Metode podzemne eksploatacije

METODE I TEHNOLOGIJA

PODZEMNE EKSPLOATACIJE

NESLOJEVITIH LE@I[TA

Priru~nik u nastavi

S. Torbica i N. Petrovi}

METODE I TEHNOLOGIJA

PODZEMNE EKSPLOATACIJE

NESLOJEVITIH LE@I[TA

Priru~nik u nastavi

S. Torbica i N. Petrovi}

Doc. dr Slavko Torbica, dipl.in`.rud. Ass. mr Nenad Petrovi}, dipl.in`.rud. Metode i tehnologija podzemne eksploatacije neslojevitih leì{ta Priru~nik u nastavi Recenzenti: dr Qubomir Vukajlovi}, redovni profesor u penziji dr Ante Glu{~evi}, redovni profesor Izdava~: Rudarsko-geolo{ki fakultet, Beograd Re{ewem Ure|iva~kog odbora za izdava~ku delatnost Rudarskog odseka, Rudarsko-geolo{kog fakulteta u Beogradu, br. 12/97 ova kwiga je svrstana u kategoriju pomo}ni uxbenik. Tira`: 150 [tampa: Goragraf, Beograd ISBN 86-7352-010-X © S. Torbica i N. Petrovi} Metode i tehnologija podzemne eksploatacije neslojevitih leì{ta Priru~nik u nastavi Fotografija na koricama: © Prof. dr Qubomir Vukajlovi} Novembar 1997.

Ova kwiga predstavqa rezultat vi{egodi{weg izvo|ewa ve`bi iz predmeta Metode i tehnologija podzemne eksploatacije neslojevitih leì{ta za studente Smera za podzemnu eksploataciju, Rudarskog odseka, Rudarsko-geolo{kog fakulteta u Beogradu. Predmet metode otkopavawa, kako ga studenti naj~e{}e nazivaju, a {to i jeste naziv u ve}em delu sveta za predmet koji obra|uje ovu materiju, objediwuje centralne i najva`nije sadràje za rudarskog inèwera. U okviru ovog nastavnog predmeta izu~avaju se metode i tehnologija dezintegracije rude iz prirodnog okruèwa. Na osnovu uslova zalegawa rudnih tela otvara se rudnik, bira se metoda otkopavawa, usvaja se i dimenzioni{e konstrukcija otkopa, defini{u tehnolo{ki procesi, pravi analiza tro{kova i u iterativnom postupku dolazi do optimalnog re{ewa, profitno, ekolo{ki, antropolo{ki. Proizvodwa rude ~ini smisao postojawa rudnika i rudarstva uop{te, pa prema tome i svih prate}ih rudarskih, nau~nih i inèwerskih disciplina i ve{tina: provetravawa, odvodwavawa, transporta, izrade jamskih prostorija itd. Sve prate}e discipline su posredno ili neposredno ukqu~ene u otkopavawe. U svakom slu~aju postoji jasna uzro~na veza koja mora da bude jasno i nedvosmisleno prezentirana u okviru ovog nastavnog predmeta.

Od uxbeni~ke literature za ovaj predmet na srpskom jeziku postoje kwiga profesora Branka Glu{~evi}a - Podzemne otkopne metode neslojevitih rudi{ta; Ministarstvo rudarstva FNRJ, 1948. godine i kwiga profesora Milorada Petrovi}a - Otvarawe, razrada i metode otkopavawa; Gra|evinska kwiga, 1958. godine. Navedeni uxbenici svakako mogu da se koriste, ali prakti~no mogu da se na|u samo u bibliotekama. Slede}a kwiga je uxbenik profesora Branka Glu{~evi}a - Otvarawe i metode podzemnog otkopavawa rudnih leì{ta, Minerva, Subotica 1974. godine. Ova kwiga je osnovni uxbenik za predmet na kome se bazira nastava i koji se preporu~uje studentima. I pored toga {to nisu obuhva}ene neke nove metode i tehnologije otkopavawa, kao i nove metode prora~una parametara ova kwiga je veoma upotrebqiva. Me|utim i ova kwiga je odavno van prodaje .

Nije nikakva retkost ni na ve}im i zna~ajnijim {kolama u svetu da nemaju uxbenike iz ovog, ali i iz drugih stru~nih predmeta. Studentima se obezbe|uju razli~iti fotokopirani materijali, zatim se upu}uju na stru~nu literaturu iz pojedinih oblasti i tako daqe. Situacija kod nas je veoma specifi~na obzirom da se veoma mali broj qudi bavi ovom obla{}u. Stoga je literatura vrlo skromna i uglavnom nije aktuelna. Smatramo da ne bi bilo primereno da studente na osnovnim studijama upu}ujemo na literaturu na stranom jeziku, do koje se kod nas veoma te{ko dolazi.

Ovo su osnovni razlozi zbog kojih smo pristupili pripremi jednog ovakvog priru~nika. On treba da bude dopuna postoje}oj kwizi profesora Glu{~evi}a i da studentima pomogne prilikom izrade ve`bi i sticawa znawa iz ove oblasti. Budu}i da u generaciji bude nekoliko do desetak slu{alaca neguje se individulani rad. Stoga u priru~niku nisu dati kompletno ura|eni primeri koji bi studente navodili na wihovo prosto kopirawe. Od studenata se traì aktivan rad sa asistentom i kori{}ewe literature, {to jeste teì put, ali "Ko ne po~iwe nerazumevawem, taj i ne zna {ta zna~i misliti". Kwiga je namewena prvenstveno studentima Smera za podzemnu eksploataciju, Rudarskog odseka, Rudarsko-geolo{kog fakulteta u Beogradu, ali autorima }e biti izuzetno drago ukoliko je i drugi budu smatrali korisnim {tivom. Sve primedbe i sugestije prihvati}emo kao dobronamerne i kao takve najpa`qivije razmotriti .

Autori

S A D R @ A J

Predgovor

1 UVOD ........................................................................................................................... 5

1.1 Rudnici, ~ovekova ìvotna okolina ................................................................. 6 1.2 Etika i rudarska tehnika .................................................................................. 7 1.3 O stilu, jeziku i formi tehni~kih tekstova .................................................... 7

2 DEFINISAWE RADNE SREDINE .............................................................................. 11 2.1 Mehani~ka svojstva stenskog masiva................................................................. 11 2.2 Ispucalost stenskog masiva ............................................................................. 12 2.3 Primarno naponsko stawe.................................................................................. 15 2.4 Klasifikovawe stenskog masiva ..................................................................... 18

3 OTVARAWE RUDNIKA ............................................................................................. 27

3.1 Klasifikacija i definicija jamskih prostorija........................................... 27 3.2 Op{ti principi otvarawa ................................................................................ 30 3.3 Godi{wi kapacitet rudnika............................................................................. 31 3.4 Lokacija prostorija otvarawa......................................................................... 33

3.4.1 Odre|ivawe minimalnog rastojawa od okna do rudnog tela............... 33 3.4.2 Uticaj prostornog poloàja stenskih masa na locirawe

podzemnih prostorija .............................................................................. 34 3.4.3 Vanprofilski iskop ............................................................................... 35

3.5 Izbor na~ina otvarawa leì{ta .................................................................... 35 3.6 Dimenzionisawe prostorija otvarawa ........................................................... 44

3.6.1 Dimenzionisawe izvoznog okna .............................................................. 44 3.6.1.1 Orjentaciona kinematika izvoza i

izbor korisnog tereta jedne vo`we .......................................... 45 3.6.2 Dimenzionisawe servisnog okna ............................................................ 49 3.6.3 Dimenzionisawe ventilacionog okna ..................................................... 51 3.6.4 Dimenzionisawe popre~nog preseka hodnika, potkopa, rampi ............. 51 3.6.5 Dimenzionisawe navozi{ta.................................................................... 54 3.6.6 Dimenzionisawe vodosabirnika............................................................ 55 3.6.7 Dimenzionisawe jamskog magacina eksplozivnih sredstava i

izbor wegove lokacije............................................................................. 56 3.6.8 Dimenzionisawe jamske radionice za popravke dizel mehanizacije. 59 3.6.9 Dimenzionisawe i izbor lokacije jamskog skladi{ta

dizel-goriva i maziva ............................................................................. 60

4 IZBOR METODE OTKOPAVAWA .............................................................................. 61 4.1 Otkopavawe ........................................................................................................ 61 4.2 Metoda otkopavawa.......................................................................................... 62 4.3 Klasifikovawe metoda otkopavawa.............................................................. 72 4.4 Izbor metode otkopavawa i konstrukcije otkopa ......................................... 73 4.5 Procedura izbora metode otkopavawa i konstrukcije otkopa .................... 74 4.6 Klasifikacija i izbor metoda otkopavawa po Nikolas-u ............................... 75 4.7 Dimenzionisawe konstrukcije otkopa ............................................................ 82

4.7.1 Dimenzionisawe sigurnosnih stubova................................................... 82 4.7.1.1 Prora~un optere}ewa sigurnosnih stubova .............................. 82 4.7.1.2 Prora~un nosivosti i dimenzionisawe sigurnosnih stubova .. 87

5 TEHNOLO[KI POSTUPCI U PODZEMNOM OTKOPAVAWU................................. 91 5.1 Bu{ewe i minirawe............................................................................................ 91

5.1.1 Izbor parametara minirawa u funkciji granulacije odminirane rude................................................... 92 5.1.2 Optimizacija distribucije energije eksplozivnih puwewa pri lepezastom rasporedu minskih bu{otina ........................................... 98 5.1.3 Prora~un parametara minirawa............................................................ 103 5.1.4 Izbor opreme za bu{ewe......................................................................... 117

5.2 Utovar i odvoz odminirane rude.................................................................... 139 5.3 Pomo}ne radne operacije................................................................................. 159

6 ORGANIZACIJA RADA ............................................................................................167 6.1 Bu{ewe minskih bu{otina ...............................................................................167 6.2 Minirawe...........................................................................................................168 6.3 Utovar (i odvoz) rude.......................................................................................170 6.4 [ema organizacije rada na otkopavawu.........................................................170

7 TEHNO-EKONOMSKI POKAZATEQI OTKOPAVAWA ..........................................173 7.1 Koeficijent iskori{}ewa rude......................................................................174 7.2 Koeficijent osiroma{ewa rude .....................................................................175 7.3 Koeficijent pripreme ......................................................................................175 7.4 Produktivnost metode otkopavawa i kapacitet proizvodwe......................176 7.5 Otkopni u~inci..................................................................................................177 7.6 Normativi radne snage, materijala i energije...............................................179 7.7 Minimalna mo}nost rudne ìle koja moè ekonomi~no da se otkopava ......184

D o d a c i

A. - Projektovawe rampe ...............................................................................................189 B. - VCR metoda otkopavawa........................................................................................201 V. - Podzemna eksploatacija kamenih blokova ..........................................................221 G. - Ekolo{ki prihvatqiviji na~in otkopavawa rudnih leì{ta ..........................225 D. - Podzemna eksploatacija malih leì{ta ...........................................................229 Literatura..............................................................................................................233

Metode i tehnologija podzemne eksploatacije neslojevitih leì{ta

5

1 U V O D Podzemna eksploatacija neslojevitih leì{ta ili podzemna eksploatacija leì{ta u ~vrstim stenama (formulacija zastupqena u zapadnim zemqama), danas reklo bi se, doìvqava svoju renesansu. Postoje brojni razlozi koji uslovqavaju ovakav razvoj, a kao najva`niji mogu da se izdvoje slede}i:

• Raspoloìva leì{ta mineralnih sirovina nalaze se na sve ve}im dubinama i za najve}i broj wih ne postoje uslovi koji bi naveli na razmatrawe mogu}nosti povr{inskog otkopavawa.

• Razvoj ma{inogradwe i tehnologije podzemnog otkopavawa omogu}uje ekonomi~no otkopavawe sa velikim kapacitetima i sa malim u~e{}em qudskog rada.

• I na kraju, rastu}a ekolo{ka svest ~ove~anstva i prete}i kolaps planete najsna`nije favorizuju podzemnu eksploataciju tako da se danas u Mediteranskom delu Evrope i kameni blokovi, kao tradicionalni proizvod povr{inske eksploatacije, sve vi{e dobijaju podzemnim otkopavawem.

Rudarstvo seè daleko u preistoriju, a ve} u sredwem veku je u temequ svake dràvne zajednice. Prva faza wegovog razvoja karakteri{e se samo skupqawem ruda i stena koje su bile na povr{ini, te su prema tome bile lako dostupne i bez primene neke naro~ite tehnologije. Slede}u, drugu fazu, karakteri{e razvoj tehnologija podzemne eksploatacije rudnih i leì{ta nemetala, koja zaleù ispod povr{ine. Ova faza odlikuje se eksploatacijom samo bogatih leì{ta i bogatijih delova ve}ih leì{ta. Zapravo u ovoj fazi eksploatisane su iskqu~ivo rude koje su mogle da se direktno metalur{ki prera|uju bez prethodne pripreme.

Po~etak tre}e faze poklapa se sa ubrzanom industrijalizacijom i enormnim pove}awem potreba za metalima i nemetalima kao i prirodnim energentima. Ovu fazu karakteri{u:

∗ Razvoj tehnologija koje omogu}uju ekonomi~no otkopavawe siroma{nih rudnih leì{ta.

∗ Zamena qudskog rada ma{inskim.

∗ Izgradwa rudnika sa velikim kapacitetima. U ovom periodu u prvom redu razvijaju se tehnologije povr{inskog otkopavawa i masovne metode, sa zaru{avawem rude i prate}ih stena, podzemnim na~inom. Zajedni~ka karakteristika za sve metode ovog perioda, je ogromna degradacija prirodnog masiva. U ovoj fazi usled naglog porasta eksploatacije i iscrpqivawa nekih poznatih svetskih leì{ta, ~ovek postaje svestan ograni~enosti i neobnovqivosti prirodnih resursa, {to za posledicu ima insistirawe na visokom stepenu iskori{}ewa leì{ta. Ogromna je "glad" za vi{e i vi{e novih jeftinijih sirovina, koju najboqe ilustruje podatak da se danas otkopa (dezintegri{e iz prirode) 35 do 40 tona rude i jalovine po glavi stanovnika planete godi{we. Od te koli~ine samo oko 2% predstavqa korisnu supstancu. Sve izraènija je svest da bi daqa ekspanzija ovakvog rada dovela do uni{tewa planete. Utvr|en je trend porasta potreba za mineralnim sirovinama i prirodnim energentima u odnosu na porast broja stanovnika. Tako, na primer, ako se broj stanovnika pove}a za 4.5 puta onda se potrebe za energentima uve}avaju za dvanaest puta, a potrebe za drugim mineralnim sirovinama za devet puta.


6

Pored ovoga, poznata je ~iwenica da su novootkrivena leì{ta sve dubqa i

sve siroma{nija. Zbod toga prognozira se da }e za 20 do 25 godina sada{wa masa otkopane jalovine biti udvostru~ena.

Rudarstvo ili va|ewe rude iz utrobe zemqe je jedna od najstarijih ve{tina kojima je ~ovek ovladao. Enormni porast rudarskih aktivnosti i wihova destruktivnost vezana je za ovaj vek. O~uvawe trenda porasta proizvodwe uz primenu konvencionalnih tehnologija stvara mra~nu sliku na{e budu}nosti i afirmi{e ekolo{ki pristup. 1.1 R u d n i c i , ~ o v e k o v a ` i v o t n a s r e d i n a Rudarstvo kao i ve}ina qudskih delatnosti destruktivno je u odnosu na prirodu. Rudarskim radovima ~ovek vr{i degradaciju prirodnog masiva i izaziva poreme}aje kako u zemqinoj kori tako i na wenoj povr{ini. Dana{wu rudarsku proizvodwu karakteri{u ogromni rudnici sa velikim kapacitetom i tehnologije otkopavawa koje se odlikuju velikim obimom razarawa masiva pri dezintegraciji rudnog leì{ta iz wegovog prirodnog okruèwa. Ovakvim radom se u znatnoj meri uni{tavaju podzemni hidrolo{ki sistemi, a ve} sada neki delovi planete imaju ozbiqan deficit ovog ìvotno va`nog resursa. Uni{tavaju se eko sistemi na povr{ini zemqe. Mewa se reqef planete i klima. Mewaju se prirodni procesi u zemqinoj kori ~iji je uticaj na ~oveka i ostalu ìvu prirodu evidentan, mada zasad okultan. Kao {to ne moè bez mnogih industrijskih proizvoda, savremeni ~ovek jo{ mawe moè bez ruda tj. proizvoda rudarstva koji su preduslov razvoju tehnike i primarna sirovina mnogih najnovijih proizvoda visoke tehnologije. Shodno ovom ne radi se o dilemi rudarstvo da ili ne, nego kakvo rudarstvo? Neosporno je da u budu}em radu treba da se istraùju, razvijaju i primewuju takve tehnologije koje: • u ukupno dezintegrisanom volumenu prirodnog masiva pove}avaju u~e{}e

korisne komponente, odnosno za istu koli~inu korisne supstance, zahtevaju da se otkopa mawa ukupna koli~ina rude i jalovine zajedno i

• o{te}ewa okolnog masiva svode na najmawu mogu}u meru. Drugim re~ima, ve} utemeqenom principu rudarske proizvodwe o imperativnom maksimalnom iskori{}ewu leì{ta potrebno je da se prikqu~i princip minimalnog o{te}ewa masiva u prirodnom okruèwu leì{ta. Globalnost i humanost moraju da budu osnovna na~ela razvoja rudarstva i merila nau~nih, odnosno tehnolo{kih i ekotehni~kih promena. Ekologija treba da bude prate}a svest nau~nog razvoja i kriti~ka svest o tom razvoju i da mewa uobraziqnu sadrìnu na{ih umova, tako da stari nadraàji izazivaju novi odziv. Rudarski inèwer intelektualac mora da nadi|e svoju specijalnost i da vodi ra~una o ìvotnoj okolini, presudno va`noj za opstanak na planeti. Otkopavawe rudnih leì{ta ili dezintegracija rude iz prirodnog okruèwa predstavqa skup tehnolo{kih postupaka koji su primarno odre|eni prirodnim uslovima leì{ta. Odre|eni uslovi leì{ta, koji su definisani parametrima stawa masiva (orudweni deo sa okolnim stenama), ne impliciraju jednozna~no odre|enu metodu otkopavawa, ve} samo daju naznake inèweru koji unosi konstruktivnost u prirodni poredak. Upore|ewe razli~itih kreacija i ocena wihove uspe{nosti sa stanovi{ta profitabilnosti obavqa se pomo}u tehno-ekonomskih pokazateqa.

