06-06-97 r.

WYDZIAŁ GÓRNICZY

GO, Rok IV , semestr VIII

rok akademicki 1996/97

Temat : PROJEKT ODKRYWKOWEJ KOPALNI

WĘGLA BRUNATNEGO ` ALA `

Wykonał :

Ławrynowicz Zbigniew

Cel projektu

Celem jest zaprojektowanie odkrywkowej kopalni węgla brunatnego na złożu ` ALA ` , będącej głównym dostawcą surowca dla elektrowni o tej samej nazwie.

Opis terenu górniczego , oraz jego zagospodarowania

Obszar górniczy dla złoża węgla brunatnego ` ALA ` został utworzony decyzją Ministra Ochronny Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 01-06-'97 r. i wpisany do rejestru obszarów górniczych Wyższego Urzędu Górniczego w dniu 10-06-'97 r.

Obszar górniczy złoża ` ALA ` położony jest w 80 % na terenach rolniczych i w 20 % na terenach miejscowości Aleksandrów i Żłobnica w gminie Aleksandrów woj. Wrocławskie. Powierzchnia obszaru górniczego wynosi 20 000 000 m² . Granice obszaru górniczego zaznaczono na mapie sytuacyjno-wysokościowej w skali 1 : 10 000 . Granice terenu górniczego zostały zatwierdzone przez Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa w dniu 10-06-'97 r. Teren górniczy obejmuje w całości powierzchnię obszaru górniczego i częściowo tereny położone na zewnątrz .

Planowana działalność kopalni przebiegać będzie na gruntach , co do których zakład ma prawo użytkowania wieczystego , własności lub dzierżawionych . Na terenie obszaru górniczego zamieszkuje 15 rodzin , dla których wybudowane zostaną mieszkania zastępcze , zostaną przełożone drogi :

- biegnąca przez Aleksandrów : na odcinku 1200 m.

- biegnąca z Aleksandrowa do Żłobnicy : na odcinku 5500 m. ,

rozbiórce ulegnie 21 obiektów ( mieszkań i zabudowań wiejskich ) , oraz przełożeniu ulegną linie energetyczne .

Położenie i charakterystyka złoża

Złoże węgla brunatnego ` ALA ` położone jest w województwie Wrocławskim , na terenie gminy Aleksandrów , pomiędzy wsiami Aleksandrów i Żłobnica . Złoże udokumentowane jest w kategorii C1 i B siatką otworów 1000 x1000 m. Złoże stanowi jednolita ława węgla brunatnego zalegającego średnio na głębokości 34 m. , o średniej miąższości 12 m. charakteryzującego się wysokim uwęgleniem , o poziomym zaleganiu i małym zróżnicowaniu . Kompleks podwęglowy to gliny zwięzłe , natomiast nad pokładem zalega trzeciorzędowa warstwa iłów . Osady czwartorzędowe reprezentowane są przez piaski i żwiry zalegające na glinach zwałowych z soczewami piasku silnie zailonego .

Średnie parametry węgla :

• wartość opałowa 9 500 KJ / Kg

• zawartość popiołu 10 %

• zawartość siarki 0,5 %

• wilgotność 40 %

• ciężar objętościowy 1,2 t / m³

Warunki hydrogeologiczne :

- poziom czwartorzędowy : reprezentowany przez cieki powierzchniowe i poziomy wodonośne w piaszczystych osadach dolin rzecznych,

-poziom trzeciorzędowy : reprezentowany przez wody zalegające w soczewach i przewarstwieniach piasków ilastych .

Zasoby

Zasoby określone metodą trójkątów wynoszą odpowiednio :

- geologiczne : 186 mln m³ , tj. 223 mln t

- bilansowe : 166 mln m³ , tj. 200 mln t

- eksploatacyjne: 147 mln m³ , tj. 178 mln t

Obliczenia zestawiono w załączeniu .

Założenia geotechniczne :

Kąty nachylenia i wysokości skarp poszczególnych poziomów eksploatacyjnnych należy , ze względu na parametry geotechniczne przyjąć następujące :

poziom	wysokość piętra [ m. ]	kąt nachylenia [ ° ]
I	16	45
II	18,5	55
III	13	60
zwałowisko	30	10

Przyjmując :

• szerokość poziomu 60 m.

