30
Tehnika sigurnosti Tehnika sigurnosti Dinamičke pojave u rudnicima

Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Tehnika sigurnostiTehnika sigurnosti

Dinamičke pojave u rudnicima

Page 2: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

• Zarušavanje rudničkih prostorija– Općenito: provala stijenskog materijala u podzemne prostorije zbog

narušene stabilnosti (naprezanje u odnosu na čvrstoću stijenske mase i/ili podgrade)

• Gorski udari– Iznenadno i trenutno oslobađanje akumuliranog pritiska u stijeni uslijed čega

dolazi do lomljenja i eksplozivnog izbacivanja stjenskog materijala

• Izboji plinova i stjenskog materijala– Naglo oslobađanje visokih pritisaka plinova koje sadrži stijena uzrokuje

frakturiranje stijene te izboj plinova i stijenskog materijala u prostoriju

• Prodori vode i žitkih materijala– Iznenadno potapanje rudničkih prostorija vodom iz podzemnih akumulacija i

eventualno prisutnim materijalima koji utjecajem vode postaju žitki

Page 3: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Zarušavanje podzemnih prostorija

• Na mogućnost zarušavanja utječe– Stanje stijenskog masiva (struktura, čvrstoća)

– Dimenzije prostorija– Podgrada

– Naprezanja (povezano s dubinom rudnika):

– Koeficijent n veći od 1 ukazuje na vjerojatnost pojave zarušavanja

Page 4: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Zarušavanje podzemnih prostorija

• Uzrokuje čak 30% ozljeda i nezgoda u rudnicima– može uzrokovati pojedinačne ozljede ili pak velike katastrofe

• Nezgode najvećih razmjera nastaju:– Ako je zarušavanje povezano s gorskim udarima te izbojima plinova i

materijala na otkopnim radilištima– Zarušavanjem u slijepim prostorijama tj. zatvaranjem jedinog izlaza, čime

se mogu pojaviti problemi nedostatka zraka, pojave otrovnih i zagušljivih plinova te potapanje vodom

– Zarušavanjem u glavnim rudni čkim prostorijama koje služe za prolaz ljudi i materijala, vjetrenje i odvodnjavanje, čime se narušava režim vjetrenja i odvodnjavanja

Page 5: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Zarušavanje podzemnih prostorija

• Zarušavanje stropa hodnika

Page 6: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari

• Zbog akumuliranog naprezanja dolazi do eksplozivnog izbacivanja materijala čija količina može biti preko 200 tona

• Pojava tutnjave, potresa i zračnog udarnog vala

• Najčešće u rudnicima ugljena i rudnicima metala na velikim dubinama• Stijene sklone krtom lomu

• Mogućnost gorskog udara se povećava s dubinom rudnika

i dimenzijama prostorija

• Najčešće se radi o slomu zaštitnih stupova i otkopnih čela

Page 7: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari

• Laboratorijska

simulacija gorskog udarau ugljenom sloju

Page 8: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari

• Dubina rudnika:– S aspekta ponašanja stijena duboki rudnici su oni u kojima izrada podzemnih

otvora uzrokuje preopterećenje stijene što dovodi do loma– Npr. rudnici u vrlo čvrstim stijenama (kvarciti, graniti...) se smatraju dubokima

preko 1800 m– Rudnici ugljena i slabih stijena se mogu smatrati dubokim već preko 450 m

dubine

• Svojstva stijena i rude– Krte stijene (rude metala, ugljeni visokog ranga) imaju male deformacije i

akumuliraju velika naprezanja na malom području– Manje krte stijene (soli, ugljeni niskog ranga) imaju sposobnost većih

deformacija pa čak i plastičnog tečenja, manja akumulacija naprezanja i raspored naprezanja na šire područje

Page 9: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari• Slom stupa uslijed gorskog udara

Page 10: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari

• Slom čela uslijed gorskog udara

Page 11: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari – mjere suzbijanja• Općenito

– Izrada glavnih prostorija u pratećim stijenama radi izbjegavanja ostavljanja zaštitnih stupova u rudi

– Izbjegavanje izrade suvišnih prostorija i prostorija velikih dimenzija– Što manji opseg pripremnih radova– Gdje su potrebni zaštitni stupovi, dimenzioniranje s većim koeficijentom

sigurnosti (veće nosivosti)– Gdje se primjenjuje podgrada, dimenzioniranje na veću nosivost

