МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В Г. БЕЛОВО

II Региональная

научно-практическая конференция

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

И ЭКОНОМИКЕ КУЗБАССА

Материалы конференции Белово 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ «КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» В Г. БЕЛОВО

Региональная научно-практическая конференция «Новые технологии в угольной отрасли и экономике Кузбасса»

Материалы конференции Белово УДК 082. Новые технологии в угольной отрасли и экономике Кузбасса:

Материалы II Региональной научно-практической конференции. Белово, 5-7 мая 2010 г., изд-во филиала ГУ КузГТУ, 2010. – 318 с.

В сборнике содержатся материалы II Региональной научнопрактической конференции «Новые технологии в угольной отрасти и экономике Кузбасса», которая состоялась 5-7 мая 2010 г.

Печатается в авторской редакции.

Незначительные исправления и дополнительное форматирование вызвано приведением материалов к требованиям печати.

ISBN 978-5-89070-724-

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое направление Базганов Д.И. Руководитель Т.А. Баздерова Чертеж как интегрирующий объект между учебными дисциплинами

Базганов Д.И. Руководитель Т.А. Баздерова К вопросу о развертывании поверхностей

Борилко И.В. Руководитель А.В.Селюков Основные принципы и методические положения при формировании гибких схем отработки разрезов

Борилко И.В. Руководитель А.В.Селюков О приемной способности выработанного пространства разрезов и ее роль в формировании внутренних отвалов

Белов С.В., Котова Л.Н.

Проблемы загрязнения Беловского водохранилища

Бызов И. В. Руководитель С. В. Герасименко Влияние геометрии конического подшипника качения на его срок службы

Воробьев Е.В. Руководители: О.В. Любимов, Е.Ю. Пудов Прогнозирование технического состояния ковшей экскаваторов..... Гилева А.Ю., Черданцева А.Ю. Руководитель Т.А. Баздерова Латышенко М.П., Герасименко С.В.

Определение количества отработанного масла от автомобилей, подлежащего регенерации

Дерюшева Н.А. Руководитель Ю.П. Черкаев Теплосберегающие системы горнотехнических зданий и сооружений

Кудреватых А.В., Жаворонков И.Г.

Сравнительный анализ производительности и надежности работы электрических карьерных мехлопат и гидравлических обратных лопат, эксплуатируемых на разрезах ОАО «Угольная компания «Кузбассразрезуголь»»

Заречнева Е.В. Руководитель Ю.А. Масаев Карташов Б.А. Руководители А.А. Хорешок, О.В. Любимов Обзор возможных методов и средств снижения трения и повышения износостойкости ковшей экскаваторов

Копылов А.Ю. Руководитель Тюленев М.А.

Анализ эффективности способов очистки карьерных сточных вод на разрезах Кузбасса

Красников В.В. Руководитель Масаев Ю.А.

Классификация врубовых шпуров

Кудреватых А.В., Кульпин А.Г.

Техническая диагностика как способ повышения надежности экскаваторно-автомобильных комплексов

Лукиных А.Н. Руководитель Л.Е. Маметьев Разработка узлов крепления трехгранных призм с дисковыми шарошками к ступицам шнеков очистных комбайнов

Миндиярова А.Р. Руководитель Д.А. Малышкин Экспериментальная оценка диссипативных свойств сборных концевых фрез

Ноговицин Д.В. Руководитель Масаев Ю.А.

Условия обеспечения эффективности и безопасности взрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли

Рамазанов Э.Н. Руководители Е.В. Прейс, Е.К. Волкова Рябова Т.В. Руководитель К.А. Ананьев Гидравлический привод бурового станка со ступенчатым регулированием скорости подачи инструмента

С.Г. Сарзунов. Руководитель Е.В. Прейс Стрельников А.В.

Исследование экскавационного цикла обратной гидравлической лопаты при выемочно-погрузочных работах

Третьяков А.Ю. Руководитель А.В. Селюков О природно-технологическом содержании процесса перехода действующего разреза с продольных углубочных на поперечные системы разработки

Третьяков А.Ю. Руководитель А.В. Селюков Технологические этапы при формировании внутреннего отвала в режиме действующих разрезов при отработке наклонных и крутых пластов.. Тыдыков Т.В. Руководитель Ю.А. Масаев Причины аварий и травматизма при ведении взрывных работ в угольных шахтах

Хорешок А. А. Кудреватых А. В. Мухортиков С. Г.

О диагностике проходческого комбайна СМ-130К

К.Ю. Шендрик. Руководитель А.В.Селюков Критерии выбора местозаложения и параметров первоначальных выработок под внутренние отвалы на действующих разрезах Кузбасса.... Шульгин Е.В. Руководитель Тюленев М.А.

