одлагалишта откривке одликују се садржајем бакра и арсена изнад прописаних граничних и ремедијационих вредности, па је у односу на ове елементе неопходно извршити ремедијацију подручја.
Унутар констатованих вегетацијских стадијума анализирано је десет биљних врста које поседују највећи ступањ присутности-фреквентности, или су дефинисане као дијагностичке врсте у издвојеним стадијумима. Утврђено је да оне као меру прилагођавања на стресогене услове средине примењују стратегије искључивања или усвајања испитиваних хемијских елемената у своје подземне и надземне органе. Узорковане самоникле биљне врсте акумулирају елементе у корену у односу: Cu > Zn > As > Pb > Cr, а у надземном делу у односу: Cu > Zn > As > Cr > Pb. Примарну улогу у варијабилности распореда врста дуж градијената средине показују хемијски фактори депосола, и то у првом реду концентрација киселих и базних јона у раствору депосола. Са снижавањем pH вредности која утиче на мобилност микроелемената у депосолу, уз пораст концентрације приступачног сумпора и електричног кондуктивитета, као последице растварања сулфидних минерала и сумпорних соли, доминацију на станишту преузимају врсте са већим вредностима биоконцентрационих фактора.
Поједине биљне врсте поседују особине које их кандидују за коришћење у процесима фиторемедијације испитиваног подручја, нарочито у односу на елементе за које је утврђена потреба за ремедијацијом. Потенцијал у фитостабилизацији приступачног и укупног бакра на подручју борских одлагалишта показују врсте Agrostis stolonifera, Festuca valesiaca, Rumex acetosella i Calamagrostis epigejos. Врста Rumex acetosella показује способност вишеструке акумулације арсена у надземним деловима у односу на приступачан арсен у депосолу, што је кандидује за потенцијалну примену у фитоекстракцији. На депосолима борских одлагалишта врстеAgrostis stolonifera i Festuca valesiaca показују могућност вишеструке акумулације свих испитиваних микроелемената у корену у односу на њихов приступачан садржај, што их препоручује за будућу примену у фитостабилизацији овог подручја.]]>
On the mine overburden sites in Bor, which was formed by non-selective disposal of extracted rock material, six separate lithological groups are distinguished by means of petrological, geochemical and mineralogical characterization. The present lithological groups, excluding a group of intensively mineralized rocks, are selectively colonized by wild growing plant species. Four initial vegetation development stages were singled out and associated with the established lithological groups and mine soil characteristics that incurred during disintegration and weathering of rock material. This correlation is especially pronounced among the lithological groups whose mineralogy generates acid reaction, and lithological groups that generate neutral to slightly basic reaction of mine soil solution. Mine soils formed on diverse lithological groups with vegetation cover show a clear distinction in relation to the chemical properties and content of major and trace elements. Pseudo-total and EDTA-available contents of investigated trace elements is decreasing in order: Cu> Zn> Pb> As> Cr. Overburden mine soils are characterized by high contents of copper and arsenic, that are exceeding the prescribed limits and remediation values, and in respect of which it is necessary to remediate the area.
Within the identified vegetation development stages ten plant species that had the highest degree of presence-frequency, or were defined as diagnostic species, were analyzed. These plants apply the strategy of exclusion or adoption of the investigated chemical elements in their underground and aboveground organs, as a measure of adaptation to existing stressful environmental conditions. The contents of trace elements accumulated in the roots of sampled wild plants decrease in order: Cu> Zn> As> Pb> Cr, while the contents of trace elements accumulated in the above ground parts decrease in order: Cu>Zn>As>Cr>Pb. The primary role of variability of species distribution along environmental gradients belongs to the chemical factors of mine soils, primarily to the concentration of acidic and basic ions in mine soil solutions. With decreasing of pH value, which affects the mobility of trace elements in mine soils, and increasing of the available sulfur concentration and electrical conductivity as a result of sulfide minerals and sulfur salts dissolution, species with higher bioconcentration factors starts to dominate the habitat.
Some of the investigated plant species have properties that candidate them for future use in phytoremediation processes, particularly for the elements that have been detected as a priority for remediation at the Bor area. Species Agrostis stolonifera, Festuca valesiaca, Rumex acetosella and Calamagrostis epigejos show the potential for phytostabilisation of available and total copper concentrations in mine overburden soil in the Bor area. Species Rumex acetosella demonstrates the ability of multiple accumulation of arsenic in above ground parts in relation to available arsenic in mine soils, therefore being a candidate for potential applications in phytoextraction. Species Agrostis stolonifera and Festuca valesiaca show the possibility of multiple accumulations of all investigated trace elements in their roots in relation to their available amounts in the Bor overburden mine soils, which recommends them for future use in phytostabilisation of this area.]]>
Основни задатак ове дисертације је развој модела стијенског масива у околини просторија отварања. Примјењивост модела ће бити приказана за моде конструкције просторије отварања за рудно лежиште боксита "Подбраћан" Милићи, у циљу процјене деформација и напона стијенске масе приликом израде тих подземних просториј а.
На основу процјење понашања стијенске масе око откопа потребно је извшити адекватан избор осигуравања откопаних простора за краћи временски период и осигуравања просторија отварања за дужи временски период у циљу спречавања њиховог зарушавања.