• Utjecaj metode eksploatacije– Metode eksploatacije s ostavljanjem otvorenih prostora sklone su pojavama

gorskih udara (komorno-stupna)– Metode za zasipavanjem otkopanih prostora gdje je zasipavanje nepotpuno i

deformacijske karakteristike zasipa nejednake su nepovoljne– Metode sa zarušavanjem krovine gdje je kretanje otkopnih čela sporo i

zarušavanje kasni za otkopom su nepovoljne– Metode bez ostavljanja stupova i otvorenih prostora te sa minimalnim

pripremnim radovima su povoljnije

Page 12: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari – mjere suzbijanja

• Upravljanje krovinom kod metoda sa zarušavanjem– izbor opreme takav da otvoreni prostor na čelu otkopa bude što manje širine– zarušavanje krovine kontinuirano i na malom razmaku prati otkopno čelo– ravnomjerno napredovanje otkopnog čela po cijeloj duljini– vrijeme: brže napredovanje smanjuje akumulaciju naprezanja

Page 13: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari – mjere suzbijanja

• Otklanjanje uvjeta za nastanak gorskog udara– Prethodno vlaženje ugljenog sloja

• Vlaženje ugljenog sloja i pratećih stijena umanjuje njihovu čvrstoću

• Povećava se deformabilnost što umanjuje akumulaciju naprezanja

• Pogodno i za smanjenje zaprašenosti radilišta

– Torpediranje krovine• Krovina koja se neravnomjerno zarušava

• Bušenje dubokih minskih bušotina i miniranje krovine dalje od čela

• Raspucavanjem se krovini povećava deformabilnost što smanjuje naprezanja na čelu

– Prethodno rastresanje ugljenog sloja miniranjem• Rastresanjem ugljenog sloja smanjuju se naprezanja u sloju

• Moguće su pojave gorskog udara pri miniranju, međutim to je inducirani (očekivani) udar zbog čega se iniciranje mina vrši s površine, bez prisustva radnika u podzemlju

• Rijetko se primjenjuje zbog nesigurnosti i nemogućnosti rada za vrijeme miniranja

Page 14: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Gorski udari – otkrivanje• Praćenje stanja naprezanja stijene (stupova, ugljenog sloja, otkopnog čela…) i porasta naprezanja radi predviđanja gorskog udara

– Mjerenja deformacija (pomaka) krovine – brze deformacije nakon iskopa ukazuju na brzi porast (akumulaciju) naprezanja

– Direktno mjerenje naprezanja primjenom instrumenata– Primjena geofizičkih i seizmičkih metoda – praćenje seizmičke aktivnosti

stijene (impulsa pri nastanku pukotina uslijed naprezanja)

Page 15: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala

• Akumulacije plinova pod tlakom u nepropusnim zonama pri nailasku radova (otvaranje slobodne površine) uzrokuju nagli izboj plinova i frakturirane stijene– Razmjeri štete mogu biti različiti: od nezamjetnih izboja pa do uništenja

cijelog horizonta

– Zabilježeni su slučajevi izboja 350 t ugljena i stijene te preko 3000 m3 plina

• Utjecajni faktori– Poroznost stijene utječe na tok plinova i oslobađanje pritiska– Postojanje nepropusnih barijera (geoloških struktura)– Čvrstoća stijene (gradijent tlaka plinova koji može podnijeti)– Naprezanje na čelu iskopa (veće naprezanje uzrokuje zatvaranje pora i

pukotina što umanjuje propusnost stijene i povećava gradijent tlaka)

– Za ugljen – slojevi s većim sadržajem CO2 su skloniji izbojima nego oni sa većim sadržajem CH4

Page 16: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala

• Izboj plina i materijala

pri nailasku podzemnog rada na akumulaciju

Page 17: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala

• Kaverne zaostale nakon izboja

Page 18: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala

• Potencijalni izboj metana zarobljenog nepropusnom glinenom ispunom

Page 19: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala – mjere suzbij anja

• Najčešće se primjenjuje otplinjavanje bušotinama radi smanjenja gradijenta tlaka– Istovremeno ova metoda omogućuje praćenje tlakova i uzimanje uzoraka

plina, te otkrivanje opasnih zona

Page 20: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stjenskog materijala – mjere suzbij anja

• bušotine duljine 25-50m

• ukoliko bušotina otkrije zonu pod tlakom pristupa se otplinjavanju• otplinjavanje se obavlja dok se tlak plina ne smanji na 0,2 MPa• kontrola: usporedba naprezanja u stijeni, pritiska plina i čvrstoće stijene

