Контрольные вопросы №1. Какова цель изучения дисциплины? Назовите главные задачи изучение курса? Из чего состоит проект?

Контрольные вопросы №1.

1. 
   Какова цель изучения дисциплины?
   
2. 
   Назовите главные задачи изучение курса?
   
3. 
   Из чего состоит проект?
   
4. 
   Какие сведения содержит горная часть проекта?
   
5. 
   Какими организациями выполняются проектные и изыскательские работы?
   

Ответы:

1. 
   Цель изучения дисциплины – получение теоретических знаний и практических навыков по обоснованию проектных и плановых решений, а также сформулированию научных задач для их последующего разрешения. 
   

Главной целью проектирования рудников является обеспечение с минимально возможными капитальными и эксплуатационными затратами необходимого для народного хозяйства прироста добычи полезных ископаемых. Это обычно осуществляется как за счет освоения и ввода в эксплуатацию новых месторождений, а также за счет перепроектирования и реконструкции, расширения, технического перевооружения действующих предприятий. Известно, что прирост мощностей на действующих предприятиях за счет их реконструкции обходится значительно дешевле. Поэтому оптимизация параметров действующих рудников и перепроектирование является актуальной задачей. 

2. 
   Главная задача проектирования состоит в выборе и определении оптимальных параметров нового или реконструированного рудника, таких как запасы и качество руды в контурах рудничного поля, производственная мощность рудника и срок его службы, способ и схема вскрытия, системы разработки и виды применяемого горного оборудования, технологическая характеристика добываемой рудной массы, объем горнокапитальных работ, сроки строительства рудника и достижения им проектной производственной мощности. Кроме этого должны быть обоснованы такие технико-экономические показатели горнодобывающего предприятия, как величина капитальных затрат на строительство рудника и доведение его до проектной производственной мощности, производительность труда, себестоимость добычи руды и готовой продукции, прибыль от реализации готовой продукции, уровень механизации и автоматизации и энерговооруженность, эффективность капиталовложений, срок окупаемости, уровень рентабельности производства и др. 
   
3. 
   Проект состоит из введения и 11 частей: геологической, горной (технологической), горно-механической, обогатительной, энергетической, строительной, транспортной, экономической, сметной, охраны среды, организации строительства. Содержание и порядок изложения частей проекта горных предприятий могут быть различными в зависимости от горно-технических условий и ведомственной принадлежности горных предприятий. Наиболее распространенный порядок изложения отдельных разделов проектного задания следующий:
   
4. 
   Горная (технологическая) часть содержит следующие сведения:
   

обоснование перспективных и промежуточных контуров горных предприятий на крупных месторождениях, раскройку горное предприятие полей, выделение этапов разработки;
подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрыши в контурах горных предприятий, залежах, геологических блоках, в эксплуатационных участках (на наклонных и крутых месторождениях запасы и объемы подсчитываются по горизонтальным слоям);
запасы плодородных и полу плодородных почв;
основные положения по организации работ (календарный режим, общая схема комплексной механизации, типы бурового, выемочно-погрузочного, транспортного и отвального оборудования, характеристика товарной продукции);
обоснование производительности горных предприятий, годовые объемы вскрыши, срок службы горных предприятий, продолжительность периода освоения проектной производительности, начало разработки второго этапа и др.;
буровзрывные работы (обоснование модели бурового станка и типа ВВ, расчет параметров буровзрывных работ, число буровых станков и другого оборудования);
экскаваторные (выемочно-погрузочные) работы (обоснование типов добычных и вскрышных экскаваторов, расчет их числа и производительности, расчет параметров экскаваторных забоев);
внутри горное предприятие транспорт, т.е. транспорт от забоев до отвалов, дробильно-обогатительных фабрик, бункеров (обоснование видов транспорта и транспортного оборудования, определение числа его единиц и производительности, расчет параметров железных и автомобильных дорог и др.);
отвалообразование (обоснование способа отвалообразования, расчет параметров отвалов и числа единиц отвального оборудования, обоснование местоположения отвалов, выбор способа рекультивации земель нарушенными горными работами);
механизация вспомогательных процессов и доставка материалов в горное предприятие;
проведение траншей (обоснование способа отвалообразования, расчет параметров траншей, определение скорости понижения горных работ, расчет объемов подготовительных работ);
вскрытие (обоснование способа вскрытия и его характеристика, обоснование места ввода трассы в горное предприятие и заложения пионерных траншей, определение объема горно-капитальных работ и продолжительности их выполнения, динамика вскрытия горных предприятий по мере отработки месторождения);
система разработки (обоснование и характеристика системы разработки, высота уступа, ширина заходки и рабочей площадки, угол откоса рабочего борта, схема подготовки новых горизонтов, готовые к выемке запасы, рациональные условия и способы валовой и селективной выемки полезного ископаемого);
календарный план разработки (порядок отработки месторождения, распределение добычи полезного ископаемого и содержания полезных компонентов и объемов вскрыши во времени и пространстве по годам и горизонтам; на первые 5-7 лет дается детальный календарный план с ежегодным распределением, а в последующий период – приближенный план на каждые 5 лет, для более поздних периодов (на 20-25 лет) – перспективные наметки);
дренаж и водоотлив (способы защиты горных предприятий от поверхностных вод, дренаж подземных вод, водоотлив);
способы хранения и доставки ВМ в горное предприятие;
мероприятия по обеспечению безопасности работ в горное предприятиее (мероприятия против затопления, обвалов, снежных заносов и лавин);
вентиляция горных предприятий, борьба с пылью, пожарами, вредными газами;
меры безопасности при совместном производстве открытых и подземных работ, по предупреждению и локализации оползней и др.;
промсанитария и перевозка рабочих (снабжение питьевой водой, медпункты, доставка людей на объекты работ, пункты обогрева, защита от солнца, ветра и т.д.).

