Тема 7. Технологические процессы очистной выемки

Процессы очистной выемки: состав и технология исполнения.

Увязка операций очистной выемки и операций проходческого цикла: различие и единство. Единство в содержании: три процесса и три элементарные операции; различие в масштабах. Способы отбойки, доставки, управления горным давлением. Схемы средства и области применения.

Технологический комплекс отбойки руды

Способ отбойки. Физическая сущность. Принципы классификации.

Основное физическое противоречие отбойки руды. Способы его разрешения. Виды энергии, используемые при отбойке. Классификация способов отбойки. Самообрушение, механическая отбойка, гидравлическая отбойка, взрывная отбойка, электрофизические способы отбойки. Понятийная сущность.

Требования к отбойке. Понятие о кусковатости отбитой руды, методы и критерии ее оценки. Понятие о кондиционном куске. Методические основы выбора размера кондиционного куска. Размер кондиционного куска как показатель взаимосвязи технологических процессов. Параметры и показатели отбойки.

Взрывная отбойка руды

Заряд как процессор (рабочий элемент). Связь конструктивного вида структуры с качеством выполнения функции. Накладной и заглубленный заряд. Точечный и линейный - минный, шпуровой и скважинный заряд. Работоспособность ВВ. Первоначальное давление. Импульс взрыва в скважине. Заряд и среда - элементарная система. Импульс взрыва в массиве. Переход на систему зарядов - порядное взрывание. Период замедления - как временная ось работы системы. Многорядное взрывание. Линия наименьшего сопротивления - регулируемый параметр системы. Масштаб взрыва.

Шпуровая отбойка. Структурные элементы. Схема расположения. Условия применения. Параметры и показатели.

Скважинная отбойка. Структурные элементы. Морфологический анализ. Синтез вариантов схем отбойки.

Взаимосвязь параметров отбойки с показателем качества дробления. Принципы расчета параметров отбойки на открытое очистное пространство, в зажиме, на компенсационные камеры.

Условия применения скважинной отбойки, расходные и стоимостные показатели.

Минная отбойка. Особенности конструктивного исполнения. Область применения.

Вредное сейсмическое воздействие взрыва и воздействие ударных воздушных волн. Теоретические положения. Инженерные решения по снижению эффекта воздействия.

Вторичное дробление. Способы. Условия применения.

Механизация работ при отбойке. Технологические схемы и технические возможности современного бурового оборудования. Комплексная механизация заряжания шпуров и скважин. Безопасность труда при взрывной отбойке.

Механическая отбойка

Способы разрешения основного физического противоречия при механической отбойке. Варианты конструктивного вида процессора в зависимости от принципа выполнения функции. Структурный анализ машин для механической отбойки руды. Примеры отдельных конструктивных решений. Область применения современной техники.

Пневматическая и гидравлическая отбойка.

Физические способы отбойки руды

Варианты конструктивного исполнения процессора при пневматической и гидравлической отбойке. Примеры конструктивного исполнения. Область применения.

Способ разрешения основного противоречия при физических способах отбойки. Электроимпульсный, электромеханический, лазерный способы отбойки. Перспективы применения.

Перспективы совершенствования отбойки руды

Динамика совершенствования существующих способов отбойки руды. Их линия жизни и прогнозная оценка перспектив с учетом достижений научно-технического прогресса.

Методические положения по сравнительной оценке и выбору технических решений по отбойке руды

Критерии эффективности. Взаимосвязь параметров с критерием. Методы разрешения проблемы выбора.

Технологический комплекс выпуска и доставки руды

Способ перемещения руды при добыче. Определение, принципы классификации. Основное противоречие при доставке руды. Способы его разрешения. Два вида элементарных систем, применяемых на доставке: вещество - поле (веполь) и вещество - вещество. Гравитационный (самотечный) способ доставки, механизированная доставка. Принципы классификации. Пневматическая, гидравлическая доставка. Комбинированная доставка. Роль вибрации. Очистное пространство как элемент доставки.

Характеристика способов доставки

Механизированная доставка и погрузка руды. Современные средства доставки: скреперная, конвейерная, доставка питателями, машинная доставка и погрузка руды. Самоходное оборудование. Люковая погрузка руды. Технологические схемы. Параметры и показатели. Область применения.

