PROJEKT

Z

EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ ZŁÓŻ

Temat: Projekt eksploatacji złoża systemem filarowo - komorowym ( J - 0 )

I. Warunki geologiczno-inżynierskie panujące w złożu.

Złoże należy do grupy skał pochodzenia osadowego. Są to utwory trzeciorzędowe , które w wyniku wieloletniej sedymentacji ułożyły się warstwowo. Ponieważ są to młode utwory, nie uległy znacznym zaburzeniom tektonicznym. Kąt upadu warstw waha się w granicach 6°.

II. Dane geotechniczne dotyczące złoża.

W złożu bilansowym wyróżniamy trzy warstwy o różnych właściwościach mineralogicznych oraz o różnej wytrzymałości na ściskanie R_c , są to:

• piaskowiec (PM) -piaskowiec średnioziarnisty zwięzły o spoiwie mieszanym ; R_c = 35,7 [MPa] ,

• wapień (WDMZ) - wapień dolomityczny - zgipsowany ; R_c = 65,9 [MPa]

• łupek (ŁD) - łupek dolomityczny ; R_c = 115,2 [MPa]

rysunek

Łupek w złożu bilansowym stanowi warstwę 10 - 20 [cm]

III. Opis systemu eksploatacji.

Eksploatacja złoża prowadzona jest systemem komorowo-filarowym jednoetapowym, z zawałem stropu, szerokim otwarciem frontu J-0 z filarami o wymiarach 5÷10 x 5÷15 [m] usytuowanymi dłuższą krawędzią równolegle do linii frontu.

1.Warunki stosowania systemu.

Systemem tym można wybierać złoża typu pokładowego o następującej charakterystyce:

a). Miąższość złoża do 5,0 m.

b). Upad złoża nie większy niż 6°.

c). Skały stropowe nadają się do stosowania obudowy kotwiowej.

2.Przygotowanie pola.

Długość frontu eksploatacyjnego jest zależna od projektowanej zdolności wydobywczej oddziału lub od odległości między zrąbami wcześniej wybranego złoża. Ze względów organizacyjnych i z uwagi na własności górotworu wskazanym jest, aby długość frontu eksploatacyjnego wynosiła od 200,0 m do 400,0 m. Wyrobiska ograniczające front eksploatacyjny muszą mieć stałe połączenie z czynnymi wyrobiskami kopalni.

3.Opis systemu.

W systemie komorowo-filarowym z zawałem stropu z szerokim otwarciem frontu, złoże wybiera się komorami i pasami o szerokości do 6,0 m i wysokości do 5,0 m z pozostawieniem kwadratowych lub prostokątnych filarów o wymiarach 5,0÷10 x 5,0÷16 [m], podtrzymujących strop nad przestrzenią roboczą. Filary te są usytuowane dłuższą krawędzią równolegle lub prostopadle do linii frontu eksploatacyjnego. Wymiary filarów dobiera się tak, aby łagodnie przechodziły ze stanu sprężystego w stan pokrytyczny przy zachowaniu wystarczającej podporności stropu. W polu eksploatacyjnym utrzymuje się 4÷7 pasów. W miarę postępu frontu eksploatacyjnego ostatni rząd filarów jest likwidowany równocześnie z wykonywaniem zawału stropu. Uprzednio filary przyzawałowe wybiera się wcinkami o szerokości 6,0÷8,0 [m]wykonanymi w środku ich długości. Długość komór w caliźnie ustala się przed wykonaniem pasa odpowiednio do warunków geologicznych. Minimalne szerokość frontu eksploatacyjnego wynosi 44[m] tj. cztery rzędy filarów - 20,0[m], cztery pasy - 24,0[m]. Podane szerokości wyrobisk i wymiary filarów są mierzone pod stropem złoża.

4.Elementy technologii górniczej.

4.1.Urabianie złoża

Urabianie złoża prowadzi się za pomocą materiału wybuchowego patronowanego lub saletrolu. Długości otworów strzałowych wynosi od 2,0 m do 3,5 m. W przypadku wystąpienia w furcie eksploatacyjnej skał o dużej wytrzymałości zdolnych do akumulowania energii sprężystej, stosuje się w komorach i pasach przodkowe strzelania urabiająco-odprężające.