Ocena {tetnosti, odnosno mera destrukcije planete obavqa se pomo}u ekotehni~kih pokazateqa. Prvi pokazateq je ozna~en kao stepen razarawa masiva (SRM) i predstavqa odnos zapremine ukupno dezintegrisanog dela masiva (ZDM) (posredno i neposredno) prema zapremini otkopane rude, ugqa itd (ZOR), odnosno prema ukupnoj koli~ini korisne komponente(UKK) ili wenom iskoristivom energetskom potencijalu (IEP) kada je energent u pitawu.

Uvod

7

SRMZDM

ZOR

ZDM

UKK

ZDM

IEP= ⇔ ⇔ ( 1.1 )

Drugi ekotehni~ki pokazateq ozna~en je kao specifi~na potro{wa energije

(SPE) i predstavqa odnos ukupno potro{ene energije(UPE) pri proizvodwi rude prema koli~ini otkopane rude(KOR), ukupnoj koli~ini korisne komponente(UKK) ili iskoristivom energetskom potencijalu (IEP) kada je energent u pitawu.

SPEUPE

KOR

UPE

UKK

UPE

IEP= ⇔ ⇔ ( 1.2 )

Ekotehni~ki pokazateqi bi svakako morali da budu ugra|eni u sistem za

podr{ku odlu~ivawu i pomo}i rudarskim inèwerima menaxerima i projektantima da bi se me|u profitabilnim tehni~kim re{ewima odlu~ivali za ekolo{ki prihvatqivija. 1.2 E t i k a i r u d a r s k a t e h n i k a Kqu~ni momenat zapadnog koncepta ìvota i bitisawa je interes ili profit. Dakako ni rudarstvo nije van ovog, {ta vi{e profit je opredequju}i u svim fazama rada i odlu~ivawa. Privreda je neosporno nu`ni temeq ìvota bez koga je nemogu} umni i duhovni ìvot ~oveka. No ciq i smisao ~ove~ijeg ìvota ne leè u tom nu`nom temequ. Rudarska privreda predstavqa temeq sve ostale privrede. Srpski sredwovekovni rudnici zlata i srebra leè u temequ mo}i i prosve}enosti tada{wih vladara. Izgradili su Hilandar, Sopo}ane, Gra~anicu i podupiru vrhove srpske duhovnosti. ôvek je pozvan da zavlada silama prirode, da produì stvarawe sveta i da bude gospodar zemqe. No ovladavawe duhom prirode i zloupotreba, a ne upotreba prirodnih dobara vodi negaciji ìvota i progresa. ôvek je neosporno inèwer, ali je on stekao to ume}e radi ciqeva koji leè iza granice tog ume}a. Ne moè biti tehni~kih ciqeva u ìvotu, mogu biti tek tehni~ka sredstva. Hiperma{inizam dana{wice legalizuje i favorizuje prevlast tehnike nad mudro{}u, tehnizaciju duha i razuma koja je propast duha i razuma. Danas kada ~ovek ima silu kojom moè da upravqa svetom i da uni{ti ~ove~anstvo i kulturu sve zavisi od wegovog duhovnog i moralnog stawa. Problemi su dakle u moralnoj oblasti. Etika mora da bude gospodarica, a tehnika slu{kiwa. Profesionalni moral rudarske struke mora da dobije centralno mesto i da postane katalizator u procesu tehni~kog odlu~ivawa. No ni to nije dovoqno jer svaki profesionalni moral predpostavqa da je ta oblast va`na i da mora da raste i da se razvija. Potom, stru~waci i superstru~waci kradu, laù i ubijaju protivno op{tem moralu. Kako moè da im se veruje da se u okviru svojih struka pona{aju boqe? îni se da je neophodno vi{e demokratske kontrole nau~nih i tehni~kih aktivnosti koje mewaju praelementarne prirodne procese, a naro~ito one koji su nepovratni. 1.3 O s t i l u , j e z i k u i f o r m i t e h n i ~ k i h t e k s t o v a Tehni~ki tekstovi treba da budu napisani stilski korektno i gramati~ki pravilno. Predmetnom sadràju treba dati adekvatan oblik jer se sadrìna i oblik me|usobno proìmaju. Stil ili oblik pisanog teksta je samo vidqivi deo misli, ose}awa i znawa o napisanom. Aqkavo napisan tehni~ki tekst odaje autora koji ni sam ne ceni to {to je uradio, a zatim takav tekst omalovaàva ~itaoca, korisnika dokumentacije.


8

Glavne odlike dobrog stila tehni~kih tekstova su:

Jasno}a. - Tehni~ke tekstova autor ne pi{e za sebe i ne moè da ih pi{e tako da samo on zna {ta misli i {ta je hteo da kaè. Pisac uvek mora da ima na umu ~itaoca, korisnika informacija datih u tekstu. Jednostavnost, prirodnost, odmerenost. - Stil pisawa tehni~kih tekstova ne sme da bude ni pretenciozan, ni pateti~an, ni bombasti~an, ni panegri~an (koji sve hvali), ni dijaboli~an (koji sve kleve}e), ni ironi~an (koji se svemu podsmeva), ni skepti~an, ni polemi~an, ni familijaran, ni leèran. Konciznost. - Tehni~ki tekstovi treba da se odlikuju koncizno{}u i ekonomi~no{}u izraza bez epske op{irnosti i brbqivosti. Ovo moè da se postigne izbegavawem tautologija i pleonazama i opisnog na~ina. Treba imati na umu pravilo da "ono {to ni~emu ne sluì - {kodi". Izbor re~i koje se koriste u tehni~kim tekstovima je tako|e veoma bitan. Izbor treba da bude takav da izabranim re~ima moè da se najizrazitije, najefikasnije i najpreciznije saop{ti ono {to se èli. Me|u mogu}im sinonimima nekog pojma treba da se izabere najprikladniji. U slu~aju kad postoji vi{e re~i za dati pojam od kojih jedna precizno izraàva odre|enu misao, kod tehni~kih tekstova pisac uvek se treba opredeli za tu re~. Treba da se izbegava upotreba kli{iranih re~i, obrta, fraza koje se upotrebqavaju ne misle}i, odnosno mehani~ki. Izuzetno je zna~ajan odnos prema upotrebi stranih re~i. Razmetawe stranim re~ima otkriva naduvenost, nezrelost i nedou~enost i siroma{tvo re~ni~kog fonda materweg jezika, autora, teksta. Strana re~ treba da se upotrebi kada u na{em jeziku ne postoji odgovaraju}a re~, sa ciqem da se izbegne opis ili u slu~aju kada je strana re~ preciznija, sna`nija. Za tehni~ke tekstove je karakteristi~an intelektualni stil, to jest upotreba re~i u wihovom pravom neprenesenom zna~ewu. To ne iskqu~uje potpuno, figurativni stil, ali figure treba da se upotrebqavaju sa merom i ukusom i one ne mogu biti sebi ciq, nego se koriste da osvetqavaju misli. U ovakvim tekstovima apsolutno nema mesta za familijarne, kolokvijalne i vulgarne izraze iz uli~nog àrgona.

Re~enice se odlikuju strukturom i uzajamnim odnosom sa drugim re~enicama. Dve su bitne osobine re~enica: koherentnost i raznolikost. Re~enica je koherentna ako je odnos izme|u pojedinih delova i re~i u woj logi~an. Sadrìna takve re~enice se po pravilu shvata brzo i bez napora. Da bi se izbegla monotonija stila treba pribe}i varirawu strukture re~enice. Re~enice treba varirati u pogledu duìne, sloènosti, reda re~i u re~enici itd. Izuzetno je zna~ajna veza izme|u pojedinih re~enica, koja treba da bude ~vrsta, logi~na, prirodna. Dobar tehni~ki tekst treba da bude gramati~ki i pravopisno korektan. Pogre{an je pristup po kome su to "sitnice" i da to u ovoj vrsti tekstova nema zna~aja, da je bitno {ta je napisano itd. âk i sitne jezi~ke gre{ke ako su brojne vre|aju estetski ukus ~itaoca i srozavaju ugled autora. Skup re~enica koje su me|u sobom logi~ki povezane nekom op{tijom mi{qu sa~iwavaju paragraf.

Paragraf je deo ve}e celine (odseka, glave, poglavqa). Jedinstvo paragrafa }e biti postignuto ako sve re~enice koje ga sa~iwavaju budu usmerene ka osnovnoj temi koja se u wemu razvija. Ta centralna misao mora odmah da bude jasna i uo~qiva. Na ciq paragrafa se ukazuje jednom kratkom tematskom re~enicom na wegovom po~etku ili na kraju. Koherentnost paragrafa se postiè takvim rasporedom re~enica koji obezbe|uje wihovu hronolo{ku ili uzro~nu vezu. Isticawe pojedinih bitnih stvari postiè se ponavqawem i mestom re~i u tekstu. Ono {to se èli da bude najistaknutije stavqa se na kraj, zatim dolazi po~etak pa potom sredina. Kao {to re~enice u paragrafu moraju da budu povezane tako i

Uvod

9

paragrafi moraju da budu povezani. Prelaz iz jednog paragrafa u drugi treba da bude postepen, logi~an i prirodan. Novi paragraf ukazuje na ne{to novo, novu misao, novu temu. Isto ovo pravilo vaì i za ve}e jedinice, poglavqa na primer. Naravno, novi paragraf uvek po~iwe novim redom. Dobar tehni~ki tekst, projekat, elaborat, studija mora da predstavqa harmoni~nu, zaokruènu celinu. Ovo se postiè dobrom kompozicijom dela, a za {ta je potrebno da se sagleda celina dela (studije, elaborata, projekta) pre nego {to se pristupi realizaciji.

Prva stepenica u realizaciji ovakvog posla je planirawe. Plan rada treba da obezbedi harmoniju i veli~inu pojedinih delova prema wihovom zna~aju, kao i wihovu prirodnu povezanost i jedinstvo celine. Planom se defini{e struktura dela, podela na poglavqa, glave itd. Postoje brojni na~ini na koje mogu da se obeleè pojedini delovi: arapskim brojevima, rimskim brojevima, velikim slovima, malim slovima, {to prvenstveno zavisi od broja ~lanova plana. U tehni~kim tekstovima uglavnom se koristi obeleàvawe samo arapskim brojevima. Tako na primer, neki ~etvoro~lani rad moè da ima slede}u {emu:

2

2.0

2.1

2.2

2.21

2.22

2.23

2.3

2.31

2.32

2.321

2.322 Ova vrsta tekstova uglavnom obiluje: grafi~kim prilozima, slikama, tabelama i formulama. Zbog preglednosti i jednostavnog kori{}ewa neophodno je da se sistematski obeleàvaju svi ovi specifi~ni tekstualni sadràji. Uobi~ajeni na~ini obeleàvawa mogu da se vide u ovoj kwizi.

êsto su autori tehni~kih elaborata, studija, projekata itd. prinu|eni da se pozivaju na razli~ite literarne izvore, da koriste ve} data tehni~ka re{ewa, da koriste rezultate prethodnih istraìvawa itd. Zbog toga je pravilno citirawe veoma va`no, budu}i da tehni~ka dokumentacija biva podvrgnuta vi{estrukoj proveri. Kada se vrednost nekog parametra u tehni~kim prora~unima preuzima iz drugog dokumenta, studije, projekta, kwige, potrebno je da se navede wegov ta~an naziv, kada je kwiga u pitawu i izdawe, godina, izdava~ itd., strana, tabela, ili druga precizna tekstualna odrednica. Re|i je slu~aj da se sve ovo navodi u tekstu, pogotovu kada se isti izvor citira vi{e puta, nego se u uglastim zagradama, na primer [7], navodi wegov broj u spisku literature, ili se puna informacija daje u podno`noj napomeni (fusnoti).

Organizacija strane je tako|e veoma bitna za tehni~ku dokumentaciju. Uglavnom se koristi format A4, sa marginama koje omogu}avaju preglednost posle povezivawa. Prored i veli~ina slovnih i drugih znakova treba da omogu}i dobru preglednost. Formule, tabele i slike u tekstu uglavnom se centriraju sa razmacima od teksta tako da budu istaknute kao o~igledno druge celine. Uobi~ajeno je da se na strani formira zaglavqe u kome se naj~e{}e ispisuje naziv dokumenta, a ponekad i naziv aktuelnog poglavqa. Ponekad se u zaglavqu ispisuje


10

i naziv firme koja je izradila dokumentaciju, a nekad i neki drugi sadràji. U podno`ju strane uglavnom se ispisuje broj strane dokumenta, a nekad i neki drugi bitni podaci o dokumentu. Kod tehni~kih tekstova (studija, projekata, elaborata) izuzetno je va`na wegova celovitost. Stoga, da bi se spre~ile eventualne zloupotrebe, strani~ewe se uglavnom obavqa na slede}i na~in: strana 23. od 123, ({to zna~i da je kurentna 23. strana, a da integralni dokument ima 123 strane).


11

2 D E F I N I S A W E R A D N E S R E D I N E 2.1 M e h a n i ~ k a s v o j s t v a s t e n s k o g m a s i v a Stenski masiv u mehani~kom smislu predstavqa sloèn sistem i da bi se sagledalo wegovo pona{awe neophodno je da se poznaje pona{awe komponenti koje ga sa~iwavaju. Ispucali stenski masiv moè da se opi{e kao trodimenzionalni mozaik rogqastih stenskih blokova nastalih presecawem monolitne stene pukotinama. Pukotine u stenskom masivu bitno uti~u na wegova mehani~ka svojstva i wegovo pona{awe pri optere}ewu. One zapravo predstavqaju mehani~ke diskontinuitete koji stenski masiv pretvaraju u sistem vi{e ili mawe povezanih monolita. Pod mehani~kim svojstvima stenskog masiva uglavnom se podrazumevaju wegova deformabilnost i ~vrsto}a. Deformabilnost je svojstvo stenskog masiva da se pod optere}ewem deformi{e, mewa oblik i zapreminu. Kao kvantitativni izraz deformabilnosti koriste se modul deformacije i modul elasti~nosti. Modul deformacije moè da se izra~una na bazi ukupno registrovane deformacije, za neki opseg optere}ewa, dok modul elasti~nosti uzima u obzir samo povratne deformacije za isti opseg optere}ewa. ^vrsto}a je svojstvo stenskog masiva da pruà otpor dejstvu spoqnih sila. Ako se stenski masiv optereti, sa postepenim wegovim uve}awem optere}ewe u jednom trenutku dostiè grani~nu vrednost do koje stena pruà otpor bez uve}anih vidqivih deformacija. Svakom daqem porastu optere}ewa stena }e da odgovori lomom. Vrednost napona u trenutku loma naziva se ~vrsto}om, na smicawe, zatezawe, pritisak, u zavisnosti od na~ina optere}ewa pri kome nastupa lom. ^vrsto}a stenskog masiva ne moè da se defini{e jednom veli~inom i za weno definisawe obi~no se koriste idealizacije zasnovane na empiriji. Veza izme|u komponenti napona u trenutku loma, uspostavqa se uz pomo} parametara ~vrsto}e koji ne predstavqaju materijalne karakteristike stenskog masiva. Mehani~ka svojstva monolitnog dela stenskog masiva dovoqno su istraèna za prakti~nu primenu, a u svakom konkretnom slu~aju lako mogu da se utvrde na uzorcima standardizovanim laboratorijskim metodama. Me|utim poznavawe pona{awa monolita u sklopu stenskog masiva od maweg je zna~aja obzirom da su wegova deformabilnost i ~vrsto}a u ve}oj meri uslovqene wegovom ispucalo{}u. Pona{awe stenskog masiva zavisi od pona{awa monolita i pukotina, ali ono ne moè da se utvrdi wihovim prostim superponirawem. Dosada{wim istraìvawima nisu uspostavqene op{teprihva}ene i pouzdane korelacione veze uticaja ispucalosti na deformabilnost i ~vrsto}u stenskog masiva. Na sada{wem nivou naj~e{}e se koriste laboratorijski podaci o ~vrsto}i i deformabilnosti monolita u kombinaciji sa klasifikacijama stenskog masiva na osnovu kojih se procewuju wegova ~vrsto}a i deformabilnost.

