Практикум для организации самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению подготовки 130400 «Горное дело»

Алгоритм выбора может быть следующим
По характеристикам устойчивости массива и ценности руды попытаемся определиться в группе систем первого уровня. При четкости и однозначности решения на первом уровне решаем аналогично вопрос на втором уровне, используя дополнительную информацию о мощности и угле залегания рудного тела. При затруднениях в принятии решения на первом уровне переходим на формирование конкурирующих вариантов последующих уровней с их оценкой по экспертным значениям показателей.


Подбор базового варианта исполнения системы разработки
В альбоме систем разработки обратимся к выбранному классу и подберем вариант, наиболее полно удовлетворяющий как сформулированным условиям, так и желаемым показателям эффективности. Он и будет считаться базовым вариантом. Сформулируем его достоинства и недостатки, проявляющиеся в заданных условиях разработки. На стадии конструирования, используя технологический ресурс комплексов очистной выемки, надлежит достоинства усилить, а недостатки ослабить. В этом и будет проявляться Ваше творчество.
PS. Выбор системы разработки пройдет успешно лишь в том случае, когда проектировщик поимеет определенный опыт характеристического описания технологических процессов очистной выемки.


Конструирование системы разработки
Конструктивное исполнение технологических процессов очистной выемки различно по своей «консервативности». Трудней всего изменить способ управления горным давлением. С него и надо начинать. Определившись на видовом уровне с системой разработки, надо обоснованно принять все конструктивные параметры элементов блока и в первую очередь конструктивные параметры целиков. При первом подходе используют экспертные оценки, которые в последующем, в случае необходимости, подкрепляют расчетом по выбранной методике с учетом конкретной ситуации.
Можно иметь в виду следующие экспертные оценки:
* -Размеры междукамерных и междуэтажных целиков (МКЦ и МЭЦ–потолочины) соизмеримы с мощностью рудного тела и не превышают 10-12м. Если эти значения не подтверждаются расчетом, то от данного варианта системы целесообразно отказаться, но уже по экономическим соображениям.
*- При применении твердеющей закладки для управления горным давлением размеры ширины МКЦ и пролетов камер можно соразмерять с величиной нормативной прочности закладочного материала. Так, нормативная прочность на практике колеблется в диапазоне 30 – 100 МПа, а соответствующие значения размеров МКЦ и пролетов камер опять же составят 3 – 10 м.
*- Размеры МКЦ, если в них пройдены блоковые восстающие, увеличиваются на соответствующий размер восстающего, но с таким расчетом, чтобы минимальный размер рудного массива, с каждой стороны восстающего, был не меньше 2,0 м. (по условию БВР).
*- Намеченные решения по управлению горным давлением надо отразить на чертеже состоящим из вертикальных разрезов вкрест и по простиранию, в масштабе М:500. Это геометрическое моделирование поможет при выработке инженерных решений на последующих этапах выполнения задачи.
Менее консервативным, чем УГД, является технологический комплекс выпуска и доставки. Имеющаяся структурная систематизация исполнения комплекса на видовом уровне позволяет сравнительно быстро и достаточно эффективно определиться в концепции его исполнения. Далее имеет место задача, и не простая, состоящая в принятии размеров всех выработок и увязке их взаимного положения. Решение возможно лишь при геометрическом моделировании с использованием выполненных ранее разрезов по выемочному участку.
*- В первую очередь надо определиться со схемой подготовки выемочного участка, используя ранее рассмотренные соображения.
*- После этого можно решать вопрос с расположением и количеством выработок выпуска и доставки. В принятии решений должен существенно помочь ранее рассмотренный ресурс комплекса.
*- Методическое правило – ранее принятые решения, в том числе и конструктивные, следует отнести к условиям, т. е. неподлежащими изменению. Вернуться к исходной позиции можно, но только с выявлением и учетом всех последствий вновь принятых решений.
При выборе размеров выработок в поперечном сечении в самом первом приближении можно воспользоваться следующими экспертными оценками: размеры блоковых восстающих можно принять 3,2 х 1,8м (S = 6 м²); выработки скреперной доставки 3х2 м (S = 6 м²), машинной доставки – 3,5х3,0 м (S = 10,0 м²), буровые выработки (ниши, камеры) – 3,0х3,0 м (S = 10 м²). Выработки погрузочно-откаточные 3х3 м (S = 10 м²).