• szerokość półki na zwałowisku zewnętrznym 150 m.,

z geometrii wyrobiska określono następujące kąty generalnego nachylenia zboczy :

• zbocze stałe 14°

• zbocze boczne 22°

• zbocze ruchome 17°

• zwałowisko 10°

Harmonogram wydobycia węgla i zdejmowania nadkładu

Przyjmując całkowity okres eksploatacji na 30 lat ( od 2000 do 2030 r ) , oraz okonturowując złoże i wyznaczając jego granice na powierzchni terenu , określono objętość nadkładu , roczne wydobycie węgla i eksploatacyjny wskaźnik N / W . Obliczenia zestawiono w załączeniu .

Dobór maszyn podstawowych

Dobór koparek :

W celu zagwarantowania wydobycia założonych mas dobrano następujące koparki produkcji byłego NRD

- SRs 470 14 / 2 * 0 , o następujących parametrach :

• wydajność teoretyczna 1690 m³/h

• wysokość urabiania nadpoziomowego 16 m.

• wysokość urabiania podpoziomowego 1,5 m.

• szerokość zabierki 19 m.

• ciężar roboczy 380 t

• średnica koła czerpakowego 6,3 m.

• pojemność czerpaka 470 dm³

• liczba czerpaków 8 sztuk

• liczba wysypów 60 / min

• szybkość skrawania 2,47 m. / s

• szerokość taśmy 1,2 m.

• prędkość taśmy 3,55 m. / s

• prędkość obrotu 9 m. / min

• moc zainstalowana 690 kW

- SRs 630 20 / 3 * 0 , o następujących parametrach :

• wydajność teoretyczna 2300 m³/h

• wysokość urabiania nadpoziomowego 20 m.

• wysokość urabiania podpoziomowego 3 m.

• szerokość zabierki 30 m.

• ciężar roboczy 643 t

• średnica koła czerpakowego 6,7 m.

• pojemność czerpaka 630 dm³

• liczba czerpaków 8 sztuk

• liczba wysypów 60 / min

• szybkość skrawania 2,63 m. / s

• szerokość taśmy 1,2 m.

• prędkość taśmy 3,95 m. / s

• prędkość obrotu 9 m. / min

• moc zainstalowana 1200 kW

- 2 x ERs 710 13,5-16 / 13,5-16, o następujących parametrach :

• wydajność teoretyczna 2100 m³/h

• Wysokość urabiania podpoziomowego przy poziomym położeniu plantownika 13,5-16 m.

• kąt pochylenia skarpy 45°

• zainstalowana moc napędu łańcucha 500 kW

• prędkość łańcucha 1,1 m. / s

• długość wysięgnika załadowczego 32 m.

• prędkość taśmy wysięgnika 4 m. / s

• prędkość jazdy 2,5-8 m. / min

• ciężar roboczy 960 t

Określenie wydajności koparek :

- wydajność techniczna Qtech = Qt kw / ks , gdzie

Qt - wydajność teoretyczna

kw - współczynnik wypełnienia czerpaka

ks - współczynnik spulchnienia

- wydajność efektywna roczna Qr = Qtech βm. βk βl t , gdzie

βm. - współczynnik ruchów manewrowych i sierpowatości strug ( w przypadku koparek kołowych )

βk - współczynnik strat na końcówkach frontu

βl - współczynnik strat losowych

t - ilość godzin pracy w roku ( dla 20 h pracy dziennie , przy 350 dniach

roboczych )

koparka	poziom	Qt [m^3/h]	kw	ks	Otech [m^3/h]	βm	βk	βl	t [h/rok]	Qr [m^3/rok]
ERs 710	I	2100	0,9	1,1	1718,182	0,9	0,81	0,95	7000	8329488
SRs 630	II	2300	0,94	1,1	1965,455	0,8	0,9	0,95	7000	9410596
SRs 470	III	1690	0,85	1,15	1249,13	0,8	0,95	0,95	7000	6313105

8.2. Dobór zwałowarek

Ze względu na wydajności koparek , jak i planowane wydobycie roczne dobrano dwie zwałowarki typu ZGOT 8800 32 x 100 / 25 , o :

• wydajności teoretycznej 8800 m³/h

• zwałowaniu rocznym 12 mln m³

• wysokości sypania nadpoziomowego 32 m.

• wysokości sypania podpoziomowego 25 m.

• promieniu zwałowania 100 m.

