1.CEL PROJEKTU:

Celem projektu jest zaprojektowanie Kopalni Węgla Brunatnego

2. Podstawa projektu.

W projektowanej kopalni odkrywkowej będzie wydobywany węgiel w większości przeznaczony dla pobliskiej elektrowni oraz dla potrzeb sektora prywatnego Czas pracy odkrywki przewidziano na 20 lat, pierwsze 4 lata na wykonanie wkopu udostępniającego i robót przygotowawczych, 14 lat na eksploatację węgla, 2 lata na rekultywację po zakończeniu eksploatacji. Po zakończeniu pracy w pierwszej odkrywce wszystkie maszyny będą pracować w następnym polu eksploatacyjnym.

3.OPIS TERENU GÓRNICZEGO ORAZ JEGO ZAGOSPODAROWANIA.

Obszar górniczy dla złoża węgla brunatnego został utworzony decyzją Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnitwa z dnia 1996. 01.01 i wpisany do rejestru obszarów górniczych Wyższego Urzędu Górniczego w dniu 1996.01.15.

Powierzchnia obszaru górniczego wynosi 21075368m²

Przedsiębiorstwem górniczym uprawnionym do wydobywania złoża węgla brunatnego i kopalin towarzyszących jest Kopalnia Węgla Brunatnego .

Obszar górniczy kopalni położony jest na terenach rolniczych w 60% i w 40 % na terenach miejscowości: Jaroszów i Rusko w gminie Strzegom woj. wałbrzyskie.

Granice obszaru górniczego zaznaczono na mapie sytuacyjno-wysokościowej w skali 1:5000. Granice terenu górniczego zostały zatwierdzone przez Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 1996.01.01.

Teren górniczy obejmuje w całości powierzchnię obszaru górniczego oraz częściowo tereny na jego zewnątrz.

Planowana działalność w zakresie realizacji robót na odkrywce jak i na zwałowisku zewnętrznym oraz w ramach wykonywania zadań inwestycyjnych przebiegać będzie na gruntach, co do których części kopalnia ma uregulowany stan prawny, jak również na terenach koniecznych do pozyskania. Stan własnościowy gruntów do pozyskania jest różny, tj. są to nieruchomości państwowe, komunalne osób fizycznych. Zakład Górniczy uzyska od nich tytuł prawny w formie umowy cywilnoprawnej, po uprzednich negocjacjach w zakresie ustalenia ceny sprzedaży. W dalszej części grunty te będą wyłączone z produkcji rolnej i leśnej zgodnie z obowiązującymi w tym zakresie przepisami.

2. Położenie i charakterystyka złoża.

Złoże węgla brunatnego położone jest w województwie wałbrzyskim w odległości 7 km od miejscowości Strzegom . Węgiel zalega na głębokości ok. 20-30 m. Miąższość złoża jest zmienna od 3-5m na obrzeżach, do ok. 13 m w części centralnej. Występuje w postaci pojedynczego pokładu, o budowie soczewkowej i poziomym zaleganiu. Nadkład stanowią gliny i piaski. Budowę i zasięg złoża określono na podstawie otworów badawczych i przedstawiono na mapie oraz przekrojach.

3. Zasoby

W celu określenia zasobów złoża wykonano przekroje geologiczne. Zasoby złoża obliczono dwoma sposobami: metodą trójkątów oraz na podstawie przekrojów.

a) Metoda trójkątów

Q-zasoby złoża

m_i - średnia miąższość i-tego trójkąta

s-pole powierzchni trójkąta

Złoże podzielono na 48 trójkątów ,otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli

Nr. trójkąta	Q [ m^3 ]	Nr. trójkąta	Q [ m^3 ]	Nr. trójkąta	Q [ m^3 ]	Nr. trójkąta	Q [ m^3 ]
1	252037.5	13	267000.0	25	664770.0	37	791775.0
2	340312.5	14	300125.0	26	546906.3	38	2065375.0
3	436600.0	15	245000.0	27	950400.0	39	907025.0
5	660000.0	17	816000.0	29	1123200.0	41	827000.0
6	716000.0	18	787500.0	30	1037760.0	42	788000.0
7	714000.0	19	319680.0	31	677512.5	43	702800.0
8	770000.0	20	3130400.0	32	746700.0	44	1596000.0
9	238984.4	21	583200.0	33	772000.0	45	229500.0
10	473606.3	22	1884960.0	34	854000.0	46	485550.0
11	772000.0	23	1146600.0	35	830800.0	47	24700.0
12	754000.0	24	433991.3	36	785600.0	48	1084275.0

