Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СФУ ИЦМиЗ, Кафедра ПРМ
Профессор Иванцов В.М.
07 февраля 2007
База знаний
по технологическому ресурсу инженерных решений… или
экспертная оценка области применения технических решений и их возможностей
1. Вскрытие и подготовка месторождений
А1. Схемы вскрытия месторождений
|
Рельеф местности |
Равнинный |
Простые стволовые схемы вскрытия |
Комбинированные стволовые схемы вскрытия |
|
Гористый |
Простые штольневые схемы вскрытия |
Комбинированные схемы, со штольнями и слепыми стволами на глубину |
|
|
Малая |
Большая |
||
|
Глубина распространения месторождения |
Рис. 10..5. Типы схем вскрытия при учете
двух основных определяющих факторов
Имеет место тенденция на применение стволов вместо шахт, увеличение их числа при снижении количества функций. Для глубоких рудников - многоканатный подъем с применением концентрационных горизонтов и глубоких рудоспусков. Широко применяется центральная схема расположения главных стволов при фланговом положении вентиляционно-вспомогательных.
А2. Схемы подготовки блока
|
Масштаб грузопотока |
Большой |
Схема 3. Кольцевая смешанная подготовка с погрузкой на рудных штреках |
Схема4. Кольцевая смешанная подготовка с погрузкой на ортах |
|
Малый |
Схема 1. Рудная штрековая подготовка с разминовками (без кольцевания) |
Схема 2. Смешанная подготовка с тупиковыми ортами и полевыми штреками с разминовками |
|
|
Малая |
Большая |
||
|
Мощность рудных тел |
Рис. 10.6. Типы схем подготовки горизонта
при учете двух факторов
Полевая подготовка создается преобразованием схем 1 2 путем переориентации рудного штрека в нарезной с функциями подсечки и/ или бурового (сх. 1.) и отказа от ортов при скважинной доразведке (сх. 2)
При подготовке блоков подготовка горизонта дополняется выработками погрузки руды и восстающими для создания условий по развертыванию нарезных работ, т.е. проведению выработок, обслуживающих процессы очистной выемки.
А3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СХЕМ ВСКРЫТИЯ
ПО ОТДЕЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ И ИХ ВАРИАНТАМ ИСПОЛНЕНИЯ
|
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СХЕМ ВСКРЫТИЯ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ И ИХ ВАРИАНТАМ ИСПОЛНЕНИЯ |
|
|
1.Тип схемы (системы) вскрытия - по количеству типов главных вскрывающих выработок |
|
|
а) простая схема (один тип гл. выработок). При одном типе и количественно рудовыдочных выработок не более одной. Значит капитальные затраты на проведение этого типа выработок вскрытия меньше. Упрощается организация работ по строительству рудника и эксплуатации МПИ. Применяется в простых условиях. Шахтные (стволовые) схемы при выдержанном крутом или горизонтальном залегании и равнинном рельефе. Штольневые - в гористой местности. В обоих случаях небольшая глубина распространения, ограниченные запасы руды. |
б) комбинированная схема (более одного). Потребность нескольких типов главных вскрывающих выработок возникает при усложнении условий. Меняется угол залегания, большая глубина распространения при гористом рельефе местности. Капитальные затраты и эксплуатационные расходы увеличиваются. Их снижение возможно только за счет увеличения производительности рудника, что возможно при больших запасах руды. В комбинировании возникает потребность при наличии тектонических нарушений, карстовых полостей, водоемов. |
|
2. Тип главной вскрывающей выработки |
|
|
а) штольня. Применяются штольни в гористой местности. С увеличением глубины залегания рудных тел заменяются шахтами (стволами). Устье штольни закладывается выше уровня долины для компоновки промплощадки, сооружения отвалов, исключения подтопления. Штольни выгодны при совмещении разработки с разведкой МПИ, при большом водопритоке, при использовании естественной тяги для проветривания. Стоимость проведения штолен в 2-3 раза дешевле проходки стволов. При хорошей разведанности МПИ предпочтительней капитальные штольни в сочетании с рудоспусками и вспомогательными слепыми шахтами и стволами. |