5. 
   Проектные и изыскательские работы для промышленного строительства выполняются проектными и изыскательными организациями на основании договора с организацией-заказчиком проекта.
   

Контрольные вопросы №2.

1. 
   Чем необходимо руководствоваться при разработке проектно-сметной документации?
   
2. 
   Каким требованиям должны отвечать материалы геологоразведочных работ?
   
3. 
   На какие категории подразделяются запасы?
   
4. 
   Какие запасы входят в запасы для проектирования горного предприятия?
   
5. 
   Что называется горным отводом?
   

Ответы:

1. 
   При разработке проектно-сметной документации необходимо руководствоваться нормативными актами по капитальному строительству, в том числе:
   

нормативными документами по проектированию и строительству, утвержденными Госстроем, нормативными документами, связанными с проектированием и строительством, утвержденными министерствами и ведомствами, органами государственного надзора и общественными организациями по согласованию с Госстроем;
государственными стандартами;
документами по основным направлениям в проектировании объектов соответствующих отраслей;
нормами технологического проектирования;
- общесоюзным строительным каталогом типовых сборных железобетонных, металлических, деревянных, асбоцементных конструкций, изданным для всех видов строительства и территориальными каталогами типовых строительных конструкций и изданных для промышленного, сельскохозяйственного и жилищно-гражданского строительства, утвержденных Госстроем;
- каталогами на все виды оборудования, приборов и др.;
- ведомственными каталогами для специализированных видов строительства, утвержденных министерствами и ведомствами по согласованию с Госстроем;
- межотраслевыми требованиями и нормативными материалами по НОТ, утвержденными Госкомтрудом, Госстроем, профсоюзными органами и разработанными на их основе отраслевыми документами.

2. 
   Материалы геологоразведочных работ должны давать полное представление о рельефе, поверхности и горно-геологических условиях месторождения, его запасах и качестве руды, основных параметрах рудных залежей, свойствах руды и вмещающих пород, гидрогеологических условиях и т.д.
   
3. 
   В зависимости от разведанности месторождения, изученности качества сырья и горнотехнических условий разработки запасы разделяются на категории А, В, C1и С2.
   

Категория А предусматривает изучение запасов с высокой детальностью, что обеспечивает возможную ошибку не более ±15 - 20%.
Категория В характеризуется несколько меньшей детальностью, обеспечивающей выяснение главных особенностей условий залегания, формы и строения рудных тел. Вероятна ошибка в подсчете запасов этой категории ±20 - 30%.
Категория С1характеризуется изученностью лишь в общих чертах. Ошибка подсчета таких запасов ±30 - 60%. Точность подсчета запасов перспективных, категории С2, предварительно оцененных, составляет обычно от ±60 до 100%.

4. 
   В запасы для проектирования горного предприятия входят или все балансовые запасы месторождения или часть их, если размеры месторождения очень велики. Часть балансовых запасов, за вычетом эксплуатационных потерь и охранных целиков, называется извлекаемыми или эксплуатацион¬ными запасами. Проектирование и строительство горного предприятия в большинстве случаев может осуществляться и финансироваться только в том случае, если его запасы утверждены по категориям А, В и С1.
   
5. 
   Горный отвод - часть земных недр, предоставляемая для промышленной разработки имеющихся в ней залежей для вновь строящихся и реконструируемых рудников, в процессе проектирования должен быть предварительно согласован с управлением округа Госгортехнадзора и оформлен до начала строительства рудника в месячный срок после утверждения проекта рудника заказчиком.
   