4.2.Ładowanie i odstawa urobku.

Urobek ładowany jest samojezdnymi ładowarkami typu ŁK na skrzyniowe wozy odstawcze i odstawiany do punktów wysypowych (kraty) na przenośniki taśmowe lub do zbiorników

oddziałowych stacji załadowczych.

4.3.Obudowa wyrobisk.

Do zabezpieczania stropu i ociosów komór i pasów oraz wcinek i przecinek na froncie eksploatacyjnym stosuje się obudowę kotwiową.

4.4. Przewietrzanie

Przewietrzanie frontu eksploatacyjnego odbywa się opływowym prądem świeżego powietrza. W szczególnych przypadkach stosuje się wentylację odrębną określoną w dokumentacji

techniczno-ruchowej.

4.5.Likwidacja pustki poeksploatacyjnej.

Pustka poeksploatacyjna likwidowana jest poprzez wywołanie wymuszonego zawału warstw stropowych robotami strzałowymi. Równocześnie ze strzelaniem w stropie likwiduje się robotami strzałowymi ostatni rząd filarów eksploatacyjnych na odcinku zawalonego stropu. Bezpośrednio przed wywołaniem zawału filary te wybiera się wcinkami, zmniejszając ich powierzchnia przy stropie do 12,0÷13,5 [m²].

4.5.Organizacja procesu produkcyjnego.

Organizacja robót w przodkach wybierkowych jest szeregowo-cykliczna z wykonaniem cyklu w czasie jednej zmiany produkcyjnej. Wszystkie prace związane z eksploatacją złoża i utrzymaniem wyrobisk eksploatacyjnych są wykonywane maszynami:

• otwory strzałowe są wiercone za pomocą samojezdnych dwuwysięgnikowych wozów wiertniczych,

• ładowanie materiałów wybuchowych sypkich typu saletrol wykonuje się mechanicznie z samojezdnych wozów strzałowych; materiały wybuchowe patronowane ładuje się ręcznie,

• urobek ładuje się i odstawia z przodków za pomocą wozów ładująco - odstawczych typu ŁK , które mogą jednocześnie współpracować ze skrzyniowymi wozami odstawczymi,

• obudowę kotwiową wykonuje się przy użyciu samojezdnych wozów kotwiących,

• otwory strzałowe w stropie wierci się za pomocą samojezdnych wozów strzałowych,

• obrywkę stropu i ociosów wykonuje się samojezdnymi obrywarkami.

IV. Obliczenia.

1. Wyznaczenie objętości urobionej calizny.

[m³] , gdzie

z - zabiór

b - średnia szerokość przodka

h - miąższość bilansowa złoża

2. Określenie ciężaru urobku po jednym odstrzale

[Mg] , gdzie

z - zabiór [m]

b - średnia szerokość przodka [m]

h - miąższość bilansowa złoża [m]

- ciężar objętościowy miedzi [Mg/m³]

3.Określenie ilości przodków na dobę.

Ilość przodków została określona na podstawie stosunku dobowego wydobycia do ciężaru urobku po jednym odstrzale.

4. Określenie całkowitej ilości otworów strzałowych.

[ ilość otworów na 1 m²] , gdzie

f - współczynnik Protodiakonowa

współczynnik określono na podstawie średniej dwóch warstw złożowych (f_d - dla dolomitu oraz f_p - dla piaskowca ) , ponieważ średnia wartość jest mniejsza od f_ł - dla łupków , wartość całkowitą zwiększono

f_ł , f = 6,2 [MPa]

s - powierzchnia czoła przodka [m²]

5. Wyznaczenie sumarycznej długości otworów strzałowych w przodku.

(+ 0,1 m na otwór ) [m]

6. Czas odwiercania otworów strzałowych w przodku.

+ 20% ( czas na zmianę raczków ) [min]