б) шахта (ствол): 1. вертикальная (-ный), 2. наклонная (-ный). Шахта прямоугольного сечения, стволы круглого. В первом случае крепь деревянная, во втором – бетонная или тюбинговая. Сейчас стоимость проходки вертикальных стволов меньше, чем шахт. Те и другие применяются повсеместно. В наклонных стволах скиповой подъем не технологичен и заменяется на конвейерный или на съезды с самоходном оборудованием. При их значительной длине общие затраты увеличиваются, которые несколько окупаются сокращением объема проходки квершлагов. Генеральное направление – увеличение производительности рудника. |
|
3. Положение главной вскрывающей выработки в плоскости простирания месторождения |
|
|
а) центральное положение. Выгодно по условиям транспорта, ускоренного развития горных работ от центра к флангам. Их фронт при этом максимальный, а условия для доразведки благоприятные. Расходы на откатку руды, транспорт материалов, перемещение людей сокращается в два раза по сравнению с фланговым положением. Расходы на проветривание также снижаются из-за снижения общего сопротивления выработок движению воздуха. |
б) фланговое. Применяется лишь в неблагоприятных условиях для центрального размещения промплощадки (наличие водоемов, болотистой или пересеченной местности, заказников, железной дороги, жилого поселка и т.д.). При возможности использования одной промплощадки для вскрытия двух или нескольких рудных полей. При возможности штольневого вскрытия вместо шахтного или иного значительного упрощения схемы вскрытия. |
|
4. Положение главной вскрывающей выработки относительно месторождения |
|
|
а) с пересечением месторождения. Применяется лишь в исключительных или благоприятных случаях. Длина квершлагов существенно сокращается и как следствие снижаются затраты на их проходку, расходы на их эксплуатацию: транспорт грузов, поддержание, проветривание. Однако требуется оставление охранных целиков, что при высокой ценности руды не желательно. Охранные целики отстраивают с учетом углов сдвижения вмещающих пород от проектной глубины разработки. Углы сдвижения устанавливаются специальными исследованиями. |
б) без пересечения: 1. в породах лежачего бока, 2. в породах висячего бока. Наиболее эффективно расположение выработок вскрытия в породах лежачего бока за линией возможного их сдвижения, опасного для сохранения устойчивости. Для стволов линия сдвижения отстраивается от проектной точки разработки МПИ, для полевых штреков в пределах этажа или их группы. В породах висячего бока выработки располагают только в исключительных случаях (отсутствие подходов с лежачего бока, весьма низкой устойчивости пород именно лежачего бока и т.д.). |
|
5. Ступенчатость вскрытия (по количеству ступеней) |
|
|
а) одноступенчатое вскрытие. Характерно для пологопадающих и горизонтальных МПИ, т.е. все месторождение вскрывается сразу на всю проектную глубину распространения. Такое решение возможно для простых схем вскрытия при крутом залегании для мелких и не глубоко залегающих месторождений, хорошо разведанных. Часто принимается во внимание, что стоимость стволов с бетонным креплением, пройденных на всю глубину, меньше, чем при многоразовой углубке. |
б) многоступенчатое пошаговое вскрытие. Характерно для крутопадающих и наклонных месторождений при ненадежной, дорогостоящей разведке. Размер и тип ступени (шага) определяется с учетом масштабов производства, количества этажей в одновременной работе, их сроков отработки и отработки МПИ в целом, глубины распространения МПИ. |
|
6. Тип шага вскрытия |
|
|
а) с поэтажным шагом вскрытия. При простых схемах вскрытия, с малым масштабом производства и необходимостью доразведки МПИ. При стволовых схемах имеет место поэтажная углубка шахт, стволов. При штольневом вскрытии характерно проведение поэтажных штолен, используемых первоначально для разведки, а затем для разработки МПИ. Требуется малый первоначальный капитал при эффекте разновременности затрат на вскрытие. |
б) с групповым шагом вскрытия. При большой производительности рудника сейчас считается целесообразным. Дает выгоду - применение глубоких капитальных рудоспусков и вспомогательных слепых шахт, автоматизация подъема при сосредоточении загрузки на концентрационных горизонтах, снижение затрат на сооружение околоствольных дворов и квершлагов на промежуточных горизонтах. Требуется увеличенный капитал при эффекте разновременности его вложения. |