(prema nekim istraživanjima opasnost postoji ako je naprezanje u stijeni 10×veće od njene čvrstoće, a tlak plina veći od 0,3 MPa)

Page 21: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Izboji plinova i stijenskog materijala – mjere suzbi janja

• Ostale mjere– Daljinsko upravljanje mehanizacijom (operater nije izložen u slučaju

izboja)– Iskop miniranjem umjesto mehaniziranog (ciklički proces u kojem pri

miniranju radnici nisu prisutni na čelu otkopa, bušenje minskih bušotine ne može prouzrokovati izboj a može ukazati na opasnu zonu, najveća je vjerojatnost da do izboja dođe pri fazi miniranja a ne pri utovaru i transportu)

– Inducirani izboj (prethodno miniranje čela radi testiranja i induciranja izboja ako je poznata opasna zona)

– Minimalan broj ljudi na čelu, oklopljene kabine strojeva, zaštitne maske i odjela (danas neprihvatljivi pristup jer su radnici ugroženi bez obzira na ove mjere)

Page 22: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala

• Nagli dotok vode iz podzemnih ili površinskih akumulacija, gdje je nailaskom radova (hodnika, otkopnih čela) omogućen put vodi u podzemne prostorije

• U prisustvu žitkih materijala (pijesak, šljunak, mulj, natopljena glina) dolazi i do toka materijala u podzemnu prostoriju

• Pri tome projektirani sustav odvodnjavanja nije dovoljnog kapaciteta da savlada pritok vode

• Uvjeti za pojavu prodora:– postojanje podzemnih ili površinskih akumulacija, vodonosnika

– postojanje komunikacijakih veza dovoljnog protoka (poroznosti, pukotinski sustavi, kaverne)

– visoki vodostaji rijeka i potoka– velike oborine

Page 23: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala

Page 24: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – otkrivanje

• Otkrivanje opasnih zona– Prethodno – za vrijeme istraživanja ležišta, mapiranje potencijalnih lokacija

– Kontrolno - za vrijeme otkopavanja

Page 25: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite

• bušotine su većeg promjera (obično 75 mm) da omoguće veći protok

• ušće bušotine je zaštićeno cijevnom kolonom sa zapornim ventilom• omogućuju drenažu vode iz akumulacije pritokom koji sustav

odvodnjavanja može savladati

Page 26: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite

• Uobičajeni sustav odvodnjavanja se sastoji od sabirnih kanala za vodu, vodosabirnika, taložnika za mulj i krute čestice, crpnih stanica i cjevovoda

• Mjere zaštite u rudnicima ugroženim provalama vode:– rezervne pumpe većeg kapaciteta– rezervni cijevovod od pumpe do površine– rezervni kabel za napajanje pumpe el. energijom– izrada baraža (brana) i vodnih vrata– crpne stanice se smještaju što bliže prostorijama otvaranja– prostorije razrade se rade s nagibom prema prostorijama otvaranja

– vodosabirnici se dimenzioniraju tako da mogu primiti smjenski (osmosatni) priliv vode

– kod opasnosti od prodora žitkih materijala izrađuju se predtaložnici vodosabirnika

Page 27: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite• Baraže (brane) i vodna vrata

– izrađuju se na početku hodnika koji se izrađuje prema zonama akumulacije– zone su određene istražnim radovima– dio su projektnog rješenja zaštite (rudarski projekt)

– postoje filtracijske, nepropusne baraže i vodna vrata

• Filtracijske baraže – propuštaju vodu a zaustavljaju žitke materijale (pijesak, mulj…)

filtracijska baraža s vrećama

Page 28: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite

• nepropusne baraže – zaustavljaju i vodu i žitke materijale

• vodna vrata – omogućuju prolaz ljudi i opreme a zatvaraju se u slučaju opasnosti

betonska baraža s ventilom zakontrolirano ispuštanje vode

vodna vrata s ventilom za ispuštanje vode i cijevima za kablove

Page 29: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite

Page 30: Dinami čke pojave u rudnicima - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~mklanfar/nids_mklanfar/TEHNIKA SIGURNOSTI/Dinamicke... · izboja ako je poznata opasna zona) – Minimalan broj ljudi na

Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima

Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite

• Prethodno odvodnjavanje ležišta– isušivanje ležišta crpljenjem kroz bušotine s površine– potrebno je spriječiti površinski dotok vode na terenu iznad rudnika– izmještanje potoka i rijeka– izrada odvodnih kanala za površinske oborine– lociranje prostorija ulaza tako da oborinska voda ne može prodrijeti u rudnik