7. Określenie ilości łyżek ładowarki ŁK - 2 potrzebnych do zabrania urobku z jednego przodka.

Uwzględniając ciężar objętościowy miedzi
[Mg/m³] otrzymamy:

_łyżki
= udźwig dla pełnego wypełnienia łyżki kopaliną , wynosi 10 [Mg] ,

v_łyżki - pojemność łyżki [m³]

Uwzględniając rzeczywisty udźwig łyżki u_łyżki:

wypełnienie łyżki przy rzeczywistym udźwigu , wynosi 3,2 [m³]

( V: wypełnienie łyżki przy rzeczywistym udźwigu) + 20% ( niepełne wypełnienie łyżki) = ilość łyżek

8. Określenie ilości łyżek ładowarki ŁK - 2 potrzebnych do załadowania 1 skrzyni wozu odstawczego Expadrum.

Uwzględniając pojemność skrzyni wozu odstawczego oraz objętość łyżki przy rzeczywistym udźwigu ładowarki otrzymamy możliwą ilość łyżek potrzebnych do załadowania wozu Expadrum.

9. Wyznaczenie ilości kursów potrzebnych do wywozu urobku z przodka wozem odstawczym Expadrum.

Wartość tą określa stosunek ilości łyżek ładowarki potrzebnych do zabrania urobku z 1 przodka do ilości łyżek ładowarki potrzebnych do załadowania 1 skrzyni wozu odstawczego.

10. Tabela z zestawieniem obliczeń.

Z podanych wariantu wybieram wariant i .

V. Dane charakterystyczne dobranych maszyn.

Tabela nr 2

Symbol maszyny	Średni postęp wiercenia [m/min]	Długość wierconych otworów [m]	Średnica otworu [m]	Ilość kotwi na zmianę
SWK -2	1,2	1,8	44	35
SWZ - 1	1,2	30,0	52	-
SWWO -2/1	1,2	4,0	42	-

ŁK - 2

-pojemność łyżki 4,2 [m³]

-udźwig 80 [kN]

-długość 9,24 [m]

-szerokość 7,73 [m]

-wysokość 1,85 [m]

-promień skrętu wew. 3,09 [m]

zew. 6,46 [m]

-prędkość jazdy 36,0 [km/h]

Expadrum

-nośność 22,0 ÷ 25,0 [t]

-pojemność skrzyni 12 [m³]

-długość 9,1 [m]

-szerokość 3,1 [m]

-wysokość 2,2 [m]

-prędkość jazdy − [km/h]

-promień skrętu wew. 2,3 [m]

zew. 4,5 [m]

-typ skrzyni szufladowy

6. Organizacja pracy w przodkach na jednej zmianie.

1. Obłożenie załogi.

Tabela nr 3

Ludzie	Ilość
Operator kotwiarki SWK	2
Pomocnik operatora kot. SWK	2
Operator wiertnicy	2
Operator ładowarki ŁK - 2	2
Operator wozu odstawczego Expadrum	4
Operator spycharki	1
Operator wozu do obrywu SWOB	1
Pomocnik oper. wozu do obrywu SWOB	1
Operator wozu strzałowego SWS	1
Sztygar	1
Przodkowy	4
Strzałowy	2
Przodowych	2
Operator kruszarki	1
Elektryk	1
Górnik	10
razem	37

2. Harmonogram prac na jednej zmianie.

Tabela nr 3

Przodek	Czynności	Czas pracy
		6 8 10 12 14
K1P4	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	∗
K2P4	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	*
K3P4	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	*
K4P4	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	*
W1P2	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	∗
W2P2	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie
W3P2	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie	*
W3P2	Wiercenie otworów strzał. Roboty strzałowe Ładowanie urobku Wiercenie i kotwienie

3. Zestaw maszyn.

Tabela nr 5

Maszyny	Ilość
wóz kotwiący SWK	2
wóz wiertniczy SWW - 1H	2
ładowarka ŁK - 2	2
wozy odstawcze Expadrum	4
spychacz Harwester	1
wóz do obrywu SWOB	1
wóz strzelniczy SWS	1
kruszarka	1

---