Tabela br. 2.1 - Osnovne fizi~ko-mehani~ke osobine stena na lokaciji

rudnog tela "Borska Reka" - Rudnici bakra i nemetala Bor

OPIS σc

(MPa) σt

(MPa) Ε

(MPa) ν

(-) γ

(MN/m3) silifikovani andezit 79.95 7.99 39410 0.21 0.0281

kaolinisani andezit 43.00 6.10 28098 0.22 0.0277

sve` andezit 78.00 6.30 33858 0.23 0.0275

konglomerat 103.00 10.90 37900 0.22 0.0279

borski peliti 82.00 7.20 19600 - -


12

Tabela br. 2.2 - Osnovne fizi~ko-mehani~ke osobine stena na lokaciji rudnog leì{ta "Koviqa~a" - Rudnici magnezita Koviqa~a

OPIS γ

(MN/m3)σc

(MPa) σt

(MPa) c

(MPa) ϕ

(°) ν

(-) Ε

(MPa) serpentinit - ~vrst (sve`) 0.026 71.98 6.28 5.11 38.63 0.23 25.751

magnezit - slab 0.0268 25.98 5.62 7.32 _ 0.28 6.918

magnezit - ~vrst 0.028 59.68 8.64 8.32 33.86 0.22 30.495

Tabela br. 2.3 - Osnovne fizi~ko-mehani~ke osobine stena na lokaciji rudnog leì{ta "Veliki Majdan" - Qubovija

OPIS γ

(MN/m3) σc

(MPa) σt

(MPa) Ε

(MPa) ϕ

(°) C

(MPa) {kriqac 0.0276 115.4 9.66 30000 56 20

dacit 0.0278 151.1 8.52 44000 63 20

ruda 0.0529 131.8 11.58 56000 57 22

mermerisani kre~wak 0.0272 56.9 7.68 17000 51 11

Tabela br. 2.4 - Osnovne fizi~ko-mehani~ke osobine stena na lokaciji leì{ta rude olova i cinka "Sasa" - Republika Makedonija

OPIS γ

(MN/m3) σc

(MPa) σt

(MPa) ν

(-) Ε

(MPa) ruda 0.0388 79.93 7.72 0.25 55690

dacit 0.0267 99.42 15.05 0.25 58610

gnajs 0.0272 79.03 14.70 0.18 41320

skarn 0.0346 85.43 16.19 0.22 51730

{kriqac 0.0274 69.52 15.04 0.15 34690

cipolin 0.0273 56.78 8.53 0.18 51620

2.2 I s p u c a l o s t s t e n s k o g m a s i v a Ispucalost stenskog masiva predstavqa wegovo posedovawe skupine preloma do kojih dolazi kada se stenski masiv izloì naponima koji prelaze granicu wegove ~vrsto}e. Ukupnost pukotina jednog podru~ja ~ini pukotinski sklop ili rupturni sklop ako obuhvata sve vidove ruptura.

Rupture (razlomi) su povr{i fizi~kog diskontinuiteta stenske mase, odnosno unutra{we grani~ne povr{i u stenskoj masi. Prema duìni vektora kretawa blokova paralelno povr{i rupture, razlikuju se pukotine, kod kojih je to kretawe zanemarqivo, i rasedi kod kojih je ono toliko da ne moè da se zanemari.

Monolit je blok stene ograni~en pukotinama, koji ne sadrì nikakve unutra{we grani~ne povr{i. On svojim oblikom i dimenzijama predstavqa jednu od prakti~nih mera ispucalosti stenskog masiva.

Pukotine se ~esto pojavquju u skupovima koji imaju neko zajedni~ko svojstvo, napr.: elemente pada, pruàwe, starost itd. Ukupnost pukotina jednog podru~ja je pukotinski sklop. Grupa paralelnih pukotina je sistem. Skup paralelnih pukotina istog vremena postanka je familija, a skup pukotina sa zajedni~kom osom je snop.

Definisawe radne sredine

13

Pukotina je potpuno definisana kada su utvr|ene slede}e wene

karakteristike: na~in postanka, poloàj u prostoru, orjentacija, oblik, dimenzije i vrsta ispune i ~vrsto}a zidova pukotine. Genetske karakteristike pukotine su naro~ito interesantne sa stanovi{ta ekstrapolacije rezultata na podru~ja koja nisu zahva}ena istraìvawima.

Prostorni poloàj pukotine defini{e se kotom i kordinatama ta~ke u kojoj se ona javqa.

Orjentacija pukotine se defini{e azimutom pada i padnim uglom, odnosno padom i pravcem pada (dip/dip direction), na primer 35/120, pri ~emu se dvocifreni broj odnosi na pad, a trocifreni na pravac pada. Orjentacija tako|e moè da bude definisana pruàwem i padom. Ovi termini i wihov smisao razja{weni su na slici br. 2.1. Obavezno se vr{i statisti~ka obrada podataka o orjentaciji ~iji su rezultati osnov za razvrstavawe pukotina u odgovaraju}e familije. Jedno od osnovnih obele`ja familije je i gustina pukotina unutar familije ili prose~no rastojawe susednih pukotina.

Pod oblikom, zatalasano{}u pukotine naj~e{}e se podrazumeva oblik wene povr{ine u m-dm (metar-desimetar) podru~ju, a pod hrapavo{}u pukotine oblik wene povr{ine u mm-cm (milimetar-santimetar) podru~ju.

Pod dimenzijama pukotine podrazumevaju se wena duìna i {irina. Duìna je najve}e pravolinijsko rastojawe izme|u dva kraja pukotine, a {irina je normalno rastojawe izme|u dva bloka stenske mase koji su pukotinom razdvojeni.

Kod definisawa ispune odre|uju se wena debqina, mineralni i granulometrijski sastav, stepen izmewenosti, ~vrsto}a i wen stepen vla`nosti. ^vrsto}a zidova pukotine, odnosno blokova koji su razdvojeni pukotinom, moè da se smatra svojstvom pukotine s obzirom da stenska masa uz zidove pukotine moè da bude veoma izmewena, a {to je od naro~itog interesa za mehani~ko pona{awe blokova i masiva uop{te.

Slika br. 2.1 - Definisawe pruàwa, pada i pravca pada. (Support of Underground Excavations in Hard Rock; E.Hoek, et.al. - pp. 22)

Podaci o orjentaciji pukotina prikazuju se statisti~ki, rozetama i Sanderovim prstenastim dijagramom, ako je od zna~aja pruàwe pukotina i projekcijom lopte kada je potrebno prikazivawe prostorne orjentacije pukotina. Za nestatisti~ko prikazivawe koriste se karta sklopa i preseci terena sa sinteznim rezultatima ispitivawa ruptura.


14

Za pravilno prikazivawe prostorne orjentacije pukotina koriste se

strukturni dijagrami. Kod ovog prikaza koristi se zami{qena lopta sa geografskom orjentacijom i to samo wena dowa hemisfera. Planara (na primer pukotina) se translatorno pomeri u centar lopte, pri tom ona se~e omota~ lopte po jednom velikom krugu (trasa ravni) koji defini{e wenu orjentaciju. Na wemu se nalazi pol padne prave. Da bi orjentacija pukotine bila jednostavnije izraèna, na wu se kroz centar lopte postavqa normala. Prodor te normale kroz omota~ lopte je pol pukotine i wime je orjentacija pukotine odre|ena pomo}u jedne ta~ke, kao {to je prikazano na slici br. 2.2.

Slika br. 2.2 - Poloàjna lopta. Princip projektovawa ravni (Upotreba projekcije lopte u geologiji; M.D.Dimitrijevi}, R.S.Petrovi} - str. 34)

Stenski masiv je po pravilu heterogen i anizotropan, a rupture su najva`niji uzrok te heterogenosti i anizotropije. Heterogenost stenske mase u odnosu na neko weno svojstvo zna~i da ona u svim svojim delovima nije ista prema tom svojstvu. Anizotropija stenske mase zna~i da ona ima razli~ite osobine u razli~itim pravcima, povu~enim iz iste ta~ke. Nasuprot ovome, homogena stenska masa imala bi ista svojstva u svim delovima, a izotropna u svim pravcima. Pojam homogenosti, odnosno heterogenosti stenske mase u odnosu na pojedina svojstva je relativan, kako u odnosu na odre|ena svojstva tako i u odnosu na razmeru posmatrawa. Isti stenski masiv moè u odnosu na jedno svojstvo biti homogen, a u odnosu na drugo heterogen. Isti stenski masiv moè biti homogen u ve}em, a heterogen u mawem podru~ju posmatrawa i obrnuto.

Za inèwersku analizu stabilnosti i dimenzionisawe jamskih konstrukcija izizetno su bitna dva podru~ja posmatrawa: • Podru~je uzorka- monolitnog dela stenske mase. • Podru~je terena- zone sadejstva masiva i jamske konstrukcije. U prirodi homogen stenski masiv ne postoji, ali stenski masiv ispucao na isti na~in u odre}enom podru~ju moè da se smatra homogenim po parametru ispucalosti. Kada su pojedini wegovi delovi ispucali na razli~ite na~ine mogu da se izdvojie zone koje su relativno homogene, odnosno kvazihomogene zone, kako se nazivaju.

Kvazihomogene zone su izdvojene zone u stenskoj masi unutar kojih je stenska masa pribli`no jednorodna, odnosno sli~na u odnosu na posmatrano svojstvo.


15

Pod izotropnim podrazumeva se ono telo ~ija su fizi~ka svojstva jednaka u

svim pravcima. Tela kod kojih svi pravci nisu ekvivalentni nazivaju se anizotropnim. Stenski masiv je po pravilu izrazito anizotropna sredina, a wegova anizotropija je u prvom redu uslovqena wegovom ispucalo{}u. Anizotropija se ispoqava u odnosu na razna fizi~ka i mehani~ka svojstva, a naj~e{}i vid je anizotropija u odnosu na deformabilnost. 2.3 P r i m a r n o n a p o n s k o s t a w e Da bi se numeri~kim ili drugim izra~unavawima, empirijskim procedurama na bazi neke od klasifikacija do{lo do podataka o stabilnosti rudarske konstrukcije u karakteristi~nim momentima tehnolo{kog procesa otkopavawa neophodno je, razume se, da se raspolaè podacima o primarnom, po~etnom naponskom stawu neporeme}enog stenskog masiva. U ve}ini rudnika ne postoje podaci o merewima primarnog naponskog stawa masiva, stoga jedino ostaje da se koriste razni analiti~ki izrazi bazirani na teorijama koje pokrivaju ovo podru~je. Od brojnih teorija naponskog stawa bi}e prikazane samo osnovne : • Heim-ova i Terzaghi-jeva teorija

Vertikalna komponenta napona moè da se odredi pomo}u slede}eg izraza:

σv = γ ⋅ z (2.1)

gde su: σv - vertikalna komponenta napona, γ - zapreminska teìna vi{eleè}ih stena i z - dubina ili rastojawe do povr{ine.

Horizontalna komponenta napona moè da se odredi pomo}u slede}eg izraza: σh = k ⋅ γ ⋅ z (2.2) • Terzaghi i Richart (1952) sugeri{u da se odnos horizontalne i vertikalne

komponente napona odre|uje pomo}u slede}eg izraza: k = ν / (1 - ν) (2.3)

gde je: ν - Poasonov koeficijent • Sheorey (1994) predlaè da se koeficijent k odre|uje pomo}u formule: k = 0.25 + 7 ⋅ Em ⋅ (0.001 + 1 / z) (2.4)

gde su: z - dubina (m) i Em - modul deformacije u horizontalnom pravcu (GPa)


16

Slika br. 2.3 - Odre}ivawe vertikalne komponente napona u funkciji dubine

Slika br. 2.4 - Odre|ivawe horizontalne komponente napona u funkciji dubine


17

Slika br. 2.5 - Odnos horizontalne i vertikalne komponente napona u funkciji dubine

Slika br. 2.6 - Odnos horizontalne i vertikalne komponente napona u funkciji dubine i modula deformacije masiva prema Sheorey-u, 1994.


18

2.4 K l a s i f i k o v a w e s t e n s k o g m a s i v a Empirijski pristup temeqi na ste~enom iskustvu, a osnova ovakvog pristupa sastoji se u inèwerskoj klasifikaciji stenskih masa koja sistematizuje ste~ena iskustva. Ove klasifikacije se vrlo ~esto i uspe{no koriste u svim fazama inèwerskog odlu~ivawa kod projektovawa i gradwe jamskih konstrukcija, izbora metoda otkopavawa, izbora parametara metode itd., u skladu sa principom da rudarski inèwer u podzemnoj eksploataciji ima zadatak ne da ta~no ra~una nego da ispravno rasu|uje i donosi ispravne inèwerske odluke. Osim toga ove klasifikacije se u posledwe vreme koriste u postupku pripreme podataka za numeri~ko modelirawe masiva, odnosno preko wih se vr{i kvantifikacija nekih bitnih svojstava masiva koja neizostavno moraju da budu ukqu~ene u wegove numeri~ke modele. Ovakav pristup ima dugu istoriju i veliki broj istraìva~a se bavio ovim problemom, i samim tim postoji i koristi se vi{e klasifikacija stenskog masiva. Klasifikacija M.M. Proto|akonova (1926) je veoma ~esto kori{}ena u rudarstvu. Ova klasifikacija zasniva se na podeli stena na 15 kategorija prema koeficijentu ~vrsto}e koji je Proto}akonov shvatio kao op{ti pokazateq otpora koji stenska masa pruà prema spoqa{wim uticajima. Ovaj koeficijent je izveden iz jednoaksijalne pritisne ~vrsto}e, pa je ona jedini pokazateq stawa masiva. Terzaghi-jeva klasifikacija (1946) je prva racionalna metoda procene optere}ewa kod podgra|ivawa ~eli~nim lukovima. Danas se smatra previ{e op{tom i bez objektivne procene stene i bez ikakve kvanitativne informacije o stenama. Klasifikacija Brauns-Stiny-a je dosta stara i koristi se kada su u pitawu zemqani radovi. Ova klasifikacija sve radne sredine deli na sedam klasa prema tome kakav je alat potreban za rad u wima, odnosno prema koli~ini eksploziva potrebnog za izvo|ewe radova. Lauffer-ova klasifikacija (1958) se temeqi na radovima Stiny-a, a zna~ajna je po tome {to se uvode dva nova parametra koji su uticali na razvoj novijih klasifikacionih sistema. Prvi parametar je period vremena za koji }e nepodgra|ena podzemna prostorija biti stabilna, dok je drugi parametar udaqenost od ~ela prostorije do najbliè podgrade. Danas je u upotrebi modifikovana Lauffer-ova klasifikacija, koju su 1974. predloìli Pacher, Racewicz i Gosler. Klasifikacija Wickham, Tiedemann, Skinner-a (1972), razvijena je u SAD, poznatija kao RSR koncept. Ova klasifikacija je u mnogo ~emu korak napred i wen osnovni doprinos je u tome {to uvodi sistem bodovawa pri ocewivawu stenskog masiva. Najzna~ajnije savremene klasifikacije stenskih masa koje su i danas u upotrebi razradili su slede}i autori: Deer (1967), Barton (1974), Bieniawski (1973,1974,1976,1979, 1989), Laubscher (1979), Kendorski (1983). K l a s i f i k a c i j a D e e r - a Ova klasifikacija bazira na ispucalosti stenske mase koja je ocewena na osnovu izdeqenosti jezgra dobijenog istra`nim bu{ewem.