Zasoby geologiczne złoża wynoszą Q₁ = 37962084.0 m³,

2. Metoda przekrojów

Q_i = (S₁ + S₂)⋅L/2

S - pole przekroju

L - odległość między przekrojami

Q₂ = ∑ Q_i

Q₂ = ∑ Q_i = 27402750,0 m³

Q = 1/2(Q₁ + Q₂ )

γ_W = 1,2 t/m³ gęstość węgla

Q = 27795125,0 m³ , co daje średnie wydobycie roczne

Q = 1544173,6 m³ tj. Q = 1853008 ton węgla rocznie.

4. Urabianie

Urabianie nadkładu będzie prowadzone trzema poziomami roboczymi. Dwa górne poziomy będą urabiane koparkami kołowymi, a poziom nadwęglowy koparką łańcuchową.

Poziom + 195 - koparka kołowa SchRs 650

Poziom + 180 - koparka kołowa SchRs 1200

Poziom + 168 - koparka łańcuchowa Rs 560

Urabianie pokładu węgla będzie prowadzone dwoma poziomami:

Poziom + 155 - koparka kołowa SchRs 800

Poziom do spągu pokładu - koparka łańcuchowa Rs 560

Koparki na poszczególnych poziomach pracować będą systemem zabierkowym. Zakłada się równoległy postęp robót. Odpowiedni rozdział kopaliny od nadkładu odbywać się będzie przy pomocy układów rewersyjnych na przenośnikach taśmowych.

Maksymalne wysokości pięter :

Dla ścian wyrobiska -10 - 24 m w zależności od rodzaju gruntu

Dla ścian zwałowiska - 25 m przy sypaniu podpoziomowym, lokalnie do 30 w przypadku istnienia na przedpolu zagłębień terenowych i w pobliżu których nie występują obiekty podlegające ochronie.

Dla poszczególnych rodzajów gruntów przyjmuje się następujące maksymalne kąty nachylenia ścian:

- dla utworów piaszczysto-żwirowych -33 - 45^o

- dla utworów piaszczysto - ilastych - 50^o

- dla utworów ilastych - 60^o

- dla węgla - 70^o

- dla gruntów zwałowych - naturalny kąt usypu wahać się będzie w granicach 14-34^o

PARAMETRY MASZYN URABIAJĄCYCH

KOPARKI

W nadkładzie:

1. Koparka kołowa Sch Rs 650

Wysokość urabiania:

• nadpoziomowo 19.9 m

• podpoziomowo 3.0 m

Szerokość zabierki 25 m.

- wydajność teoretyczna QT = 2160 m³/h

- wydajność techniczna QM = QT ⋅ (k_W/k_S)

k_W - współczynnik wypełnienia maszyny = 0,88

k_S - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku = 1,15

QM = 2160 ⋅(0,88/1,15) = 1652 m³/h

- wydajność efektywna

q = QM ⋅β_m⋅ β_k⋅ β_l

β_m. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug

β_m.= 0,8

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontu β_k = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych β_l = 0,96

q = 3895 ⋅ 0,82 ⋅ 0,97⋅ 0,96 = 1230 m³/h

b) Koparka kołowa SchRs 1200

Wysokość urabiania :

• nadpoziomowo 20-24 m

• podpoziomowo 4.0 m

- wydajność teoretyczna QT = 3300 m³/h

- wydajność techniczna QM = QT ⋅ (k_W/k_S)

k_W - współczynnik wypełnienia maszyny = 0,85

k_S - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku = 1,2

QM = 3300 ⋅(0,85/1,2) = 2439 m³/h

- wydajność efektywna

q = QM ⋅β_m⋅ β_k⋅ β_l

β_m. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug

β_m.= 0,8

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontu β_k = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych β_l = 0,96

q = 1785 ⋅ 0,82 ⋅ 0,97⋅ 0,96 = 1892.m³/h

3. Koparka łańcuchowa Rs 560

Wysokość urabiania:

• podpoziomowo 20 m

- wydajność teoretyczna QT = 1800 m³/h

- wydajność techniczna QM = QT ⋅ (k_W/k_S)

k_W - współczynnik wypełnienia maszyny = 0,95

k_S - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku = 1,1

QM = 1800 ⋅(0,95/1,1) = 1554 m³/h

- wydajność efektywna

q = QM ⋅β_m⋅ β_k⋅ β_l

β_m. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug

β_m.= 0,75

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontu β_k = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych β_l = 0,96

q = 1554 ⋅ 0,75 ⋅ 0,97⋅ 0,96 = 1085 m³/h

W pokładzie:

1. Koparka kołowa Sch Rs 800

Wysokość urabiania:

• nadpoziomowo 20 m

• podpoziomowo 3.0 m

Szerokość zabierki 25 m.