|
7. Взаимное расположение главных и вспомогательных вскрывающих выработок |
|
|
а) совместное (на одной промплощадке). Применяется при малой производственной мощности рудника и простых схемах вскрытия. Достоинство – компактность промплощадки в целом и ее коммуникаций. Недостаток, может проявиться при отсутствии четкой ветровой направленности, в виде затруднения забора свежего воздуха для шахты, а также в увеличении расходов при большой длине МПИ по простиранию. |
б) не совместное (разнесенное). Применяется при большой производственной мощности рудника и большой длине МПИ по простиранию. Снижаются расходы на проветривание и создание безопасности в виде двух механизированных запасных выходов из шахты, создаются благоприятные условия для доразведки флангов МПИ |
2. Технологические процессы очистной выемки
2.1.Отбойка руды
а). Область применения способов отбойки
|
Способы отбойки, систематизированные по роду/виду энергии |
Область применения и технологический ресурс |
|
1. Гравитационный |
Мощные крутопадающие рудные тела, неустойчивые руды при наличии горизонтальной подсечки. Низкая себестоимость процесса, но разрушение по трещинам, нет дробления. Большой выход негабаритных фракций и повышенные затраты на доставке. |
|
2. Взрывной |
Применяется повсеместно при массивах повышенной крепости (f>9). Способы исполнения – шпуровой, скважинный, минными зарядами. Экономичный. Возможно регулирование степени разрушения и дробления, достижение желаемого выхода негабарита. |
|
3. Механический |
Применяется повсеместно при массивах пониженной крепости (f<9), конкурирует со взрывным способом. Тенденция на создание и применение комбайнов. |
|
4. Пневматический |
Применяются специальные патроны-гидроксы, помещенные в шпурах в шахтах весьма опасны по выделению метана. Дорогостоящий. |
|
5. Гидравлический |
Применяется в мягких массивах, дискретных, трещиноватых. Тенденция на применение высоконапорных водяных струй самостоятельно или в сочетании с механическим способов в комбайновом исполнении |
|
6. Тепловой (физический) |
Токами высокой и ли низкой частоты в массиве создается тепловое ядро сжимающих усилий. При наличии обнаженной плоскости последние преобразуются в разрушающие напряжения. Пока дорого и нетехнологично. |
б). Способы исполнения взрывного разрушения пород
|
Способы взрывной отбойки |
Область применения и технологический ресурс |
|
1. Шпуровой |
Отработка рудных тел любой мощности при любом угле залегания и устойчивости массива, но при обязательном условии создания рабочего очистного пространства. Доля дробления пород больше доли разрушения. Потому показатели качество оконтуривания и рудоподготовки к доставке более высокие, чем у других способов. |
|
2. Скважинный |
Предполагает возможность бурения взрывных скважин из специальных выработок, совокупно оформляемых в буровые горизонты. Доля разрушения по трещинам больше доли дробящего действия. Выход крупнокусковатой руды больше, поэтому качесто дробления и оконтуривание хуже.. Однако производительность труда выше из-за больших объемов разрушения и большего выхода рудной массы с 1м скважины. |
|
3. Минными зарядами |
Применяются в трещиноватых массивах рудных тел большой мощности. Поскольку минные (сосредоточенные) заряды размещаются в горизонтальных или вертикальных нарезных выработках, то их абсолютный и относительный объем чрезвычайно велик. Способ становится более эффективном при сравнительно малой скорости и большой стоимости бурения скважин. Преобладает доля разрушения мессива по сравнению с долей его дробления, поэтому имеет место большой выход негабаритных фракций. |
в). Шпуровая отбойка: восходящие шпуры (схема 1),
горизонтальные (схема 2), нисходящие (схема 3)
|
Ранжируемая характеристика |
Расположение шпуров в ряду* |
||
|
Схема 1 |
Схема 2 |
Схема 3 |
|
|
Безопасность горных работ |
4 |
5 |
2 |
|
Производительность труда |
5 |
4 |
2 |
|
Качество дробления руды |
5 |
5 |
5 |
|
Качество оконтуривания |
5 |
5 |
5 |
|
Себестоимость процесса |
5 |
4 |
3 |
|
*) – ранг в пятибалльной системе |
Схема 1 – широко распространена, безопасность работ снижается из за трещиноватости пород, производительность труда увеличивается за счет большого фронта работ.