Контрольные вопросы №3.

1. 
   Какими нормативными документами надо руководствоваться при разработке проектно-сметной документации?
   
2. 
   Каким требованиям должны отвечать исходные материалы?
   

Ответы:

1. 
   При разработке проектно-сметной документации необходимо руководствоваться нормативными актами по капитальному строительству, в том числе:
   

нормативными документами по проектированию и строительству, утвержденными Госстроем, нормативными документами, связанными с проектированием и строительством, утвержденными министерствами и ведомствами, органами государственного надзора и общественными организациями по согласованию с Госстроем;
государственными стандартами;
документами по основным направлениям в проектировании объектов соответствующих отраслей;
нормами технологического проектирования;
- общесоюзным строительным каталогом типовых сборных железобетонных, металлических, деревянных, асбоцементных конструкций, изданным для всех видов строительства и территориальными каталогами типовых строительных конструкций и изданных для промышленного, сельскохозяйственного и жилищно-гражданского строительства, утвержденных Госстроем;
- каталогами на все виды оборудования, приборов и др.;
- ведомственными каталогами для специализированных видов строительства, утвержденных министерствами и ведомствами по согласованию с Госстроем;
- межотраслевыми требованиями и нормативными материалами по НОТ, утвержденными Госкомтрудом, Госстроем, профсоюзными органами и разработанными на их основе отраслевыми документами.

Контрольные вопросы №5

1. 
   Что относится к материалы проекта?
   
2. 
   Каким требованиям должны отвечать материалы проекта?
   
3. 
   Каков порядок согласования проекта?
   
4. 
   Каков порядок утверждения проекта?
   
5. 
   Для чего нужны проектно-изыскательские работы
   
6. 
   Порядок проведения экспертизы проекта?
   

Контрольные вопросы №6

1. 
   Назовите основные типы задач, решаемые при проектировании.
   
2. 
   В чем сущность технико-экономического анализа?
   
3. 
   При каких случаях применяется метод вариантов?
   
4. 
   В чем сущность аналитического метода проектирования?
   
5. 
   Назовите основное достоинство графического метода проектирования. 
   

Ответы:

1. 
   Основные задачи, решаемые при проектировании горных предприятий, разделены на четыре типа: технические, горно-геометрические, экономические и технико-экономические.
   

К техническим относятся задачи, отличительной особенностью которых является однозначность решения, т. е. отсутствие необходимости экономической оценки вариантов. Это задачи таких дисциплин, как механика, гидравлика, электротехника, математика, физика и др. Технические задачи решаются, как правило, классическими методами. Они часто имеют стандартное математическое обеспечение. В горном производстве к этому типу относятся задачи горного давления, устойчивости откосов бортов и уступов, осушения, задачи определения параметров рабочих машин, элементов забоя, производительности машин, задачи строительные, сантехнические, теплотехнические и др.
К горно-геометрическим относятся задачи определения площадей, объемов, запасов полезных ископаемых и вскрышных пород по месторождению с разделением по типам и сортам руд, категориям разведанности на основе геологоразведочных данных, задачи построения погоризонтных планов по скважинам, преобразования поперечных сечений в погоризонтные планы, геометрического анализа карьерных полей, построения графиков режимов горных работ.
К экономическим относятся задачи определения затрат и доходов, себестоимости продукции, сметной стоимости строительства, трудоемкости, прибыли и рентабельности.
К технико-экономическим относятся задачи выбора оптимальных решений. Их отличительной особенностью является множество решений, которые отвечают техническим или технологическим требованиям, но отличаются результирующими технико-экономическими показателями. В связи с этим возникает необходимость в экономической оценке вариантов и выборе оптимального решения, которое в наибольшей степени отвечает заданному критерию. Технико-экономические задачи разнообразны. Они включают как главные принципиальные задачи при проектировании карьеров, в которых находятся оптимальные варианты основных параметров карьера, технологии и механизации, так и второстепенные задачи, в которых находятся оптимальные варианты деталей технологии и механизации. Решаются они различными методами технико-экономического анализа.

2. 
   ?
   
3. 
   Метод вариантов является одним из основных методов технико-экономических расчетов в проектировании. Он может применяться при выборе наилучшего из вариантов как с одинаковой, так и с разной технологией. Этим методом можно сделать выбор между длинными и короткими забоями, между различными видами механизации, между различными способами вскрытия и т. д. При методе вариантов можно добиться любой допустимой при проектных расчетах точности, прибегая в отдельных, особо ответственных случаях к полной разработке двух проектов. Сравнение вариантов может производиться как на основе сметных расчетов, так и с использованием укрупненных стоимостных параметров. Он широко применяется для решения таких задач, как определение границ и оптимальной производительности карьера, выбор транспорта, схемы механизации и др.
   
