1.4. Типы систем технологии подземной разработки месторождений
Типы систем технологии устанавливаются в зависимости от функциональной направленности горного производства для определенного вида добываемого полезного ископаемого. В основе деления на типы систем находятся форма, размеры и глубина залегания полезных ископаемых в массиве горных пород (рис. 1.4).
1.5. Функциональная структура технологической схемы
Функциональную структуру взаимосвязи между подсистемами системы подземной разработки отражает технологическая схема шахты (рудника).
По положению полезного ископаемого в массиве горных пород
По делению залежи полезной толщи на слои или по сортам
По глубине залегания полезной толщи
Рис. 1.4. Типы систем технологии подземной разработки месторождений
Основой технологической схемы горного производства является взаимосвязанное решение вопросов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки и механизации очистных работ, транспорта, вентиляции, электроснабжения, водоотлива, материального снабжения, сбыта продукции, поддержания горных выработок. Технологическая схема представляется цепью последовательно осуществляемых процессов. Она состоит из основных звеньев, непосредственно создающих поток полезного ископаемого, и вспомогательных – обеспечивающих ее функционирование в заданном режиме (рис. 1.5). Звенья могут быть одинаковыми, а также отдельные для типов технологических схем. Например, способ выемки полезного ископаемого, доставки, транспорта, подъема, аккумулирующие выработки и перепускные выработки, системы энергоснабжения, связи и другие. Вспомогательные процессы осуществляются в тех же горных выработках, где выполняются основные процессы.
1.6. Классификация технологических схем
Классификация технологических схем отражает принципы формирования грузопотоков при подземной разработке месторождений (рис. 1.6) и определяется основными критериями:
наличием полезных ископаемых нескольких сортов;
производственной мощностью шахты (рудника);
параметрами выемочной единицы;
очередностью отработки отдельных участков месторождения (шахтного поля);
особенностями использования выработанного пространства;
типом применяемой механизации и горного оборудования.
Остальные факторы влияют на формирование технологической системы.
Пристальным
взглядом
Модель системы технологии
Модель системы технологии подземной разработки представляется структурой в виде технологической схемы и окружением – горно-геологи-ческие условия со своей внутренней структурой, температурным и атмосферным режимами.
Элементы системы разработки месторождений являются относительными понятиями. Элемент может одновременно являться системой меньших элементов (система водоотлива, технология поддержания выработок). В свою очередь система также может быть элементом некоторой большой системы (технология очистных и подготовительных работ). Система подземной разработки месторождений состоит из подсистемы различной сложности (система вскрытия, подготовки, ведения очистных и подготовительных работ, транспорта).
Связь между функционированием и структурой системы осуществляется ее технологической схемой. Относительно замкнутая система с заданной структурой функционирует однозначно, т. е. ее структура полностью определяет способ функционирования. В свою очередь, функционирование не определяет структуру однозначно. Одна и та же функция может быть реализована различными технологическими схемами.
– непрерывные связи
– дискретные связи
Рис. 1.5. Схема функциональной структуры технологической системы
Вход (In) и выход системы (Ou) – внешнее отношение окружающая среда система. Входная величина может быть в зависимости от вида системы действием (дробление полезного ископаемого, обрушение породного массива), связью (время), отношением или параметром состояния объекта действия (размер куска полезного ископаемого – операнда). Совокупность всех входов составляет общий вход и может быть представлена как вектор.
В зависимости от системы выход может быть представлен действием, связью или параметром состояния операнда. Совокупность выходов (вода, газ, порода) сводится к одному и показывается вектором (отходы горного производства).
Входная и выходная величины являются единственными связями системы подземной разработки месторождений с окружающей средой: желательные и нежелательные (помехи), связи материального (S) , энергетического (En) и информационного (I) характера.
Параметры системы. Каждая система подземной разработки месторождений, ее элементы и отношения обладают параметрами (свойствами, E), присущими этой системе и точно ее определяющими – размеры, форма, скорость, стабильность, технологичность и особенно способность функционировать. Параметром является всякий качественный и количественный признак системы. Она не может существовать без параметров. Однако степень воплощения этих параметров может быть различной.
Состояние системы. Два состояния системы могут быть одинаковыми и различными. Различие между состояниями называется их разностью. Разность возникает при переходе системы из одного состояния (поддержание выработок) в другое (погашение выработок). Разность может быть дифференциальной (непрерывный переход к следующему состоянию, когда подготовительные выработки погашаются вслед за очистной выемкой) либо дискретной (подготовительные выработки погашаются после окончания очистной выемки).
Типы задач, применимых к технологической схеме шахты (рудника) делятся на задачи синтеза, анализа и «черного ящика».
Задача синтеза – это когда заданы характер функционирования и другие требования к технологической схеме, определить структуру, которая удовлетворяет поставленным требованиям.
Задача анализа – задана структура, определить функционирование технологической схeмы.
Задача «черного ящика» – задана система подземной разработки, структура которой неизвестна или известна частично, определить ее функционирование, возможно, структуру.
Регулирование – это взаимосвязь или взаимодействие двух и более конкретных объектов (очистная выемка и опережение ее подготовительными работами) или явлений. Отношения связывают отдельные элементы (горные выработки, приемные площадки, вентиляционные двери и т.д.) в различные системы (вентиляция и транспорт).
По схеме вскрытия и генеральному направлению развития грузопотоков
По производственной мощности шахты
По параметрам выемочной единицы горного отвода