19

Kao pokazateq ispucalosti stenske mase koristi se RQD ( Rock Quality

Designation), koji moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

RQD (%)L

L 100p

t

= × (2.5)

gde su: RQD - parametar ispucalosti, pokazateq kvaliteta stenske mase, LP - ukupna duìna komada jezgra duìh od 10 cm i Lt - duìna intervala bu{ewa. RQD je samo linearni pokazateq celovitosti stenske mase i odre|en je pravcem bu{ewa. On sam nije dovoqan za opis stenske mase, tj. ne uzima u obzir orijentaciju pukotina, {irinu i materijal ispune, hrapavost zidova pukotina, naponska stawa i stawe podzemne vode. Na otkrivenim stenskim masama ( podzemne prostorije ) metod ispitivawa vrednosti RQD sastoji se u brojawu pukotina zastupqenih na 1 m3 stenske mase ili brojawem pukotina du` linije. RQD ( % ) = 115 - 3.3 Jv (2.6)

gde je: Jv - ukupan broj pukotina na 1 m3 stenske mase

( u slu~aju da je Jv < 4.5 ⇒ stepen ispucalosti RQD = 100 %)

Broj pukotina po metru kubnom masiva moè se odrediti kao zbir pukotina po

metru za svaku familiju pukotina. Na primer:

familija 1, 6 pukotina na 20 m familija 2, 2 pukotine na 10 m familija 3, 20 pukotina na 10 m familija 4, 20 pukotina na 5 m

Stoga je:

Jv= 6/20 + 2/10 + 20/10 +20/5 = 0,3 + 0,2 + 2 + 4 = 6,5 puk/m3

RQD moè da se odredi i na osnovu merewa sredweg rastojawa izme|u pukotina i pomo}u jedna~ine : ( )RQD (%) 100 e 0.1 10.1= ⋅ ⋅ +− ⋅λ λ (2.7)

gde su: λ - prose~an broj pukotina na 1 m′

λ ≅ 1/ X (2.8)

X - sredwa vrednost rastojawa izme|u pukotina

Xx

n

ii 1

n

= =∑

(2.9)


20

G e o m e h a n i ~ k a k l a s i f i k a c i j a i s p u c a l e s t e n s k e m a s e (Bieniawski,1973-1989) Geomehani~ku klasifikaciju ili RMR (Rock Mass Rating) sistem razvio je Bieniawski 1973 godine. Klasifikacija koristi {est ulaznih parametara koji mogu da se dobiju i iz istra`nih bu{otina:

- Jednoaksijalna ~vrsto}a na pritisak monolita; - Kvalitet stenske mase RQD; - Sredwe rastojawe izme|u pukotina; - Stawe pukotina; - Stawe podzemnih voda; - Orjentacija diskontinuiteta.

Stenski masiv se klasifikuje po izdvojenim kvazihomogenim zonama u kojima su vi{e mawe ujedna~ena bitna wegova obele`ja. Navedeni parametri odre|uju se posebno za svaku zonu.

Tabela br. 2.5 - RMR sistem (Bieniawski, 1989.)

A. K l a s i f i k a c i o n i p a r a m e t r i i p o e n i

P a r a m e t a r V r e d n o s t

1

^vrsto}a

Indeksna Is (MPa) >10 4 - 10 2 - 4 1 - 2 Za ovako niske

vrednosti samo σc

monolita Jednoaksijalna σc (MPa) > 250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25 1 - 5 < 1

Broj poena 15 12 7 4 2 1 0

2 RQD (%) 90-100 75-90 50-75 25-50 < 25

Broj poena 20 17 13 8 3

3 Rastojawe pukotina (m) > 2 0.6 - 2 0.2 - 0.6 0.06 - 0.2 < 0.06

Broj poena 20 15 10 8 5

4

Stawe pukotina

(vidi D)

Veoma hrapave povr{ine. Nekontinu-alne. Bez zeva. Neraspadnuta stena.

Blago hrapave povr{ine. Zev < 1 mm. Blago raspadnuta stena.

Blago hrapave povr{ine Zev < 1 mm. Visoko raspadnuta stena.

Klizave povr{ine, ili Ispuna ispod 5 mm, ili Zev 1 - 5mm. Kontinualne.

Meka ispuna debqa od 5 mm, ili Zev ve}i od 5 mm. Kontinualne.

Broj poena 30 25 20 10 0

Priliv l / min na 10 m prostorije

Nikakav < 10 10 - 25 25 - 125 > 125

5 Podzemna voda

(Pritisak vode u

pukotini) / σ1 0 < 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 > 0.5

Op{te stawe Suvo Vla`no Mokro Kapqe Te~e

Broj poena 15 10 7 4 0

B. K o r e k t i v n i p o e n i z a o r j e n t a c i j u p u k o t i n a (vidi E)

Pruàwe i pad Veoma povoqan

Povoqan Osredwi Nepovoqan Veoma nepovoqan

Hodnici 0 -2 -5 -10 -12

Broj poena Temeqi 0 -2 -7 -15 -25

Kosine 0 -5 -25 -50 -60

Nastavak tabele je na slede}oj strani ⇒


21

Nastavak tabele br. 2.5 ⇓

V. K l a s e s t e n s k o g m a s i v a

Broj poena 100 ← 81 80 ← 61 60 ← 41 40 ← 21 < 21

K l a s a I II III IV V

Opis stene Veoma dobra Dobra Osredwa Lo{a Veoma lo{a

G. T u m a ~ e w e k l a s a s t e n s k o g m a s i v a

Klasa I II III IV V

Prose~no vreme dràwa nepodgra|enog raspona

20 godina, za 15 m

1 godina, za 10 m

1 nedeqa, za 5 m

10 ~asova, za 2.5 m

30 min., za 1 m

Kohezija masiva (kPa) > 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100

Ugao unutra{weg trewa > 45 35 - 45 25 - 35 15 - 25 < 15

D. S m e r n i c e z a k l a s i f i k a c i j u d i s k o n t i n u i t e t a

Duìna pukotine < 1m 1 - 3 m 3 - 10 m 10 - 20 m > 20 m


Zev Bez zeva < 0.1 mm 0.1 - 1.0mm 1 - 5 mm > 5 mm


Hrapavost Veoma hrapavo Hrapavo Blago hrapavo Glatko Klizavo


Ispuna Bez ispune Tvrda < 5 mm Tvrda > 5 mm Meka < 5 mm Meka > 5 mm


Raspadnutost Neraspadnuta Blago raspadnuta

Umereno raspadnuta

Jako raspadnuta

Potpuno

raspadnuta


E. U t i c a j p o l o ` a j a p u k o t i n a n a h o d n i k e

Pruàwe upravno na osu hodnika Pruàwe paralelno sa osom hodnika

Napredovawe u pravcu pada, Pad 45 - 90o

Napredovawe u pravcu pada, Pad 20 - 45o

Pad 45 - 90o Pad 20 - 45o

Veoma povoqno Povoqno Veoma povoqno Osredwe

Napredovawe suprotno padu, Pad 45 - 90o

Napredovawe suprotno padu, Pad 20 - 45o

Pad 20 - 45o, bez obzira na pruàwe

Osredwe Nepovoqno Osredwe

* Neki uslovi se me|usobno iskqu~uju. Na primer, ako ima ispune hrapavost povr{ine bi}e zasewena uticajem ispune. U tim slu~ajevima upotrebiti direktno A4 **Modifikovao Wickham et al. (1972) K l a s i f i k a c i j a N o r v e { k o g G e o t e h n i ~ k o g I n s t i t u t a Ova klasifikacija veoma se ~esto koristi zbog svoje sveobuhvatnosti, kao i zbog kompleksnog opisa stenskog masiva. Klasifikaciju su razradili i predloìli Barton, Lien i Lunde (1974).

Ocena stene po ovoj klasifikaciji izvedena je na bazi {est parametara koji su povezani slede}om relacijom:

QRQD

JJJ

JSRFn

r

a

w=⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ ⋅⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ ⋅⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

(2.10)


22

gde su: Q - ocena stenskog masiva, RQD - indeks kvaliteta po Deer-u (kada je mawi od 10 usvaja se 10), Jn - uticaj pukotina, Jr - uticaj hrapavosti zidova pukotina, Ja - uticaj promene zida pukotina i ispune, Jw - uticaj vode u pukotinama i SRF - uticaj naponskog stawa. U zavisnosti od vrednosti ocene Q stenski masiv se klasifikuje kao:

veoma dobar Q > 100 dobar 10 < Q < 100 zadovoqavaju}i 1 < Q < 10 slab 0.1 < Q < 1 veoma slab Q < 0.1

Analizom formule za izra~unavawe vrednosti Q moè da se ustanovi svrstavawe parametara u tri grupe koje predstavqaju:

RQD / Jn - veli~inu bloka Jr / Ja - otpor smicawu du` diskontinuiteta

Jw / SRF - naponsko stawe u masivu

Tabela br. 2.6 - Uticaj broja pukotinskih sistema

O p i s m a s i v a Jn

Masivna stena, bez ili sa malo pukotina 0.5 - 1.0

Jedan sistem pukotina 2

Jedan sistem sa slu~ajnim pukotinama 3

Dva sistema pukotina 4

Dva sistema pukotina sa slu~ajnim pukotinama 6

Tri sistema pukotina 9

Tri sistema pukotina sa slu~ajnim pukotinama 12

êtiri i vi{e sistema, sa slu~ajnim pukotinama, jako ispucale stene 15

Zdrobqena, spra{ena stena 20 Napomena: Za raskr{}a uzeti 3 Jn , Za portale uzeti 2 Jn

Tabela br. 2.7 - Uticaj hrapavosti zidova pukotina

O p i s p u k o t i n a Jr

Isprekidane pukotine 4

Hrapave, talasaste 3

Glatke, talasaste 2

Klizave, talasaste 1.5

Hrapave, ravne 1.5

Glatke, ravne 1.0

Klizave, ravne 0.5

Otvorene pukotine, zapuwena glinom, bez kontakta zidova pukotine 1.0

Pukotina ispuwena drobinom, bez kontakta zidova pukotine 1.0 Napomena: Ako je sredwe rastojawe izme|u pukotina ve}e od 3 m dodati 1.0 na vrednost Jr


23

Tabela br. 2.8 - Uticaj pukotinske vode

O p i s s t a w a p u k o t i n s k e v o d e Jw Pritisak

vode (MPa)

Suvo radili{te ili priliv mawi od 5 l / min 1.0 < 0.1

Sredwi priliv, ponekad isprana ispuna iz pukotina 0.66 0.1 - 0.25

Veliki priliv u zdravoj steni sa pukotinama bez ispune 0.5 0.25 - 1.0

Veliki priliv uz zna~ajno ispirawe pukotinske ispune 0.33 0.25 - 1.0

Izuzetno veliki priliv, posle minirawa opada 0.2 - 0.1 > 1.0

Izuzetno veliki priliv bez primetnog opadawa 0.1 - 0.05 > 1.0

Tabela br. 2.9 - Uticaj promene zidova pukotine i pukotinske ispune

O p i s p r o m e n e z i d o v a p u k o t i n e Ja ϕr (o)

Zidovi pukotine su u kontaktu

Srasla pukotina, zacementirana ~vrstim vodonepropusnim materijalom

0.75 -

Zidovi pukotine neizmeweni 1.0 25 - 35

Zidovi pukotine malo izmeweni, tvrda mineralna prevlaka, ispuna je dezintegrisana stena bez gline

2.0 25 - 30

Pra{inasta ili peskovito-glinovita prevlaka 3.0 20 - 25

Prevlaka od mekih materijala sa malim koeficijentom trewa: talk, hlorit, gips, grafit itd.

4.0 8 - 16

Zidovi pukotine dolaze u kontakt pri pomaku od 10 cm

Ispuna je dezintegrisana stena bez gline, zrnca peska 4.0 25 - 30

Jako zbijena prekonsolidovana glinovita ispuna ispod 5 mm debqine

6.0 25 - 30

Malo zbijena prekonsolidovana glinovita ispuna ispod 5 mm debqine

8.0 12 - 16

Glinovita ispuna sklona bubrewu ispod 5mm debqine (vrednost zavisi od procenta bujaju}ih ~estica, prisustva vode itd.) 8 - 12 6 - 12

Zidovi pukotine ne dolaze u kontakt pri smicawu

Ispuna je dezintegrisana stena bez gline, ili drobina 6 6 - 24

Ispuna je od zdrobqene stene i gline 8 - 12 -

Ispuna od pra{inaste ili peskovite gline 5 -

Debela neprekinuta glinovita ispuna 10 - 20 6 - 24


24

Tabela br. 2.10 - Uticaj smawewa napona

O p i s s t a w a SRF

Prostorija se~e oslabqenu zonu

Vi{e oslabqenih zona, ispuna je glina ili hemijski raspadnuta stena, vrlo labava okolna stena, (bilo koja dubina) Smawiti ovu vrednost za 25-50% ako zone smicawa samo uti~u, a ne seku prostoriju

10

Jedna oslabqena zona, ispuna je glina ili hemijski raspadnuta stena (dubina mawa od 50 m)

5.0

Jedna oslabqena zona, ispuna je glina ili hemijski raspadnuta stena (dubina ve}a od 50 m)

2.5

Vi{e rasednih zona u zdravoj steni,bez glina, rastre{ena okolna stena (bilo koja dubina)

7.5

Jedna rasedna zona u zdravoj steni, bez glina (dubina mawa od 50 m) 5.0

Jedna rasedna zona u zdravoj steni, bez glina (dubina ve}a od 50 m) 2.5

Rastre{ene otvorene pukotine, jaka ispucalost (bilo koja dubina) 5.0

Zdrava stena (nenaru{en masiv)

Za jako anizotropno poqe napona (ako se mere)

kada je: 5 ≤ σ1 ⁄ σ3 ≤ 10 reducirati na 0.8 σc i 0.8 σi kada je: σ1 ⁄ σ3 > 10 reducirati na 0.6 σc i 0.6 σi

gde je: σc - jednoaksijalna pritisna ~vrsto}a,

σi - ~vrsto}a na istezawe,

σ1 , σ3 - maksimalni i minimalni glavni napon.

Nizak napon, blizu povr{ine σc / σ1 > 200 σi / σ1 > 13 2.5

Sredwe vrednosti napona σc / σ1 = 200 - 10 σi / σ1 = 13 - 0.66 1.0

Visoka vrednost napona σc / σ1 = 10 - 5 σi / σ1 = 0.66 - 0.33 0.5 - 2.0

Gorski udar slabog intenziteta σc / σ1 = 5 - 2.5 σi / σ1 = 0.33 - 0.16 5.0 - 10

Gorski udar jakog intenziteta σc / σ1 < 2.5 σi / σ1 < 0.16 10 - 20

Bujave stene, plasti~no te~ewe pod dejstvom visokog jamskog pritiska

Blag pritisak bujawa 5 -10

Jak pritisak bujawa 10 - 20

Stene sklone bubrewu, hemijska aktivnost, bubrewe uz prisustvo vode

Blag pritisak bubrewa 5 - 15

Jak pritisak bubrewa 10 - 15

L a u b s c h e r - o v a g e o m e h a n i ~ k a k l a s i f i k a c i j a z a p r i m e n u u r u d a r s t v u

(DRMS Design Rock Mass Strength) (MRMR Mining Rock Mass Rating)

Ovo je modifikovana RMR geomehani~ka klasifikacija koja koristi iste parametre za klasifikaciju.

MRMR ( 0 - 100 ) se dobija sabirawem poena ~etiri uticajna parametra, koji su prikazani u tabeli br. 2.11. Klase stenskih masa prikazane su u tabeli br. 2.12.


25

Tabela br. 2.11 - Osnova klasifkacije

1 RQD (%) 100 - 97 96 - 84 83 - 71 70 - 56 55 - 44 43 - 31 30 - 17 16 - 4 3 - 0

Broj poena = RQD × 15/100

15 14 12 10 8 6 4 2 0

2 ^vrsto}a monolita

IRS (MPa) > 186 184 - 165 164 - 145 144 - 125 124 - 105 104 - 85 84 - 65 64 - 45 44 - 25 24 - 5 4 - 0

Broj poena = 0.1× MPa

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

3 Rastojawe pukotina D I J A G R A M na slici br. 2.7

Broj poena 25 ← → 0

4 Stawe pukotina T A B E L A br. 2.13

Broj poena = 40 × A × B × C × D / 108

40 ← → 0

Tabela br. 2.12 - Zna~ewe broja poena K l a s a 1 2 3 4 5

A V A V A V A V A V

Poena Σ ( 1 do 4 ) 100 81 80 61 60 41 40 21 20 0

Opis Vrlo dobra Dobra Povoqna Lo{a Vrlo lo{a

Tabela br. 2.13 - Procena stawa pukotina

BEZ SA VODOM P A R A M E T A R O P I S

VODE

vla`no 25-125l/m

> 125 l/m

A talasasta u vi{e pravaca 100 100 95 90

promene u u jednom pravcu 95 - 90 95 - 90 90 - 85 80 - 75

velikoj razmeri zakrivqena 89 - 80 85 - 75 80 - 70 70 - 60

izbrazdana 79 - 70 74 - 65 60 40

B vrlo hrapava 100 100 95 90

promene u izbrazdana ili hrapava 99 - 85 99 - 85 80 70

maloj razmeri glatka 84 - 60 80 - 55 60 50

polirana 59 - 50 50 - 40 30 20

C * ~vr{}a od osnovne stene 100 100 100 100

promena bez promene 100 100 100 100

zida pukotine slabija od osnovne stene 90 90 90 90

D bez ispune, izbrazdane povr{ine 100 100 100 100

pukotinska neomek{ali gruba drobina 95 90 70 50

ispuna zdrobqeni materijal sredwe gruba 90 85 65 45

(glina ili slobodni talk) fina drobina 85 80 50 40

mek zdrobqeni materijal gruba drobina 70 65 40 20

(npr. talk) sredwe gruba 65 60 35 15

fina drobina 60 55 30 10

mala promena debqine ispune 40 30 10 5

velika promena debqine ispune 20 10 materijal koji te~e

* zanemariti ovaj faktor kod izbrazdane, polirane ili izbrazdane glatke pukotine.


