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

Способы горной технологии: открытый, подземный и скважинный
СПОСОБ – образ, род, порядок, лад, склад, прием операционных действий. При этом под операционным действием будем понимать опосредованное взаимодействие субъекта деятельности с объектом преобразования. Опосредованное – поскольку используются определенные средства, орудия. Нас будут интересовать способы горной технологии. Мы уже знаем (и не понаслышке!), что есть подземный и открытый способы, а на счет скважинного - затрудняемся. И то может не все. Но почему они так называются?.. Без понятия «горна-выработки» не обойтись. При подземном способе контур выработок в поперечном сечении – замкнутый, при открытом – разомкнутый, т.е. открытый и сливается с дневной поверхностью. Но причем тут скважина? Читаем в терминологическом словаре «Горное дело»: скважина – горная выработка цилиндрической формы … Значит контур ее – замкнутый и должна она относиться к подземным выработкам. И способ скважинный должен относиться к подземному … Таким образом к подземным способам относят шахтный и скважинный способы, к открытым – собственно открытый и морской способы.


Структура и процессы горной технологии
ПОРЯДОК – последовательность в деле, заранее обдуманный ход и действия.
СТАДИЯ – определенная ступень, период, этап в развитии чего-либо, имеющие свои качественные особенности.
При разработке МПИ порядок ассоциируется со стадиями.
В настоящее время выделяют три стадии разработки МПИ:
1. Вскрытие МПИ.
2. Подготовка МПИ.
3. Очистная выемка полезного ископаемого.
Вскрытием называют проведение совокупности горных выработок, обеспечивающих доступ к месторождению или его части с дневной поверхности и функционирование рудника с заданной производительностью. Выработками вскрытия месторождение разделяется на определенные части - этажи, характерные для крутого падения, а также для наклонного и пологого, и панели, характерные для горизонтального залегания.
Подготовкой называют проведение горных выработок во вскрытой части месторождения, обеспечивающих разделение ее на выемочные единицы – блоки, характерные для крутопадающих месторождений, столбы – при наклонном залегании, панели – при горизонтальном.
Очистная выемка, как массовая добыча полезного ископаемого, осуществляется в пределах выемочной единицы путем создания специализированных (очистных) выработок, получивших название – очистное пространство. При этом очистное пространство, в котором процессы очистной выемки ведутся в присутствии людей – называется рабочим очистным пространством, а очистное пространство, в котором закончены процессы очистной выемки, называется выработанным пространством. Таким образом, в процессе очистной выемки как бы осуществляется перевод очистного пространства в выработанное, при этом - частями или полной выемочной единицей.
Процессы очистной выемки (уже нам известные: отделение, перемещение и поддержание) получили специальное определение: отбойка, доставка и поддержание очистного пространства (позднее – управление горным давлением).
Отбойка – технологический процесс очистной выемки по отделению руды от массива в виде кусков (с дроблением на куски).
Доставка – технологический процесс очистной выемки по перемещению отделенного полезного ископаемого (отбитой руды) в пределах выемочной единицы (блока) с погрузкой в транспортные сосуды.
Управление горным давлением – технологический процесс очистной выемки по поддержанию очистного пространства в рабочем состоянии, т.е. состоянии, обеспечивающем протекание всех технологических процессов в заданном режиме.
Если использовать принцип аналогии, а вернее, инвариантности протекания процессов, то можно обратить внимание на то, что при наличии основных (преобразовательных) процессов всегда имеют место подготовительно-заключительные. В нашем случае вскрытие и подготовку МПИ следует отнести к подготовительной стадии, разворачиваемой в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а очистную выемку - к основной технологической стадии. Следовательно, недостает еще одной стадии – заключительной. Есть все основания в полной мере ее озвучить. Мы полагаем, что такой стадией должна быть стадия - приведение месторождения в посттехногенное состояние.
Более того, предлагаем вернуться к первоначальному представлению о разработке МПИ - как эксплуатации МПИ.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ – основной смысл – разработка, использование природных богатств, но в общем случае – взаимодействие с выгодой. В свою очередь взаимодействие отражает процессы воздействия участников друг на друга, их взаимную обусловленность, что очень важно для осмысления современного состояния наших отношений с Природой с нравственных позиций. Предлагаемая стадия - приведение месторождения в посттехногенное состояние - предполагает осуществление комплекса инженерных мероприятий, ориентированных на восстановление экологического равновесия в регионе, на более полное и рациональное использование его природного ресурса.
Напрашивается с отмеченных позиций еще оценить место и роль разведки МПИ. Принимая во внимание инвариантность триады процессов, будем иметь следующие стадии эксплуатации (освоения) МПИ:
1. Разведка МПИ (подготовительная стадия).
2. Разработка МПИ (основная, технологическая стадия).
3. Приведение месторождения в посттехногенное состояние (заключительная стадия).
Естественно, каждая из выделенных стадий будет в свою очередь описываться, используя названную триаду, т.е. также как элементарный цикл проведения любой горной выработки. Более того, при таком понимании нашего взаимодействия с месторождением вполне логично допустить повторяемость циклов эксплуатации и сознательно, а вернее, экономически обоснованно, но разнообразно подойти к формированию общего порядка разработки, т.е. рассматривать наряду с поступательным ходом цикла всех стадий разработки также и возвратно-поступательный ход. Включение разведки в процесс эксплуатации узаконит ее параллельное осуществление на ранее «отработанных» горизонтах, приведение, а можно сказать и оставление в надлежащем состоянии выработанного пространства и других определенных выработок (горнов). Продолжительность подобного взаимодействия может исчисляться столетием и более, а достижения НТП сделают его не просто выгодным, а действительно взаимовыгодным.
Поскольку полный набор стадий в цикле инвариантен, постольку общий порядок, как разработки, так и эксплуатации, может ассоциироваться с порядком очистной выемки не только в пределах выемочной единицы (блоке), как это принято при классификации систем разработки, но и в пределах этажа, а также в пределах всего месторождения. При этом порядок отработки этажа и порядок разработки месторождения являются самостоятельными и весьма важными взаимообусловленными технологическими характеристиками наряду с системой разработки.
В части описания порядка отработки этажа уже накопился определенный опыт. В первую очередь выделяют в пределах этажа: прямой и обратный порядок ведения очистных работ в направлении простирания месторождения. Реже мы отмечаем аналогичное изменение направления относительно других элементов залегания месторождения – вкрест простиранию, по падению и восстанию, так как они в основном определяются наличием соответствующих мощности, угла падения и длины месторождения.
Выделенным стадиям освоения (эксплуатации) и разработки соответствует разделение запасов на разведанные, промышленные и непромышленные, балансовые и забалансовые, вскрытые, подготовленные, готовые к выемке запасы. Более того, мы можем уже говорить и о наличии нормативов вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов, исчисляемых в месяцах функционирования рудника с заданной производительностью.