Методологические основания экспериментальных исследований по горной технологии

Технология горная – совокупность приемов и способов изменения природного состояния недр Земли на основе производства научно обоснованной системы полостей (горнов) с целью их использования в качестве помещений и получения минеральных продуктов.

Объект горной технологии, можно сказать, двухуровневый: - уровень месторождения и уровень массива.

Средства горной технологии тоже двухосновные: это система полостей (горнов) и совокупность технических приемов и способов преобразования на основе достижений научно-технического процесса.

Имеет место и уровневое строение системы горнов, как средства преобразования месторождения. Это первый (элементарный) уровень - единичная горная выработка различного функционального назначения. Второй уровень - совокупность выработок как система разработки месторождения с целью осуществления массовой очистной выемки полезного ископаемого. Третий уровень – уровень совокупности выработок для вскрытия, подготовки месторождения или его части и обеспечения функционирования рудника с заданной производительностью.

Единичные выработки могут быть самого различного назначения и масштаба: от шпура до очистного и выработанного пространства. При их создании объектом технологических преобразований является массив.

Технологические процессы, как на уровне массива, так и на уровне месторождения развиваются в пространстве по принципу: точка – линия – плоскость.

В их состав входят три процесса – отделение от массива, перемещение в пространстве и поддержание (управление путем создания условий).

Очень важно отметить, что имеет место стадийное развитие технологических процессов. Выделяют три стадии: стадия подготовки, стадия основная (преобразовательная) и заключительная стадия. Такая стадийность характерна не только на уровне проведения единичной выработки, но и эксплуатации (освоения) месторождения.

Стадии освоения можно назвать следующие:

- стадия изучения и разведки месторождения (подготовительная);

- стадия разработки месторождения (основная – технологическая);

- стадия приведения месторождения в посттехногенное состояние (заключительная).

Все названные стадии в свою очередь будут иметь три стадии. Так разработка месторождений имеет следующие стадии:

- стадия вскрытия и подготовки месторождения или его части;

- стадия очистной выемки (массовой выемки полезного ископаемого);

- стадия приведения МПИ в посттехногенное состояние.

Вся горная технология строится на использовании совокупности физико-технических эффектов, которые являются основой отдельных технологических процессов на всех выделенных уровнях.

Так, первый физико-технический эффект горной технологии связан опять же с горном (полостью). Он заключатся в том, что именно полость позволяет нам переводить технологически рациональные усилия сжатия в растягивающие усилия – усилия разрушения массива, экономичные с точки зрения затрат используемой механической энергии.

Рассмотрим общие для примеров концептуальные положения НИР

Объект исследования – горная технология. Конкретизируем тематическую ориентацию НИР на разработку системы научно обоснованных технологических предложений при разработке рудных месторождений, обеспечивающих решение важных прикладных задач.

Предмет исследования может быть означен и еще более конкретизируется как тема исследования при системном подходе к структуре его объекта преобразования и намечаемых к использованию технических средств.

Цель исследования – ожидаемое конечное состояние исследуемой системы или ее элемента, которое позволит достичь конкретного эффекта.

Тема исследования продолжает формироваться при к онцептуальном описании цели и основных классификационных признаков НИР в их взаимном соответствии.

Означим основные классификационные признаки НИР:

1. Направленность НИР применительно к объекту исследования или ее характер

- Научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач.

2. Уровень новизны результатов НИР

- Результаты являются новыми.

3. Ценность результатов НИР

- Значительная.

4. Связь темы НИР с плановыми исследованиями

- Инициативная работа.

5. Уровень внедрения (использования) результатов НИР

- В масштабах отрасли.

6. Рекомендации по расширенному использованию результатов НИР

- Требует расширенного использования.

Проведенное концептуальное описание основных параметров НИР, таких как цель и квалификационные признаки, выводит наши ожидания на уровень кандидатской диссертации, и ориентирует на выработку серьезных технических решений.

Формирование темы начинается с анализа этапов решения проблемы

Целеполагание при рассмотрении технологических проблем легче всего связать с требованиями, предъявляемыми кпроцессу, и, в частности, применительно к горному делу, с требованиями правильной разработки месторождения. Основные из них: безопасность труда, обеспечение заданной производительности рудника по руде и металлу, повышение производительности труда и обеспечение эффективного использования техники, снижение прямых затрат на отдельных технологических процессах и по технологии в целом, полнота и качество извлечения полезного ископаемого при рациональном использовании недр, соблюдение экологически равновесного состояния в регионе.

Анализ ситуации, в свою очередь, более или менее четко можно провести, если иметь в виду горно-геологические и горнотехнические условия разработки конкретного месторождения.

Определение проблемы, а может быть и целого комплекса, формируется при системной увязке целей (требований) и ситуации.

Однако определенная в таком виде проблема не дает направления поиска ее решения. Она выглядит как административное противоречие (по Г. С. Альтшуллеру). Желательно продолжить конкретизацию проблемы, т. е. перевести ее в ранг технической задачи – задачи усовершенствования исполнения того или иного технологического процесса. На этом этапе нам уже нужна идея – предположение: либо мы решаемся найти ответ на административное беспокойство на уровне способа разработки месторождения и конкретно на одной из его стадий или мы сосредотачиваемся на способе одного из технологических процессов по преобразованию массива. Здесь-то нам и понадобятся знания о достижениях научно-технического прогресса (НТП). Весь ход решения проблемы в таком случае выглядит в виде проектно-конструкторских изысканий на базе известных технических наработок. Если проектным способом решенная техническая задача все же не устраняет административное противоречие, то ее необходимо перевести в ранг изобретательской. Тем самым, ее надо еще более конкретизировать и искать решения на уровне исполнения конкретного способа конкретного технологического процесса даже может быть с использованием новых физико-технических эффектов (говорят, задача решается на уровне физического противоречия). Другими словами, есть необходимость изыскать дополнительные технологические элементы – решения, обеспечивающие цель.

26. Пояснить на примерах действие закона «Наличие главного параметра ТО и его взаимосвязей…»

С древних времен подмечено существование взаимно однозначного соответствия между функцией (назначением) и структурой (или формой) объектов окружающего нас мира. Это проявляется в том, что, работающие в одинаковых условиях ТО, приобретают одинаковую форму и структуру, ТО, имеющие одинаковые или близкие функции, имеют одинаковые структуры, целостность ТО проявляется в том, что его структура (с участием каждого элемента) реализует определенную (заданную) функцию.

Главная суть соответствия между функцией и структурой заключается в том, что в материальной структуре нормально работающего ТО каждый элемент имеет вполне определенную функцию по обеспечению работы ТО. В связи с этим у правильно спроектированных ТО обычно нет «лишних деталей», равно как и «лишних функций». Это положение является определяющим и может быть отражено в виде «конечного графа» - совокупности дуг и соединяющих их точек. Таким образом, можно отразить и математически обсчитать, так называемую, функциональную структуру ТО. Конкретные и обобщенные функциональные структуры сознательно или бессознательно широко используются при проектировании и конструировании ТО.

Кроме отмеченного весьма важного метологического принципа указанный закон имеет несколько не менее практически важных следствий. Одно из них заключается в том, что для нормального функционирования спроектированный ТО должен удовлетворять минимальному списку требований. Невыполнение хотя бы одного из требований этого списка приводит к ухудшению какого-либо показателя ТО или к прекращению выполнения им своей функции.

Дата добавления: 2015-10-24