4. 
   Сущность аналитического метода состоит в том, что путем технико-экономического анализа задача решается в общем виде, т. е. устанавливается расчетная формула и искомое неизвестное находится подстановкой в формулу исходных числовых значений.
   
5. 
   Основное достоинство графического метода заключается в простоте и наглядности решения задачи.
   

Контрольные вопросы №7

1. 
   Как производится экономическая оценка проекта?
   
2. 
   Как производится оценка качества полезных иско­паемых?
   
3. 
   Каков порядок оценка эффективности освоения месторождения?
   
4. 
   Каков порядок определения качества и ценность месторождения?
   

Контрольные вопросы №8

1. 
   Какие факторы определяют производительность руд­ника?
   
2. 
   Как производится оценка качества полезных иско­паемых?
   
3. 
   Каков порядок увеличения произ­водственной мощности шахты?
   
4. 
   Каков порядок определения качества и ценность месторождения?
   
5. 
   Какая существует зависимости между годовой производственной мощностью и запасами, и сроком существования шахты?
   
6. 
   Какие существуют методы определения произ­водственной мощности
   

Контрольные вопросы №9

1. 
   Какие факторы влияют на выбор схем и параметров вскрытия шахтного поля?
   
2. 
   Какие факторы влияют на выбор схем и параметров подготовки шахтного поля?
   
3. 
   Как определяют размер шахтного поля?
   
4. 
   Каков порядок выбор места заложения вскрывающих выработок и числа стволов?
   

Ответы:

1. 
   При оптимизации технологических схем и параметров вскрытия рудных месторождений на основе комплексной увязки вскрытия с подготовкой горизонтов к эксплуатации, а также с системами разработки необходимо учитывать следующие основные факторы: производительность рудника и срок сдачи в эксплуатацию; условия залегания рудных тел и свойства налегающих и подстилающих пород; рельеф поверхности; систему разработки, ее параметры, технологию горных работ и способ управления состоянием налегающих пород; ценность полезного ископаемого, его запасы и перспективы увеличения; глубину разработки; ценность земель и других природных ресурсов, в районе которых предусматривается строить предприятие.
   

Рельеф поверхности в нагорных условиях в большинстве случаев диктует необходимость вскрытия штольнями. При ровном же рельефе применяют вертикальные и наклонные стволы.
В ряде случаев вскрытие наклонными и спиральными стволами позволяет на 30—50 % уменьшить капитальные затраты, ускорить вскрытие и сдачу в эксплуатацию, уменьшить потери благодаря ликвидации междуэтажных и охранных целиков.
Эффективность технологических схем вскрытия и подготовки в значительной степени зависит от потерь руды в охранных целиках. Чтобы ценная руда не оставалась в охранных целиках (особенно на глубоких горизонтах), а вскрывающие стволы могли быть использованы и при разработке перспективных для прироста запасов и чтобы эти запасы не попали в зону подработки и обрушения, более целесообразно вскрывать месторождения наклонными и спиральными стволами при самоходном оборудовании.
Увеличение глубины разработки обусловливает необходимость применения многоступенчатых комбинированных способов вскрытия и более широкого использования слепых вертикальных и наклонных стволов.
Температура пород на глубоких рудниках достигает 50—65°, а число горных ударов достигает 400—500 в год. При подаче воздуха на глубину 1 км его температура увеличивается на 4° только от диабетического сжатия.
Для вентиляции и кондиционирования воздуха на больших глубинах, где температура достигает 40—43°, приходится проходить целые системы вскрывающих и подготовительных выработок для пропуска огромного количества воздуха (до пяти стволов вентиляционных на один подъемный), холодильные установки.
В странах СНГ глубина горных выработок достигала 700—800 м (рудники Урала, Кривого Рога и др.). Однако для вновь проектируемых горизонтов некоторых месторождений, особенно ценных, уже сейчас встала проблема отработки на больших глубинах (Норильский горно-металлургический комбинат, комбинат "Печенганикель" и др.). До глубины 1200—1500 м будут вскрыты запасы руды на рудниках Кривбасса.
Наличие в районе месторождения ценных плодородных земель диктует необходимость более компактного расположения вскрывающих выработок. Чаще всего это возможно достичь лишь при одновременном выборе соответствующих систем разработки (например, с закладкой).
При оптимизации технологических схем и параметров вскрытия и подготовки должны решаться задачи: выбор вариантов схем вскрытия и подготовки; определение размеров рудничного (шахтного) поля; выбор места заложения основных вскрывающих выработок; определение числа вскрывающих выработок и очередности их проходки; обоснование рациональной схемы подготовки горизонтов; определение оптимальной высоты этажа; обоснование целесообразного числа этажей в группе, приходящихся на один концентрационный горизонт; установление величины ступени вскрытия и углубки; сравнение вариантов вскрытия и подготовки.
Все эти задачи должны решаться во взаимной увязке с учетом взаимозависимостей параметров вскрытия и подготовки, а также с системами разработки. В результате этой взаимоувязки должно быть учтено совокупное влияние вскрытия, подготовки и систем разработки на общие результаты строительства и деятельности рудника, в частности, на его производительность, качество добываемой рудной массы, потери руды, время строительства и освоения проектной мощности и др.