- wydajność teoretyczna QT = 2160 m³/h

- wydajność techniczna QM = QT ⋅ (k_W/k_S)

k_W - współczynnik wypełnienia maszyny = 0,85

k_S - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku = 1,15

QM = 2160 ⋅(0,88/1,15) = 1600m³/h

- wydajność efektywna

q = QM ⋅β_m⋅ β_k⋅ β_l

β_m. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug

β_m.= 0,8

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontu β_k = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych β_l = 0,96

q = 3895 ⋅ 0,82 ⋅ 0,97⋅ 0,96 = 1190 m³/h

3. Koparka łańcuchowa Rs 560

Wysokość urabiania:

• podpoziomowo 20 m

- wydajność teoretyczna QT = 1800 m³/h

- wydajność techniczna QM = QT ⋅ (k_W/k_S)

k_W - współczynnik wypełnienia maszyny = 0,95

k_S - współczynnik spulchnienia urobku w czerpaku = 1,1

QM = 1800 ⋅(0,95/1,1) = 1554 m³/h

- wydajność efektywna

q = QM ⋅β_m⋅ β_k⋅ β_l

β_m. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug

β_m.= 0,75

β_k - współczynnik strat na końcówkach frontu β_k = 0,97

β_l - współczynnik strat losowych β_l = 0,96

q = 1554 ⋅ 0,75 ⋅ 0,97⋅ 0,96 = 1085 m³/h

ZWAŁOWARKI

a) A₂RsB

- wydajność teoretyczna 5000 m³/h

- wysokość sypania nadpoziomowego 25 m

- wysokość sypania podpoziomowego 25 m

- promień zwałowania 67 m

Do zwałowania zostaną użyte trzy tego typu zwałowarki. W pierwszych czterech latach zostaną użyte na zwałowisku zewnętrznym dwie zwałowarki. Po przejściu na zwałowanie wewnętrzne zostanie skierowana trzecia zwałowarka a następnie dwie następne sypiąc kolejne piętra.

OGÓLNE DANE MASZYN PODSTAWOWYCH

Lp	rodzaj maszyny	typ	liczba maszyn
1	kop. kołowa	SchRs 1200	1 szt.
2	kop. kołowa	SchRs 800	1 szt.
3	kop. kołowa	SchRs 560	1 szt.
4	kop. łańcuchowa	Rs 560	2 szt.
5	zwałowarka	A2RsB	3 szt

TRANSPORT

Transport kopaliny i nadkładu odbywać się będzie przy pomocy przenośników taśmowych z rewersyjnym rozdziałem urobku, system KTZ. Odkrywka zostanie wyposażona w pięć przenośników taśmowych przesuwnych, trzy nadkładowe i dwa węglowe. Poza odkrywką transport będzie odbywać się dwoma przenośnikami do zwałowarek i dwoma do elektrowni.

ZWAŁOWANIE

W początkowym etapie pracy kopalni przewidziano zwałowanie zewnętrzne. Teren zwałowiska zewnętrznego będzie położony w pobliżu odkrywki co wpłynie korzystnie na ekonomiczność transportu nadkładu. Zwał będzie forowany dwoma piętrami przy pomocy dwóch zwałowarek A₂RsB Całkowita objętość zwałowiska wyniesie ok. 61913641 m³, a pole powierzchni zajęte przez zwał ok. 150 ha. W miarę przesuwania się frontu robót w odkrywce nastąpi przejście na zwałowanie wewnętrzne. Zwałowanie zewnętrzne będzie prowadzone trzema poziomami, dwa poziomy dolne o wysokości 20m a górny od 20 do 25m. Wysokość zwału wewnętrznego będzie wyższa o 3 m od powierzchni terenu. Podczas zwałowania wewnętrznego nastąpi zwałowanie selektywne. W piętrze najniższym należy zwałować utwory dobrze przepuszczalne o wysokim współczynniku filtracji.

