Введение к работе
Актуальность. Изменение экономических взаимоотношений и видов собственности (государственная, акционерная, кооперативная, частная и т.п.) обуславливает формирование новых принципов организации производства и создания перспективных технологий разработки полезных ископаемых. Особенно это актуально для золотодобывающей промышленности - самого значительного источника пополнения валютного фонда страны. Практикующийся позадачный подход при принятии решений об организации производства по разработке россыпных месторождений, концентрирующий в себе в основном методы "совершенствования" процессов, ужа не монет закрыть брешь непрерывно возникающих противоречий между имеющимися ресурсами, рыночными потребностями и непосредственно технологиями разработки. Предприятия объявляются банкротами.
Выход из создавшейся ситуация могет.произойти если удастся объединить знания условий залегания месторождений и опыта разработки полезных ископаемых с помощью системы функциональных характеристик. Здесь следуот отметить, что функциональные характеристики, а точнее комплексы функциональных характеристик, необходимые для принятия эффективного решения, у нас ранее не регламентировались, и всегда оставались и остаются в виде эмпирических зависимостей для каждого конкретного, случая. Ярким примером такого положения являются наши отандарты, ГОСТы, ОСТы"и т.п., которые вообще на включаэг функциональные характеристики. И, если сравнить такое положение с тенденцией развития техники за рубежом, где превалирует доктрина сертификации, то становится понятно, почему отечественная промышленность выйти на этот уровень сейчас не мояет. Ведь сертификация всегда строится на функциональных характеристиках, которые, в свою очередь, регламентируются соответствующими стандартами. В отечественной де стандартизации функциональные характеристики не нашли себе место, что является существенным фактором тормоза развития новых технологий.
Такая посылка и предопределила направленность исследования, т.к. функциональные характеристики, непосредственно отражающие процессы (в прямом и опосредованном ваде), могут быть получены только в том случае - если в одной системе будут рассмотрены и характеристики месторождения, и'функциональные характеристики
процессов разработки, и безусловное обеспечение социальной безопасности. Эти три составляющие, объединенные шесте, и должны составлять суть новой технологии.
Особо вавяое значение для развития технологии подземной разработки россыпных' месторождений имеет интенсификация очистной ьпемки, решающим звеном которой, как показывает практика отечественных и зарубеиалс шахт, является применение высокопроизводительной забойной техники и, особенно, механизированных комплексов, обеспечивающих 2-3-кратное увеличение нагрузки на забой, сокрадение числа действующих'забоев, сокращение потерь полезного ископаемого в недрах, объема нарезных и подготовительных работ.
Изучение условий разработки россыпей вскрыло противоречие, которое мошю сформулировать как недостаточность типизации решений, базируюіцихся на общих закономерностях, что затрудняет их распространение на аналогичные условия разработки, отличащиэоя даже незначительным числом новых факторов. Поиск путей для разрешения дашюго противоречия приводит, как правило, в область ачал'-ча и синтеза классификаций, как обобщенной информации накопленного опита, типизации условий залеганий полезных ископаемых, классификаций систем разработки, и опыта формирования самих классификаций. Выявленные свойства классификаций: иерархичность, разноуроЕневооть, раэномасштабность и статичность подт-вервдают необходимость проведения исследования, начиная с прин-' щдиальяо нового подхода к классификациям, не как автономных достижений, а рассмотрения их совместно, что позволит решать вопросы технологии разработки месторовдений полезных ископаемых, используя весь комплекс накопленных знаний.
Стохастически возникавшие задачи совершенствования элементов и процессов технологий привели к необходииости структури-. зации к типизации технологий, а также к выявлению основных характерных технологических элементов, являющихся информационной основой для формирования безопасной и яадашой технологии.
Все выше излоз;енное позволило подойти к поставленному вопросу с позиций системного рассмотрения проблемы развития технологи;'! как динамической комплексной системы, имеющей в своей основе динамику взаимосвязей и взаимодействий комплекса "россыпные ыестороздеяия - технологии разработки".