2. 
   ?
   
3. 
   В большинстве случаев размеры рудничного (шахтного) поля принимаются в соответствии с параметрами месторождений. Обычно они изменяются от 300—500 м до 1,5—2 км. Большие по размерам месторождения разрабатываются несколькими рудниками и шахтами (Норильск, Джезказган и др.), и тогда размеры рудничных полей обычно принимаются равными 1,5—2 км и более. В Кривбассе размеры полей увеличивают до 3—3,5 км. Длина рудничного поля в проекте будущей шахты "Яковлевская" в КМА мощностью 20 млн. т/год принята 5,6 км. На месторождениях с выдержанной мощностью на больших площадях оптимальные размеры шахтного поля могут быть определены аналитическим путем по методу акад. Л.Д. Шевякова. При этом себестоимость добычи выражается в виде функции от длины шахтного поля и числа этажей (ширины поля).
   
4. 
   При выборе места заложения вскрывающих выработок важно предусмотреть безопасное расположение стволов согласно действующим правилам по охране сооружений от вредного воздействия горных работ. Целик отстраивается в соответствии с принятыми углами сдвижения. Второе условие при выборе места заложения ствола — это обеспечение минимума транспортных расходов. Для выдержанных пластообразных залежей при рассредоточенных грузах акад. Л.Д. Шевяков рекомендовал располагать вскрывающие выработки в месте, где сумма грузов, расположенных слева, была бы равна сумме грузов, расположенных справа.
   

В общем случае для выбора места заложения ствола необходимо методом вариантов определить минимум затрат на транспортирование руды, вентиляцию, водоотлив, поддержание выработок и другие операции, затраты на которые могут изменяться в зависимости от схемы и места расположения вскрывающих выработок.
Согласно правилам техники безопасности, каждая шахта должна иметь не менее двух выходов на поверхность. При диагональной схеме вскрытия, которая для рудников является основной, число стволов должно быть не менее трех. Стандартные диаметры стволов изменяются от 4 до 8 м через каждые 0,5 м.
Для производительности шахты до 250—300 тыс. т в год и глубине до 500—600 м обычно применяется клетевой подъем, а также самоходное оборудование при наклонных и спиральных стволах, при большей производительности — скиповой. Если производительность рудника не менее 1 млн. т/год, то число стволов увеличивают до 5—6.
Для рудников с очень большой производительностью (10— 20 млн. т/год) проектируют до 10 и более стволов. Поле шахты "Яковлевская" в КМА намечено вскрыть 7 стволами. На шахте № 65 Джезказганского горно-металлургического комбината (ДГМК) два рудовыдачных ствола диаметром 7—8 м, один из которых служит для выдачи медной руды, второй — свинцовый, третий ствол служит для спуска — подъема самоходного оборудования и еще 4—5 стволов вентиляционных. На шахте № 57 в ДГМК 2 ствола: один выдачной, другой для грузов и вентиляции. На шахте "Анненская", так же как и на шахте № 65, 3 основных и 4—5 вентиляционных стволов. Рудник Кируна в Швеции, добывающий 22— 27 млн т/год, вскрыт 10 стволами скиповыми (для выдачи руды по сортам) и 4 вспомогательными клетевыми стволами. Затем был пройден наклонный ствол для самоходного оборудования и выдачи породы. В Польше вскрытие Люблинского медного месторождения (при годовой производительности 4,5—5 млн. т/год) осуществлено 6 стволами: двумя центральными и по 2 на флангах для вентиляции и закладки. Обычно основные стволы располагают рядом друг с другом. В ЮАР вместо спаренных двух стволов проходят один ствол эллипсовидного сечения и разделяют его бетонной перемычкой на два отделения. Это оказалось дешевле, чем проходить два ствола.

Контрольные вопросы №10

1. 
   Какие контуры карьера называются конечными?
   
2. 
   От выбора оптимальных контуров карьера зависят…?
   
3. 
   Чем должны обладать откосы нерабочих уступов?
   
4. 
   Назовите виды коэффициентов вскрыши?
   