26

Dijagram C

Slika br. 2.7 - Ocena ispucalosti za vi{e pukotinskih sistema


27

3 O T V A R A W E R U D N I K A 3.1 K l a s i f i k a c i j a i d e f i n i c i j a j a m s k i h p r o s t o r i j a

Jama ili podzemni proizvodni sistem predstavqa ure|en skup razli~itih

jamskih (podzemnih) prostorija projektovanih i izvedenih tako da omogu}e sigurno, ekonomi~no i pouzdano otkopavawe rude i wen izvoz na povr{inu. Ovakav proizvodni sistem je ~esto veoma sloèn i zahteva veliki broj jamskih prostorija razli~itog prostornog poloàja, oblika, dimenzija i namene. Sve te prostorije imaju svoje nazive kako bi mogle da budu identifikovane operativno i u dokumentaciji.

Naravno da ove prostorije, odnosno wihovo dimenzionisawe, podgra|ivawe, izrada, broj i prostorni poloàj kao i wihove me|uzavisnosti u sistemu predstavqaju predmet prou~avawa rudarske nauke i struke, kao i svakodnevnu problematiku rudarskih inèwera.

Stoga ~udi da u ve} dugom vremenu rudarske prakse i rudarske {kole i nauke na ovim prostorima ne postoji jedinstvena, jednozna~na i sveobuhvatna klasifikacija i definicija jamskih prostorija. Situacija je kod nas takva da terminologiju diktiraju lokalni majstori rudari, ugra|uju}i lokalizme u Englesko, Francusko ili Nema~ko kolonijalno nasle|e. Rudarski inèweri, nau~iv{i na fakultetu pet razli~itih nedovr{enih klasifikacija dolaskom na rudnik prihvataju lokalnu, ugra|uju je u dokumentaciju i ne retko vra}aju i na fakultet. Tako se doga|a da kada inèwer koji radi u Trep~i ~ita dokumentaciju koju je radio inèwer iz Bora nije sasvim siguran o ~emu se radi.

U na{oj stru~noj literaturi, ina~e oskudnoj, malo je prostora posve}eno

klasifikaciji jamskih prostorija i to kod samo nekoliko autora. Analizom nekoliko objavqenih klasifikacija moè da se prona|e ve}i broj wihovih nedostataka, kao {to su: nekonzistentnost, nesveobuhvatnost, jezi~ka nekorektnost itd.

Predloèna klasifikacija zadràva, od na{ih autora date i u praksi

kori{}ene pojmove, koji su organizovani na nov na~in. Ve}ina definicija jamskih prostorija je ostala ista ili je sli~na. U ovoj klasifikaciji i definiciji jamskih prostorija izraèna je te`wa da se isprave logi~ke i druge gre{ke postoje}ih definicija, a da se pri tome ne na~ine nove . Nastojalo se da klasifikacija bude sveobuhvatna i konsekvetna i izvedena po istim principima od po~etka do kraja.

U ovom slu~aju radi se o klasifikaciji jamskih a ne podzemnih prostorija, obzirom da podzemne prostorije predstavqaju {iri skup prostorija koje nemaju nikakve veze sa rudarstvom; gra|evinske podzemne prostorije za potrebe vodovoda, kanalizacije, saobra}aja, kao i ~itav niz prostorija vojne namene, podzemna skladi{ta, odlagali{ta itd.

Prilikom klasifikovawa po{lo se od ~iwenice da je jama izme|u ostalog, ure|en skup jamskih prostorija projektovanih i izvedenih u svrhu bezbednog i ekonomi~nog otkopavawa rude i wenog izvoza na povr{inu. Shodno ovom sve jamske prostorije su klasifikovane po principima wihove funkcije, oblika i prostornog poloàja u podzemnom proizvodnom sistemu. Rukovode}i se navedenim principima izvedena klasifikacija sve prostorije deli na slede}e grupe: hodnike, okna, rampe, komore i bu{otine. H o d n i k

Hodnik je horizontalna jamska prostorija sa promenqivim elementima pruàwa.

U zavisnosti od oblika popre~nog preseka hodnici se naj~e{}e izra|uju kao zasvo|eni, trapezni ili kru`nog popre~nog preseka. Katkad je popre~ni presek


28

hodnika proizvoqan i promenqiv, a {to je uslovqeno specifi~nim rupturnim sklopom stenskog masiva u kom je izra|en.

U zavisnosti od wihovog prostornog poloàja u odnosu na druge prostorije ili rudno telo hodnici mogu da budu pre~ni, smerni, spojni, pristupni, obilazni itd.

U zavisnosti od funkcije koja im je namewena u proizvodnom sistemu hodnici mogu da budu: transportni, servisni, ventilacioni, otkopni, zasipni, skreperski, utovarni, itd.

Hodnik koji ima direktnu vezu sa povr{inom naziva se potkop, a hodnik kome su i po~etak i kraj na povr{ini naziva se tunel. U zavisnosti od funkcije koju imaju u proizvodnom sistemu potkopi mogu da budu: transportni, servisni, ventilacioni, zasipni, drena`ni, itd. O k n o

Okno je vertikalna ili kosa jamska prostorija sa ili bez direktne veze sa povr{inom, sa stalnim elementima pada i pruàwa.

U zavisnosti od prostornog poloàja u odnosu na povr{inu okna se dele na

vertikalna i kosa. Kada okno nema direktnu vezu sa povr{inom naziva se slepim (slepo okno). Vertikalna okna su naj~e{}e kru`nog ili pravougaonog oblika popre~nog preseka, dok su kosa okna naj~e{}e zasvo|enog ili trapeznog oblika popre~nog preseka.

Okna su naj~e{}e prostorije otvarawa i u zavisnosti od funkcije dele se na: izvozna, ventilaciona i servisna.

Okno predstavqa prostoriju koja je veoma zastupqena u sistemu osnovne i otkopne pripreme i u zavisnosti od funkcije moè da bude nameweno za gravitacioni transport rude ili zasipa (rudno ili zasipno okno). Ovakva okna se nazivaju i sipkama. Ovakva okna mogu tako|e da sluè za prolaz qudi pa se nazivaju prolaznim, za transport materijala - transportnim, za provetravawe - ventilacionim itd. Ova okna ~esto imaju vi{e odeqewa i objediwuju vi{e funkcija pa se tako i nazivaju, rudnoÄtransportnoÄprolazno okno na primer. R a m p a

Rampa je kosa jamska prostorija sa i bez direktne veze sa povr{inom, proizvoqnog prostornog poloàja, sa promenqivim elementima pada i pruàwa, namewena za kretawe samohodne jamske mehanizacije i qudstva.

U zavisnosti od funkcije rampa moè da bude transportna (izvozna) i

servisna. Nagib rampe i elementi kru`nih krivina su prilago|eni karakteristikama

mehanizacije. U zavisnosti od wene funkcije nagib se naj~e{}e kre}e od 1 : 5 do 1 : 10, stim {to se transportne rampe rade sa mawim nagibima. K o m o r a

Komora je jamska prostorija sa pribli`no iste sve tri dimenzije, proizvoqnog prostornog poloàja sa i bez direktne veze sa povr{inom.

U zavisnosti od funkcije u podzemnom proizvodnom sistemu komore mogu da

budu otkopne (otkopi) i komore raznih namena, odnosno prostorije u sastavu razli~itih jamskih objekata kao {to su: navozi{ta, vodosabirnici, remize, radionice itd. B u { o t i n a

Bu{otina je jamska prostorija kru`nog popre~nog preseka , malog u odnosu na duìnu, sa i bez direktne veze sa povr{inom, proizvoqnog prostornog poloàja, sa stalnim elementima pruàwa i pada.

Otvarawe rudnika

29

U zavisnosti od funkcije bu{otine mogu biti: istra`ne, eksploatacione

(minske), ventilacione, drena`ne, transportne itd.

Otvarawe leì{ta (rudnika) predstavqa jednu od faza u tehnolo{kom procesu podzemne eksploatacije leì{ta, tokom koje se leì{te povezuje sa povr{inom, izradom razli~itih vrsta podzemnih prostorija. Jedna od varijanti otvarawa leì{ta, sa pripadaju}im prostorijama i objektima otvarawa i prostorijama osnovne pripreme prikazana je na slici br. 3.1.

1 2 3 4 5 6

- - - - - -

izvozni toraw izvozno okno ventilaciono okno rampa ventilaciono okno rudna sipka

789

10

---

-

ventilaciono okno transportni hodnik postrojewe za sekundarno usitwavawe rude ventilator

Slika br. 3.1 - Prikaz jame

(International Mining, Jan. 1986, pp. 21)


30

3.2 O p { t i p r i n c i p i o t v a r a w a Kao {to je ve} navedeno, otvarawe leì{ta predstavqa jednu od faza u tehnolo{kom procesu podzemne eksploatacije leì{ta, tokom koje se leì{te povezuje sa povr{inom, izradom razli~itih vrsta podzemnih prostorija. Prostorijama otvarawa obavqa se transport i izvoz rude, doprema materijala, prevoz qudi, provetravawe, odvodwavawe i snabdevawe jame energijom. Otvarawe leì{ta obuhvata i izradu prostorija, u prate}im stenama i rudi, kojima se leì{te deli na revire i horizonte. Tro{kovi izrade prostorija otvarawa spadaju u investiciona ulagawa, obzirom da sluè tokom duèg vremenskog perioda, tokom kojeg treba da se izvr{i wihova amortizacija. Prostorije otvarawa mogu da se podele na: • glavne prostorije otvarawa (izvozno okno, potkopi, rampe) i • pomo}ne prostorije otvarawa (ventilaciona i servisna okna, glavni pre~ni

hodnici do leì{ta, navozi{ta, glavne rudne sipke, vodosabirnici, kao i ostali pomo}ni objekti koji sluè tokom duèg vremenskog perioda).

Prostorije otvarawa moraju da budu tako dimenzionisane da omogu}e ostvarewe planirane proizvodwe, bezbedan prolaz zaposlenima, nesmetan prolaz opreme i dopremu repromaterijala, kao i da omogu}e brzo povla~ewe qudi iz jame u slu~aju poàra, poplave itd. Prema ~lanu 37. Propisa o tehni~kim merama i za{titi na radu pri rudarskim podzemnim radovima:" Jama u kojoj se radi mora da ima najmawe dva izlaza, odnosno dva spoja sa povr{inom, koji su jedan od drugog sigurno odeqeni i nezavisni, kao i opremqeni odeqewem za prolazak. Otvori dvaju izlaza na povr{inu ne smeju da budu u jednoj zgradi. Wihovo me|usobno rastojawe ne sme da bude mawe od 30 m." ^lan 337. istih propisa predvi|a da:"Otvori jama (u{}a okna, niskopa i potkopa) moraju biti locirani i izgra|eni visoko iznad dna doline, tako da pri najve}em poznatom vodostaju obli`wih teku}ih voda ili za vreme velikih provala oblaka u slivu podru~ja rudnika voda ne moè prodreti u jamu."

Potrebno je da se navede da postoje osnovni i kombinovani na~ini otvarawa leì{ta.

Osnovni na~ini otvarawa leì{ta su:

• otvarawe leì{ta (vertikalnim) oknom (pri ~emu okno moè da bude locirano u samom leì{tu, u podinskim stenama, u krovinskim stenama, ili u jednoj od bo~nih strana leì{ta),

• otvarawe leì{ta kosim oknom (pri ~emu okno moè da bude locirano u samom leì{tu, u podinskim stenama, ili u jednoj od bo~nih strana leì{ta),

• otvarawe leì{ta potkopom (pri ~emu potkop moè da bude lociran u samom leì{tu, u podinskim stenama, u krovinskim stenama, ili u jednoj od bo~nih strana leì{ta),

• otvarawe leì{ta rampom (pri ~emu rampa moè da bude locirana u samom leì{tu, u podinskim stenama, u krovinskim stenama, ili u jednoj od bo~nih strana leì{ta).

Kombinovane na~ine otvarawa ~ine me|usobne kombinacije osnovnih na~ina

otvarawa.

Otvarawe rudnika

31

Izbor na~ina otvarawa, oblik i dimenzije popre~nog preseka prostorija

otvarawa, kao i broj i lokacije prostorija otvarawa, zavise od slede}ih faktora:

- konfiguracije terena,

- oblika rudnog tela (leì{ta), pravca pruàwa i pada,

- koli~ine rudnih rezervi i kapaciteta proizvodwe,

- fizi~ko-mehani~kih i strukturnih karakteristika stenske mase,

- na~ina provetravawa i odvodwavawa,

- saobra}ajnih prilika, i

- klimatskih uslova.

3.3 G o d i { w i k a p a c i t e t r u d n i k a Godi{wi kapacitet rudnika zavisi od mnogobrojnih faktora, koji mogu da se razvrstaju u tri grupe: • geolo{ke, • rudarsko-tehni~ke i • organizaciono-tehni~ke. Pribli`no odre|ivawe godi{weg kapaciteta rudnika pomo}u intenziteta otkopavawa, za leì{ta koja zaleù pod uglom ve}im od 30°, moè da se izvr{i pomo}u formule:

Ah P i

1- oir

r

=⋅ ⋅ ⋅γ

(3.1)

gde su: h - otkopna visina na celoj povr{ini u toku godine (m), P - sredwa otkopna povr{ina (m2), γ - zapreminska masa rude (t/m3), i ir, or - koeficijenti iskori{}ewa i osiroma{ewa rude1. Na osnovu prora~unate vrednosti sredwe otkopne povr{ine (P), kao i na osnovu vrednosti prikazanih u tabeli br. 3.1, moè da se odredi kategorija leì{ta.

Tabela br. 3.1

KATEGORIJA

LE@I[TA

DU@INA OTKOPNOG POQA ILI DU@INA LE@I[TA

(m)

POVR[INA LE@I[TA

(m2) MO]NOST LE@I[TA (m) do 15 15 i vi{e 15 i vi{e

MALA 500 - 600 ≤ 300 ≤ 5000

SREDWA 600 - 1000 300 - 600 5000 - 12000

VELIKA 1000 - 1500 600 - 1000 12000 - 25000

VEOMA VELIKA > 1500 > 1000 > 25000

1 Gubici i osiroma{ewe rude prvenstveno zavise od primewene metode otkopavawa, zatim i od na~ina izvo|ewa radova, ali i od niza drugih rudarsko-tehni~kih i geolo{kih faktora. Veli~ina dozvoqenih gubitaka zavisi od vrednosti rude. Dozvoqeni gubici za visokovredne rude iznose 3-5%, za rude sredwe vrednosti 10-15%, dok za niskoprocentne rude male vrednosti iznose 15-20%, a ponekad i do 30% (i vi{e). Osiroma{ewe se kre}e od 0-30%, a ponekad i vi{e.


32

Otkopna visina (h) u toku godine moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

h = h K K0 1 2⋅ ⋅ (3.2) gde su: h0 - sredwa godi{wa visina otkopavawa (m), koja zavisi od

kategorije leì{ta i broja horizonata u jednovremenom radu (usvaja se iz tabele br. 3.2),

K1,K2 - koeficijenti popravke za mo}nost i ugao pada leì{ta (usvajaju se iz tabele br. 3.3).

Tabela br. 3.2

KATEGORIJA BROJ h0 LE@I[TA HORIZONATA (m)

VEOMA VELIKA 1 15 2 20

VELIKA 1 22 2 25

SREDWA 1 25 2 30 NEKOLIKO 40

MALA 1 30 2 45 NEKOLIKO 60

Tabela br. 3.3

MO]NOST RUDNOG TELA (m) < 5 5-15 15-25 > 25

K1 1.25 1.0 0.8 0.6

UGAO PADA RUDNOG TELA (°) 90 60 45 30

K2 1.2 1.0 0.9 0.8

Za me|uvrednosti prikazanih uglova pada rudnog tela, u tabeli br.3.3, vrednosti koeficijenta K2 odre|uju se interpolacijom. Provera ispravnosti, na ovaj na~in prora~unatog, godi{weg kapaciteta rudnika (Ai) moè da se izvr{i prora~unom godi{weg kapaciteta rudnika (A) na osnovu optimalnog veka eksploatacije rudnika (topt). Postupak prora~una je slede}i: 1) Na osnovu rudarsko-tehni~kih uslova leì{ta, pomo}u jedna~ine (3.3), moè da

se odredi vreme rada rudnika (t).

t =T i

A (1- o )r

i r

⋅⋅

(3.3)

gde je: T - bilansne rudne rezerve (t). 2) Iz tabele br. 3.4, na osnovu prora~unatog godi{weg kapaciteta rudnika (Ai),

usvaja se optimalno vreme rada rudnika (topt).