Схема 2. применяется в трещиноватых рудах пониженной устойчивости. Схема 3 применяется при углубочных работах, на подсечке блока. Качество дробления и оконтуривания во всех схемах достигается за счет мелкой сетки расположения шпуров (по диаметру меньших, чем скважины).
Шпуровая отбойка предполагает создание рабочего очистного пространства, которое следует считать отличительным признаком системы.
При экспертной оценке параметров и показателей способов отбойки можно воспользоваться следующими зависимостями: q=0,1f, кг/м3, w=25d, м; t=10w, мс,
где q, w, t, d, f – соответственно: - удельный расход ВВ, ЛНС, интервал периода замедлений, диаметр шпура, скважины (м), коэффициент крепости массива по М.М. Протодьяконову.
Выбор из отмеченных способов исполнения взрывной отбойки всецело определяется принятой системой разработки, а конкретнее он осуществляется после принятия решения относительно способов управления горным давлением и способом доставки. Совершенствование конструктивно-технологического
исполнения способа отбойки идет в направлении поиска компромисса по улучшению качества дробления руды, снижению себестоимости процесса очистной выемки, повышению показателей полноты и качества использования запасов при оконтуривании висячего и лежачего бока рудного тела.
г). Технологический комплекс скважинной отбойки
|
Технические решения по исполнению комплекса скважинной отбойки |
Технологический ресурс и область применения |
|
1. Характер работы взрыва |
|
|
а – на отделение, б – на разрушение в - сочетание отделения с разрушением |
Отделение осуществляется при отбойке на одну обнаженную рабочую поверхность, при наличии двух и нескольких взаимно параллельных поверхностей имеет место разрушение всего обуренного массива. В камерных системах без рабочего очистного пространства отбойка осуществляется на отделение, в системах принудительного обрушения возможны сочетания (б, в). Таким образом, характер работы взрыва определяется системой разработки или исключительно желанием проектировщика. |
|
2. Состояние и параметры очистного пространства перед плоскостью отбойки |
|
|
а – отбойка на открытое очистное пространство, б – на компенсационные камеры, в – отбойка «в зажиме» |
Вариант а) применяется в камерных системах при сохранении коэф-та разрыхления после взрыва более 1,5. Варианты б) и в) разработаны для систем принудительного обрушения руды и вмещающих пород. Таким образом, эта характеристика комплекса отбойки определяется системой разработки или исключительно желанием проектировщика. |
|
3. Расположение плоскости отбойки в пространстве |
|
|
а – вертикальное, б – горизонтальное, в - наклонное |
Вертикальное положение рабочей поверхности (плоскости) наиболее распространено. Оно позволяет формировать буровые горизонты и перемещать оборудование по горизонтали, но массив руды и вмещающие породы должны быть более устойчивы из-за больших и долговременных обнажений. Горизонтальное положение более применимо в неустойчивых массивах, при этом возможны массовые отделения без надлежащего дробления за счет участия гравитации. Наклонное применяется часто по технологическим соображениям выпуска руды и качества оконтуривания. |
|
4. Направление отбойки относительно элементов залегания рудного тела |
|
|
а – по простиранию, б – вкрест простиранию (на лежачий бок, на висячий бок), в – по падению, г – по восстанию |
Выбор направления из варианта а) или б) часто определяется трещиноватостью массива и параметрами очистного пространства. Стараются отбойку вести по длинной стороне блока и нормально к плоскости трещин. Направление вкрест простиранию часто применяют, чтобы использовать эффект взрыводоставки и улучшения качества дробления за счет учета направления плоскости трещиноватости, а верней, сланцеватости. По восстанию направляют взрыв для использования эффекта зажима и дополнительно дробления – отбойка в «кипящем слое». |
|
5. Взаимное расположение отбиваемых слоев |
|
|
а – параллельное, б – веерное |
Чаще отбиваемые слои имеют постоянную толщину, равную ЛНС, переменную толщину создают при лучевом обуривании массива, т.е. из определенной точки. При параллельном расположении слоев сокращается суммарная длина скважин, но увеличивается объем проведения выработок. И наоборот… |
|
6. Расположение скважинных зарядов в ряду |
|
|
