Akademia

Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica w

Krakowie

Eksploatacja złóż rud miedzi

systemem blokowym z podsadzką.

Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii

Kierunek: Górnictwo i Geologia

Rok IV, TPEZ

Wykonał : Krzysztof Pasterak

Spis treści

13. Obliczenie wydobycia i czasu trwania kopalni

14. Likwidacja zrobów

1. Dane do projektu

• Złoże pokładowe

• Nachylenie złoża 75⁰

• Miąższość 15 m

• Głębokość zalegania 200-800 m pod powierzchnią terenu

• Zawartość miedzi w rudzie 1,8 %

• System eksploatacji blokowy z podsadzką

2. Profil geologiczny złoża

3. Charakterystyka systemu eksploatacji.

System blokowy stosuje się do wybierania złóż grubych. Są to systemy na ogół z zawałem stropu, co powoduje duże deformacje powierzchni, w moim przypadku do likwidacji przestrzeni wybranej będzie stosowana podsadzka co w znacznym stopniu zmniejszy deformację powierzchni . Urabianie złoża przeprowadza się za pomocą długich otworów strzałowych wierconych z chodników eksploatacyjnych wykonanych w złożu. Główną wadą tego systemu jest zubożenie rudy, która wzrasta wraz z ilością wypuszczanego urobku, zaś zasadniczą zaletą systemu blokowego jest jego olbrzymia wydajność przodkowa.

4. Przestrzenne usytuowanie złoża.

Złoże zalega na głębokości 200 m pod poziomem terenu sięgając swoim zasięgiem głębokości około 1000 m pod poziomem terenu. Szerokość złoża w poziomie kształtuje się na ok. 15,5 m zaś jego długość sięga 3000 m. Złoże udostępniane będzie 2 szybami: wentylacyjnym i wydobywczym. Nachylone jest pod katem 75^o.

5. Obliczenia zasobów.

Ilość rudy:

800*3000*15 = 36 000 000 m³

Ilość miedzi w rudzie:

36 000 000*1,8% = 648 000 m³ miedzi

6. Sposób rozcięcia i organizacji eksploatacji złoża.

Złoże poddane eksploatacji zostało podzielone na 13 pięter eksploatacyjnych. Eksploatacja odbywać się będzie przodkami eksploatacyjnymi z odpowiednim wyprzedzeniem. W związku z tym, że przestrzeń poeksploatacyjna będzie likwidowana z użyciem podsadzki, eksploatacja będzie prowadzona od dołu. Urabianie rudy następować będzie za pomocą MW ( Amonitem 69H) przy pomocy samojezdnego wozu strzałowego. Zabudowa w obudowie kotwiowej i wykonanie otworów strzałowych będzie dokonana z użyciem samojezdnego wozu wiercąco - kotwiącego. Odstawa urobku za pomocą ładowarek i samojezdnych wozów odstawczych. Z uwagi na długą drogę odstawy co 250 m wykonane zostaną wcinki w celu łatwiejszego załadunku rudy i dostarczeniu jej do „kraty” w szybiku zszybczym. Następnie urobek trafi na taśmociąg a stamtąd szybem na powierzchnie i do zakładu przeróbczego.

Rozwiązanie wcinki ułatwiającej załadunek

Przestrzenny widok odstawy urobku

7. Urabianie

1. Wykonywanie chodników eksploatacyjnych, odbywać się przy pomocy MW. Wymiary chodników: 6m x 4m x 3m (etap 1)

2. Urabianie rudy odbywać będzie się z chodników eksploatacyjnych za pomocą MW. Ładunki wybuchowe rozmieszczone wachlarzowo w otworach strzelniczych o wymiarach ok. 13m. (etap 2 po wykonaniu chodnika)

Wymiary drążonych chodników eksploatacyjnych

Schemat rozmieszczenia MW podczas eksploatacji blokowej

Wiercenie otworów strzelniczych odbywać się będzie za pomocą samojezdnych wozów wiercąco - kotwiących SWWK-2L

Samojezdny wóz wiercąco - kotwiący typu SWWK-2L jest przegubową maszyną górniczą na podwoziu oponowym przeznaczoną do:

- wiercenie otworów kotwiowych w stropie i ociosach,

- wykonanie spoiwowej obudowy kotwiowej,

- zabudowa kotwi liniowych metodą cementacji otworów,

- wiercenie długich otworów nawet do 30 m,

- wiercenie otworów strzałowych w czole przodka,

- ponadto z podestu roboczego możliwe jest wykonanie innych prac pomocniczych na wysokościach np.: ręcznej obrywki, montażu siatek ochronnych przy stropie i ociosach

DANE TECHNICZNE SWWK-2L:

1. Wysokość maszyny (minimum) - 2200 mm

2. Długość maszyny - 12100-14100 mm

3.Szerokość maszyny - 2530 mm

4. Wewnętrzny promień skrętu - 3300mm

5. Zewnętrzny promień skrętu - 6400 mm

6. Prześwit wozu - 330 mm

7. Pochylenie wzdłużne wyrobiska -12^o

8. Pochylenie poprzeczne wyrobiska - 5^o

9. Rodzaj obudowy - linowo - cementowa

10. Maksymalna długość kotwi - 7000 mm

11. Podest do udźwigu - 300 kg

12. Pompa do kotwi - HSP- 301 (Atlas-Copco)

13. Pompa do betonu z mieszalnikiem - BM/MC

14. Wiertarka hydrauliczna - COP 1238

Ładowanie MW zrealizuje SWS - 7 (samojezdny wóz strzelniczy)

8. Ładowanie urobku.

Ładowanie urobku odbywać się będzie za pomocą ładowarki łyżkowej

Koło- przegubowej tur-0901

Ładowarka kołowa przegubowa o symbolu TUR-0901 przeznaczona jest do pracy przy załadunku i transporcie urobku na bliskie odległości w podziemnych kopalniach rud metali i surowców mineralnych. Dopuszczona do ruchu w wyrobiskach o pochyleniu wzdłużnym 15° i poprzecznym 8°.

Maszyna posiada konstrukcję ochronną operatora spełniającą w pełnym zakresie wymagania normy górniczej PN-92/G-59001 „Konstrukcje chroniące operatora przed obwałami skał.

Wymagania i badania.” dla obciążenia dynamicznego energią 60 kJ.

Parametry techniczne:

długość:

− łyżka oparta o podłoże 10 150 mm

− łyżka w położeniu transportowym 9 600 mm

• szerokość:

− max 3 040 mm

• wysokość: 1750 / 2050 mm

• masa eksploatacyjna ładowarki 26 000 kg

• pojemność nominalna łyżki 4,6 / 5,5 m3

• udźwig nominalny w łyżce 96 kN

• max. wysokość wyładunku przy kącie wysypu 40° 1 800 mm

• zasięg wyładunku przy kącie wysypu 40° 1 800 mm

• max. kąt wyładunku łyżki 40°

• max. prędkość jazdy (do przodu i do tyłu):

- I bieg 4,5 km/h

- II bieg 9,0 km/h

- III bieg 14,0 km/h

- IV bieg 17,0 km/h

9. Odstawa urobku

Odstawa urobku odbywać się będzie za pomocą WOZU ODSTAWCZEGO SZUFLADOWEGO Typu CB4PCK

Wóz Odstawczy Szufladowy przeznaczony jest do transportu i rozładunku urobku w

podziemnych wyrobiskach kopalń rud i surowców mineralnych nie zagrożonych wybuchem. Specjalne rozwiązania konstrukcyjne spełniają wymagania warunków kopalnianych. Mała wysokość wozu oraz duża zwrotność umożliwia przejazd szerokimi na 4,0 m. chodnikami krzyżującymi się pod kątem 90°.

Parametry techniczne:

1. Wymiary:

- długość 9500(mm)

- wysokość 1890 / 1950 / 2100 / 2320 (mm)

- szerokość 3100 / 3350 (mm)

2. Pojemność skrzyni ładunkowej: 11,1 (m³)

3. Maksymalna ładowność: 20(t)

4. Masa własna: 19,3 (t)

5. Parametry techniczno - ruchowe

- promień skrętu 6,04 / 1,705 (m.)