• masie całkowitej 1840 Mg

• prędkości jazdy 9 m. / min

Dobór przenośników : Qp = F v kn , gdzie

Qp - wydajność przenośnika

F - przekrój nominalny nosiwa m²

v - prędkość taśmy

kn - współczynnik korekcyjny zależny od kąta nachylenia

Szerokość taśmy B wyznaczono z tab. 4.3.( z książki ` Przenośniki taśmowe w górnictwie ` T.Żura i M.Hardygóry ) uzależniającej ją od przekroju nosiwa , ilości krążników w zestawie n i kąta niecki α . Wydajności poszczególnych przenośników przyjęto , jako wydajności techniczne koparek podających nosiwo .

Zestawienie parametrów przenośników :

przenośnik	oznaczenie	nr	Qtech [m^3/h]	v [m/s]	kn	F [m^2]	α [°]	n	B [m.]	l [m.]
poziomowy poz.+203	NN 1x5-880	1	1718,182	5	1	0,095455	20	3	1	880
poziomowy poz.+203	NN 1,4x5-880	2	3436,364	5	1	0,190909	20	3	1,4	880
poziomowy poz.+168,5	NN 1x5-1636	3	1965,455	5	1	0,109192	30	3	1	1636
poziomowy poz.+155,5	NW 0,8x5-1400	4	1249,13	5	1	0,069396	30	3	0,8	1400
stacjonarnny	NW 0,8x5-240	5	1249,13	5	0,95	0,073049	35	3	0,8	240
stacjonarnny	NN 1x5-180	6	1965,455	5	0,95	0,114939	35	3	1	180
stacjonarnny	NN 1,4x5-1560	7	3436,364	5	1	0,190909	20	3	1,4	1560
stacjonarnny	NN 1x5-260	8	1965,455	5	1	0,109192	30	3	1	260
stacjonarnny	NW 0,8x5-2000	9	1249,13	5	1	0,069396	30	3	0,8	2000
zwałowy	NN 1,4x5-1280	10	1249,13	5	1	0,069396	20	3	1,4	1280
zwałowy	NN 1x5-1700	11	1965,455	5	1	0,109192	30	3	1	1700
									suma :	12016

Systemy eksploatacji złoża

9.1. Udostępnienie złoża

Otwarcie złoża nastąpi wkopem udostępniającym zlokalizowanym po stronnie wschodniej złoża ` Ala `, w pobliżu elektrowni w miejscu najbardziej korzystnym ze względu na wskaźnik N / W.

Zaprojektowano wkop podłużny z okrężną trasą przenośników odprowadzających nadkład na zwałowisko zewnętrzne .

9.2. Urabianie

Urabianie będzie prowadzone trzema poziomami roboczymi :

- poziom +203 do +187 dwie koparki łańcuchowe ERs 710 pracujące podpoziomowo w nadkładzie czwartorzędowym , urabiające utwory luźne ,

- poziom +168,5 do +187 koparka kołowa SRs 630 pracująca nadpoziomowo w nadkładzie trzeciorzędowym , urabiająca utwory zwięzłe ,

- poziom +155,5 do +168,5 - węglowy koparka kołowa SRs 470 pracująca nadpoziomowo , urabiająca węgiel brunatny .

Urabianie koparkami kołowymi będzie odbywało się systemem zabierkowym z generalnym równoległym postępem frontu robót .

9.3. Transport

Transport urabianych kopalin odbywać się będzie przenośnikami taśmowymi. W wyrobisku kopaliny transportowane są pięcioma przenośnikami poziomowymi , natomiast poza odkrywką nadkład transportowany będzie dwoma przenośnikami na zwałowisko a węgiel jednym do elektrowni . Transport charakteryzuje się monoblokowym rozdziałem urobku .

9.4. Zwałowanie

w początkowym etapie eksploatacji przewidziano zwałowanie zewnętrzne , a po 5 latach eksploatacji przejście na zwałowanie wewnętrzne . Zwałowisko położone będzie w pobliżu zbocza wschodniego odkrywki na obszarze o powierzchni 2 250 000 m² tj. 225 ha . Zwałowanie zewnętrzne będzie prowadzone dwoma piętrami o wysokości 32 m. przez dwie zwałowarki ZGOT 8800 . Na zwałowisku zostanie ulokowane 142,7 mln m³ nadkładu .