а – параллельное, б – веерное: 1 – на 90°, 2 – на 180° (полувеер), 3 – на 360° (круговой веер) |
Параллельное расположение зарядов в ряду на 60-70% сокращает суммарную длины скважин, но приводит к увеличению объема выработок. Если скорость бурения скважин мала, а стоимость их создания велика, то часто выгоднее применять параллельное расположение скважин, особенно парно-сближенных и пучков в системах принудительного обрушения руды и пород. При камерных системах и при отбойке в зажиме применяют чаще веерное расположение скважин в слое. При параллельном расположении легче добиться снижения потерь и разубоживания руды на контуре. При веерном расположении скорость бурения выше из-за уменьшения перестановок оборудования. |
|
7. Направление бурения (и заряжания) скважин |
|
|
а – восходящее, б – нисходящее, в – горизонтальное, наклонное |
Восходящее бурение сравнительно дешевое, производительное, но заряжание более трудоемкое, особенно вручную. При горизонтальном бурении максимальное искривление скважин. При нисходящем бурении производительность станка минимальная, скважины подтапливает водой, а при их выходе на подсечку – требуется установка пробок воизбежания просыпей ВВ. |
|
8. Взаимное расположение рядов зарядов и плоскости отбойки |
|
|
а – согласное, б – не согласное (взаимно перпендикулярное) |
Наиболее часто применяют согласное положение скважин и плоскости отбойки, поскольку наблюдается более полное использование энергии ВВ. Взаимно перпендикулярное положение применяется при проходке восстающих, оформлении отрезных щелей, редко при отбойке в камерных системах, с нижней подсечкой, без днища с машинной доставкой при дистанционном управлении (мощные крутопадающие рудные тела). |
|
9. Количество буровых горизонтов |
|
|
а – один буровой горизонт, б – N буровых горизонтов |
При одном буровом горизонте резко сокращается объем нарезных выработок, но ухудшается качество оконтуривания массива. Применяется при малой высоте очистного пространства. Увеличение числа буровых горизонтов улучшает доразведку контура, снижает потери и прихват пород на контуре, но увеличивает расходы на нарезные выработки и перемещение бурового оборудования |
|
10. Порядок взрывания по буровым горизонтам |
|
|
а – этажная отбойка, б – подэтажная отбойка -разновременная по подэтажам |
Этажная отбойка осуществима при наличии одного бурового горизонта или создании одной плоскости отбойки при нескольких горизонтах. Позволяет увеличить производительность труда, лучшее использование скважин. При подэтажной отбойке – лучше оконтуривание массива и доразведка, меньше длина скважин и поэтому точнее обуривание и легче заряжание |
|
11. Количество слоев (рядов) во взрываемой секции |
|
|
а – однорядное взрывание, б – многорядное взрывание |
При однорядном взрывании низкое использование энергии взрыва. Многорядное взрывание эффективно при малых (миллисекундных) значениях периода замедления и потому широко применяется в практике. |
|
12. Период замедления при взрывании |
|
|
а – мгновенное, б – замедленное, в – короткозамедленное |
Мгновенное взрывание применимо только при однорядной отбойке. При многорядном взрывании эффективно короткозамедленное взрывание, а замедленное при значительной толщине взрываемого слоя или необходимости создать требуемый объем компенсационной пустоты во время взрыва за счет подвижки. |
|
13. Сетка расположения скважинных зарядов в смежных рядах |
|
|
а – прямоугольная, б – шахматная |
Сетка расположения играет исключительную роль при многорядном взрывании. Прямоугольная сетка - применяется при коэффициенте сближения скважин близким к единице (a/w=1,1 – 1,2), шахматная - при коэффициенте сближения достигающим 4.Учитывается также трещиноватость и направление трещин. |
|
14. Количество скважин в совокупном заряде |
|
|
а – заряд из одинарных скважин, б – заряд из парно-сближенных скважин, в – заряд из пучка сближенных N скважин |
Заряды из нескольких сближенных скважин стали применять с целью увеличения ЛНС и расширения области параллельного расположения скважин в ряду при снижении объема нарезных выработок. Доля дробящего действия снижается , а доля обрушения увеличивается, поэтому такой подход целесообразен при наличии мелкотрещиноватого массива. |
Работа по формирования технических предложений, использую структурные систематизации на видовом уровне.