К расчету потерь угля при использовании на добычных работах Аксенов Е.П.

Мониторинг, контроллинг эффективные методы функционального управления финансовым состоянием угледобывающих предприятий

Аксенова К.Н. Руководитель: Волков В.М.

Математические методы оценки эффективности инвестиционного проекта

Аксенова А.В., Галдилова Ю.В. Руководитель: Мершиев Р.В.

Актуальность использования количественных оценок для измерения эффективности инноваций

Билюченко С.С. Руководитель: Мершиев Р.В.

Использование систем спутникового слежения для контроля снегоуборочной техники и городского пассажирского транспорта........ Богданова Ю.А. Руководитель: Круковская Т.А.

Проблемы автоматизации бизнес-процессов в российских страховых компаниях

Бойко К.Г. Руководитель: Сарапулова Т.В.

Современное мышление руководителя в условиях экономики знаний

Бордушко Н.И. Руководитель: Михайлов В.Г.

Проблемы безработицы в Кузбассе

Буймов Д.А. Руководитель: Жернова Н.А.

Василевич Е.В., Печень Ю.С. Руководитель: Мершиев Р.В.

Мотивация персонала в период кризиса

Вараксина Т.М., Гапанович К.В. Руководитель: Михайлова Я.С.

Гоголева Ю.Л. Руководитель: Кириллова М.М.

ОАО «Газпром»: стратегия развития

Грищенко М.Г. Руководитель: Мершиев Р.В.

Инновации в работе с персоналом

Водубина Н.С. Руководитель: Волков В.М.

Математическая модель кредитных расчетов со срочными выплатами, изменяющимися по закону геометрической прогрессии.......... Воронина М.Ю. Руководитель: Савосина З.П.

Гулевская Т.Е., Авдеева А.О. Руководитель: Кириллова М.М.

Безработица в Кузбассе в условиях кризиса

Диппель М.К. Руководитель: Лейбутина Е.В.

Диянова Я.А. Руководитель: Петросян Н.К.

Управление персоналом в условиях кризиса

Дороганов В.С. Руководитель: Трофимов И.Е.

Желтышев В.Б., Подчалина М.К., Трипузова А.А. Руководитель: Жернова Н.А.

Качесов А.В. Руководитель: Трофимов И.Е.

Автоматизация учета объектов интеллектуальной собственности КузГТУ

Киряева Е.А. Руководитель: Скрынник Л.С.

Экономический ущерб от выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду

Ковалева Е.Н. Руководитель: Трубникова Д.С.

Сравнительная характеристика региональных программ ипотечного кредитования населения

Ковальчук И.А., Самородова Л.Л.

Колмогорова К.Ю. Руководитель: Жернова Н.А.

Колтун Д.С. Руководитель: Трофимов И.Е.

Коноплева Е.И. Руководитель: Трофимов И.Е.

Костерина Я.О., Шабанова К.В. Руководитель: О.В.Малахова Крутская К.Л., Самородова Л.Л.

Влияние банковского законодательства на формирование репутации кредитной организации

Кряклин Д.А. Руководитель: И.Е. Трофимов Кудреватых Н.В.

Продовольственный рынок Кузбасса – один из приоритетов развития экономики области

Кузакова Е.С. Руководитель: Т.А. Круковская Проблемы независимой экспертной деятельности на территории Российской Федерации

Кузикова М.И. Руководитель: Т.Д. Сидорова Уровень жизни населения

Кулемзина И.А.

Особенности механизма речевой деятельности

Куприна О.А. Руководитель: Т.В. Степанова Исследование этнических стереотипов

Ламехова О.В. Руководитель: Т.В. Смирнова Маскаленко И.К. Руководитель: Е.В. Устинова Мельникова М.С., Трубникова Д.С.

Проблемы трудоустройства выпускников филиала ГУ КузГТУ в г.Белово

Митрофанова А.О. Руководитель О.Ю. Тришина Михайлова Е.Н. Руководитель: Е.В. Лейбутина История развития систем «электронных» денег. Виды и классификация «электронных» денег

Морозов Н.С., Сарапулова Т.В. Руководитель А.Г. Пимонов Информационно-аналитическая система для оценки уровня согласованности экономических интересов субъектов промышленной политики региона на основе методов непараметрической статистики

Набиулина О.Г. Руководитель: В.И. Кушнир Изучение возможностей выведения убыточных предприятий малых населенных пунктов из экономического кризиса на примере МП «Мундыбашский хлебокомбинат»

Начева М.К. Руководитель: О.Б. Шевелева Формирование стоимости ювелирной продукции: отечественный и зарубежный опыт