Гидравлическая пневматическая и взрывная доставка руды. Принципиальные инженерные решения. Технологические схемы. Параметры и показатели. Область применения.

Структурный анализ комплекса доставки

Видовое понятие комплекса доставки. Структурные элементы способа 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.

Выпуск и самотечная доставка руды

Выпуск – самотечная доставка по очистному пространству. Способы выпуска руды в зависимости от состояния очистного пространства. Выпуск при открытом очистном пространстве. Выпуск руды под обрушенными вмещающими породами. Торцовый и донный выпуск. Технологические схемы точечного, линейного и площадного выпуска. Режимы выпуска.

Теоретические положения по выпуску руды под обрушенными породами. Факторы и параметры комплекса выпуска, определяющие показатели потерь и разубоживания. Методические положения по расчету параметров комплекса выпуска руды.

Конструктивно-технологическая увязка выпуска с механизированными способами доставки и погрузки руды.

Динамика развития и перспективы совершенствования комплекса выпуска и доставки руды.

Методические положения по сравнительной оценке и выбору

схем выпуска и доставки

Критерии эффективности. Взаимосвязь параметров с критерием. Методы

разрешения проблемы выбора.

Технологический комплекс управлением горным давлением

в пределах выемочной единицы

Определение способа управления горным давлением. Принципы классификации. Выемочная единица (блок, панель) как горная конструкция. Функциональная особенность управления горным давлением, способы выполнения функции

Управление горным давлением с сохранением окружающего массива

в статическом равновесии

Гипотезы горного давления. Особенности управления горным давлением на больших глубинах. Понятие о горных ударах, факторы, влияющие на проявления горных ударов. Инженерные мероприятия по снижению вероятности проявлений горных ударов.

Поддержание очистного пространства рудными целиками

Конструкция и форма целиков, опор. Несущая способность целиков и опор. Принципы расчета опорных целиков при пологом залегании рудных тел. Основы расчета целиков при крутом залегании рудных тел. Расчеты устойчивых пролетов камер, условия примене­ния способа.

Поддержание очистного пространства крепью

Горная крепь - технический комплекс, структурный анализ видового понятия «горная крепь», виды крепи очистного пространства. Техника возведения крепи. Параметры. Условия применения. Охрана труда при возведении крепи.

Поддержание очистного пространства посредством закладки

Нормативная прочность искусственного массива. Связь между прочностными свойствами материала и условиями выполнения функции. Сухая, мокрая и твердеющая закладка, работа искусственного массива при вертикальных обнажениях, при обнажениях снизу и боков. Устойчивость искусственного массива. Способы транспортирования и укладки закладочного материала. Требования к закладочному материалу. Источники. Составы закладочного материала. Показатели эффективности различных способов закладки. Условия применения. Охрана труда при закладочных работах.

Управление горным давлением обрушением вмещающих пород

Обрушение вмещающих пород как способ управления горным давлением. Закономерности обрушения и сдвижения горных пород при подработке. Опорное давление. Шаг обрушения. Особенности управления горным давлением при массовом обрушении блоками (панелями). Порядок отработки шахтного поля и управления горным давлением. Гипотезы описания сущности процесса.

Проектирование – как решение инженерных задач

Понятия: проект и проектирование. Проектирование как инженерная задача. Стадии проектирования. Проектная процедура, операция. Функциональный, конструктивный и технологический аспекты описаний проектируемого объекта. Проектирование в горном деле: проект рудника, проект системы разработки, проект технологического комплекса. Локальное проектирование. Проект на проходку выработки, на очистную выемку. Структура проекта на очистную выемку по ПТЭ.

Поиск инженерных решений по совершенствованию процессов

Методические указания по поиску инженерных решений. Формирование поискового поля. Обзор практики. Роль структурирования технологических комплексов в анализе и синтезе их исполнения.

Банк решений по совершенствованию отбойки, выпуска и доставки, закладки очистного пространства.

Конструирование и инженерный анализ технологических комплексов очистной выемки.

Принципы оптимизации параметров и выбора решения

Метод расчетных вариантов. Состав технико-экономических показателей (ТЭП). Оптимизация параметров в конкурирующих вариантах. Комплексные показатели эффективности процессов. Использование ЭВМ при оптимизации и выборе проектного решения.