» » Общие сведения о методах проектирования и исследования процессов очистных работ

Общие сведения о методах проектирования и исследования процессов очистных работ

08.08.2016

Под проектированием процессов добычи руд понимается разработка их технологии, механизации и организации с необходимыми расчетами, чертежами, обоснованием. Проектирование процессов, помимо того, что оно выполняется в проекте рудника, входит в состав производственной деятельности любого горного инженера. Здесь, как и в любой области инженерной деятельности, встречаются задачи вычислительные, т. е. имеющие формализованную процедуру решения, и задачи творческие, так называемые эвристические, решаемые по инструкции, т. е. (по определению А.М. Горького) по опыту, вошедшему в подсознание, но не перешедшему в сознание. Для решения творческих задач часто используют метод экспертных оценок, которые у каждого эксперта основываются опять-таки на интуиции.
К области творческих задач относится также постановка и формулировка вычислительных задач, установление для них целого ряда влияющих факторов, исходных величин и зависимостей. Научиться решению творческих задач можно лишь методом проб и ошибок.
На базе необходимого объема знаний в соответствующей области пробные решения разрабатываются под руководством опытного специалиста (для студентов — под руководством преподавателя), который и устанавливает правильность или неправильность решения.
По каждому из процессов при его рассмотрении в настоящей работе даны были сведения, которые вместе с материалами смежных учебных дисциплин необходимы для решения вычислительных технических задач и для того, чтобы на опыте научиться решать творческие задачи.
В данной же главе в части проектирования процессов ограничимся сведениями по экономическому обоснованию проектных решений с помощью экономико-математических методов.
Что касается исследований, то целью их в горном деле является совершенствование существующих и создание новых, более эффективных методов работ, определение областей рационального применения различных методов работ, тенденций их дальнейшего развития, требований к совершенствованию имеющегося и созданию нового оборудования и т. п. Для этого приходится решать разнообразные задачи как технического характера (выяснение физической стороны явлений, связанных с данным производственным процессом; технические разработки и расчеты; испытание новых методов работ и т. п.), так и экономического— по выбору наиболее выгодного технического решения из числа возможных.
Часть перечисленных задач относится и к области проектирования рудников. Исследовательскими они становятся в том случае, когда решаются на базе экспериментов, математического моделирования, крупных научно-технических обобщений и т. п.
В зависимости от обширности и длительности намечаемого использования результатов принято делить исследования на фундаментальные, и прикладные. В технических науках к фундаментальным часто относят лишь исследования законов природы, используемых или учитываемых в данной области. По этому признаку в горной науке объектами фундаментальных исследований являются: свойства массивов горных пород, закладочных массивов и обрушенных масс, механизмы взрывного разрушения и перемещения горных пород, гравитационного перемещения обрушенных масс, трубопроводного транспорта; рудничная аэрология и т. п. Ho под указанный признак не попадают исследования технологического и экономического характера, хотя именно они преимущественно определяют техническое и организационное состояние подземных рудников и результаты их работы.
Поэтому в области подземной разработки руд к фундаментальным правильнее относить исследования не только законов природы (объекты которых перечислены выше), но и принципиальных вопросов технологии, механизации и экономики б межотраслевом или отраслевом (например, для рудников цветной металлургии) масштабе.
Прикладными же следует считать исследования для отдельного предприятия, в которых должны использоваться результаты фундаментальных исследований.
Фундаментальные и вообще все крупномасштабные исследования выполняются, как правило, специальными институтами.
К числу отраслевых научно-исследовательских институтов, работающих в области подземной разработки рудных месторождений, относятся:
- по цветной металлургии — ВНИПИГорцветмет (г. Москва), ДНИ Г PM и Цветметйнформация (г. Москва), ВНИИЦветмет (г. Усть-Каменогорск), Гипроникель (г. Ленинград), Унипромедь (г. Свердловск), Иргиредмет (г. Иркутск), Сибцветмет-H ИИ Проект (г. Красноярск), ЦНИИОлово, ВНИИ-1 и др.;
- по черной металлургии — НИГРИ (г. Кривой Рог), Вост-НИГРИ (г. Новокузнецк), ИГД МЧМ СССР (г. Свердловск), НИИKMA (г. Губкин), ВИОГЕМ (г. Белгород);
- по горно-химической промышленности — ГИГХС (г. Москва) и Институт галургии (г. Ленинград);
- академические (подчиненные АН СССР и АН союзных республик) научно-исследовательские институты — ИПКОН АН СССР (Институт проблем комплексного освоения недр, г. Москва) ИГД АН КазССР (г. Алма-Ата), ИГД CO АН СССР (г, Новосибирск), ГИ КФ AН СССР (г, Апатиты), Институт горной геомеханики — AН KиргCCP (г. Фрунзе), Институт горной механики АН ГрузССР и др,
К числу вузов, занимающихся исследованиями в области подземной разработки рудных месторождений, относятся Московский, Ленинградский, Днепропетровский и Свердловский горные институты, Московский геологоразведочный и Всесоюзный заочный политехнический институты (г. Москва), Казахский, Иркутский, Дальневосточный, Ташкентский, Новочеркасский и Читинский политехнические институты, Криворожский горнорудный институт, Магнитогорский и Северо-Кавказский горно-металлургические институты, Красноярский институт цветных металлов и др.
Исследования в учебных и научно-исследовательских институтах ведутся частью за счет госбюджета и частью по хозяйственным договорам с предприятиями и отраслевыми министерствами. В ограниченном объеме занимаются исследованиями проектные институты.
Исследования прикладного характера нередко выполняются самими горными предприятиями самостоятельно. На крутых предприятиях, таких, как комбинаты Норильский горно-металлургический, Лениногорский полиметаллический, Зыряновский свинцовый, Тырныаузский, рудник Абаканский и других, имеются научно-исследовательские цеха, лаборатории или производственно-экспериментальные участки.
Перед исследованиями в межотраслевом или отраслевом масштабе ставится конечная цель. Для достижения ее намечается программа (полный комплекс тем) необходимых для исследований с привлечением различных организаций. Каждая тема из включенных в программу имеет свою цель, подчиненную общей цели всей программы.
В научно-исследовательских работах по теме обычно можно выделить следующие этапы:
1. Изучение условий и постановка задач исследования; ориентировочный подсчет экономической эффективности.
2. Разработка методики исследования.
3. Осуществление экспериментов и расчетов по выработанной методике.
4. Обработка и анализ полученных данных.
5. Выводы и рекомендации производственным, проектным и научно-исследовательским организациям (сюда же входит подсчет ожидаемой экономической эффективности, защита рекомендаций, оформление заявок на изобретения).
6. Авторский контроль за внедрением результатов исследования.
Применяются производственно-экспериментальные методы (испытания, наблюдения, определение свойств массива горных пород и т. п.); лабораторные методы (физическое моделирование явлений и определение свойств горных пород; теоретические исследования, включая математическое моделирование физических явлений; экономико-математические методы).