Politechnika Wrocławska dnia

Wydział Górniczy E.P.O.

Projekt techniczny oddziału eksploatacyjnego G II pole K 30

Wykonał:

1. CZĘŚĆ GÓRNICZA

1. Charakterystyka złoża i warunki geologiczne

Opisywane złoże rudy miedzi zalega na głębokości -750 m.ppm. Jest to złoże osadowe o regularnej budowie, poziome o nachyleniu do 4^o. Ze względu na grubość, zalicza się do średnich o wielkości furty eksploatacyjnej 3,0 m. Wynika to z miąższości bilansowej, którą przyjęto dla zawartości miedzi w skale urabianej α_Cu = 3,0 %. Zawartość miedzi w skale urabianej stwierdzono na podstawie prób bruzdowych. Strop wyrobiska eksploatacyjnego stanowią skały wapienno - dolomitowe o wytrzymałości na ściskanie R_c = 80 [ Mpa ]. Spąg wyrobiska stanowi piaskowiec drobnoziarnisty ( R_c = 75 MPa ).

Profil geologiczny złoża w pkt. A

2. Sposób udostępnienia i przygotowania złoża do eksploatacji

Pole wybierkowe okonturowane jest wiązkami wyrobisk prowadzonych w układzie dwunitkowym. Długość frontu eksploatacyjnego jest uzależniona od projektowanej zdolności wydobywczej oddziału lub od odległości między zrobami wcześniej wybranego złoża. Ze względu organizacyjnych i z uwagi na własności górotworu wskazane jest, aby długość frontu eksploatacyjnego wynosiła nie mniej niż 200 m. Wyrobiska ograniczające front muszą mieć stałe połączenie z czynnymi wyrobiskami kopalni.

3. System eksploatacji

1. Opis systemu eksploatacji

W systemie eksploatacji komorowo - filarowym z ograniczonym zawałem J - Z, złoże rudy miedzi wybiera się komorami i pasami o szerokości 6,0 m i wysokości 3,0 m z pozostawieniem prostokątnych filarów o wymiarach 8,0 m x 15,0 m, podtrzymujących strop nad przecznicą roboczą. W szczególnych warunkach geologiczno - górniczych (np.: zaburzenia tektoniczne, eksploatacja wzdłuż zrobów itp.) wymiary filarów mogą ulec zmianie, co należy przedstawić w dokumentacji techniczno - ruchowej. Filary są usytuowane dłuższą krawędzią równolegle do frontu eksploatacyjnego. Na froncie eksploatacyjnym utrzymuje się nie mniej niż trzy rzędy filarów. Maksymalną ilość rzędów filarów i długość komór wyprzedzających front ustala Kierownik Ruchu Zakładu, w zależności od parametrów wytrzymałościowych furty eksploatacyjnej i skał otaczających oraz przejawów ciśnienia górotworu, po uprzednim zaopiniowaniu przez odpowiedni Zespół ds. Zwalczania Tąpań i Zawałów. Z komór wyprzedzających front wykonuje się wcinki w osiach projektowanych pasów. W miarę postępu frontu eksploatacyjnego ostatni rząd filarów jest obierany od strony pasa przyzawałowego na odcinku wykonywanego zawału.

Powstałe w wyniku obrania resztki filarów nie są rozstrzeliwane tylko obsypywane gruzowiskiem skalnym pochodzącym z zestrzelonych warstw stropowych.

Krok zawału wynosi 15,0 m. Minimalna szerokość frontu eksploatacyjnego wynosi 36,0 m.( tj. trzy rzędy filarów - 18,0 m., trzy pasa - 18,0 m.). W przypadkach szczególnych (np.: zmiany warunków geologiczno - górniczych) decyzję o zmianie geometrii systemu podejmuje Kierownik Ruchu Zakładu po uprzednim zaopiniowaniu przez odpowiedni Zespół ds. Zwalczania Tąpań i Zawałów. Podane szerokości wyrobisk i wymiary filarów są mierzone pod stropem.