5. 
   Дайте общие сведения о граничном коэффициенте вскрыши?
   

Ответы:

1. 
   Конечными называют контуры, по которым согласно проекту должны быть погашены открытые горные работы.
   
2. 
   Выбор оптимальных контуров карьера имеет важное значение, так как от них зависят объем промышленных запасов полезного ископаемого и объем вскрышных пород в карьере, которые определяют производительность и срок существования карьера.
   
3. 
   Откосы нерабочих уступов, являющихся конструктивными эле¬ментами нерабочих бортов (погашенных или законсервированных), должны обладать долговременной устойчивостью с коэффициентом запаса устойчивости более 1,5 - 2 в глинистых и трещиноватых породах и более 1,85 - 2,2 в песчаных и гравелистых породах.
   
4. 
   Различают средний, слоевой, контурный, текущий, плановый и граничный коэффициенты вскрыши.
   
5. 
   Граничный коэффициент вскрыши сильно зависит от глубины карьера, так как по мере ее увеличения растет расстояние транспортирования, что вызывает увеличение затрат на транспортирование. Однако по мере увеличения глубины карьера совершенствуются техника и технология открытых горных работ, т. е. действует фактор технического прогресса, под влиянием которого происходит уменьшение себестоимости полезного ископаемого. Это вызывает необходимость учета двух противоположно действующих факторов — глубины карьера и технического прогресса. Этот учет рекомендуется осуществлять по зонам глубины (0—100, 100—200 м и т. д.) и периодам разработки. Рассматриваемую зависимость нетрудно установить для добычных работ, которые обычно ведутся на 2—3 горизонтах. Выемка вскрыши может осуществляться одновременно на многих горизонтах, охватывая зону 100—150 м по высоте. В этом случае зависимость затрат на 1 м3вскрыши от глубины карьера устанавливается с учетом распределения вскрыши по горизонтам. Влияние технического прогресса может быть учтено приближенно. Так как рассмотренные факторы действуют противоположно друг другу, то уточнения стоимостных показателей в зависимости от изменения глубины карьера невелики. Так, для глубины карьера 150—300 м они находятся в пределах 10—15%, т. е. в пределах точности расчетов. Поэтому они должны учитываться в основном в глубоких карьерах с длительным сроком существования.
   

Контрольные вопросы №11

1. 
   Что относится к вскрывающим горным выработкам?
   
2. 
   Какие формы сечения горных выработок знаете?
   
3. 
   Каков порядок сооружения шахтных стволов?
   
4. 
   Какие существуют методы определения формы и сечения горных выработок?
   
5. 
   Каков порядок и этапы сооружения стволов?
   

Ответы:

1. 
   ?
   
2. 
   В горнодобывающей промышленности, а также при строительстве транспортных и гидротехнических тоннелей и гидроэлектростанций применяют в основном круглую форму поперечного сечения стволов. Такая форма повышает устойчивость породных стен стволов и позволяет применить в качестве материала крепи бетон. В свою очередь, бетонная крепь увеличивает время эксплуатации ствола, обеспечивает огнестойкость и малый коэффициент аэродинамического сопротивления. При круглой форме поперечного сечения механизировано выполнение основных технологических процессов — бурение шпуров, погрузка породы и возведение крепи.
   

Стволы прямоугольной формы применяют при геологоразведочных работах. Эти стволы имеют деревянную крепь и малый срок службы.
При строительстве коммунальных тоннелей применяют круглую и прямоугольную форму поперечного сечения ствола.
Поперечное сечение стволов круглой формы типизировано. Применяют стволы диаметрами от 5 до 8,5 м в свету.
Горизонтальные и наклонные горные выработки, камеры могут иметь прямоугольную, трапецеидальную, сводчатую, подковообразную (иногда с обратным сводом), эллиптическую или круглую формы поперечного сечения. Форму поперечного сечения горной выработки выбирают главным образом в зависимости от физико-механических свойств пересекаемых пород, возможного характера проявления и величины горного давления с учетом назначения и срока службы выработки, материала и типа крепи. При выборе формы поперечного сечения, материала и типа крепи решается сложная инженерная задача по обеспечению минимальной стоимости выработки и ее безремонтного поддержания. Полезная площадь поперечного сечения выработки зависит от ее формы. В выработках прямоугольной формы вся площадь полезна (по габаритным размерам оборудования или транспортных средств), а все остальные формы хотя и обеспечивают устойчивость, но приводят к завышению площади сечения. Например, у выработок круглой формы это превышение достигает 30 % (горные выработки проектируют в соответствии со СНиП 11-94-80, а их строительство осуществляется в соответствии с требованиями СНиП II1-11-77).

3. 
   ?
   