ODWODNIENIE

Odwodnienie kopalni przeprowadzone zostanie studziennym systemem odwadniania. Z powierzchni terenu zostanie wykonana sieć studni odwodnieniowych z powierzchni terenu a w późniejszym okresie również z poziomów wyrobisk odkrywkowych. Wody ze studni zostaną odprowadzone rowami odwodnieniowymi do rząpi (bariery wewnętrzne) i stawów osadowych (bariery zewnętrzne)

Na dwa lata przed rozpoczęciem budowy wkopu udostępniającego rozpoczęte zostanie odwadnianie górotworu. Wykonana zostanie bariera zewnętrzna oraz dwie wewnętrzne studzien odwadniających. Wypompowana woda rurociągiem zbiorczym kierowana będzie do osadników.

Jednocześnie z rozpoczęciem budowy wkopu udostępniającego powstanie sieć rowów opaskowych, zabezpieczających wyrobisko przed dopływem wód z obszaru zlewni. Sieć ta będzie rozwijana w miarę postępu frontów roboczych. Powstanie również sieć rowów na poziomach roboczych i na dnie wyrobiska zabezpieczających wyrobisko między innymi przed wodami opadowymi. Lokalizacja wkopu i kierunków eksploatacji jest taka aby zapewniała w miarę możliwości grawitacyjny spływ wody z frontów roboczych. Ze względu na odwodnienie, front urabiania będzie się przesuwać w miarę możliwości w kierunku wzniosu lub po poziomie lecz nigdy po upadzie złoża.

Podczas odwodnienia zwałów należy wykonać sieć rowów opaskowych i skarpowych,oraz drenaż podłoża.

REKULTYWACJA

W procesie odkrywkowej eksploatacji grunty na terenach pogórniczych ulegną przekształceniu i degradacji.

Zwałowisko zewnętrzne powstałe w czasie eksploatacji zostanie zalesione po uprzednim ukształtowaniu zboczy. Pustka po zakończeniu eksploatacji zostanie wypełniona wodą ze studni odwadniających z pozostałych odkrywek, lub przeznaczona w innym celu np. pod wysypisko. Teren zwałowiska wewnętrznego najbliższy przyszłemu zalewowi zostanie przeznaczony pod działalność rekreacyjną, częściowo zostanie zalesiona, pozostała przeznaczona pod rolnictwo.

ZAGOSPODAROWANIE PRZESTRZENNE

Łącznie z budową kopalni oraz elektrowni przewidziano budowę nowych osiedli mieszkaniowych, rozbudowę dróg i linii kolejowych, a także rozbudowę infrastruktury handlowej i usługowej. Przewiduje się ponowne wybudowanie (już po skończeniu eksploatacji) kilkunastu gospodarstw na zwałowisku wewnętrznym. Zostanie zbudowane zaplecze socjalne dla pracowników tj. łaźnie, stołówki itp.

OCHRONA ŚRODOWISKA.

Kopalnia i elektrownia zobowiązane są do stałej kontroli wpływu ich działalności na środowisko naturalne i podejmowanie odpowiednich kroków w przypadku powstania poważnego zagrożenia zanieczyszczenia w ich sąsiedztwie. Ze względu na obniżenie lustra wody gruntowej spowodowane odwadnianiem przewiduje się wybudowanie w kilku wsiach sieci wodociągowej, oraz innych prac spowodowanych szkodami górniczymi.

OCHRONA PRZED HAŁASEM

Problem hałasu w otoczeniu kopalni spowodowany jest głównie funkcjonowaniem systemu przenośników taśmowych, z których część po wyjściu z odkrywki przebiega po powierzchni terenu. w celu ochrony przed hałasem należy w miarę możliwości jak najdłużej prowadzić układy taśmociągów w wyrobiskach górniczych, lub wzdłuż trasy przenośników tworzyć bariery - ekrany akustyczne. Obok hałasu emitowanego przez układ KTZ, źródła hałasu tworzą: sortownia i rozdzielnia węgla, hałas komunikacyjny.

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Rok akademicki 1996\97

WYDZIAŁ GÓRNICZY

Rok IV

PROJEKT Z PRZEDMIOTU PROJEKTOWANIE

KOPALŃ.

Wykonał:

Robert Franczyk

projekt Kopalni Węgla Brunatnego

- 10 -

---