2. Sposób urabiania złoża

Urabianie złoża prowadzi się za pomocą materiału wybuchowego: saletrolu. Długość otworów strzałowych wynosi 3,0 m. W przypadku występowania w furcie eksploatacyjnej skał o dużej wytrzymałości, zdolnych do akumulowania energii sprężystej, stosuje się w komorach i pasach przodkowe strzelanie urabiająco - odprężające.

3. Rodzaje obudów wyrobisk

Do zabezpieczenia stropu, ociosów komór i pasów oraz wcinek i przecinek na froncie eksploatacyjnym stosuje się obudowę kotwiową. Sposoby zabezpieczania wyrobisk obudową są określone dla każdego rejonu kopalni w książce obudowy Plan Ruchu.

4. Odstawa urobku i transport materiałów

Urobek jest ładowany za pomocą ładowarek typu ŁK na skrzyniowe wozy odstawcze i odstawiany do wysypów na przenośniki taśmowe ( kraty ).

5. Sposób przewietrzania

Przewietrzanie frontu eksploatacyjnego odbywa się opływowym prądem świeżego powietrza. W szczególnych przypadkach stosuje się wentylację odrębna określoną w dokumentacji techniczno - ruchowej.

6. Likwidacja pustki poeksploatacyjnej

Pustka poeksploatacyjna jest likwidowana przez likwidowanie ograniczonego zawału warstw stropowych oraz wykonanie robotami strzałowymi szczelin w skałach stropowych z pozostawieniem filarów resztkowych.

Zawał wykonywany jest wzdłuż dłuższych boków pozostawionych, nierozstrzeliwanych filarów resztkowych.

Zasięg strzelania zawałowego powinien być taki, aby gruzowisko skalne obsypało i utwierdziło filary resztkowe. Zasięg ten wynosi od 2,5 m. do 4,0 m. Szczegółowe zasady wykonywania ograniczonego zawału ustala się w dokumentacji techniczno - ruchowej. W szczególnych przypadkach obsypania filarów resztkowych można dokonywać skałą płonną zamiast rumoszu skalnego z ograniczonego zawału. W skałach stropowych zdolnych do akumulowania dużej energii sprężystej wykonuje się robotami strzałowymi szczeliny wzdłuż filarów resztkowych. Odległości między poszczególnymi szczelinami i zasięg strzelania ustala się w dokumentacji techniczno - ruchowej.

7. Organizacja procesu produkcyjnego

Organizacja robót w przodkach wybierkowych jest przeważnie szeregowo - cykliczna. W niektórych przypadkach stosuje się organizację robót szeregowo - równoległą cykliczną z wykonywaniem cyklu w czasie jednej zmiany produkcyjnej.

8. Mechanizacja wydobycia

Wszystkie prace przodkowe 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,

• urobek z przodków ładuje się za pomocą wozów ładująco - odstawczych typu ŁK, które równocześnie współpracują 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 obrywkami,.

2. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

1. Roboty strzałowe

Dane:

Długość frontu eksploatacyjnego l_f = 320,0 m.

Szerokość pasa i komory b = 6,0 m.

Wymiary filarów 6,0
15,0 m.

Ciężar objętościowy rudy miedzi
2.6 Mg/m³

1.1. Strzelanie przodka

bp = 6,0 m

hp = 3,0 m

α = 10 o

• Długość otworu strzałowego - lpo

Przyjmuję długość otworu strzałowego przy strzelaniu przodków lpo = 3,0 m

• Obliczenie powierzchni przodka - Sp

• zabiór - zp

Przyjmując, że wykorzystanie otworu strzałowego
zabiór obliczono ze wzoru:

• Obliczenie liczby otworów strzałowych przypadających na 1 m2 wyrobiska - np

• Obliczenie całkowitej liczby otworów strzałowych przy strzelaniu przodka - Np

• Obliczenie objętości odstrzelonego urobku z przodka - Vp

• Obliczenie masy urobku uzyskanej podczas strzelania jednego przodka - mpu

• Obliczenie masy miedzi uzyskanej po odstrzeleniu jednego przodka - mpCu

2. Wiercenie otworów strzałowych

2.1. Wiercenie przodka

• Łączna długość otworów strzałowych w przodku - l^p_o

• Urządzenie wiercące

Do wiercenia otworów strzałowych w przodku stosujemy SWW - 2/5, którego średni postęp wiercenia wynosi P = 0,45 [ m / min ]

• Czas wiercenia otworów strzałowych w przodku - t_p

ilość głowic n_g = 2

łączna dł. otworów strzałowych w przodku l^p_o = 75 [ m ]

czas na przestawienie głowic do nowej pozycji 2 [ min. ]

• Przyjmujemy , że czas załadowania otworów strzałowych materiałem wybuchowym oraz połączenie całej instalacji wynosi również 85 [min]. Materiał wybuchowy ładowany jest do otworów strzałowych w przodku przez samojezdny wóz strzałowy SWS - 4.

• Po nawierceniu otworów strzałowych w przodku SWW - 2/5 przejeżdża do następnego przodka.

2.2. Wiercenie filaru

• Łączna długość otworów strzałowych w filarze - l^f_o

• Urządzenie wiercące

Do wiercenia otworów strzałowych w filarach stosujemy SWWO - 2/1, którego średni postęp wiercenia wynosi P = 0,72 [ m / min ]

• Czas wiercenia otworów strzałowych w filarze - t_f

ilość głowic n_g = 2

łączna dł. otworów strzałowych w filarze l^f_o = 164 [ m ]

czas na przestawienie głowic do nowej pozycji 2 [ min. ]

• Przyjmujemy , że czas załadowania otworów strzałowych w filarze materiałem wybuchowym oraz połączenie całej instalacji wynosi 100 [ min ]. Materiał wybuchowy ładowany jest do otworów strzałowych w filarach przez samojezdny wóz strzałowy SWS - 4.

3. Ładowanie i odstawa urobku

Do ładowania i odstawy urobku stosujemy następujące maszyny :

Ładowarka ŁK - 2 pojemność łyżki V_Ł = 4,2 [m³]

Wóz odstawczy CB - 4 pojemność skrzyni V_S = 8,2 [m³]

3.1. Ładowanie z przodków ( komór i pasów )

• Liczba kursów wozów odstawczych przy ładowaniu urobku odstrzelonego z jednego przodka - i^p_k

gdzie :

V_p - objętość urobku odstrzelona w jednym przodku,

V_CB-4 - pojemność skrzyni wozu odstawczego CB - 4,

Organizacja robót w przodku

• Odległość od przodka do punktu odstawczego l_p-o = 200,0 [m]

• Odległość od_. punktu odstawczego do przodka l_o-p =220 [m]

• Średnia prędkość jazdy CB - 4 wynosi ϑ_CB-4 = 10 [ km /h ] = 166,67 [ m /min ]

• Czas kursu z przodka do punktu odstawczego - t_p-o

• Czas kursu z punktu odstawczego do przodka - t _o-p

• Czas załadowania CB - 4 wynosi :
  

• Czas rozładowania CB - 4 wynosi :
  

• Łączny czas kursu z przodka - T_p

• Czas wywiezienia całego urobku z przodka - T_pc

T_pc = i^p_k^. T_p

Ze względu na nieprzewidziane przestoje przy odstawie urobku z przodka obliczony czas odstawy urobku zwiększamy do 45 [min].

Po wybraniu urobku z przodka zestaw maszyn przejeżdża do następnego przodka. Na jego miejsce do przodka wjeżdża wóz kotwiący SWK - 2.