Никитина Ю.С., Тузикова Е.В. Руководитель: Н.Е. Гегальчий Парамонова Г.О., Ходорченко Ж.В. Руководитель: В.Г.Михайлов Пасынкова С.В. Руководитель: И.Н.Толстова Использование информационных технологий в изучении общественных дисциплин

Плотникова Д.С. Руководитель: Д.Н. Белянин Погорелов Н.Е. Руководитель: И.Е. Трофимов Некоторые аспекты применения ЭЦП в системах электронного документооборота

Попов О.В. Руководитель М.Н. Канищева Е.А. Раевская. Руководитель: И.Е. Трофимов Р.Р. Рахимова. Руководитель: О.Е. Дорофеева Савчина И.М. Руководитель: Сидорова Т.Д.

Сапегина С.А., Слепухина М.А. Руководитель: Н.Е. Гегальчий Сарапулова Т.В. Руководитель А.Г. Пимонов Информационно-вычислительная система анализа и моделирования социально-экономических процессов в задачах поддержки Тагирова К.В. Руководитель: И.Е. Трофимов Тагирова К.В., Колтун Д.С. Руководитель: М.М. Кириллова Тетерятник К.А. Руководитель: Е.В. Устинова Тишкина Е.Н. Руководитель: И.Е. Трофимов Некоторые аспекты ИТ-аудита предприятия

Токарева К.Н. Руководитель: С.В. Черных Основные направления инвестиционной политики Кемеровской области

Толстова И.Н.

Применение интерактивных методов обучения в преподавании общественных дисциплин

Трубникова Д.С.

Реализация программ автокредитования населения

Труш Е.А., Дубровская С.И.

Экономические проблемы лесопользования в малолесных регионах Западной Сибири

Филиппова Е.А. Руководитель: Я.С. Михайлова Чаусова А.И. Руководитель: М.М. Кириллова Концепция 2020: курс на модернизацию страны

Черданцева А.А. Руководитель: М.М. Кириллова Черкасских А.В., Чебакаева А.О. Руководитель: Р.В. Мершиев Чувакова А.Н., Трофимова А.К. Руководитель: Е.В. Лейбутина Чумарова Е.Н. Руководитель: доц., к.э.н. Н.А.Жернова Шевелев А.А. Руководитель Скукин В.А.

Шелепова А.С. Руководитель: О.Б. Шевелева Анализ подходов Absoption и Direct Costing к управлению внутренними затратными потоками на шахте

Шмидт А.А., Халиулина Ю.Ф. Руководитель: Н.А. Жернова Подбор персонала с учетом толерантности руководителя

Шилова А.Э. Руководитель: Е.А. Волкова Изучение влияния группы крови человека на индекс массы тела......... Шутько Л.Г.

Якубова О.В. Руководитель: Е.А. Волкова Исследование связи между объемами продажи алкоголя и количеством осужденных за совершенные преступления в России на основе статистических данных (1990-2007)

ЧЕРТЕЖ КАК ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ОБЪЕКТ

МЕЖДУ УЧЕБНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Основными компонентами графической культуры являются: мера владения совокупностью графических знаний от ощущений, восприятии, представлений до понятий, учений и теорий; мера владения средствами и продуктивными способами графической деятельности для решения профессиональных задач, владение методами научного познания; уровень развития пространственного мышления, творческого потенциала; мера владения способами графической коммуникации в области профессионального контакта, осознание способности к общению с графической культурой и в ней, ее воспроизводству. Под графической культурой инженера понимается выражение развитости продуктивно реализуемых в профессиональной деятельности системы качеств, включающих: широкий графический кругозор и тезаурус, высокую продуктивность деятельности, высокий уровень восприятия, структурирования, декодирования, графической информации профессионального характера и саморазвитие личности в профессиональной области. Общим показателем развитости графической культуры является мера разносторонней творческой активности инженера в процессе его профессиональной деятельности. Пространственное мышление - это вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственного образа и оперирование им в процессе решения различных инженерных задач. Качество развитости мышления измеряется динамичностью созданного пространственного образа. При обучении графическим дисциплинам также необходимо развитие и приобретение речевых графических знаков и символов, "замещающих" чувственно воспринимаемые и представляемые объекты, стимулирующих навыки кодирования информации, получаемой в процессе чувственного познания в вербальную форму и обратно. Применение современных информационных технологии с образным представлением информации существенно повышает статус образного мышления, способного изменить существующее соотношение между понятийным и образным мышлением, как одного из путей формирования теоретического мышления инженеров. Рассматривая процесс формирования графической культуры как сложный многоплановый поэтапный процесс графической подготовки, имеющий различные уровни развития; от первоначального графического знания к всестороннему овладению и творческому осмыслению способов их реализации в профессиональной деятельности. Элементарные знания (общие закономерности теории изображений и практические навыки оформления изображений с помощью чертежным инструментом), полученные в общеобразовательной школе, переосмысливаются в процессе последующего изучения фундаментальных положений геометрических теорий и графической деятельности. Студенты умеют выделить базовые знания для дальнейшего обобщения их в целостные системы, знают алгоритмы их применения к решению простейших прикладных задач; умеют перевести прикладную задачу на графический язык, выбрать метод ее решения и осуществить его, проявляя устойчиво развитый уровень графического мастерства; знакомы с методами и средствами машинной графики. В дальнейшем уровень графической образованности характеризуется увеличением широты и глубины графических знаний, умений и навыков, способов деятельности, поведенческих характеристик в процессе профессионально-ориентированной графической деятельности за счет интеграции графической подготовки и общего профессионального обучения. Достижение профессиональной графической компетентности предполагает осознанное применение графических знаний, умений, опирающийся на знания функциональных и конструктивных особенностей технических объектов, опыт графической профессиональноориентированной деятельности, свободную ориентацию в среде графических информационных технологий. На этом уровне возрастают личностные потребности наиболее полной самореализации в применении имеющейся графической базы к решению профессионально значимых задач.