4. 
   На основе установленных ширины и высоты выработки рассчитывают площадь ее поперечного сечения всвету при первоначальной прямоугольной форме. Затем выработке придают форму, соответствующую горно-геологическим условиям, «вписывают» в нее прямоугольное сечение, не нарушая принятых размеров, повторно рассчитывают площадь поперечного сечения всвету и подбирают ближайшее большее типовое сечение.
   

Сечение вчерне определяют с учетом толщины крепи и балластного слоя, сечение в проходке, получаемое в результате ведения проходческих работ не должно превышать рассчитанное вчерне на величину, установленную СНиП III-11-77.
При проектировании поперечного сечения выработки всвету необходимо учитывать запас на возможные осадки пород, зависящий от типа выработки, условий ее поддержания и мощности пласта (m). Например, величина запаса на осадку по высоте в откаточных штреках и других выработках, находящихся в зоне влияния очистных работ, принимается равной (0,5...0,6) m, в выработках, проводимых широким забоем,— (0,4...0,5) m. В типовых сечениях предусмотрены вертикальная податливость крепи на 300 мм и горизонтальная на уровне 1,8 м от почвы выработки — 230...290 мм. В выработках, закрепленных податливой крепью, очень важно правильно установить запас на осадку, что может обеспечить ее безремонтное поддержание на весь срок службы.
По расчетному поперечному сечению в свету принимается ближайшее большее типовое.

Контрольные вопросы №12

1. 
   Что такое технико-экономического сравнение вариантов?
   
2. 
   Что относится к статическому методу?
   
3. 
   Где используется метод вариантов?
   
4. 
   Что решает математика-аналитический метод?
   
5. 
   В чем достоинство графо-аналитического метода?
   
6. 
   Что дает метод математического или экономико-математического моде­лирования.
   

Ответы:

1. 
   Разнообразные методы, применяемые для обоснования технических решений при проектировании угольных шахт, можно свести к трем основным: обобщение опыта практики, промышленно-шахтные и лабораторные испытания и расчетные методы.
   

Расчетные методы при горном проектировании носят специфический характер. В настоящее время наряду с инженерно-конструкторскими применяются технико-экономические расчеты.
При проектировании необходимо сочетать результаты новейших научных теоретических и экспериментальных исследований, накопленный практикой опыт и технико-экономические расчеты, с тем чтобы, с одной стороны, не допускать технически и экономически неправильных решении, а с другой не усложнять проекты излишне большим количеством расчетных работ.
Применяемые для технико-экономического сравнения расчетные методы можно свести к следующим пяти: статистический, метод вариантов, математико-аналитический, графо-аналитический и экономико-математического моделирования.

2. 
   Статистический метод по существу сводится к обработке практических данных или результатов исследовательских работ, которая без применения методов математической статистики невозможна или затруднена. Этот метод всегда завершает шахтные промышленные эксперименты и лабораторные исследования. Следует отметить, что до настоящего времени нет математического обоснования допустимых границ экстраполяции полученных результатов, поэтому расширение этих границ в ряде случаев может привести к неправильным выводам.
   
3. 
   Метод вариантов является одним из основных методов технико-экономических расчетов в проектировании. Он может применяться при выборе наилучшего из вариантов как с одинаковой, так и с разной технологией. Этим методом можно сделать выбор между длинными и короткими забоями, между различными видами механизации, между различными способами вскрытия и т. д. При методе вариантов можно добиться любой допустимой при проектных расчетах точности, прибегая в отдельных, особо ответственных случаях к полной разработке двух проектов. Сравнение вариантов может производиться как на основе сметных расчетов, так и с использованием укрупненных стоимостных параметров.
   
4. 
   Математике - аналитический метод, называемый часто по Б.И.Бокию аналитическим, можно рассматривать как математическое обобщение совокупности вариантов с единой технологией при определении их параметров, которые могут изменяться непрерывно.
   
5. 
   Основное достоинство графического метода заключается в простоте и наглядности решения задачи.
   
6. 
   Метод математического или экономико-математического моделирования представляет собой дальнейшее развитие расчетных методов, применяющихся при проектировании шахт.
   

Сущность метода заключается в составлении математической модели шахты, программировании и решении этой программы при помощи электронно-вычислительных цифровых и аналоговых машин (ЭВМ). Это позволяет вести расчеты с использованием стоимостных параметров, изменяющихся скачкообразно и заданных в любой форме, и из большого числа вариантов найти достаточно быстро оптимальное решение.
Здесь имеется возможность не только выбрать оптимальные решения по процессам и увязать смежные процессы, но и объединить все решения по шахте в единую задачу при рациональном сочетании многих переменных параметров (вскрытия, системы разработки, длины и числа лав и др.) и наиболее эффективных технологических процессов с введением необходимых ограничений, вызываемых горногеологическими особенностями и требованиями Правил безопасности.