В экспертной системе, использую структурные систематизации на видовом уровнена, можно существенно исключить слепой перебор. С этой целью выделенные структурные признаки вначале экспертно ранжируют (устанавливают очередность их рассмотрения). Затем, начиная с первого признака, последовательно рассматривают варианты их исполнения. Используя базу знаний, необходимо попытаться сделать однозначный выбор того или иного исполнения рассматриваемого признака (как правило, это удается, если база знаний и данных сделана достаточно полно и объективно). При переходе к следующему признаку необходимо принятое решение по предыдущим признакам признать свершившимся фактом и неукоснительным условием работы на последующих этапах, включая их последовательно в список ограничений. При таком подходе резко снижается вероятность получения «гирлянды решений». Но даже при гирлянде решений их количество при таком подходе все же существенно уменьшается.
2.2. Выпуск и доставка руды
а). Область применения способов выпуска и доставки руды
|
Способы доставки, систематизированные по роду/виду энергии |
Область применения и технологический ресурс |
|
1. Гравитационный |
Применяется при перемещении по вертикальным и наклонным восстающим выработкам блока, при различном состоянии очистного пространства и углах залегания более 550. Низкая себестоимость процесса. Большой износ стенок и крепи выработок |
|
2. Взрывной |
Применяется повсеместно при массовой отбойке руды как –взрыводоставка. Способы исполнения в основном при скважинной однорядной отбойке. Дальность перемещения зависит от удельного расхода ВВ и угла наклона почвы выработки. Возможно некоторое регулирование дальности перемещения. Эффективен при пологом и наклонном залегании рудного тела. |
|
3. Механический |
Применяется повсеместно при перемещении по горизонтальным и слабо наклонным выработкам. Способы исполнения различают по средствам перемещения, основанных на таких технических эффектах как: волочение, качение, виброэффект и др. Тенденция на создание и применение установок, комплексов, машин с дистанционным управлением и микропроцессорами |
|
4. Пневматический |
Доставка струей сжатого воздуха. Как вспомогательный, при зачистке почвы выработки с целью снижения потерь руды. Трубный пневмотранспорт в капсулах- вагонах, эффективный при перемещении на большие расстояния. На доставке пока не применяет. |
|
5. Гидравлический |
Доставка струей воды. Как вспомогательный, при зачистке почвы выработки с целью снижения потерь руды. При разработке россыпей гидромониторами разрушение и транспорт руды. Применяется трубный гидротранспорт угля в комплексе с гидроотбойкой. Имеет место подъем дробленого материала в эрлифтах. |
Технологический ресурс и область применения конструктивно-технологического исполнения
выпуска руды
|
Технические решения по исполнению комплекса доставки руды |
Технологический ресурс и область применения |
|
1. Состояние очистного пространства |
|
|
а – выпуск в открытом очистном пространстве б – выпуск под обрушенными породами в – выпуск под разделяющим перекрытием |
Выпуск в открытом очистном пространстве проблематичен лишь при его ограниченной ширине. При выпуске под обрушенными породами имеют место потери и разубоживание руды от смешивания. Их значения регулируются за счет конструктивного и технологического исполнения. Разделяющие перекрытия предотвращают потери и разубоживание, но конструктивно сложные и дорогостоящие. В практике пока не применяются. |
|
2. Конструктивное исполнение (конструктивный вид) истока |
|
|
а – точечный (единичный, одиночный исток) б – линейный (совокупность линейно взаимосвязанных точечных истоков) в – площадной (совокупность по площади взаимосвязанных точечных истоков) |
|
|
3. Режим выпуска (количество одновременно участвующих в работе выпускных отверстий - истоков) |
|
|
а – точечный б – линейный в - площадной |
|
|
4. Состояние истока во времени и пространстве |
|
|
а – стационарный б - передвижной |
|
|
