Лабораторная работа 10
Задания
Занимаемся по расписанию 23.03 и 30.03.20г.
1 По выполнению практических занятий
Работы выполнять, как и предыдущие, по карточкам с вариантами.
Своевременно присылать по почте выполненные работы. Обязательно указать выводы о наиболее рациональных вариантах систем разработки.
Если работы выполнены рукописно (и рисунки, в дальнейшем - на миллиметровке) - присылать фотографии.
23.03.20г. Произвести выбор рациональных вариантов систем разработки по след. рекомендациям (см. лаб. раб «Выбор системы подземной разработки»).
30.03.20г. Проанализировать результаты 2-х последних выполненных работ по выбору систем разработки.
Логически с учетом условий применения, достоинств и недостатков принять две системы или ее варианты.
Нарисовать в масштабе для своих горно-геологических условий одну наиболее рациональную систему разработки. Дать ее описание, включая подготовительные, нарезные и очистные работы, наименование всех горных выработок, указать параметры системы, схему проветривания.
Лабораторная работа 10
Выбор системы подземной разработки
Краткие теоретические положения.
Методов выбора технологии очистной выемки (системы разработки) достаточно много. В лабораторной работе предлагается применить один из них, основанный на распознавании образов. Достоинством излагаемого ниже метода является возможность алгоритмизации творческой задачи выбора.
Для любого выбора необходимо иметь четкое различие между сравниваемыми вариантами, для чего следует выделить набор бинарных свойств, позволяющих разделять множество вариантов на пару подмножеств, одно из которых будет обладать этими свойствами, другое нет. Такие свойства называют признаками. Следует отметить то, что возможны случаи, когда сами по себе свойства не могут быть признаками, однако эти же свойства, вступая в определенные отношения друг с другом, порождают признаки и приводят к простому разделению образов. Такие признаки, если их два, называю парапризнаками, если более - полипризнаками.
В ракурсе выбора системы разработки признаками являются горно-геологические условия.
Важнейшим из условий является устойчивость пород, т.к. в большей мере и на больший срок обнажаются именно они, что несет основную опасность, как рабочим очистных забоев, так и окружающим. В неустойчивых породах нельзя применять системы разработки, в которых в результате выемки полезного ископаемого внутри выемочной единицы останется пустое пространство (наличие в нем крепей и временных целиков проблему сохранения породного массива в равновесии не решает, после их разрушения произойдет обрушение). Также в данном случае невозможно применить любые камерные варианты технологии очистной выемки (даже, если в последующем они будут заполнены закладкой или обрушены).
Устойчивость рудного массива играет роль соизмеримо с мощностью рудного тела. Чем больше мощность, тем рудный массив обнажается на большей площади, тем самым для организации камерной выемки (со скважинной отбойкой руды) необходима его высокая устойчивость. Мощность-устойчивость рудного массива выступают как парапризнак выбора системы разработки, хотя, следует отметить, в ПТЭ он в ряде случаев не выделяется.
Мощность рудного тела определяет возможность применения менее дорогостоящих камерных вариантов систем разработки. При малой мощности (до 3 м) эффективна послойная выемка, позволяющая наиболее полно и качественно отработать запасы рудного тела. При большей мощности морфология залежи менее сказывается на потерях и разубоживании, поэтому, как правило, системы разработки применяют со скважинной отбойкой: камерные. Следует отметить, изложенное справедливо для крутопадающих (с углом падения более 500) залежей. Наклонные и пологие залежи, кроме того, для их разработки камерными вариантами систем разработки или вариантами со скважинной отбойкой руды должны иметь мощность более 20 м (в данном случае также налицо имеем парапризнак: мощность-угол падения).
Угол падения рудного тела предопределяет способ доставки руды по очистному пространству, подготовку выемочной единицы, тем самым как монопризнак данный фактор участвует в формировании варианта технологии очистной выемки.
Выше приведены, так называемые, постоянные факторы, определяющие выбор системы разработки. Кроме того, необходимо учитывать дополнительные переменные факторы: склонность руды к слеживанию; склонность руды к самовозгоранию; гидрогеологические условия (наличие водоносных горизонтов); возможность обрушения поверхности; наличие в районе разработки месторождения недорогих видов закладки, наличие в рудном теле пропластков пустых пород, характер контактов залежи, глубина разработки, обособленное залегание рудных тел и пр. Влияние их достаточно очевидно: при недопустимости обрушения поверхности и неблагоприятной гидрогеологии обрушение выработанного пространства невозможно, при склонных к слеживанию и самовозгоранию рудах недопустимо их накопление в отбитом состоянии и пр.
Для реализации автоматизированного выбора системы разработки непараметрические горно-геологические условия необходимо представить в цифровом виде:
устойчивость породного и рудного массива: 1 - весьма неустойчивый; 2 - неустойчивый; 3 - средней устойчивости; 4 - устойчивый; 5 - весьма устойчивый.
склонность руды к слеживанию: 1 - несклонны;2 - склонны;
склонность руды к самовозгоранию: 1 - несклонны; 2 - склонны;
гидрогеологические условия: 1 - благоприятная; 2 - неблагоприятная;
возможность обрушения поверхности: 1 – обрушение допустимо; 2 - нет;
наличие в районе разработки месторождения недорогих видов закладки: 1 - есть; 2 - нет.
Матрица соответствия систем разработки горно-геологическим условиям залегания месторождения приведена в таблице.
Сущность принятия решения заключается в следующем. По сформированному множеству признаков и их граничным значениям, определенным для каждого образа технологии производит сопоставление. Если признак (например, в виде горно-геологического условия) попадает в границы им обуславливаемого допустимого применения образа, то он как весовой фактор принимает значение 1, нет, то - 0. В случае полипризнака требованиям попадания в заданные границы должны отвечать все его элементарные составляющие. Если по всем условиям образ в качестве весовых факторов получил единицы, то технология приемлема. Если по какому либо из условий значение оказалось 0, то в целом технология недопустима к применению. Однако показанная жесткость отбора зачастую приведет к случаям, когда для определенных условий технология не выберется. В этом случае, проанализировав степень влияния условия, которому технология не соответствует, необходимо принять субъективное решение, в ряде случаев им можно пренебречь.
Порядок выполнения работы.
1. Сформировать условия выбора системы подземной разработки.
2. Провести с использованием таблицы 10.1 анализ вариантов систем разработки на предмет их применения в заданных условиях. Результаты излагать письменно с аргументами.
3. Отобранные варианты систем разработки сравнить между собой и обосновать наиболее эффективный из них.
6. Нарисовать в 2-3 проекциях эскиз окончательно принятого варианта системы разработки.