Контрольные вопросы №13

1. 
   В чем преимущество метода математических моделей?
   
2. 
   Какие требования к методу математических моделей?
   
3. 
   Где используется метод вариантов?
   
4. 
   Что решает метод линейного программирования?
   
5. 
   Что решает метод нелинейного программирования?
   

Ответы:

1. 
   Основные системы проектирования горных предприятий сводится к решению методами математического или экономико-математического моделирования.
   

Получивший широкое распространение в различных сферах метод математических моделей применяется также при проектировании шахт.
Математической моделью экономической системы называется совокупность линейных и нелинейных уравнений, неравенств, логических условий и т. д., описывающих поведение данной экономической системы в целом и взаимодействие ее элементов под влиянием возмущающих воздействий.
Решение задачи сводится в общем случае к минимизации функции цели при определенных условиях (ограничениях).
Целевой функцией называется численная характеристика, поз¬воляющая оценить степень соответствия принятого решения той цели, ради достижения которой производятся сравнение и выбор технологических вариантов.
Метод математического моделировния может применяться не только при проектировании, но и при планировании на действующей шахте.
При проектировании новых шахт метод этот может применяться в двух вариантах:
поэтапное проектирование — для оптимизации параметров отдельных производственных процессов и технологических звеньев- объектов;
комплексное проектирование — для комплексного определе¬ния оптимальных параметров и элементов шахты с учетом взаимного влияния всех технологических звеньев шахты.

2. 
   Необходимо обратить внимание на различие требований, предъявляемых к математической модели при оперативном управлении технологическими процессами на действующей шахте (т. е. при краткосрочном планировании) и при проектировании новой шахты (т. е. при долгосрочном планировании). При проектировании новой шахты экономико-математическая модель угольной шахты представляет собой дискретную систему, состояние которой в последующий момент времени и выходной символ однозначно определяются состоянием и входным символом в данный момент. При краткосрочном планировании экономико-математическая модель имеет вероятностную структуру, включающую эвристические компоненты, поскольку ряд входящих задач не имеет строго математического описания.
   
3. 
   Метод вариантов используется при решении большинства экономических задач, так как позволяет учитывать разные условия и не связан со строго определенным алгоритмом решения.
   
4. 
   Метод линейного программирования наиболее математически разработан и является теоретической основой для решения многих горноэкономических задач. В этом методе целевая функция является линейной функцией многих переменных, а ограничивающие условия задаются системой линейных равенств и неравенств.
   
5. 
   Метод нелинейного программирования применяется для решения условных экстремальных задач, в которых целевая функция и ограничения представлены нелинейными зависимостями.
   

Контрольные вопросы №14

1. 
   Как определяется производительность шахт с учетом финансовых затрат?
   
2. 
   Каким путем оптимизируется мощность шахты с учетом себестоимости продукции?
   
3. 
   Какие имеются риски по запасам при строительстве?
   
4. 
   Что дает акционирование горных предприятий?
   

Контрольные вопросы №15

1. 
   Как сравниваются системы разработки?
   
2. 
   Какие факторы влияют на выбор систем разработки?
   
3. 
   Перечислите основные параметры систем разработки?
   
4. 
   Как производится оптимизация параметров систем разработки?
   
5. 
   Как производится оптимизация параметров производственных процессов?
   

Контрольные вопросы №16

1. 
   Какие основные принципы вскрытия месторождения?
   
2. 
   Какие факторы влияют на выбор схемы и способа вскрытия месторождения?
   
3. 
   Какие требования предъявляются к вскрытию месторождений?
   
4. 
   Как производится выбор схемы вскрытия месторождения?
   
5. 
   Какие основные расходы при вскрытии месторождения? 
   
6. 
   Как производится расчет расходов?
   

Контрольные вопросы №17

1. 
   Из каких составляющих складывается время выполнения цикла; 
   
2. 
   Какой параметр является основным при расчете времени выполнения цикла; 
   
3. 
   Какие горно-геологические и горнотехнические факторы учитываются при расчете времени выполнения цикла и количества циклов. 
   
4. 
   Что такое рабочая и средняя скорость движения комбайна? 
   
5. 
   В чем заключается суть подготовительных и заключительных операций в смене? 
   

Контрольные вопросы №18

1. 
   Как сравниваются системы разработки?
   
2. 
   Какие факторы влияют на выбор систем разработки?
   
3. 
   Перечислите основные параметры систем разработки?
   
4. 
   Как производится оптимизация параметров систем разработки?
   
5. 
   Как производится оптимизация параметров производственных процессов?