Тема 5. Вскрытие мпи:

ДОСТУП И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

5.1 Способы вскрытия: классификационные признаки и определения

5.2 Варианты схем вскрытия: ситуационный подход в действии

5.3. Принципы сравнительной оценки и выбора схем и технологии вскрытия МПИ

5.1. Способы вскрытия: классификационные признаки и определения

Понятие способа вскрытия. Какие классификационные признаки можно использовать для характеристики способа вскрытия. Соотношение общего и индивидуального в способе вскрытия.

Напомним:

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 для доступа к месторождению или его части с дневной поверхности и обеспечения функционирования 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. Заметим, опять разделение (верней, отделение) и опять технологическое. Только объект в данном случае – месторождение, а часть отграничивается совокупностью выработок в пределах этажа и границ месторождения на флангах.

Характеристика вскрывающих выработок. Все выработки вскрытия разделяют надве группы: главные и вспомогательные. Главными принято называть выработки, обеспечивающие доступ к месторождению и выдачу полезного ископаемого на поверхность (на–гора). Это будут штольни, шахты и стволы, а также полевые штреки и квершлаги. При этомштольнейназывают горизонтальную выработку, пройденную и имеющую вход с дневной поверхности (в отличие от тоннеля, имеющего вход и выход с дневной поверхности).Шахта– это вертикальная или наклонная выработка прямоугольного сечения, пройденная с дневной поверхности или какого либо горизонта. В первом случае это просто шахта, во втором – слепая шахта.Ствол– шахта круглого сечения. Исторически они появились позднее и с их появлением стали шахты часто называть тоже стволами.Главные штреки и квершлаги- это горизонтальные выработки, пройденные от главного ствола в направлении соответственно по простиранию и вкрест простиранию до встречи с месторождением в заданной точке. Их количество (по вертикали) определяется количеством вскрываемых этажей.Этаж – это часть месторождения, отграниченная горизонтальными плоскостями в створе двух смежных квершлагов или штреков. Кстати, оговоримся, часть месторождения, отграниченная горизонтальными плоскостями смежных квершлагов или штреков, но не имеющими в этих плоскостях связи с главными выработками вскрытия – называютподэтажами. Обычно всю совокупность выработок, формирующих этаж или подэтаж в определенной плоскости называют тоже этаж или подэтаж. Им присваивают соответствующие названия или номера (вентиляционный горизонт, буровой горизонт (подэтаж), откаточный горизонт, откаточный горизонт +250 м. и др.). Совокупность всех вспомогательных выработок предназначена для обеспечения функционирования рудника (шахты) с заданной производительностью. Их типаж полностью соответствует типажу главных вскрывающих выработок с указанием (добавлением) их функционального назначения. Так будем иметь, вентиляционная штольня, закладочный ствол, материальный штрек и т. д. Количество главных и вспомогательных выработок их типаж, положение в пространстве полностью определяется горно-геологическими условиями, рельефом дневной поверхности, масштабом производства, проектными техническими решениями.

Совокупность выработок, осуществляющих вскрытие, будут характеризовать способвскрытия, понятыйкак средство. При таком понимании способ вскрытия в горной технологии –единственный.Однако, тип и состав этих выработок, конструктивная и технологическая взаимосвязь между ними в каждом конкретном случае могут существенно отличаться. Это многообразие можно охарактеризовать каклад, склад, прием, порядок действия,устройства, опять как способ (как быспособисполнения способа).

PS В. Даль: способ – образ, род, порядок действия, устройства; лад, склад, прием, средство.

Если в первом случае - больше придумать нечего (а очень хочется, так стань изобретателем!), то во втором - целое поле для поиска, для совершенствования, так как от различного способа исполнения зависит эффективность реализации функции. Это уже забота и проблема инженера-технолога.

PS… Для простоты употребления (но не понимания!) упустим слова – использование и способ (один раз). Получим – способы вскрытия месторождений…Что делать?.. Изобретать или совершенствовать?…Сравни… Повесить, нельзя, помиловать…

Остановимся на способах исполнения вскрытия месторождений. Будем характеризовать способы исполнения вскрытия, используя набор отличительных признаков (как уже ни один раз делали). Эти признаки проранжируем и представим в виде таблицы. Получим классификацию способов вскрытия. При этом будем иметь в виду, что желательно все схемы (системы, способы) целесообразно разделить на две группы по одному главному признаку. Придумать этот признак трудновато, предлагаем – по количеству типов главных вскрывающих выработок (именно – типов!!), а их название уже практикой закрепилось как класс (группа) простых и комбинированных схем вскрытия. Сами типы главных выработок и почему их так назвали – мы уже знаем. Если еще раз перечитать методологические положения в части классифицирования, мы можем отметить, что у нас получилась параллельная классификация схем (способов) вскрытия по сложному (совокупному) основанию.

Таблица 5.1.