10. Odwodnienie

Na 1,5 roku przed rozpoczęciem budowy wkopu udostępniającego, przewidziano rozpoczęcie odwadniania górotworu. Wynikający z warunków hydrogeologicznych duży współczynnik filtracji narzuca odwadnianie sposobem studziennym z wyprzedzeniem dwuletnim . Z powierzchni terenu wykonana zostanie sieć studni odwodnieniowych . Woda wypompowana przy pomocy pomp zostanie skierowana do osadników, a następnie do elementów sieci hydrostatycznej.

- zakres odwadniania powierzchniowego :

przewidziano sieć rowów zabezpieczających wyrobisko przed dopływem wody z obszaru zlewni kopalni. Sieć będzie rozwijana w miarę postępu frontu roboczego kopalni.

- odwadnianie zwałowiska wewnętrznego :

odwadnianie będzie się odbywało poprzez sieć rowów odwadniających, drenów żwirowych oraz sączków ceramicznych. Istnienie tej sieci odwadniającej oraz sieci odprowadzającej wody z powierzchni będzie powodowało sprowadzanie wody do najniższego punktu w odkrywce, gdzie będzie znajdował się zbiornik wodny. Woda ze zbiornika będzie wypompowywana przy pomocy pomp (stacja pomp - przepompownia), a następnie kierowana będzie do osadników.

Przewidziano również stację badawczą (laboratorium), która będzie się zajmować badaniem stopnia zanieczyszczenia wód odprowadzanych z kopalni oraz zapobiegać będzie odprowadzaniu wód o niedopuszczalnym stężeniu zanieczyszczeń stosując odpowiednie środki zapobiegawcze.

11. Rekultywacja

Rozpoczęcie rekultywacji przewidziano w momencie przjścia na system zwałowania wewnętrznego. Zbocza zostaną odpowiednio ukształtowane i obsiane trawami, zasadzone zostaną gatunki drzew przystosowanych do wzrastania w trudnych warunkach glebowych, a jednocześnie o znacznym przyroście rocznym . Nastąpi regulacja stosunków wodnych poprzez budowę niezbędnych obiektów i urządzeń hydrotechnicznych Odtwarzanie gleb realizowane będzie również poprzez przykrywanie skarp humusem pozyskiwanym wcześniej z terenów przeznaczonych pod odkrywkę i zwałowisko.W miarę prowadzenia rekultywacji przewidziano również stworzenie miejsc służących wypoczynkowi okolicznej ludności oraz pracowników kopalni.

12. Zagospodarowanie przestrzenne :

W projekcie uwzględnia się budowę sieci dróg użytku publicznego, stacji kolejowej oraz budynków mieszkalnych dla pracowników kopalni. Ponieważ warunki geologiczne sprzyjają powstawaniu kopalń w tym regionie, a także osiedlaniu się ludności, przewidziano również budowę zakładowego żłobka, przedszkola oraz szkoły przyzakładowej, kształcącej przyszłe kadry pracownicze.

13. Ochrona środowiska :

Kopalnia prowadzić będzie stałą kontrolę wpływu eksploatacji na otaczające środowisko naturalne. Wybudowane zostaną osadniki, oczyszczalnia ścieków oraz stacja badawcza (laboratorium) prowadząca stałą kontrolę zanieczyszczeń emitowanych przez kopalnię. W przypadku stwierdzenia naruszenia obowiązujących przepisów w tym zakresie, zakład podejmie odpowiednie kroki zaradcze przewidziane ustawą. Jednocześnie zarząd kopalni zobowiązuje się do stosowania wszelkich dostępnych środków zaradczych przeciw ewentualnym szkodom, jak również do nie korzystania z technologii sprzyjających dewastacji środowiska lub systematycznego ich wycofywania.

Harmonogram ruchu maszyn podstawowych

Harmonogram podający lata wprowadzenia i ilość mas do urobienia i zwałowania przez poszczególne maszyny w poszczególnych okresach udostępnienia i eksploatacji w załączeniu .

Spis rysunków :

• Rys.1 Granice złoża i metoda trójkątów w skali 1 : 25 000

• Rys. 2 Przekroje geologiczne w skali 1 : 20 000 / 1 000

• Rys. 3 Wkop udostępniający ( faza I i III ) w skali 1 : 2 000

• Rys. 4 Plan sytuacyjny , okonturowanie złoża , zwałowisko zewnętrzne , zakończenie eksploatacji w skali 1 : 10 000

---