- skręt w przegubie ± 55°

- zdolność pokonywania wzniesień Przy prędkości 3 km/h -15%

6. Prędkość jazdy:

- po drodze poziomej bez obciążenia 16,0 (km/h)

- po pochyleniu 10% z obciążeniem 6,0 (km/h)

10. Przewietrzanie

Praca maszyn samojezdnych jak również ciepło wydzielające się z górotworu powodują, że problem wentylacji kopalni rud miedzi jest zadaniem priorytetowym dla prawidłowego funkcjonowania zakładu górniczego.

Przewietrzanie frontów eksploatacyjnych odbywać się będzie opływowymi prądami powietrza, dodatkowo przewietrzanie wspomagać będzie wentylacja odrębna.

Lokalnie poprawa warunków klimatycznych realizowana będzie poprzez zastosowanie wentylatorów wolnostrumieniowych. Dodatkowo każdy wóz samojezdny będzie wyposażony w klimatyzowaną kabinę.

11. Obudowa

W celu okresowego utrzymania chodników eksploatacyjnych istniej potrzeba wzmocnienia wyrobiska. W tym celu zastosowana będzie obudowa kotwiowa - kotwie linowe wklejane. Dodatkowo strop wyrobiska będzie zabezpieczony przy pomocy siatki MM. Montaż obudowy będzie prowadzony przy użyciu Samojezdnego wozu wiercąco - kotwiącego typu SWWK-2L o którym już wspominałem przy okazji wykonania otworów strzałowych

Przykład wykonania takiej obudowy w chodniku eksploatacyjnym przedstawiają rysunki poniżej:

12. Obliczenie ilości MW.

Jako MW zastosuje Amonit 63H:

Warunki zastosowania:

W zakładach górniczych podziemnych nie węglowych i odkrywkowych jako wodoodporny Amonowo saletrzany materiał wybuchowy skalny. W postaci luzem może być ładowany wyłącznie do otworów strzałowych suchych i wilgotnych o średnicy co najmniej 45 mm natomiast nabojowany w osłonki polietylenowe - do otworów lekko zawodnionych. Czas pozostawienia materiału wybuchowego w otworze zawodnionym do 2 godzin.

Obliczenie jednostkowego zużycia materiału wybuchowego (np. wg wzoru Kutuzowa i Suchanowa)

Dla obliczeń przyjąłem:

ds = średnia odległość między szczelinami w masywie = 1m

dk = żądany rozmiar średniego ziarna 0,1 m

Ciepło wybuchu dla MW

Q = 835,9606

= 2,72

Wskaźnik zwięzłości skały f = 28,

Średnica otworu d= 105 mm

Jednostkowe zużycie materiału wybuchowego, kg/m3

=

= 0,13 * 2,72 *

1,3

Określenie parametrów geometrycznych rozmieszczenia otworów:

- głębokość otworu lo = 13m

- długość przewiertu - lpw =1,05 m

- zabiór „z”

Przyjąłem następujące dane:

- c = 6,49

- długość przybitki - lp = 2 m

- względna odległość między otworami - m = 0,9

Tak więc po obliczeniu potrzebnych danych zabiór wynosi:

masa ładunku MW w otworze - Q1

= 1,3 * 2,2* 2 * 13 = 75 kg

Ilośc urobku z jednego strzelania

M= (15,5m*13m*2,8m)+(9,5m*2,8m*4m)= 670m³

q=1,3kg/m³

Ilość potrzebnego MW

670/1,3=515 kg MW

Ilość otworów

515/ 75= 7

13. Obliczenie wydobycia i czasu trwania kopalni.

Wydobycie rudy z jednego chodnika eksploatacyjnego

730 strzelań * 670m³= 483100 m³

Wydobycie ze wszystkich chodników

483100*40 chodników=19564000 m³

Czas załadunku urobku:

- Ilość kursów ładowarki do wozu odstawczego na godzinę to około 20 razy

- ilość kursów na zmianę 6 godziną to około 100 razy

- ilość wydobycie urobku na zmianę przy pojemności łyżki 5,5m³

5,5*100=550 m ³

- wydobycie urobku na miesiąc

550 *2,5 zmiany(bo 1,5 zmiany to roboty strzałowe)*21=28875 m³

- wydobycie urobku na miesiąc z trzech przodków 34650 *3=86625 m³

- wydobycie urobku na rok z trzech przodków 86625*12=1039500 m³

Przybliżony czas trwania kopalni

19564000/1039500=19 lat

+ czas drążenia chodników eksploatacyjnych 25 lat

Więc przybliżony czas trwania kopalni to około 45 lat

14. Likwidacja zrobów.

Do likwidacji zrobów będzie użyta podsadzka hydrauliczna

URZĄDZENIA PODSADZKOWE:

URZĄDZENIA PODSADZKOWE NA POWIERZCHNI

Przez urządzenia podsadzkowe na powierzchni należy rozumieć właściwą podsadzkownie. W skład Głównym urządzeniem podsadzkowym jest podsadzkownia zlokalizowana na powierzchni, w zasadzie przy szybie wentylacyjnym. Przykładowo W zbiornikach podsadzkowych gromadzi się zapas materiału podsadzkowego, który dowożony jest pociągami lub samochodami. Pojem­ność zbiorników podsadzkowych ustala się tak, aby zapas materiału podsadzkowego wystarczał na jednodobowe zapotrzebowanie kopalni na materiał, z pewną dodatkową rezerwą wynikającą z płynności dostaw materiału oraz zagrożenia pożarowego. Zależnie od dobowego zapotrzebo­wania na materiał buduje się zbiorniki o pojemności od 600 do około 8000 m³. Odpowiednio do planowanej wydajności instalacji podsadzkowej buduje się obok podsadzkowni zbiorniki wody podsadzkowej.

URZĄDZENIA PODSADZKOWE W WYROBISKACH

Transport materiału podsadzkowego z powierzchni do podziemi kopalń odbywa się za pomocą wody rurociągami. Jest to więc grawitacyjny hydrotransport materiału podsadzkowego. Średnica rurociągu na całej swej długości, tzn. od powierzchni do miejsca podsadzania, jest jednakowa. Rurociągi podsadz­kowe są znormalizowane.

Rurową instalację podsadzkową dzieli się na cztery odcinki, tj. na:

— rurociągi szybowe, tzn. odcinki zainstalowane w szybach, szybikach i innych wyrobiskach pionowych,

— rurociągi magistralne lub ciągi główne, tzn. odcinki zainstalowane w przekopach, chodnikach głównych, pochylniach itp.,

— rurociągi oddziałowe, tj. odcinki rurociągów zainstalowane w samych oddziałach w chodnikach oddziałowych, pochylniach, dowierzchniach, chodnikach przyścianowych itp.,

— rurociągi ścianowe tzn. odcinki w samych przodkach wybierkowych.

Przykłady rur wykorzystywanych do transportu mieszaniny podsadzkowej:

Tama podsadzkowa jest to odgrodzenie podziemnej pustki poeksploatacyj­nej, którą przeznaczono do podsadzania. Wszystkie tamy składają się z dwóch podstawowych elementów, a mianowicie:

— konstrukcji nośnej,

— pokrycia.

Przykład tamy stosowanych przy posadzce hydraulicznej:

Proces podsadzania w sposób tradycyjny odbywa się w następującej kolejności:

1) wyznaczenie miejsca podsadzania,

2) przemieszczenie przodkowego rurociągu podsadzkowego,

3) wykonanie tam podsadzkowy,

4) połączenie odpowiednich odcinków rurociągu,

5) przepłukanie rurociągu wodą z jednoczesnym sprawdzeniem połączeń właściwych rurociągów,

6) właściwe podsadzanie,

7) przepłukanie rurociągu podsadzkowego.

Czynności 2), 3) i 4) mogą się odbywać w kolejności lub jednocześnie. Zależy to od wewnętrznej organizacji oddziału podsadzkowego w kopalni lub od wspólnego porozumienia oddziału wydobywczego z oddziałem podsadzkowym.

---