Целью исследований является :5ормялирование принципов организации технологии очистной выемки при разработка россыпные месторождений подземным способом на основе системного рассмотрения динамики взаимосвязей и взаимодействий комплекса "россишше ілео-торокдения - технологии разработки", обеспечивающих устойчивость и безопасность работ.
Цель обуславливает решение следующих задач:
проведение анализа классификаций россыпных месторождений для выявления и типизации связей между шогоавпзктными классификационными признаками услошй и вариантами конкретных технологических задач;
лабораторные и натурные исследования между свойствами массива мерзлых пород и технологическими процессами для выявления идентификационных областей;
выявление элементов индикации устойчивости режимов очистных работ по лабораторным и натурным экспериментальным данным;
создание интегральной шкалы безопасности, реализуемой в процессе выполнения производственно-технологических функций -крепления.и индикации.
Основная идея работы заключается в том, что проблема реализации новых ірорм организации производства при совершэяствовании технологии очистной выемки при подземной разработке россыпных месторождений золотосодержащих вечномерзлых песков рассматривается как открытая гибкая система "россыпные месторождения - технологии разработки',' с установленными структурно-системными элементами и взаимосвязями, обеспечивающими динамические взаимодействия мекду элементами, на основе механизма динамического реагирования Функциональных элементов - интегральных индикаторов, несущих в себе потенциал устойчивости и безопасности технологического процесса. .......
Методы исследований. При решении поставленных задач использовались: методы системного анализа для оценки классификаций и технологических процессов, инженерный анализ и обобщение исследований в области подземной разработки шоголе тне мерзлых россыпей и длиннолавной выемки пластообразных.залекей: модельное исследование характера обрушения пород кровли при длиннолавной отработке глубокозалегащих шоголзтнемэрзяых россыпей; натурные исследования проявлений горного .давления, работоспособности механизированной крепа и протекания технологических процессов при
длишюлавпой 'шемке глубокозалегащих мяоголвтнемерзлых песков; математическая обработка результатов натурных исследований.
Достоверность полученных результатов обуславливается совместным рассмотрением ьсех классификаций россыпных месторождений как с позиций условий залегания и характеристик образования, так и с позиций технологии ах разработки, соответствием выявлениях принципов многочисленшал результатам экспериментальных иссле-доианий (теоретических, шдельяых и натурішх) и результатам про-мишенных испытаний. Большим объемом исследований, выполненных в условиях натурного эксперимента. Удовлетворительной сходимости) результатов лабораторных исследований с натурныыш замерами и наблюдениями; всего произведено 1.200 лабораторных и более 2000 натур'їнх замеров. Результатами реализации разработанных рекомендаций в условиях экспериментальной шахты с подтверадением экономического эфЬекта.
Научная новизна работы заключается в следующем:
обосло ,аио и реализовано системное рассмотрение взаимозависимостей миоговарлантяых условий залегания месгоровдений;
гвдработаяи принципы создания новой технологии очистных работ, ьклэтаэдие процедуры: структуризацию сиотемы "россыпные юсгороздения - технологии разработки", выявление в этой система взаимосвязей и взаимодействий всех элементов, идентификацию элементов, интегрирующих надениость и безопасность технологии;
для совершенствования организации производства аргументирована необходимость рассмотрения технологических процессов разработки как комплекс: "очистные работы (прямые процессы) - индикация условий (обеспечение прогноза устойчивости и безопасности технологии -упревдение)". Функции которого рассматриваются во взаимосвязи с функциональными характеристиками и процессами классификаций;
на 'основе проведенных исследований по установлению взаимосвязей показана возможность установления интегральных показателей безопасности. Предложено таким показателем безопасности технологии очистных работ считать работоспособность гидросис-теш механизированной крепи.