Otvarawe rudnika

33

Tabela br. 3.4

GODI[WI topt (god.)

KAPACITET POVOQNI EKSPLOATACIONI NEPOVOQNI EKSPLOATACIONI

RUDNIKA USLOVI USLOVI

50 000 - 100 000 4 - 10 5 - 15

100 000 - 200 000 5 - 12 6 - 18

200 000 - 500 000 7 -15 8 - 25

500 000 - 1 000 000 10 - 18 12 - 30

≥ 1 000 000 > 15 > 20

3) Nakon {to se odrede vrednosti za t i topt moè da se prora~una godi{wi kapacitet rudnika (A):

ukoliko je t ≥ topt ⇒ A = Ai , ili

ukoliko je t < topt ⇒ A =T i

t (1- o )< Ar

opt ri

⋅⋅

(3.4)

Na ovaj na~in prora~unata vrednost (A) moè da se usvoji kao orjentaciona vrednost godi{weg kapaciteta rudnika. 3.4 L o k a c i j a p r o s t o r i j a o t v a r a w a 3.4.1 O d r e | i v a w e m i n i m a l n o g r a s t o j a w a

o d o k n a d o r u d n o g t e l a Kod otvarawa oknom, neslojevitih leì{ta koja strmo zaleù, okno se u principu locira u podinskom boku. U ciqu snièwa investicionih ulagawa i eksploatacionih tro{kova teì se da okno bude {to bliè leì{tu. Obzirom da je izvozno okno kapitalni objekat, od prvorazrednog zna~aja za rad jame, ono mora da bude dovoqno udaqeno od rudnog tela da bi se eliminisali negativni uticaji na wega izazvani otkopavawem rude. Eliminisawe navedenih negativnih uticaja vr{i se konstruisawem za{titnog stuba (u ~ijoj zapremini se ne vr{i otkopavawe), odnosno zami{qene zarubqene kupe sa oknom u sredi{tu (u pravcu visine figure). Da bi se izbegli gubici rude, u za{titnom stubu, potrebno je da nijedan deo rudnog tela ne bude zahva}en za{titnim stubom, koji se projektuje uz rudno telo. Konstruisawe za{titnog stuba vr{i se na osnovu uglovnih parametara do kojih se dolazi merewima, kod leì{ta koja su u eksploataciji. Kod novih leì{ta, gde nema verodostojnih podataka o ovim parametrima, usvajaju se wihove vrednosti po analogiji sa sli~nim leì{tima. Kod projektovawa za{titnog stuba uputno je da se predvidi i za{titni pojas oko okna, ~ija {irina iznosi 10 - 15 m. Jedan od na~ina za locirawe okna, u odnosu na rudno telo, je da se na osnovu uglovnih parametara u podini, krovini i po pruàwu rudnog tela, na situacionom planu iscrta granica pomerawa. Oko ove granice se ucrta i za{titni pojas od 10 - 15m. Nakon toga, okno se locira van ucrtane zone pomerawa. Ovakav na~in odre|ivawa lokacije okna prikazan je na slici br. 3.2.


34

α - ugao nagi ba l e` i { t aϕ - gr ani ~ni ugao za t l oβ, β1, δ - gr ani ~ni ugl ovi

1 - okno2 - za{ t i t ni pojas3 - gr ani ca pomer awa

Slika br. 3.2 - Odre|ivawe odstojawa okna od rudnog tela

Orjentacione vrednosti uglovnih parametara za konstruisawe za{titnog stuba prikazane su u tabeli br. 3.5.

Tabela br. 3.5

KATEGORIJA STENE

VREDNOST UGLOVNIH PARAMETARA

slabe stene 55 - 65° sredwe ~vrste stene 65 - 75°

~vrste stene 75 - 85° 3.4.2 U t i c a j p r o s t o r n o g p o l o ` a j a s t e n s k i h m a s a

n a l o c i r a w e p o d z e m n i h p r o s t o r i j a Na izbor lokacije podzemnih prostorija zna~ajan uticaj ima na~in pojavqivawa stenskih masa. • Masivne stene pruàju {iroke mogu}nosti za izbor trase podzemne prostorije,

obzirom da imaju jednako dobre uslove ze rad u svim pravcima. • Slojevitost stena ima ima uticaja na izbor lokacije, naro~ito kad su stene

nepovoqnih fizi~ko-mehani~kih osobina. Najpovoqnije je da ih prostorije presecaju upravno na slojevitost.

• Rasedi i rasedne zone predstavqaju najnepovoqniji na~in pojavqivawa zbog polomqenosti i zdrobqenosti stenskih masa du` wih, kao i zbog opasnosti od provala ve}ih koli~ina vode. Najpovoqnije je da se podzemna prostorija locira upravno na rased, dok je najnepovoqniji slu~aj kada se trasa prostorije poklapa sa pravcem raseda.

Otvarawe rudnika

35

3.4.3 V a n p r o f i l s k i i s k o p Prilikom izrade podzemnih prostorija u jako ispucalim stenama dolazi do pojave iskopa ve}eg od projektovanog, odnosno doga|a se da stvarni profil prostorije bude ve}i od projektovanog. Navedeno pove}awe iskopa naziva se vanprofilski iskop. Veli~ina vanprofilskog iskopa, zavisi u prvom redu od: • ispucalosti stenske mase, • wenih fizi~ko-mehani~kih karakteristika, • na~ina pojavqivawa, • na~ina rada itd. Kada prostorija "u|e" u tektonski poreme}enu zonu, vanprofilski iskop je neizbeàn. Vanprofilski iskop moè da ima vrednost od nekoliko procenata pa do 50 %, dok naj~e{}a vrednost iznosi 10 %. 3.5 I z b o r n a ~ i n a o t v a r a w a l e ` i { t a

Izbor na~ina otvarawa leì{ta, kao i izbor lokacije prostorija otvarawa, vr{i se analizom ekonomi~nosti (obima investicionih ulagawa i stepena amortizacije) mogu}ih varijanti otvarawa.

Su{tina izbora na~ina otvarawa leì{ta prikazana je slede}im postupkom. Potrebno je da se sa stanovi{ta tehnologije eksploatacije leì{ta

defini{u mogu}e varijante otvarawa. Ukoliko razmatrano leì{te ~ini jedno rudno telo, obi~no postoji mali broj mogu}ih varijanti otvarawa. Nasuprot tome, u slu~aju da razmatrano leì{te ~ini ve}i broj rudnih tela, pove}ava se broj mogu}ih varijanti otvarawa.

Zatim se za svaku od mogu}ih varijanti otvarawa, koje se analiziraju, odre|uju tro{kovi izrade, opreme i odràvawa objekata otvarawa i prate}ih objekata na povr{ini terena, kao i tro{kovi transporta, izvoza, odvodwavawa itd. Tro{kovi koji su sli~ni ili jednaki za razli~ite varijante otvarawa se ne uzimaju u obzir prilikom analize.

Ponekad je za neku od mogu}ih varijanti otvarawa potrebno razraditi i analizirati nekoliko podvarijanti. Najpovoqnija podvarijanta usvaja se kao vaè}a varijanta otvarawa, i kao takva se ukqu~uje u daqi postupak analize mogu}ih varijanti otvarawa.

Zbog preglednosti podataka za svaku od mogu}ih varijanti otvarawa,

prethodno navedeni tro{kovi pojedina~no se prikazuju u tabeli. Pretpostavqa se da mogu}nost gre{ke, na ovaj na~in obra~unatih i

prikazanih tro{kova, za svaku od mogu}ih varijanti otvarawa, iznosi od 5% do 10%. Stoga ukoliko su ukupni tro{kovi jedne varijante mawi za 5 - 10 % od druge varijante, pri ~emu prva ima zna~ajne prednosti sa stanovi{ta tennologije eksploatacije, prednost prilikom izbora najpovoqnije varijante otvarawa bi}e data prvoj varijanti.

Prilikom upore|ewa ukupnih tro{kova mogu}ih varijanti otvarawa, veoma zna~ajno je da se, ukoliko je to izvodqivo, odvoje: • trenutno potreban obim investicionih ulagawa za otvarawe leì{ta i • obim investicionih ulagawa koji moè da bude aktuelan kasnije, tokom ve}

zapo~ete eksploatacije leì{ta, odnosno tokom otvarawa novih horizonata, rudnih tela ili revira.

Tako|e je vrlo zna~ajno da se naglasi da je potpuno pogre{no ukoliko se vr{i

prosto sabirawe direktnih tro{kova otvarawa (izrada i oprema objekata otvarawa) i tro{kova transporta, izvoza, odvodwavawa itd. Naime, navedeni tro{kovi zna~ajno se razlikuju tokom ~itavog perioda investicionih ulagawa.


36

Izbor na~ina otvarawa leì{ta bi}e prikazan na slede}ih nekoliko primera. P r i m e r 1 - varijanta otvarawa leì{ta vertikalnim oknom

Na slici br. 3.3, popre~nim i horizontalnim presekom, prikazano je leì{te rude gvo`|a. Zapreminska masa rude iznosi 3.6 t/m3. Ruda i prate}e stene su ~vrste. Za prikazano leì{te potrebno je da se usvoji varijanta otvarawa, zatim da se izvr{i tehni~ki opis usvojene varijante otvarawa, kao i da se urade crteì u odgovaraju}oj razmeri. R e { e w e

Na osnovu postoje}ih kriterijuma za izbor na~ina otvarawa leì{ta, i raspoloìvih podtaka o leì{tu, mogu da se izdvoje slede}e karakteristike rudnog tela, koje je prikazano na slici br. 3.3.

Teren iznad leì{ta odlikuje se prili~no ujedna~enim padom bez izraènih nepravilnosti. Na povr{ini terena iznad leì{ta ne postoje privredni objekti, naseqena mesta i sl. koji bi zna~ajnije uticali na lokaciju objekata otvarawa. Rudno telo je so~ivastog oblika, prose~ne mo}nosti 50 - 60 m, i zaleè pod uglom od ≈ 80°. Ruda i prate}e stene su ~vrste. Tehni~ki opis varijante otvarawa

Rudno telo, prikazano na slici br. 3.3, otvoreno je izvoznim oknom (IO) koje sluì kao glavna izvozna komunikacija jame sa povr{inom terena iznad leì{ta. Navedena varijante otvarawa prikazana je na slici br. 3.3.

Izvozno okno, kao i ventilaciono okno (VO) sme{teni su u podinskom boku

rudnog tela (leì{ta). Na osnovu konstrukcije za{titnih stubova izvoznog i ventilacionog okna, koje su prikazane isprekidanom linijom na slici br. 3.3, usvojena je lokacija istih u podinskom boku leì{ta. Iako je krovinski bok leì{ta iste ~vrsto}e kao i podinski, navedena lokacija izvoznog i ventilacionog okna, usvojena je zbog mawe duìne transportnih puteva nego u obrnutom slu~aju.

Izvozno i ventilaciono okno imaju istu dubinu, koja iznosi 325 m, odnosno

ulazi u okna su na koti +715 m, a dna okana su na koti +390 m.

Iz izvoznog okna, na me|usobnom visinskom odstojawu koje iznosi 50 m, odnosno na kotama: +600, +550, +500, +450 i +400, izra|eni su transportni hodnici: TH-600, TH-550, TH-500, TH-450 i TH-400.

Pravac navedenih transportnih hodnika orjentisan je upravno na pravac pruàwa leì{ta.

Projektovane su slede}e duìne transportnih hodnika: TH-600 - 52 m, TH-550 - 65 m, TH-500 - 75 m, TH-450 - 98 m i TH-400 - 128 m.

Iz ventilacionog okna, na me|usobnom visinskom odstojawu kao u slu~aju izrade transportnih hodnika, odnosno na kotama: +600, +550, +500, +450 i +400, izra|eni su ventilacioni hodnici: VH-600, VH-550, VH-500, VH-450 i VH-400. Ventilacioni hodnici imaju isti pravac i duìne kao transportni hodnici. U neposrednoj blizini podinskog kontakta rudnog tela, na prose~nom odstojawu od 5 do 10 m od rudnog tela, na kotama: +600, +550, +500, +450 i +400, izra|eni su smerni hodnici: SH-600, SH-550, SH-500, SH-450 i SH-400. Orjentacija smernih hodnika je u pravcu pruàwa leì{ta. Prose~na duìna smernih hodnika iznosi oko 250 m.

Otvarawe rudnika

37

Slika br. 3.3 - Varijanta otvarawa leì{ta vertikalnim oknom


38

Izradom transportnih, ventilacionih i smernih hodnika, prema prethodno navedenom redosledu, prakti~no su oformqeni (otkopni) horizonti u jami, i uspostavqena je proto~na vazdu{na struja neophodna za provetravawe glavnih transportnih komunikacija u jami. Iz smernih hodnika, na nivou svakog od horizonata u jami, vr{i se izrada pre~nih hodnika (PH) - prostorija osnovne pripreme leì{ta za otkopavawe. Izradom pre~nih hodnika rudno telo se, na svakom od horizonata, deli na rudne blokove. Poloàj i dimenzije rudnih blokova zavise od metode otkopavawa, koja se primewuje za otkopavawe datog rudnog tela.

Pravac pre~nih hodnika orjentisan je upravno na pravac pruàwa leì{ta, i me|usobno odstojawe izme|u pre~nih hodnika iznosi 25 m. Broj pre~nih hodnika na jednom horizontu, kao i wihova duìna varira od horizonta do horizonta, {to je uslovqeno nepravilnim konturama rudnog tela, obzirom da se wihova izrada vr{i do krovinskog kontakta rudnog tela.

Izradom navedenih transportnih hodnika, smernih hodnika i pre~nih hodnika ostvaruje se transportna komunikacija izme|u svakog otkopa, u pojedina~nim rudnim blokovima, na svakom od horizonata jame, sa izvoznim postrojewem, koje je sme{teno u izvoznom oknu. P r i m e r 2 - varijanta otvarawa leì{ta kosim oknom

Na slici br. 3.4, popre~nim presekom i horizontalnim presecima, prikazano je leì{te rude antimona. Zapreminska masa rude iznosi 3.25 t/m3. Ruda i prate}e stene su ~vrste. Za prikazano leì{te potrebno je da se usvoji varijanta otvarawa, zatim da se izvr{i tehni~ki opis usvojene varijante otvarawa, kao i da se urade crteì u odgovaraju}oj razmeri. R e { e w e


Teren iznad leì{ta odlikuje se prili~no ujedna~enim padom bez izraènih nepravilnosti. Na povr{ini terena iznad leì{ta ne postoje privredni objekti, naseqena mesta i sl. koji bi zna~ajnije uticali na lokaciju objekata otvarawa. Rudno telo je so~ivastog oblika, prose~ne mo}nosti 10 - 20 m, i zaleè pod uglom od ≈ 48°. Ruda i prate}e stene su ~vrste. Tehni~ki opis varijante otvarawa

Rudno telo, prikazano na slici br. 3.4, otvoreno je kosim izvoznim oknom (IO) koje sluì kao glavna izvozna komunikacija jame sa povr{inom terena iznad leì{ta. Navedena varijanta otvarawa prikazana je na slici br. 3.4.

Izvozno koso okno je sme{teno u podinskom boku rudnog tela (leì{ta), na

odstojawu od 15 do 30 m. Nagib izvoznog kosog okna iznosi 48°. Duìna izvoznog kosog okna iznosi 382 m, odnosno ulaz u okno je na koti +724 m, a dno okna je na koti +440 m.

Ventilaciono okno (VO) je sme{teno u boku leì{ta, pri ~emu je locirano u

sredini vertikalnog preseka rudnog tela, da bi se smawile duìne ventilacionih hodnika. Dubina ventilacionog okna iznosi 277 m, odnosno ulaz u okno je na koti +717 m, a dno okna je na koti +440 m.

Otvarawe rudnika

39

Slika br. 3.4 - Varijanta otvarawa leì{ta kosim oknom


40

Iz izvoznog okna, na me|usobnom visinskom odstojawu koje iznosi 50 m,

odnosno na kotama: +650, +600, +550, +500 i +450, izra|eni su transportni hodnici: TH-650, TH-600, TH-550, TH-500 i TH-450. Pravac navedenih transportnih hodnika orjentisan je upravno na pravac pruàwa leì{ta. Projektovane su slede}e duìne transportnih hodnika: TH-650 - 40 m, TH-600 - 32 m, TH-550 - 27 m, TH-500 - 33 m i TH-450 - 25 m.