Графическая культура предполагает ориентацию на непрерывное самосовершенствование в среде графических информационных технологий, предопределяющих перестройку профессиональной деятельности на основе исследовательского, творческого подхода.

Поэтапное формирование графической подготовки начинается с изучения теории начертательной геометрии и инженерной графики. В процессе обучения графическим дисциплинам формируется теоретический тип мышления, в котором ядром является геометрическое моделирование.

Геометрическое моделирование является также основой производственноинновационной деятельности специалиста различных технических направлений. Подготовка инженеров, должна быть насыщена фундаментальным материалом, позволяющим специалисту свободно ориентироваться в вопросах анализа и синтеза графических моделей, иметь твердые навыки чтения конструкторской документации и создания геометрических образов профессиональных объектов на наглядной основе и динамичного оперирования образными графическими, схематическими моделями объектов, что возможно при усилении фундаментальной составляющей графической подготовки.

Дисциплина "Начертательная геометрия" представляет собой первый уровень системного анализа графической модели пространства; рассмотрение всех учебных элементов ведется с опережающим включением понятий, терминов, примеров и заданий, направленных на показ универсальности и научное обоснование методов начертательной геометрии в инженерной и компьютерной графике. Второй уровень - переход от ее качественного рассмотрения (выделения ее инварианта) к количественному анализу ее конкретных вариантов - соответствует содержанию дисциплины "Инженерная графика". Переход к изучению "компьютерной графики" соответствует переходу на новый аксиоматический уровень. Идеология формирования содержания курса "Компьютерной графики" как развивающейся дисциплины, на наш взгляд, должна быть ориентирована не на освоение конкретного графического пакета, а на формирование "графической пользовательской культуры", включающей знание принципов работы с графическими изображениями, основных моделей представления графической информации в ЭВМ, принципов функционирования графических пакетов, навыков выполнения графических построений компьютерными средствами, умения выбрать необходимый инструментарий для решения задач различного класса и пр.

Ключевой составляющей в образовательной траектории становления профессиональной культуры инженера являются процессы овладения специализированным языком, репрезентирующим знания в соответствующей области. Графическая культура является структурирующим началом, позволяющим разные виды деятельности объединить в рамках одной профессиональной общности, а значит, является одной из универсальных основ профессиональной инженерной культуры. Интегрирующим началом формирования графической культуры является потенциал целенаправленной графической подготовки, который может быть представлен взаимосвязанными аспектами: общекультурными, общеобразовательными, общетехническими, специальными.

Существует объективная необходимость подготовки профессионалов, обладающих высокой геометрической или графической культурой, которая диктуется запросами общества, а педагогическая теория и практика ее формирования в настоящее время недостаточно разработаны. Оперирование образными графическими, схематическими и знаковыми моделями объектов, позволяющими в абстрактной, символической форме выражать соответствие объектов и их графических изображений, является неизменной функцией интеллектуальной деятельности инженера. Бурное развитие информационных технологий предъявляет возрастающие требования к визуально-мысленным навыкам. Уровень подготовки специалиста, таким образом, в большей мере определяется тем, насколько он готов к мысленным преобразованиям образно-знаковых моделей, насколько развито и подвижно его пространственное мышление. В этих условиях становится актуальным процесс формирования геометрической культуры будущего специалиста.