Модел који ће бити представљен у овој дисертацији у великој мјери помаже доносиоцу одлуке да на основу дефинисаних критеријума и интерпретације напонских стања, може да изврши избор система за подграђивање за просторије у нестабилној радној средини и на тај начин осигура капиталне просторије рудника за период вијека трајања рудника. У циљу избора оптималне просторија отварања за дату радну средину и избора подградних конструкција у циљу побољшања безбједности подземних просторија и објеката и људи, проблем је рјешаван кроз објашњења свих утицајних параметара, одређених методологија за прорачун и дата интерпретација примјењеног модела. Добијени резултати ће послужити као основа за формулисање алгоритма математичких зависности одређених параметара и извршена уиоредиа анализа утицаја напонских стања за конкретан примјер израде подземне просторије отварања у лежишту "Подбраћан", Република Српска.]]>
Истраживања у дисертацији односе се на дефинисање модела за оптимизацију система одводњавања површинских копова базираном на процесно орјентисаној методологији која подразумева системску и процесну анализу избора система одводњавања и дефинисање процесних модела почев од анализе улазних података и услова одводњавања преко избора функционално поузданих и економски и еколошки ефикасних објеката и система одводњавања. У оквиру истраживања дефинисан је модел процеса система одводњавања на бази кога су изграђени процесни модели свих појединачних процеса у оквиру модела и заједно чине методолошки приступ оптимизацији система одводњавања. У модел су увршћене и методе поузданости, анализе еколошких аспеката и економске оцене у функцији избора оптимизованих решења система одводњавања.
Циљ истраживања је да се на бази постављеног модела дефинише оптимална структура система одводњавања по критеријуму поузданости, еколошких утицаја и економичности у условима реалних природних, техничких и организационих ограничења.
Методологија и интегрални техно-економски модел за оптимизацију система одводњавања површинских копова су применљиви у свим фазама површинске експлоатације, односно у свим фазама животног циклуса површинског копа. Имплементација овако конципираног модела у рударску праксу би омогућила знатно поузданија пројектна решења система одводњавања уз боље економске и еколошке учинке.]]>
The research in this dissertation refer to the defining model for optimization of the dewatering system for opencast mines based on process-oriented methodology that involves system and process analysis for selection of dewatering system and definition of process models starting from analysis of input data and dewatering conditions to selecting of functionally reliable and economically and environmentally efficient facilities and dewatering systems. Within research has been defined a dewatering system process model based on, which was developed a process models of all individual processes within the model making together methodological approach for dewatering system optimization. In the model have been incorporated reliability methods, analysis of environmental aspects and economic assessments in the function to select optimized solutions for dewatering system.
The aim of the research is that on the base of the presented model is to be defined the optimal structure of dewatering system, according to the reliability criteria, environmental impacts and cost-effectiveness in terms of real natural, technical and organizational constraints.
Methodology and an integrated techno-economic model for dewatering system optimization at opencast mines are applicable in all phases of surface mining, that is, in all phases of the opencast mine life. The implementation of this model concept into the mining practices would enable more reliable design solutions for dewatering system with better economic and environmental effects.]]>
Дугорочно планирање експлоатације на површинским коповима подразумева сагледавање свих релевантих параметара и фактора (геологије рудног лежишта, технологије производног процеса, капацитета откопавања и прераде, трошкова, цена метала, искоришћења и др) како би рударски пројекат постигао максималан профит.
Применом различитих метода и оптимизационих алгоритама, који се данас користе у савременим софтверским алатима, могуће је управљати производним трошковима и приходима, односно економијом пословања.
Са истим циљем у овој докторској дисертацији развијен је интегрални математички модел за оптимизацију граничног садржаја метала у руди, чијом се имплементацијом постиже унапређење економских резултата у интегрисаном систему експлоатације, флотацијске и металуршке прераде руде. Конкретно, применом предложеног модела постиже се максимизација нето садашње вредности пројекта.
Значај оптимизације граничног садржаја метала у руди код дугорочног планирања експлоатације на површинским коповима илустрован је на примеру полиметаличног лежишта Краку Бугареску Цементација, у оквиру кога се експлоатишу два типа руде, сулфидна и оксидна.
Резултати анализе показују да би се селективним откопавањем руде са садржајем оксидног бакра максимално до 10%, и руде са садржајем оксидног бакра већег од 10%, постигло повећање вредности НПВ за 24,77%, а оптимизацијом граничног садржаја метала у руди додатно повећање вредности НПВ за 10,07%. Укупно повећање вредности НПВ износи 37,34%, што је значајно побољшање укупних економских ефеката у пословном систему рударство – металургија.]]>
Long-term planning of exploitation at the open pit involves consideration of all relevant parameters and factors (geology of ore deposit, production process technology, capacity of mining and processing, costs, metal prices, recovery, etc.) for maximum profit of mining project.
By applying various methods and optimization algorithms, which are used today in the modern software tools, it is possible to manage the production costs and revenues or economy of operation.
With the same aim of this doctoral dissertation, the integrated mathematical model has been developed for optimization the cut off grade of metal in the ore, whose implementation is used to achieve the improvement of economic results in the integrated system of exploitation, flotation and metallurgical processing of ore. In particular, the application of proposed model is achieved by maximization the net present value of the project.
The importance of optimization the cut off grade of metal in the ore for long-term planning in exploitation the open pits is illustrated in the case of polymetallic deposit Kraku Bugaresku Cementacija, within two types of ore, sulhide and oxide, are mined.
The results of analysis show that the selective excavation of ore with the oxide copper content to maximum of 10%, and the ore with the oxide copper content greater than 10%, an increase in the value of NPV would be achieved for 24.77%, while optimizing the cut off grade of metal in the ore further increase the value of NPV to 10.07%. Total increase in the value of NPV is 37.34%, which is a significant improvement in the overall economic effects in the business system mining – metallurgy.]]>