Iz ventilacionog okna, na me|usobnom visinskom odstojawu kao u slu~aju izrade transportnih hodnika, odnosno na kotama: +650, +600, +550, +500 i +450, izra|eni su ventilacioni hodnici: VH-650, VH-600, VH-550, VH-500 i VH-450. Ventilacioni hodnici imaju isti pravac kao transportni hodnici. Projektovane su slede}e duìne ventilacionih hodnika: VH-650 - 57 m, VH-600 - 37 m, VH-500 - 47 m i VH-450 - 83 m. Kroz rudno telo, na kotama: +650, +600, +550, +500 i +450, po sredini horizontalnih preseka rudnog tela, izra|eni su smerni hodnici: SH-650, SH-600, SH-550, SH-500 i SH-450. Orjentacija smernih hodnika je u pravcu pruàwa leì{ta. Prose~na duìna smernih hodnika iznosi oko 150 m. Izradom transportnih, ventilacionih i smernih hodnika, prema prethodno navedenom redosledu, prakti~no su oformqeni (otkopni) horizonti u jami, i uspostavqa se proto~na vazdu{na struja neophodna za provetravawe glavnih transportnih komunikacija u jami. P r i m e r 3 - varijanta otvarawa leì{ta potkopom

Na slici br. 3.5, popre~nim presekom i horizontalnim presecima, prikazano je leì{te rude bakra. Zapreminska masa rude iznosi 3.7 t/m3. Ruda je sredwe ~vrsto}e, dok su prate}e stene ~vrste. Za prikazano leì{te potrebno je da se usvoji varijanta otvarawa, zatim da se izvr{i tehni~ki opis usvojene varijante otvarawa, kao i da se urade crteì u odgovaraju}oj razmeri. R e { e w e

Na osnovu postoje}ih kriterijuma za izbor na~ina otvarawa leì{ta, i raspoloìvih podtaka o leì{tu, mogu da se izdvoje slede}e karakteristike rudnog tela, prikazanog na slici br. 3.5.

Teren iznad leì{ta je brdovit, pri ~emu je jedan bok leì{ta orjentisan prema obli`woj uvali. Na povr{ini terena iznad leì{ta ne postoje privredni objekti, naseqena mesta i sl. koji bi zna~ajnije uticali na lokaciju objekata otvarawa. Rudno telo je so~ivastog oblika, prose~ne mo}nosti oko 20 m, i zaleè pod uglom od ≈ 70°. Ruda i prate}e stene su ~vrste. Tehni~ki opis varijante otvarawa

Rudno telo, prikazano na slici br. 3.5, otvoreno je potkopima (TH) koji sluè kao izvozne komunikacije jame sa povr{inom terena iznad leì{ta. Navedena varijanta otvarawa prikazana je na slici br. 3.5.

Navedeni potkopi, TH-565, TH-525, TH-485, TH-445 i TH-405, su locirani iz obli`we uvale. Kao {to se, na osnovu oznaka navedenih potkopa, moè uo~iti, isti su izra|eni na me|usobnom visinskom odstojawu koje iznosi 40 m, odnosno na kotama: +565, +525, +485, +445 i +405. Pravac potkopa orjentisan je u pravcu pruàwa leì{ta i izra|eni su po sredini leì{ta (horizontalnog preseka leì{ta). Projektovane su slede}e duìne potkopa: TH-565 - 213 m, TH-525 -253 m, TH-485 - 285 m, TH-445 - 316 m i TH-405 - 349 m.

Sl

ik

a b

r.

3.5

- V

ar

ija

nt

a o

tv

ar

aw

a l

e`

i{

ta

po

tk

op

im

a


42

Ventilaciono okno (VO) sme{teno je u boku leì{ta, pri ~emu je locirano u

sredini vertikalnog preseka rudnog tela, da bi se smawile duìne ventilacionih hodnika. Dubina ventilacionog okna iznosi 242 m, odnosno ulaz u okno je na koti +637 m, a dno okna je na koti +395 m.

Iz ventilacionog okna, na me|usobnom visinskom odstojawu od 40 m, odnosno

na kotama: +565, +525, +445 i +405, izra|eni su ventilacioni hodnici: VH-565, VH-525, VH-445 i VH-405. Pravac ventilacionih hodnika je orjentisan upravno na pravac pruàwa leì{ta. Projektovane su slede}e duìne ventilacionih hodnika: VH-565 - 33 m, VH-525 - 14 m, VH-445 - 13 m i VH-405 - 27 m. Izradom potkopa (transportnih hodnika) i ventilacionih hodnika, prema prethodno navedenom redosledu, prakti~no su oformqeni (otkopni) horizonti u jami, i uspostavqena je proto~na vazdu{na struja neophodna za provetravawe glavnih transportnih komunikacija u jami. P r i m e r 4 - varijanta otvarawa leì{ta rampom

Na slici br. 3.6, vertikalnim popre~nim presekom i horizontalnim presekom na koti +500, prikazano je leì{te rude gvo`|a. Zapreminska masa rude iznosi 3.7 t/m3. Ruda i prate}e stene su sredwe ~vrsto}e. Za prikazano leì{te potrebno je da se usvoji varijanta otvarawa, zatim da se izvr{i tehni~ki opis usvojene varijante otvarawa, kao i da se urade crteì u odgovaraju}oj razmeri. R e { e w e


Teren iznad leì{ta odlikuje se ujedna~enim padom bez izraènih nepravilnosti. Na povr{ini terena iznad leì{ta ne postoje privredni objekti, naseqena mesta i sl. koji bi zna~ajnije uticali na lokaciju objekata otvarawa. Rudno telo je so~ivastog oblika, prose~ne mo}nosti 25 - 30 m, i zaleè pod uglom od ≈ 75°. Ruda i prate}e stene su sredwe ~vrsto}e. Tehni~ki opis varijante otvarawa

Rudno telo, prikazano na slici br. 3.6, otvoreno je rampom koja sluì kao glavna izvozna komunikacija jame sa povr{inom terena iznad leì{ta. Navedena varijanta otvarawa prikazana je na slici br. 3.6.

Rampa je locirana neposredno u podinskom boku rudnog tela (leì{ta).

Rampa je projektovana sa nagibom 1:6. Po~etak rampe, na povr{ini terena, je na koti +673.00 m.

Prva deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 24.00 m, sa po~etkom na koti +673.00 m dok je wen kraj na koti +669.00 m.

Druga deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 23 m i obuhvatnog ugla ϕ=180°. Po~etak deonice je na koti +669.00 m dok je wen kraj na koti +656.94 m, i wena stvarna duìna iznosi 72.26 m.

Tre}a deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 5.5 m, sa po~etkom na koti +656.94 m, dok je wen kraj na koti +656.02 m. Ova deonica ustvari omogu}uje da se trasom rampe prati nagib rudnog tela (leì{ta), ~ime se ostvaruju mawe duìne spojnih hodnika (SpH) na pojedinim etaàma.

Otvarawe rudnika

43

Slika br. 3.6 - Varijanta otvarawa leì{ta rampom


44

êtvrta deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa

R = 23 m i obuhvatnog ugla ϕ=90°. Po~etak deonice je na koti +656.02 m, dok je wen kraj na koti +650.00 m i wena stvarna duìna iznosi 36.12 m.

Peta deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 23 m i obuhvatnog ugla ϕ=270°. Po~etak deonice je na koti +650.00 m, dok je wen kraj na koti +631.94 m i wena stvarna duìna iznosi 108.38 m.

[esta deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 5.5 m, sa po~etkom na koti +631.94 m, dok je wen kraj na koti +631.02 m.

Sedma deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 23 m i obuhvatnog ugla ϕ=90°. Po~etak deonice je na koti +631.02 m, dok je wen kraj na koti +625.00 m i wena stvarna duìna iznosi 36.12 m.

Nadaqe, odnosno do kote +400.00, trasa rampe je projektovana na taj na~in {to se uzastopno ponavqaju konstruktivni elementi pete, {este i sedme deonice. Naravno, pri tome karakteristi~ne ta~ke rampe imaju razli~ite kote od kota koje su prikazane u opisu navedenih deonica.

Ukupna duìna rampe iznosi 1638.00 m, pri tome se navedenom duìnom rampe savla|uje visinska razlika od 273.00 m.

Iz rampe, na me|usobnom visinskom odstojawu koje iznosi 25 m, odnosno na kotama: +600, +575, +550, +525 +500, +475 +450, +425 i +400, izra|eni su spojni hodnici: SpH-600, SpH-575, SpH-550, SpH-525, SpH-500, SpH-475, SpH-450, SpH-425 i SpH-400. Pravac navedenih spojnih hodnika orjentisan je upravno na pravac pruàwa leì{ta. Duìne pojedinih spojnih hodnika iznose od 10 - 30 m.

Ventilaciono okno (VO) je sme{teno u boku leì{ta, pri ~emu je locirano u

sredini vertikalnog preseka rudnog tela. Dubina ventilacionog okna iznosi 266 m, odnosno ulaz u okno je na koti +656 m, a dno okna je na koti +390 m.

Po sredini rudnog tela (horizontalnih preseka), do spoja sa ventilacionim

oknom, na kotama: +600, +575, +550, +525 +500, +475 +450, +425 i +400, izra|eni su smerni hodnici: SH-600, SH-575, SH-550, SH-525, SH-500, SH-475, SH-450, SH-425 i SH-400. Orjentacija smernih hodnika je u pravcu pruàwa leì{ta. Prose~na duìna smernih hodnika iznosi oko 200 m. Izradom rampe, spojnih i smernih hodnika, prema prethodno navedenom redosledu, prakti~no su oformqene otkopne etaè, i uspostavqena je proto~na vazdu{na struja neophodna za provetravawe glavnih transportnih komunikacija u jami. 3.6 D i m e n z i o n i s a w e p r o s t o r i j a o t v a r a w a 3.6.1 D i m e n z i o n i s a w e i z v o z n o g o k n a Izvozno okno prvenstveno sluì za izvoz rude i zavisno od vrste izvoznog suda moè biti: • SKIP OKNO koje moè biti sa jednim skipom sa protivtegom ili dva odnosno

~etiri spregnuta skipa. Skip okna se grade na rudnicima sa velikom proizvodwom i pri tome se gradi i pomo}no servisno okno za prevoz qudi, materijala, kao i za razne pomo}ne operacije.

• SKIP-KO[ OKNO se ~esto grade u rudnicima sa malom i sredwom proizvodwom. Ono sluì za izvoz rude i srevisirawe jame. Mogu}e su razne kombinacije: dva skipa i ko{ sa protivtegom, dva skipa i dva ko{a itd.

• OKNO SA KO[EVIMA koristi se u rudnicima sa malim kapacitetom proizvodwe. Ruda se u ovom slu~aju u vagonetima pomo}u ko{eva izvozi na povr{inu. Okno moè da bude opremqeno sa dva spregnuta ko{a ili sa jednim ko{em sa protivtegom.

Otvarawe rudnika

45

Skipovi i ko{evi sa protivtegom imaju tu prednost {to wima moè da se izvozi ruda sa ve}eg broja horizonata, dok spregnutim sudovima ruda moè da se izvozi samo sa jednog horizonta. 3.6.1.1 Orjentaciona kinematika izvoza i izbor korisnog tereta jedne vo`we Kapacitet izvoznog postrojewa uglavnom zavisi od slede}a tri faktora: • kinematike izvoza, • veli~ine korisnog tereta vo`we, i • vremena potrebnog za manevrisawe na navozi{tima. Kinematika izvoza je odre|ena propisima. Stoga, za datu ~asovnu proizvodwu rudnika moè da se izra~una veli~ina korisnog tereta jedne vo`we.

Za ovaj prora~un potrebni su slede}i podaci: ♦ Godi{wa proizvodwa - A (t/god), ♦ Dubina izvoznog okna - H (m), ♦ Jedno~asovna proizvodwa - Qh (t), koja moè da se izra~una pomo}u slede}e

formule:

Q =k Ar sh

d

⋅⋅

(3.5)

gde su: k - koeficijent neravnomernosti proizvodwe ( 1.1 - 1.35 ), r - broj radnih dana u godini (260-305), sd - broj efektivnih radnih ~asova dnevno.

Broj efektivnih radnih ~asova dnevno (sd) moè da se izra~una na taj na~in {to se broj efektivnih radnih ~asova u jednoj smeni (ss) pomnoì sa brojem smena u toku dana(ns). s = s nd s s⋅ (3.6)

Prilikom odre|ivawa broja efektivnih radnih ~asova u toku jedne smene, potrebno je da se od ukupnog vremena trajawa jedne smene (8 ~asova) oduzme vreme potrebno za prevoz materijala, za prevoz qudi i za reviziju okna. Ovo je potrebno da se u~ini u slu~aju kada se navedene operacije obavqaju kroz jedno okno i jednim izvoznim postrojewem.

Vreme potrebno za prevoz qudi moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

t =Hv

Nn

Nn

tlj m⋅ + ⋅ (3.7)

gde su: H - dubina, odnosno visina izvoza (m), N - broj radnika u jednoj smeni, n - broj radnika u ko{u, odre|uje se na taj na~in {to se ukupna

raspoloìva povr{ina jednog ko{a (povr{ina jedne etaè pomnoèna brojem etaà) podeli sa 0.2 m2, odnosno povr{inom ko{a koja je potrebna za prevoz jednog radnika,

tm - vreme manevrisawa pri ulazu n radnika u ko{, odre|uje se na taj na~in {to se usvaja da je za svakog radnika potrebno po 3 sekunde, dok je za promenu etaè potrebno 5 sekundi,

v - brzina prevoza radnika.


46

Maksimalna brzina2 vo`we pri prevozu qudi i materijala moè da se odredi pomo}u slede}eg obrasca:

v k2 p qp q

Hmax = ⋅⋅ ⋅+

⋅ (3.8)

gde su: vmax - maksimalno dopu{tena brzina vo`we (m/s), k - koeficijent iskori{}ewa brzine, p - ubrzawe (m/s2), q - usporewe (m/s2), H - dubina, odnosno visina izvoza (m).

Maksimalno dozvoqena vrednost koeficijenta iskori{}ewa brzine iznosi k = 0.6, dok maksimalno dozvoqena vrednost ubrzawa i usporewa pri prevozu qudi iznosi p = q = 0.75 m/s2.

Maksimalno dozvoqena brzina vo`we, pri prevozu qudi iznosi vmax = 14 m/s, dok ista vrednost brzine pri prevozu materijala iznosi vmax = 20 m/s.

Za apsolutne vrednosti ubrzawa odnosno usporewa, i faktora iskori{}ewa brzine vaè slede}i odnosi:

p q 0.6 m / s

k p 0.5

2≈ ≥

⋅ ≤ (3.9)

Vreme trajawa revizije okna kod svake smene moè da se izra~una pomo}u

slede}e formule:

t 2H

0.5800r = ⋅ +⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

(3.10)

♦ Broj vo`wi u jednom ~asu - nh, moè da se izra~una po slede}oj formuli:

n3600

Th = (3.11)

gde je: T - ukupno vreme trajawa jedne vo`we (s).

Ukupno vreme trajawa jedne vo`we ( T ) predstavqa zbir vremena trajawa

~iste vo`we ( t ) i vremena manevrisawa ( tm ), odnosno: T t tm= + (3.12)

Vreme ~iste vo`we moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

tHv

25n

= + (3.13)

gde je: vn - brzina normalne vo`we, vn < vmax.

2 Prema ~lanu 20 Pravilnika o tehni~kim noramtivima pri prevozu qudi i materijala oknima rudnika

Otvarawe rudnika

47

Prilikom orjentacionog prora~una moè da se usvoji da brzina normalne

vo`we ima za 20 % niù vrednost od maksimalne brzine vo`we, odnosno: v 0.8 vn max= ⋅ (3.14) Kao orjentaciona vremena manevrisawa na navozi{tu mogu da se usvoje slede}e vrednosti: ∗ kod primene skipova za rudu: tm = 10 s, ∗ kod primene

jednoeta`nih ko{eva: - jednostrano navozi{te tm = 30 s - dvostrano navozi{te tm = 15 - 20 s - mehanizovano navozi{te tm = 10 - 13 s,

∗ kod primene vi{eeta`nih ko{eva potrebno je da se prora~una vreme

manevrisawa za svaku etaù, uz dodatak da je za svaku promenu etaè potrebno 5 sekundi.

Koristan teret jedne vo`we moè da se izra~una pomo}u slede}ih formula:

∗ u slu~ajevima primene dva spregnuta izvozna suda: QQn

h

h

= (3.15)

∗ u slu~ajevima primene izvoznih sudova sa protivtegom: QQ

nh

h

=⋅2

(3.16)

Po{to je izvr{en prora~un korisnog tereta jedne vo`we, moè da se prora~una i usvoji zapremina skipa, odnosno da se usvoji zapremina vagoneta, kao i dimenzije ko{a. Na osnovu dimenzija izabranog izvoznog suda (sudova) vr{i se izbor popre~nog preseka okna.

Dispozicije izvoznih sudova i drugih ure|aja u oknu prikazane su na slikama 3.7, 3.8 i 3.9, dok su u pripadaju}im tabelama date potrebne dimenzije u zavisnosti od veli~ine izvoznog suda. Dimenzije skipa mogu da se izra~unaju na taj na~in {to se za traènu zapreminu skipa odre|uje duìna skipa, koja je jednaka dvostrukoj vrednosti dijagonale kvadratnog ili pravougaonog popre~nog preseka skipa.