К ВОПРОСУ О РАЗВЕРТЫВАНИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Развертки получили широкое распространение в различных сферах материального производства. В инженерной практике развертки используются при конструировании исполнительных органов горных машин, винтовых конвейеров, смесительных установок, перекрытия строительных объектов, самолетов, автомобилей, лопаток турбин и т.д. С целью обобщения всех линейчатых поверхностей можно пойти в двух направлениях. Линейчатые развертывающиеся поверхности задавать движением образующей прямой по трем специально подобранным направляющим линиям.

Линейчатые неразвертывающиеся поверхности задавать движением прямой линии, занимающей определенное положение относительно одной направляющей кривой линии. Для разверток более удобна классификация по метрическим признакам, поэтому будем определять однопараметрическое множество образующих прямых линейчатой поверхности относительно одной пространственной кривой с помощью трехгранника Френе. Известно, что в каждой точке пространственной кривой (кривой двоякой кривизны) существует единственная касательная, главная нормаль, бинормаль, соприкасающаяся плоскость, спрямляющая плоскость и нормальная плоскость, образующие трехгранник Френе. Направляющая кривая линия вблизи точки расположена по разные стороны от соприкасающейся плоскости.

Будем фиксировать определенное положение образующей прямой относительно подвижного трехгранника, например углами. Величина углов может быть как постоянной, так и функцией от смещения точки по направляющей кривой. Тогда все множество линейчатых поверхностей можно задать таким образом. Действительно, на любой линейчатой поверхности можно взять пространственную кривую за направляющую, а все образующие в каждой точке будут занимать относительно ее определимое положение. Конечно, целесообразно выбирать более рациональную кривую на поверхности, например, линию сжатия на поверхности. Образующими линейчатой поверхности общего вида является скрещивающиеся прямые линии. Между скрещивающимися прямыми линиями существует единственное кратчайшее расстояние. Если выделить на линейчатой поверхности общего вида дискретное множество образующих прямых линий, то множество всех кратчайших расстояний между ближайшими образующими определит некоторую ломаную линию. При неограниченном увеличении числа образующих эта ломаная линия стремится к кривой на поверхности, в точках которой пересекаются близлежащие образующие. Все образующие имеют единственное соприкосновение с линией сжатия, подчиненное определенному закону. Если образующие являются касательными к линии сжатия, то поверхность называете торсовой, а линия сжатия – ребром возврата. Для плоской кривой подвижный трехгранник имеет неизменную соприкасающуюся плоскость и неизменное направление бинормалей. Если образующие являются бинормалями к плоской направляющей линии, то образуется цилиндрическая поверхность. Если образующие лежат в нормальной плоскости под углом к главной нормали, зависящим от функции кривой, то образуется коническая поверхность. В частном случае, если кривая – окружность, а образующие составляют с главной нормалью постоянный угол, то образуется коническая поверхность вращения. Если образующие лежат в соприкасающейся плоскости под определенным углом к касательной, а линия сжатия плоская кривая – эллипс, то получается однополостный гиперболоид. В частном случае, если линия сжатия – окружность, а образующие составляют постоянный угол с касательными, получается однополостный гиперболоид вращения. Если образующие являются главными нормалями к цилиндрической винтовой линии, то получается прямой закрытый геликоид. Наклонный закрытый геликоид образуется, если образующие составляют постоянный угол. Соответствующим подбором направляющих линий и углов наклона образующей можно образовать и другие виды часто встречающихся поверхностей (косого клина, косого перехода, косой плоскости и т.д.). Рассмотрим приближенную развертку прямого геликоида, полученную методом триангуляции. Поверхность задана шагом и ограничивающей цилиндрической поверхностью. Развертка ограничена двумя правильными ломаными линиями, так как отрезки прямых линий, составляющие ее, и углы, составленные соседними отрезками, равны между собой. Внутренняя и внешняя ломаные линии вписаны в дуги окружностей. Дуги описанных окружностей имеет общий центр, но смещены относительно друг друга на угол кручения. С увеличением числа сторон правильных ломаных линий, они стремятся к дугам окружностей, а величины угла кручения стремятся к нулю. Точная развертка поверхности представляет собой неполное кольцо с углом раскрытия. Для построения точной развертки прямого геликоида необходимо знать величины угла и диаметров. Длина внешней окружности равна длине винтовой линии, откуда, диаметр наружной окружности равен L360/. Длина внутренней окружности шагу винтовой поверхности Н, откуда диаметр внутренней окружности равен H360/. Величина угла равна (L – H) 360/ d. Для отсека поверхности кольцевого, прямого закрытого геликоида, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями с заданными диаметрами, точная развертка представляет собой также неполное кольцо с углом раскрытия. Построения разверток наклонных и открытых геликоидов принципиально ни чем не отличается. У наклонных и открытых геликоидов линией сжатия является винтовая линия, развертываемая также в дугу окружности, а точная развертка представляет собой также неполное кольцо. Величины диаметров и углов определяются по формулам и зависят от параметров заданных поверхностей. Аналогично рассмотрев приближенную развертку отсека поверхности однополосного гиперболоида вращения, выявили, что приближенная развертка ограничена двумя правильными ломаными линиями, смещенными относительно друг друга на угол кручения.