*- Методическое правило – длины всех выработок принимать по данным чертежа. При этом вводить корректуры на закругления при сопряжениях, если они есть.
Расстояние между дучками принимают минимально возможное по условию устойчивости днища. При этом имеют в виду, что с уменьшением данного расстояния количество дучек увеличивается и увеличиваются затраты на их создание, но с позиций потерь и разубоживания имеем выигрыш в виде их снижения.
Составление баланса запасов руды и добываемой рудной массы на выемочном участке, отрабатываемом сконструированной системой разработки, необходимо для последующего расчета затрат по системе разработки и получения данных для технико-экономической оценки ее эффективности. Потому предполагается раскрыть объемы горных работ по их видам, объем погашаемых запасов руды и степень полноты их отработки, количество добытой рудной массы на разных стадиях отработки блока и формирование ее качества. Показатели полноты и качества использования недр и/или значения потерь и разубоживания руды принимаются на основе экспертных оценок, характерных для каждого класса систем разработки (см. тему 7.)
Баланс составляется в виде таблицы с содержательным расчетом на ЭВМ (таблица 1). При подготовке данных для расчета баланса запасов руды и рудной массы необходимо иметь ввиду следующие положения:
1. Расчет выполняется по принципу прямого списания предстоящих технологических затрат на отрабатываемые запасы выемочного участка (блока), хотя в реальности есть статья «Затраты будущих периодов».
2. Для системы разработки характерно кроме разнопланового использования еще и повторное использование горных выработок. Так, многие выработки вентиляционного горизонта в свое время были пройдены как выработки откаточного горизонта и потому затраты на их проведение уже списаны на отработанные запасы вышележащего этажа. Аналогичное положение создается и с блоковыми восстающими соседнего блока. Вывод, такие выработки в наш перечень не включаются.
3. Затраты на выработки, обслуживающие несколько выемочных единиц, списываются частью пропорционально количеству блоков. Потому в балансе учитывается лишь доля объема этой выработки. Как правило, эти выработки полевые и на балансе запасов руды их наличие не сказывается. Если все же они рудные, то необходимо учесть количество добытой руды в балансе соответствующей выемочной единицы.
4. Если технологией предусматривается подсечка блока одновременно с отбойкой основных запасов блока, то затраты и запасы по подсечке учитываются по разделу «Собственно очистные работы».
5. Отрезные щели, рудоприемные выработки (траншеи, воронки), как правило, учитывают в разделе «Собственно очистные работы», хотя они относятся к нарезным выработкам. Затраты на их создание, условно, принимаются такими же, как и при собственно очистных работах, хотя они несколько больше (за счет БВР). Показатели использования недр при создании названных выработок принимаются такими же, как и при собственно очистных работах или же Кн = 1, Кк = 1.
6. Показатели полноты и качества использования недр по каждой подготовительной и нарезной выработке определяются с учетом конкретной ситуации. Породные выработки непосредственно не участвуют в процессе. Коэффициенты извлечения запасов из недр и изменения качества рудной массы по ним равны нулю. По выработкам, полностью пройденным по руде, напротив, их значения равны единице. При проведении выработок по контакту руда - порода значения коэффициента извлечения запасов равны единице, а коэффициента изменения качества рудной массы принимаются экспертно в пределах 0,80 – 0,50.
7. Запасы руды, приходящиеся на выделенные элементы выемочной единицы, исчисляются за вычетом запасов, извлекаемых подготовительно-нарезными выработками, пройденными в них. В целом, запасы руды по выемочной единице должны быть равны балансовым запасам, исчисляемых по ее геометрическим параметрам, с учетом размеров по простиранию и восстанию, нормальной мощности рудного тела, угла залегания и плотности массива.
8. Показатели полноты использования недр по элементам выемочной единицы, участвующим в собственно очистных работах по блоку, принимаются экспертно с учетом способа ведения очистных работ в них.
9. При наличие целиков, участков рудного тела не подлежащих выемке, показатели использования недр по ним принимаются равными нулю, а запасы руды в них относят к потерям.