2.4. Типы систем технологии подземной разработки месторождений

Типы систем технологии устанавливаются в зависимости от функцио-нальной направленности горного производства для определенного вида добы-ваемого полезного ископаемого. В основе деления на типы систем находятся форма, размеры и глубина залегания полезных ископаемых в массиве горных пород (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Типы систем технологии подземной разработки месторождений

2.5. Функциональная структура технологической схемы

Функциональную структуру взаимосвязи между подсистемами системы подземной разработки отражает технологическая схема шахты (рудника).

Основой технологической схемы горного производства является взаимо-связанное решение вопросов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки и механизации очистных работ, транспорта, вентиляции, электроснабжения, водоотлива, материального снабжения, сбыта продук-ции, 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. 2.4).

Звенья могут быть одинаковыми, а также отдельные для типов техноло-гических 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.

2.6. Классификация технологических схем

Классификация технологических схем отражает принципы формирования грузопотоков при подземной разработке месторождений (рис. 2.5) и опреде-ляется основными критериями:

• наличием полезных ископаемых нескольких сортов;

• производственной мощностью шахты (рудника);

• параметрами выемочной единицы;

• очередностью отработки отдельных участков месторождения (шахт-ного поля);

• особенностями использования выработанного пространства;

• типом применяемой механизации и горного оборудования.

Рис. 2.4 Схема функциональной структуры технологической системы

– непрерывные связи

– дискретные связи

По схеме вскрытия и генерал

Рис. 2.5. Классификация технологических схем

Остальные факторы влияют на формирование технологической системы.

2.6. Модель системы технологии

Модель системы технологии подземной разработки представляется струк-турой в виде технологической схемы и окружением – горно-геологические условия со своей внутренней структурой, температурным и атмосферным режимами.

Элементы системы разработки месторождений являются относитель-ными 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 опреде-ляет способ функционирования. В свою очередь, функционирование не опреде-ляет структуру однозначно. Одна и та же функция может быть реализована различными технологическими схемами.

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 месторож-дений, ее элементы и отношения обладают параметрами (свойствами, E), присущими этой системе и точно ее определяющими – размеры, форма, ско-рость, стабильность, технологичность и особенно способность функцио-нировать. 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, струк-тура которой неизвестна или известна частично, определить ее функциони-рование, 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).

Подобие – это отношение сходства между двумя (система подготовки запасов на откаточном и вентиляционном горизонтах) или более системами. При полном равенстве – это идентичность, а при частном – сходство. Обычно подобие объектов понимается как одинаковость форм (но, как правило, неравенство по величине). Отношение подобия имеет большое значение при математическом и физическом моделировании.

Связь между системами. Например, вскрывающие дополнительные выработки являются началом для подготовительных работ. Связь может быть прямой (последовательной или параллельной), обратной или комбинирован-ной, а также материальной, энергетической или информационной.