При неограниченном увеличении числа разбиений поверхности на части внешняя и внутренняя ломаные линии стремятся к дугам окружностей с радиусами. Все образующие являются касательными линиями к окружности. Для построения точной развертки однополостного гиперболоида вращения можно пользоваться аналитическими выражениями для подсчета значений величины радиусов и углов или сделать это чисто графически. В результате рассмотрения способов построения разверток выявились общие принципы их построения. Во-первых, необходимо выявление линия сжатия на поверхности, наличие которой всегда имеет место, так как линия сжатия представляет собой геометрическое место точек пересечения последовательных положений образующей, при её непрерывном движение по трем направляющим. Во-вторых, с помощью подвижного трехгранника Френе необходимо определение закономерности поведения образующих относительно линии сжатия. В-третьих, необходимо выявление закона преобразования линии сжатия поверхности в линию на плоскости развертки и закона распределения прямых линий развертки, соответствующих образующим поверхности, относительно ее. Закон преобразования поверхности в развертку может быть задан как аналитическими зависимостями, так и графическим алгоритмом. Построение разверток представляет важную техническую задачу, для успешного решения которой необходимо дальнейшее развитие теория геометрического моделирование, а именно, необходимо установить геометрическую проекционную связь между поверхностью и ее разверткой, что позволит для любой поверхности определять ее развертку. Учитывая проекционный характер между поверхностью и разверткой, можно также отметить, что различные поверхности могут иметь одинаковую развёртку, отсюда, возникает еще одно направление исследований, связанное с выявлением классов поверхностей эквивалентных по развертке. Предложенные алгоритмы построения разверток линейчатых поверхностей общего вида могут иметь большое практическое значение в технике при создании различных конструкций. Предлагаемая геометрическая классификация линейчатых поверхностей может быть использована для дальнейшего изучения встречаемых на практике поверхностей или для создания новых поверхностей, т.к. косность и формализм в подходе к существующим классификациям сильно тормозит развитие наук

и, а иногда и приводит к серьезным ошибкам. Отметим также, что проведенное исследование может быть продолжено в проекционных и многомерных представлениях.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ГИБКИХ СХЕМ ОТРАБОТКИ РАЗРЕЗОВ

Площадь Кузнецкого бассейна составляет более 26тыс.км2 с разведанными запасами 725млрд.т. угля практически всего марочного состава.

Особенностью угольных месторождений Кузбасса является наличие свит пластов. В этих условиях применение продольных систем разработки влечет за собой снижение эффективности и области открытой угледобычи угля в бассейне. Повышаются потери угля, растут удельные ресурсозатраты, ухудшается экологическая ситуация. Так, землеемкость при открытой угледобыче составляет до 55га/млн.т., более 45-50% площадей занимается внешними отвалами, доля транспортных расходов в общих затратах на добычу составляет выше 50%.

В связи с этим, очевидно, что важной задачей и проблемой является изыскание гибких схем отработки разрезов обеспечивающих снижение экологической опасности и повышение ресурсосбережения открытых горных работ за счет размещения вскрышных пород в выработанном пространстве карьера при сокращении площадей изъятия под внешние отвалы и нарушения земной поверхности. В этой связи, очевидно, что важной задачей является изыскание технологических решений и способов разработки месторождений, обеспечивающих снижение экологической опасности и повышения ресурсосбережения горного производства за счет размещения вскрышных пород в выработанном пространстве при сокращении площадей под внешние отвалы и нарушения земной поверхности.

На основе использования специального метода горногеометрического анализа карьерного поля (определение параметров этапов – очередей отработки) и технологического конструирования систем разработки, создаются технологии отработки месторождении очередями при изменении направления подвигания фронта горных работ. При этом на первом этапе-очереди отработки осуществляется подвигание фронта горных работ по простиранию свиты пластов до определенной промежуточной глубины разработки с преимущественно внешним отвалообразованием вскрышных пород, а на втором этапе-очереди отработки — подвигание по простиранию пластов до конечной глубины разработки с преимущественно внутренним отвалообразованием.

Данные технологии получили название гибких благодаря динамическому подходу к определению границы между этапами-очередями для каждого конкретного месторождения (рис.1). Они обеспечивают повышение широкого комплекса технико-экономических и экологических показателей при ведении горных работ на карьерах.