Структурная классификация способов исполнения вскрытия месторождений

СТРУКТУРНЫЙ ПРИЗНАК	ВАРИАНТ ИСПОЛНЕНИЯ
1.Тип схемы (системы) вскрытия - по количеству типов главных вскрывающихвыработок	а) простая схема (один тип гл. выработок), б) комбинированная схема (более одного)
2. Тип главной вскрывающей выработки	а) штольня, б) шахта (ствол): 1. вертикальная (-ный), 2. наклонная (-ный)
3. Положение главной вскрывающей выработки в плоскости простирания месторождения	а) центральное положение, б) фланговое
4. Положение главной вскрывающей выработки относительно месторождения	а) с пересечением месторождения, б) без пересечения: 1. в породах лежачего бока, 2. в породах висячего бока
5. Ступенчатость вскрытия (по количеству ступеней вскрытия)	а) одноступенчатое вскрытие, б) многоступенчатое: 1. с поэтажным шагом вскрытия 2. с групповым шагом вскрытия
6. Взаимное расположение главных и вспомогательных вскрывающих выработок	а) совместное (на одной промплощадке) б) не совместное (разнесенное)

Количество признаков в наборе в случае необходимости можно продолжить. Однако полагаем, что отмеченная их совокупность необходимым и достаточным образом описывает многообразие основных вариантов и может служить поисковым полем при проектной деятельности, и в том числе студента.

5.2. Варианты схем вскрытия: ситуационный подход в действии

На исполнение схем вскрытия на ряду со многими факторами определяющее влияния оказывают:

1. Рельеф дневной поверхности: а – гористый; б – равнинный. При этом имеется в виду, что при гористой местности выше уровня долины располагается все месторождение или лишь его часть.

2. Глубина распространения месторождения: а – малая, при нагорном расположении МПИ и 200 – 300 м при равнинном; б – средняя глубина распространения – до 500м.,в – большая глубина распространения – более 500м., г – сверх большая глубина распространения – более 1000м.

Мощность рудных тел и всего месторождения определяют масштаб предприятия – мощность рудника и его срок существования и таким образом косвенно сказываются на количество и тип (вид) вспомогательных выработок вскрытия.

Если условно выделить влияние только двух факторов: рельефа местности и глубины распространения, то получим четыре характерных сочетания, определяющих тот или иной тип схемы вскрытия (см. табл. 5.2. )

Таблица 5.2

Типы схем вскрытия при учете двух определяющих факторов

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 МПИ

Таким образом, мы вправе сделать вывод, что тот или иной тип схемы вскрытия существенно определяется ситуацией. С увеличением числа факторов ситуация может оказаться весьма сложной и в ней можно разобраться только с накоплением опыта и профессионализма, а также благодаря применению ЭВМ и САПР.

5.3. Принципы сравнительной оценки и выбора схем и технологии вскрытия МПИ

Принцип « приход энергии должен быть больше расхода» побуждает нас при выборе рассматривать как можно больше вариантов, но стремиться к упрощению оценки. Это возможно при организации сравнительной оценке вариантов. Ее принципам инженер должен научиться в первую очередь и применять ее повсеместно. Только проведя сравнительную оценку и отбор наиболее сильных вариантов по комплексному или однофакторному критерию, можно решаться на более «изощренные» приемы выбора. Для начала следует научиться выполнять сравнительную оценку по прямым абсолютным или относительным затратам.

Первый принцип сравнительной оценки в том, что все сравниваемые варианты должны быть поставлены в равные условия (условно – постоянные). Таковыми при оценке вариантов схем вскрытия в первую очередь будут производственная мощность и срок существования рудника.

Второй принцип – все равноценные затраты не принимаются к учету при сравнительной оценке.

Очевидность этого принципа видна на условном примере: сравниваемые варианты с затратами 2 и 4 единицы различаются в два раза. Выбор очевиден. Если условно постоянные затраты в вариантах составляют 100 единиц, то общие - равны соответственно 102 и 104 единицы. Выбор сделать затруднительно, т. к. варианты равноценные. При многофакторном анализе методика резко усложняется, т. к. требуется ранжировать критерии, определять их цену и удельный вес в комплексном абстрактном (многомерном) пространстве. При сравнительной оценке широко используется опыт практики. По этому порой студент затрудняется в использовании сравнительной оценки, т. к. не любит рыться в книгах и журналах в поисках данных этого опыта. Только по данным практики можно определить целесообразность штольневого вскрытия с длиной капитальной штольни 7км. вместо стволового вскрытия со стволом глубиной 200м. (надо обратить внимание, что в конкретной ситуации очень большой водоприток и при штольневом вскрытии можно сэкономить больше на водоотливе, чем на стоимости проходки ствола). Только из опыта можно узнать до какой глубины целесообразно применять одноступенчатый подъем руды, а с какой уже целесообразно переходить на вскрытие слепыми стволами и т.д.

В целом при сравнительной оценке схем вскрытия учитываются затраты, связанные только со вскрытием:

1. Затраты (капитальные) на проходку выработок вскрытия, отличных по сравниваемым вариантам. При двух вариантах это устанавливается сравнительно просто, при трех и более вариантах уже есть затруднения и тогда идут на полный учет.

2. Расходы (эксплуатационные): на поддержаниевыработок вскрытия с учетом их срока службы; наводоотлив, транспорт руды по главным выработкам, включаяее подъем.

При разновременности затрат, связанных со вскрытием, учитывают эффект наличия прибыли от более позднего вложения капитала в дело.