5. Характер истечения (выпуска) руды |
|
|
а – донный б – боковой (торцовый) |
|
|
6. Характер регулирования истечения руды из отверстия |
|
|
а – техническими средствами б – конструктивным исполнением «горнов» |
|
|
7. отсутствие/наличие боковых контактов с обрушенными породами |
|
|
а – отсутствуют контакты б – торцовый контакт в – торцовый и один/ два боковых |
Боковые контакты отсутствуют лишь при первой разрезной заходке. |
|
8. Масштаб выпуска руды |
|
|
а – этажный (на всю высоту этажа) б – подэтажный (на высоту подэтажа) |
Этажный выпуск эффективен с увеличением высоты этажа при площадном и линейном взаимодействии выпускных отверстий. Подэтажный выпуск эффективен при точечном торцовом истечении руды с оптимизированным соотношением высоты, ширины и толщины обрушенного слоя. |
Обратим внимание, что для перемещения самотеком на определенное расстояние по горизонтали нам потребуется поверхность (плоскость), наклоненная под углом не менее 50. А поверхность эта есть только у горна, на создание которого нужны затраты. Вывод: самотечная доставка все же требует затрат и затраты эти связаны если не с самим процессом перемещения, то с созданием выработок. При чем перемещение происходит как бы по гипотенузе прямоугольного треугольника. А мы знаем, что гипотенуза всегда длиннее катета, т. е. для перемещения руды в заданную точку потребуется выработка и ее длина будет почти в 1,5 раза длиннее, чем при механизированном перемещении тем или иным способом. Короче, при самотечной доставке нужны выработки и их суммарная протяженность может оказаться весьма значительной. При механизированной доставке протяженность выработок требуется значительно меньше, но требуются затраты на сам процесс горизонтального перемещения и тоже не малые (к тому же, разные при разных способах и средствах перемещения).
Самотечная доставка непосредственно по очистному пространству возможна только при крутом залегании рудных тел и называется выпуском, поскольку она подходит под процесс, который во всех случаях называется выпуском (выпуск воды, выпуск зерна из силоса, выпуск сыпучих строительных материалов и т. д.). Попробуем систематизировать возможные варианты технологии выпуска, воспользовавшись систематизацией характерных признаков (см. табл. 3.8.).
В. Технологический ресурс и область применения комплекса доставки руды
|
Технические решения по исполнению комплекса доставки руды |
Технологический ресурс и область применения |
|
1. Способ оформления горизонта подсечки |
|
|
а – совокупностью специализированных выработок в виде горизонта б – функция подсечки поручена: 1 - рудоприемным выработкам 2 – выработкам бурового горизонта |
|
|
2. Конструктивный вид рудоприемной части блока 2.1 – естественный массив (рудный, породный), 2.2 – искусственный массив (бетон и др.), 2.3 – горная крепь |
|
|
а – воронкообразное (в виде воронок) б – траншейное (в виде траншей) в – «плоское днище» (разновидность траншеи) |
|
|
3. Конструктивный тип выпускных выработок, в совокупности формирующих горизонт выпуска |
|
|
а – дучка, малая наклонная выработка б – выпускное окно, малая горизонтальная выработка в – торец доставочной выработки г – выпускные щели |
|
|
4. Характер взаимосвязи горизонтов выпуска, доставки и погрузки |
|
|
а – в виде отдельных специализированных горизонтов выпуска, доставки и погрузки, б – с совмещенным горизонтом выпуска и доставки в – с совмещением горизонта доставки и погрузки г. - с совмещением всех трех горизонтов |
|
|
5. Расположение выпускных выработок относительно доставочных |
|
|
а – боковое одностороннее ;б – двустороннее парное расположение, в – двустороннее шахматное г - торцовое расположение |
|
|
6. Конструктивно-технологическое исполнение горизонта доставки (в зависимости от способа) |
|
|
в виде горизонта: а – самотечной доставки б – скреперной доставки в – конвейерной доставки (питателями) г машинной доставки |
|
|
7. Конструктивно технологическое исполнение горизонта погрузки в средства откатки: 7.1. люковая погрузка, 7.2. питателями,7.3. машинная, 7.4. скреперная через полок,7.5. разгрузка в рудоспуск |