Рис. 1. Формирование основных видов поперечных систем разработки в режиме действующего разреза.

Вышеприведенные гибкие технологии открытой угледобычи учитывают взаимосвязь этапов и очередей отработки с природнотехнологическими группами месторождений.

Представленные поперечно-продольная углубочно-сплошная система разработки объединяет в себе преимущества поперечной и продольной систем разработок.

Сущность данной технологии заключается в следующем: одновременно или с некоторым отставанием от продольного развития фронта работ при сооружении карьера первой очереди производится отработка карьерного поля в начальный период, причем сооружение карьера первой очереди может производиться по площадно-слоевой, челночно-слоевой, поэтапно-углубочной технологии или продольной. Разработка оставшейся части карьерного поля по продольной системе производится в течение всего срока сооружения карьера первой очереди. После этого производится отработка оставшейся части карьерного поля по простиранию по поперечной технологии с внутренним отвалообразованием.

Учет разнонаправленного фронта работ осуществляется через конструкцию рабочей зоны и организацию работ.

Гибкий подход включает варианты местоположения карьера, как в профиле, так и в плане горных работ, а также по высоте рабочей зоны.

Точное местоположение карьера основывается на учете фактического состояния горных работ, системы разработки и определяется по результатам расчета горно-геометрического и технико-экономического анализа.

В дальнейшем задача формирования гибких технологий решается путем определения положения карьера (ов) первой очереди во взаимосвязи с конфигурацией и параметрами карьерного поля, формой выработанного пространства и, с учетом конструктивных параметров продольной и поперечной системы разработки в единой их взаимосвязи.

Для режима действующих разрезов Кузбасса технологический переход от продольной углубочной к поперечной углубочно-сплошной системе разработки позволяет:

– увеличить количество отрабатываемых запасов в 1,8-2 раза в пределах карьерного поля;

– снизить текущий коэффициент вскрыши 1,1-1,4 раза, уже в первоначальный период строительства карьера первой очереди, а затем его стабилизировать на весь период отработки залежи;

– сократить в 1,5-2 раза землеемкость;

– повысить в 1,5-1,8 раза технико-экономические показатели карьеров.

О ПРИЕМНОЙ СПОСОБНОСТИ ВЫРАБОТАННОГО

ПРОСТРАНСТВА РАЗРЕЗОВ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ

ВНУТРЕННИХ ОТВАЛОВ

Существенными недостатками применяемой продольной одно и двухбортовой углубочной технологии отработки свит угольных пластов наклонного и крутого падения являются размещение всех пород вскрыши во внешние отвалы и попутная выемка маломощных угольных пластов.

Эти факторы в свою очередь обусловливают высокий текущий коэффициент вскрыши и значительную землеемкость угледобычи (до 55га/млн.т).

При использовании таких систем разработки объемы внутреннего отвалообразования ограничены на пологих залежах или отсутствуют полностью на наклонных и крутых залежах, происходит пикообразное нарастание вскрышных объемов и дальности транспортирования.

Если этого не предусмотреть в настоящее время, то все разрезы в ближайшие десятилетия окажутся ограниченными собственными отвалами, и их дальнейшее развитие будет проблематичным. Так же одним из решающих факторов выбора системы разработки является ускоренное вовлечение в производственный процесс техногенного ресурса – выработанного пространства.

В настоящее время на разрезах Кузбасса имеется значительный ресурс для ускоренного перехода на внутреннее отвалообразование – это выработанное пространство, которое образовалось при продольной системе разработки (рис.1 и 2).

Большая часть разрезов бассейна эксплуатируется с середины прошлого столетия, при этом текущая глубина по состоянию на сегодняшний день достигает 100-300метров, это в свою очередь повышает приемную способность выработанного пространства, снижает период строительства емкости под внутренний отвал и текущий коэффициент вскрыши при ее сооружении.

На основе использования метода горно-геометрического анализа карьерного поля устанавливается значение среднего коэффициента вскрыши (Кср) который является определяющим критерием размещения породы во внутреннем отвале (рис.3).

где Кро – остаточный коэффициент разрыхления в отвале (Кро=1,8-1,15);

п-плотность угля, т/м3.

Рис. 1. Общий вид выработанного пространства при углубочных продольных системах разработки и возможные варианты размещения внутреннего отвала.

Рис. 2. Объемы горной массы и выработанного пространства при продольной углубочной системе разработки наклонных и крутых угольных пластов с учетом формирования выработок под внутренний отвал.

Рис.3. График зависимости среднего коэффициента вскрыши (Кв) от суммарной мощности породных междупластий (Ммп) и мощности угольных пластов (m).