Личный склад автора. 0|юрмулированы новые подходы к организации производства. Разработаны принципы, методология и механизм создания технологии очистной выемки при разработке рос-
сшных месторождений} установлено новое функциональное назначение механизированной крепи как индикатора надешоіі и безопаской работы; выявлены требования к разработке па основе системного рассмотрения классификаций условий залегания россыпных месторождений и технологий добычи; проведены теоретические, лабораторные и экспериментальные исследования работоспособности механизированных крепей оградательно-поддеряиващзго типа в специфических условиях глубокозалегащюс россыпных месторождений зоны многолетней мерзлоты; разработаны технологии перехода мехкрепл» ми вспомогательных горішх выработок с применением сталеполимер-ной анкерной крепи, исследована ее работоспособность'и оценена эффективность; разработан метод расчета параметров крепления выработок секущих выемочных столбов сталеполиыерной анкерной крепью; разработаны практические рекомендации по применению механизированных крепей .на россыпных шахтах Севера.
Реализация работы. Основные результаты исследований шед-г рены на россыпных шахтах Северо-Востока с- фактическим эконош-чеккиы эффектом.
Апробация работы. Основное содержание работы, а также отдельные ее положения докладывались и были одобрены на республиканской научно-технической конференции "Повышение эффективности использования землеройной техники на горнодобывающих предприятиях Якутской АССР", п Усть-Нера, ЯАССР, апрель 1977 г.; на республиканском научно-техническом совещании "Новые технологические схемы при добыче металлосодеркаїцих песков открытым и подземным способом", п.Усть-Нера, ЯАССР, март 1978 г.; на XIX региональном совещании "Взаимодействие механизированных крепей о боковыми породами", г.Новосибирск, май 1978 г.; на республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию Октября, г.Якутск, январь 1980т.; на научной конференции Якутского университета, посвященной 110-летию со дня ровдения В.И.Ленина, г.Якутск, апрель 1980 г.; на XXI региональном научно-координационном совещании по проблеме горного давления (П семинар "Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породаш"), г.Новосибирск, кий 1980 г.; на конференции молодых ученых и специалистов Института физико-технических проблем Севера, 1977, 1978, 1979, 1980 г.г., г.Якутск; на Ш Всесоизном семинаре "Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами", г.Новосибирск, май 1983 г.; на ІУ республл-
ишской -'конференции молодых ученых и специалистов, г.Якутск, апрель 1982 г.; на УШ Всесоюзном семинаре по поддержанию и креплению горных выработок, г.Якуток, сентябрь 1982 г.; на ВДНК СССР, г.Москва, 1983 г. (Свидетельство участника № 30525, постановление о награвдеяии Бронзовой медалью J* 8914 от 12.12.1983г.); на конференции, посвященной комплексному развитию производительных сил Магаданской области до 2005 г., Магадан, 1984 г.; на Всесоюзном семинаре по проблемам разработки ресурсосберегающих технологий отработки месторождений полезных ископаемых Севера, Якутск, 1988 г.; на научном семинаре лаборатории автоматизированных коміілєі-job и агрегатов ИГД им. А.А.Скочинского, г.Люберцы, 1988 г.; на НТО научно-производственного объединения "Лидер" при . коматете по науке и технике СССР, г.Москва, 1990 г.; на НТО ВНЩ при Госкомитете по социально-економическому развитию Севера, Москва, 19Э2 г.; на кафедре охраны труда и техники безопасности Дальневосточного политехнического Института, г.Шадивосток, 1993 г.; на НТС "Центрогипрошахт", г.Москва, 1994 г.; на конференции по проблемам и перспективам развития горной техники, г.Москва, МГТУ, 1994 г.
Ло тематике выполнено 45 научных работ, основное содержание опубликовано в 24 из них.
Работа состоит из введения, шести глав, заключения и перечня использованной литературы из 206 наименований. Содержание работы изложено на 266 страницах машинописного текста и включает 66 рисунков и 36 таблиц.