|
|
с расположением выработок погрузки относительно выработок откатки: а – с боковым односторонним б – с боковым двусторонним парным в – с боковым двусторонним парным г – с торцовым |
|
|
8. Тип доставочной выработки |
|
|
а – штрек (рудный, полевой), б – орт |
|
|
9. Тип погрузочно-откаточной выработки |
|
|
а – штрек (рудный, полевой), б - орт |
Видовое понятие комплекса доставки. Структурные элементы комплекса доставки: очистное пространство, рудоприемная часть, выпускные выработки, горизонт доставки с различными средствами механизации, горизонт погрузки с различными средствами механизации. Варианты конструктивного исполнения структурных элементов.
Структурный синтез комплекса доставки. Индивидуализация способа доставки - конструктивный вид. Принципы формирования конструктивного вида. Интеграция и дифференциация элементов - условие развития и совершенствования доставки. Разделение выполнения функций во времени и пространстве. Примеры сильных (идеальных) конструкторских решений.
Под технологическим комплексом выпуска и доставки будем понимать совокупность подготовительно-нарезных и очистных выработок в системной увязке с используемыми средствами функционального назначения. Он также, как комплекс отбойки, имеет как единичное конструктивное исполнение (в каждом конкретном случае), так и видовое, отражающее все многообразие при наличии общих признаков. Структурная систематизация комплекса выпуска и доставки представлена в табл. 3.9.
Предлагаемая систематизация позволяет давать подробную характеристику конструктивно-технологического исполнения всех применяемых в настоящее время комплексов, организовать поиск их наиболее сильных вариантов применительно к конкретной горно-геологической и горнотехнической ситуации.
Г. Развитие и перспективы совершенствования комплекса доставки
Мы уже отмечали двуединую и противоречивую основу горной технологии (горн + технические средства). На примере комплекса доставки их взаимодействие можно красноречиво подтвердить.
Для этого весь комплекс доставки разделим на две части: 1 – доставка по очистному пространству и 2 – доставка по остальным выработка блока до погрузочного пункта в транспортные сосуды. При крутом залегании рудных тел первоначально повсеместно применялась самотечная доставка. Этот конструктивно–технологический комплекс получил название грохотной схемы, т. к. при отбойке самообрушением имел место большой выход негабаритов и для их дробления вручную создавали специальный горизонт (грохотной). Производительность труда на доставке была небольшая из-за негабаритов. Сам процесс перемещения под действием собственного веса руды весьма хорош, поскольку не требуются дополнительные затраты энергии. Единственно существенный недостаток – это большой объем подготовительно-нарезных выработок. Его можно устранить (в меру возможности) только при механическом перемещении по горизонтали, используя определенные технические средства. Этот комплекс можно кратко назвать – технической схемой. В чистом виде он просматривается при отработке горизонтальных рудных тел. Его совершенствование началось с применения скреперных установок. При всех инженерных «ухищрениях» при скреперной доставке почти неустраним весьма существенный недостаток – большие затраты энергии на перемещение руды волочением из-за трения руды о руду в дробленом состоянии. Стремление устранить этот недостаток и определило весь дальнейший ход совершенствования механической схемы: применение колеса, использование эффекта от вибрации. В итоге все более утверждается взаимодействие выделенных двух схем с получением синергетического эффекта – получили распространение комбинированные схемы широким применением самотечной доставки по очистному пространству и специализированным выработкам – рудоспускам, при перемещении руды по доставочным горизонтам при помощи самоходного оборудования и конвейеров с вибрационным эффектом.
9