Существенного снижения среднего коэффициента вскрыши можно достигнуть исключив из разработки отдельные мощные междупластья или регулируя долей попадания выработанного пространства в емкость под внутренний отвал (рис.4).

Рис.4. График зависимости выработанного пространства (Vвп) от глубины карьера (Нк) при долевом попадании емкости под внутренний отвал в выработанное пространство.

ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БЕЛОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Водохранилище на реке Иня, образованное в 1964 году, является искусственным водным объектом, сооруженным для задержания стока реки Иня с целью использования аккумулированной воды для производственных целей ГРЭС.

Ложем водохранилища служит долина реки Ини, поэтому акватория водоема-охладителя характеризуется относительно узкой, вытянутой поверхностью с многочисленными заливами и наличием падения уровня по направлению от верховья (впадение рек Иня, Дальний Менчереп, Салаир) к плотине.

Первоначальный полный объем водохранилища в 1964 году составлял 59,0 млн.м3, полезный 22,5 млн. м3. За прошедшие года эксплуатации полезный объем водохранилища не изменился. В это же время, в результате переработки берегов, поступления твердого стока с водосборного бассейна, поступлений твердых атмосферных и биологических осадков в ложе водоема–охладителя сформировались вторичные донные отложения, а мертвый объем водохранилища сократился с 35,5•106 м3 до 25,4•106 м3.

Объем отлагающих наносных отложений составляет в среднем до 0,1 млн.

м3 в год. [1] Объем наносных отложений в процентном соотношении формируется за счет:

- продуктов переработки берегов - 83%;

- твердого стока с водосборной территории - 15%;

- твердых атмосферных и биологических осадков -2%.

Однако необходимо отметить, что значительная часть продуктов переработки берегов откладывается в полезной емкости водохранилища и только часть из них переносится в дальнейшем в зону мертвого объема или в виде взвешенных частиц уносится потоком и сбрасывается в русло реки Ини ниже плотины. Кроме того, проведенные в период 1982-95 гг. берегоукрепительные работы замедлили процесс переработки берегов.

Существенному же заиливанию подвержен именно мертвый объем водохранилища находящийся в хвостовой части. Поэтому немаловажным фактором в накоплении донных отложений является твердый сток с водосборной территории, объем которого за время существования Беловского водохранилища увеличился более чем в 2 раза.

Измерения, проводимые ГУ «Кемеровский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (см. рис. №1) показывают, что концентрация взвешенных веществ в пробах, взятых в нижнем и верхнем бьефах, отличаются в периоды до и после 1999 года. До 1999 года взвешенных веществ больше в пробах взятых в нижнем бьефе (у плотины), что можно связать с интенсивными процессами подработки берегов, после же 1999г. концентрации взвешенных веществ преобладают в верхнем бьефе (с. Поморцево), что указывает на значительные поступления их с твердым стоком с водосборной территории реки Ини, питающей водоем.

Кроме того, доли минеральных и органических веществ в донных отложениях снижаются по направлению от верхней зоны водоемаохладителя (соответственно 7,8% и 40,4%) к нижней зоне (соответственно 4,7% и 28,6%) [1], что дополнительно свидетельствует об их поступлении с водосборной территории и аккумуляции преимущественно в верхней зоне.

Рис.1. Концентрации взвешенных веществ в водах Беловского водохранилища.

С твердым стоком в водоем-охладитель поступает существенное количество токсических химических элементов, которые аккумулируют в донных отложениях, что значительно снижает качество вод в этом водоеме.

Так, по данным ГУ «Кемеровский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», среднегодовые концентрации некоторых загрязняющих веществ в Беловском водохранилище превышают ПДК в разы (табл. 1).

Вода в Беловском водохранилище по ряду критериев относится к питьевой, однако поступающие в водоем загрязнения снижают ее качество. По обобщенному показателю вода в Беловском водохранилище очень загрязненная» (УКИЗВ 3,02/3,06, соответственно в верхнем/нижнем бьефе). [2].

Наличие же на водосборной площади реки Ини большого количества угледобывающих предприятий существенно влияет на качество вод.

За счет недостаточно очищенных вод предприятий угольной промышленности, а также за счет перегрузки большинства очистных сооружений создаются повышенные концентрации вредных веществ в реках.

Так, в реке Ине превысили свои ПДК среднегодовые концентрации:

нефтепродуктов - в 2,2/2,4 раза; фенолов в 2 раза; органических соединений по показателю БПК5 - в 1,7/1,9 раза, по показателю ХПК - в 2,1/2, раза; меди - в 2,1/2,3 раза; марганца - в 1,6 раза; железа общего - в 1,6 /1, раза; цинка в 1,6/1 раза [2].

Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ Наименование заБеловское водохранилище грязняющего веще- ПДКр. х.