3.2. Ładowanie z filarów

• Liczba kursów wozów odstawczych przy ładowaniu urobku odstrzelonego z filara - i^f_k

V_f - objętość urobku odstrzelona w jednym filarze,

V_CB-4 - pojemność skrzyni wozu odstawczego CB - 4,

Organizacja robót przy filarze

• Odległość od filara do punktu odstawczego l_f-o = 160,0 [m]

• Odległość od_. punktu odstawczego do filara l_o-f =180,0 [m]

• Czas kursu z przodka do punktu odstawczego - t_f-o

• Czas kursu z punktu odstawczego do przodka - t _o-f

• Czas załadowania CB - 4 wynosi :
  

• Czas rozładowania CB - 4 wynosi :
  

• Łączny czas kursu z filara - T_f

• Czas wywiezienia całego urobku po odstrzeleniu filara - T_fc

Ze względu na nieprzewidziane przestoje przy odstawie urobku z przodka obliczony czas odstawy urobku zwiększamy do 145 [min].

4. Obudowa kotwiowa

• wydajność SWK - 2 wynosi 36 kotwi / zmianę

• kotwie zakładamy co 1,0 m

• 
  ilość kotwi - 18 / przodek

• założenie kotwi w odsłoniętym stropie trwa 3,5 h

• po założeniu kotwi w przodku SWK - 2 przejeżdża do następnego przodka

5. Strzelanie zawałowe

Otwory zawałowe oddalone są od siebie w odstępach co 2m i nachylone do stropu pod kątem 45^o. Otwory te wiercone są do wysokości h_z = 4m. Całkowita liczba tych otworów N_z = 23.

• Długość otworów zawałowych - l^z_o

• Łączna długość otworów zawałowych - l^z_o

• Urządzenie wiercące

Do wiercenia otworów zawałowych stosujemy SWZ - 1, którego średni postęp wiercenia wynosi P_z = 0,6 [ m / min ]

• Czas wiercenia otworów strzałowych w przodku - t_p

ilość głowic n_g = 2

łączna dł. otworów zawałowych l^z_o = 130,2 [ m ]

czas na przestawienie głowic do nowej pozycji 2 [ min. ]

• Przyjmujemy , że czas załadowania otworów zawałowych materiałem wybuchowym oraz połączenie całej instalacji wynosi również 110[min]. Materiał wybuchowy ładowany jest do otworów strzałowych przez samojezdny wóz strzałowy SWS - 4.

6. Podsumowanie wyników

• Czas trwania poszczególnych czynności:

wiercenie otworów w przodku 85,0 [ min ],

wiercenie otworów w filarze 115,0 [ min ],

roboty strzałowe w przodku 85,0 [ min ],

roboty strzałowe w filarze 115,0 [ min ],

wybranie urobku z przodka 45,0 [ min ],

wybranie urobku z filara 137,0 [ min ],

kotwienie stropu przodka 210 [ min ],

wiercenie otworów zawałowych 110 [ min ],

strzelanie zawałowe 110 [ min ],

Dodatkowo po strzelaniu do przodka lub filara jako pierwsza wjeżdża samojezdna obrywka i dokonuje obrywki stropu i ociosów ze skał nieodstrzelonych. Czas obrywania wynosi 25 [ min ].

7. Harmonogram prac na jednej zmianie

Na podstawie otrzymanych wyników sporządzono harmonogram pracy jednej zmiany.

8. Wydobycie

1. Wydobycie na zmianę

Na każdej zmianie strzelanych jest 10 przodków i 3 filary. Każda zmiana trwa t_zm = 8 godzin. Wydobycie na zmianę Q_zm wyniesie:

Q^p_zm - wydobycie na zmianę z pojedynczego przodka,

Q^f_zm - wydobycie na zmianę z pojedynczego filara,

Wydobycie w rudzie Q^p_{zm ( r )} można policzyć ze wzoru:

;

Natomiast wydobycie Q^f_zm w rudzie wyniesie:

;

;

2. Wydobycie z przodka i filara

• Wydobycie z przodka - Q^p

;

• Wydobycie z filara - Q^f

;

1. Wydobycie dobowe

Wydobycie dobowe Q_d obliczono przyjmując, że liczba zmian na dobę n_zm = 3

2

---