Kod izvoza ko{evima, dimenzije ko{eva se usvajaju na osnovu usvojenih zapremina vagoneta, kao i na osnovu usvojenog broja vagoneta u ko{u. U jednom ko{u moè da bude sme{ten jedan ili ve}i broj vagoneta, i do 12 vagoneta. Na svakoj etaì ko{a moè da bude po jedan ili po dva vagoneta u redu, jedan za drugim. Zatim je potrebno da se u minimalni svetli profil okna (naj~e{}e krug) smeste sve predvi|ene instalacije: skipovi, ko{evi, protivteg, stubi{te, cevovod itd.

Ukupna dubina okna predstavqa zbir dubine izvoza, odnosno dubine najnièg horizonta i slobodne dubine okna.

Slobodna dubina okna mora da bude najmawe jednaka slobodnoj visini u torwu. Slobodna visina u torwu zavisi od maksimalne brzine vo`we i opremqenosti izvoznog postrojewa, stim {to ni u kom slu~aju ne sme da bude mawa od 3 m.


48

• Za mawa izvozna postrojewa, sa brzinom prevoza qudi mawom od 4 m/s, i

brzinom prevoza materijala do 6 m/s, bez regulatora vo`we, slobodna visina mora da bude najmawe 1.5 puta ve}a od brojne vrednosti maksimalno dozvoqene brzine pri prevozu materijala,

• Za izvozna postrojewa, koja su opremqena regulatorom vo`we, minimalna vrednost slobodne visine iznosi:

2 ≤ vmax < 4 3 m 4 ≤ vmax < 6 5 m 6 ≤ vmax < 10 onoliko koliko iznosi vn

10 ≤ vmax najmawe 10 m Prilikom izvoza rude neminovno dolazi do wenog prosipawa u okno, stim {to je koli~ina prosute rude kod izvoza ko{evima mawe nego kod izvoza skipovima. Naravno da se u slobodnoj dubini okna nalazi mawa ili ve}a koli~ina vode. Stoga, slobodna dubina okna mora da bude odgovaraju}im prostorijama povezana sa navozi{tem, tako da je u slu~ajevima potrebe mogu}e weno bezbedno ~i{}ewe i odvodwavawe.

Slika br. 3.7 - Dispozicija ko{a sa jednim vagonetom po etaì

Tabela br. 3.6

Vagonet(m3)

D (m)

a (m)

b (m)

c (m)

d (m)

e (m)

f (m)

Presek vo|ice (mm)

0.5 3.25 1.51 0.84 0.20 0.40 0.14 0.15 120⋅140;120⋅1600.7 3.45 1.60 0.94 0.20 0.40 0.14 0.15 120⋅140;120⋅1600.9 3.60

3.551.831.62

0.961.06

0.200.20

0.380.35

0.130.13

0.15 0.15

120⋅140;120⋅160

1.1 3.803.70

1..921.75

1.061.06

0.200.20

0.350.38

0.150.14

0.17 0.17

140⋅160;140⋅180

1.3 3.953.85

2.041.82

1.061.16

0.200.20

0.400.34

0.140.15

0.19 0.19

160⋅180;180⋅200

1.5 3.95 1.94 1.16 0.20 0.36 0.14 0.19 160⋅180;180⋅2002.0 4.45 2.45 1.18 0.25 0.40 0.14 0.19 160⋅180;180⋅200

Slika br. 3.8 - Dispozicija ko{a sa

dva vagoneta po etaì

Tabela br. 3.7

Vagonet(m3)

D (m)

a (m)

b (m)

c (m)

d (m)

e (m)

f (m)

Presek vo|ice (mm)

0.5 4.10 2.90 0.86 0.25 0.25 0.15 0.17 140⋅160;140⋅1800.7 4.30 3.08 0.96 0.25 0.20 0.15 0.17 140⋅160;140⋅1800.9 4.50 3.08 1.06 0.25 0.25 0.15 0.17 140⋅160;140⋅1801.1 4.60 3.36 1.08 0.25 0.20 0.16 0.17 140⋅160;140⋅1801.3 4.90 3.50 1.18 0.25 0.15 0.18 0.19 160⋅180;180⋅2001.5 5.00 3.74 1.18 0.25 0.10 0.16 0.19 160⋅180;180⋅2002.0 6.00 4.75 1.20 0.30 - 0.28 0.19 160⋅180;180⋅2003.0* 7.50

4.856.403.38

1.201.18

0.300.25

- 0.25

0.280.15

0.21 0.19

180⋅200;180⋅220160⋅180;180⋅200

*jedan i dva vagoneta po etaì

Otvarawe rudnika

49

Slika br. 3.9 - Dispozicija skipova

Tabela br. 3.8

Skip (m3)

D (m)

a (m)

b (m)

c (m)

d (m)

e (m)

f (m)

Presek vo|ice (mm)

1 2.96 1.00 0.90 0.20 0.39 0.14 0.17

2 3.38 1.30 1.10 0.20 0.34 0.14 0.18

3 4.15 1.80 1.45 0.25 0.23 0.14 0.18

3.6.2 D i m e n z i o n i s a w e s e r v i s n o g o k n a Servisno okno se radi prilikom eksploatacije velikih leì{ta, odnosno u rudnicima sa velikim godi{wim kapacitetima proizvodwe. Kod ovakvih rudnika izvozna okna sluè prevashodno za izvoz rude, ali i za druge pomo}ne operacije koje mogu da se obavqaju paralelno sa izvozom, pod uslovom da ga ne ometaju. Servisno (pomo}no) okno sluì za servisirawe jame, odnosno za snabdevawe jame repromaterijalom, za prevoz qudi i opreme, za snabdevawe jame energijom, za odvodwavawe i provetravawe. Servisna okna su naj~e{}e opremqena ko{em sa protivtegom. Ko{ je naj~e{}e velikih dimenzija, jedno ili dvoeta`ni i wime moè da se preveze ve}i broj qudi, neretko i celokupno qudstvo jedne jamske smene.

Servisnim oknom je omogu}en efikasan transport eksploziva, dizel goriva, maziva, betona, jamske gra|e i drugog repromaterijala sa povr{ine u jamu, bez pretovara i uz malo angaòvawe radnika. Ovakva okna se naj~e{}e, umesto odeqewa za prolaz qudi, opremaju jo{ jednim izvoznim postrojewem - pomo}nim za prevoz qudi, koje je snabdeveno dizel agregatom za proizvodwu elektri~ne energije, za slu~aj da nastane prekid u snabdevawu elektri~nom energijom iz postoje}e mreè.

Tipi~an popre~ni presek servisnog (pomo}nog) okna sa naj~e{}e kori{}enom opremom prikazan je na slici br. 3.10.

Metode i tehnologija podzemne eksploatacije leì{ta

50

1 - ko{, 2 - protivteg, 3 - traverza, 4 - cevovod u oknu.

Slika br. 3.10 - Servisno okno sa dva izvozna postrojewa, sistema ko{-protivteg

Napomene:

Dimenzije traverzi i rastojawa izme|u ko{a i okolnih instalacija su orjentaciona, i mogu da se koriste samo prilikom orjentacionih dimenzionisawa. Kada se koriste uètne vo|ice razmak izme|u izvoznih posuda, pri dvostranom vo|ewu, mora da bude najmawe 500 mm, odnosno najmawe 600 mm za ve}e dubine. Vrednost rastojawa izme|u izvozne posude i zida, odnosno instalacija u oknu, mora da iznosi najmawe polovinu vrednosti rastojawa izme|u izvoznih posuda.

Otvarawe rudnika

51

3.6.3 D i m e n z i o n i s a w e v e n t i l a c i o n o g o k n a Ventilaciono okno orjentaciono moè da se dimenzioni{e prema slede}im kriterijumima: protoku ukupne koli~ine vazduha kojim se jama provetrava, i dozvoqenoj brzini kretawa vazduha kroz ventilaciono okno. Orjentaciona vrednost vazdu{nog protoka Vuk (m3/s), koji je potreban za provetravawe jame, moè da se odredi pomo}u slede}ih empirijskih formula: • za rudnike sa godi{wim kapacitetom do 900 000 t

V Auk = ⋅195 (3.17) • za rudnike sa godi{wim kapacitetom preko 900 000 t

V Auk = + ⋅90 46 5. (3.18) gde je: A - godi{wi kapacitet rudnika (Mt). Brzina vazdu{ne struje, kroz ventilaciono okno, ne sme da iznosi vi{e od 10 m/s. Na osnovu tog uslova moè da se izra~una povr{ina popre~nog preseka ventilacionog okna P (m2), za orjentacionu vrednost potrebnog vazdu{nog protoka:

PVuk≥10

(3.19)

Ukoliko je ventilaciono okno kru`nog popre~nog preseka, dimenzija pre~nika d (m) moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

dP

≥⋅4π

(3.20)

Ukoliko je ventilaciono okno kvadratnog popre~nog preseka, dimenzija stranice a (m) moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

a P= (3.21) 3.6.4 D i m e n z i o n i s a w e p o p r e ~ n o g p r e s e k a h o d n i k a ,

p o t k o p a , r a m p i Popre~ni presek ovih prostorija naj~e{}e ima tapezasti ili kru`no zasvo|en oblik. Trapezasti oblik popre~nog preseka ima prostorija koja je podgra|ena drvenom okvirnom podgradom, dok se u svim ostalim slu~ajevima primewuje kru`no zasvo|en oblik popre~nog preseka prostorije. Dimenzije popre~nog preseka ovih prostorija su uslovqene gabaritima transportnih sredstava, i fizi~ko-mehani~kim osobinama stenskog masiva u kome je prostorija izra|ena. Ukoliko je prostorija namewena za saobra}awe jamske dizel mehanizacije ona mora da bude najmawe za 1 m {ira od najve}e {irine vozila koje se wome kre}e. Po{to su ove prostorije naj~e{}e niskozasvo|enog oblika popre~nog preseka, minimalna visina iste od poda do po~etka svoda mora da iznosi 1.8 m.

Popre~ni presek jedne ovakve prostorije prikazan je na slici br. 3.11., dok je pregled razli~itih tipova jamskih kamiona, sa wihovim osnovnim karakteristikama, prikazan u tabeli br. 3.9.


52

Slika br. 3.11 - Popre~ni presek prostorije namewene za kretawe jamske dizel mehanizacije

Tabela br. 3.9

TIP KAMIONA ZAPREMINA

(m3) [IRINA

(mm) VISINA

(mm) DU@INA

(mm) SNAGA

(KW) PROIZVO\A^

962 1.0 1334 1168 3023 15 EIMCO

963 1.7 1550 1270 3251 17 EIMCO

964 2.3 1550 1499 3848 29 EIMCO

965 2.8 1816 1550 4166 39 EIMCO

980-T10 5.0 2032 1880 6198 100 EIMCO

980-T13 5.5 2286 1905 6782 100 EIMCO

T103 5.5 2000 1650 7920 69 SCHOPF

MK-A15.1 7.5 1830 2350 8315 102 MAN GHH

T193 8.5 2300 2200 8660 136 SCHOPF

HT 12/90 9.5 1900 2200 7380 66 ATLAS COPCO

MK-A20.1 10.0 2200 2400 8720 136 MAN GHH

T233 12.0 2420 2420 10 000 170 SCHOPF

35D 20.0 2980 2430 9785 240 TORO

K250-21 21.0 3030 2700 8870 180 KIRUNA TRUCK

Ukoliko je prostorija namewena za transport vagonima sa lokomotivskom vu~om, onda gabariti lokomotive, odnosno vagona uslovqavaju veli~inu profila prostorije. Kroz ove prostorije, po pravilu, treba da se obezbedi prolaz zaposlenima uz jedan od bokova prostorije. [irina prolaza mora da iznosi ≥ 0.7 m mereno od najisturenije ivice vozila do boka hodnika. Visina prolaza mora da iznosi ≥ 1.8 m.

Najmawe dozvoqeno rastojawe, od najisturenije ivice vozila do boka hodnika, sa strane gde nije dozvoqen prolaz zaposlenima iznosi 0.25 m.

Otvarawe rudnika

53

Na navozi{tima sa dva koloseka, uz oba boka mora da postoje prolazi ~ija

{irina iznosi ≥ 0.7 m. Minimalno rastojawe izme|u vozila koja se mimoilaze iznosi 0.2 m. Kada se za vu~u vozova koriste trolne lokomotive, hodnik mora da bude tako dimenzionisan da visina trolne ìce, ra~unaju}i od gorwe ivice {ine, ne sme da iznosi mawe od 2.2 m. Udaqenost trolne ìce od podgrade mora da iznosi najmawe 0.2 m.

Slika br. 3.12 - Popre~ni preseci prostorija namewenih za transport vagonima

Narednim tabelama su prikazani podaci koji mogu da posluè za izbor sastava voza, kao i za izbor lokomotiva i vagona.

Tabela br. 3.10 - Izbor sastava voza u funkciji godi{weg kapaciteta

GODI[WI KAPACITET

( Mt ) MASA LOKOMOTIVE

( t ) ZAPREMINA VAGONA

( m3 )

≤ 0.2 5 - 7 0.7 ; 1.2

0.2 - 0.5 7 - 10 1.2; 2.2 0.5 - 1.0 10 2.2 1.0 - 3.0 14 4.5

≥ 3.0 20 - 28 4.5; 9.0; 11.0

Tabela br. 3.11 - Tehni~ke karakteristike vagoneta

MODEL VAGONA

ZAPREMINA

(m3) NOSIVOST

(t) DU@INA

(mm) [IRINA

(mm) VISINA

(mm) KOLOSEK

(mm)

vg 0.7 0.7 1.8 1250 850 1220 600 vg 1.2 1.2 2.5 1850 1000 1300 600 vg 2.0 2.0 5.0 3073 1250 1200 900

vg 4.5A 4.5 13.5 4100 1350 1550 900 vg 9A 9.0 27.0 8000 1350 1550 900

vg 10A 10.0 30.0 7300 1800 1600 900


54

Tabela br. 3.12 - Tehni~ke karakteristike trolnih lokomotiva

TIP

LOKOMOTIVE

MASA

(t)

KOLOSEK (mm)

DU@INA (mm)

[IRINA (mm)

VISINA

KABINE

RADNA VISINA

TROLE

(mm)

MINIMALNI

RADIJUS

KRIVINE

K 600 K 900 (mm) max min (m)

3kr-600 3 600 2900 960 - 1400 2445 1600 7 4kr-1 4 600; 900 3120 1000 1300 1515 2185 1600 7 7kr1u 7 600; 900 4500 1050 1350 1500 2400 1600 12 k10 10 600; 900 4760 1050 1350 1650 2300 1800 12 k14 14 900 5440 - 1350 1650 2300 1800 18

2kt28 28 900 12300 - 1350 1650 2300 1800 18

Tabela br. 3.13 - Tehni~ke karakteristike akumulatorskih lokomotiva

TIP

LOKOMOTIVE

MASA

(t)

KOLOSEK

(mm)

DU@INA

(mm)

[IRINA

(mm)

VISINA

KABINE

MINIMALNI

RADIJUS

KRIVINE

K 600 K 900 (mm) (m)

Ak2u 2.2 600 2015 900 - 1210 5 5Arv2m 5 600; 900 3480 1000 1300 1450 7

Arp7 7 600; 900 4200 1050 1350 1500 6 Am8d 8 600; 900 4550 1045 1345 1415 8 Arp10 10 600 5500 1060 - 1650 8 Arp14 14 900 5860 - 1350 1650 15

3.6.5 D i m e n z i o n i s a w e n a v o z i { t a Navozi{te je prostorija koja povezuje izvozno okno sa glavnim transportnim hodnikom. U navozi{tu se vr{i navoèwe punih vagoneta i izvoèwe praznih, ukrcavawe i iskrcavawe qudi, opreme i repromaterijala. U blizini navozi{ta obi~no se nalazi ve}i broj podzemnih prostorija komornog tipa, kao {to su: remize, trafostanice, kancelarije, ~ekaonice, pumpne stanice itd. Izgled i veli~ina navozi{ta zavise od tipa okna, na~ina izvoza, kapaciteta izvoza itd. U jamama gde se izvoz vr{i ko{evima navozi{ta mogu da budu: jednostrana, dvostrana i dvostrana sa kru`nim kretawem vagoneta. [irina navozi{ta je obi~no jednaka pre~niku izvoznog okna, dok visina navozi{ta na mestu spoja sa oknom treba da bude dovoqna za izvoèwe i navoèwe najduìh predmeta, koji mogu da do|u u obzir tokom eksploatacije ({ine, cevi, podgradni materijal itd.).

Na slici br. 3.13 prikazano je navozi{te sa dimenzijama koje su potrebne za prora~un wegove visine.

Duìna navozi{ta treba da bude dovoqna da u wemu moè da se smesti voz sa maksimalnim brojem vagona, kao i da moè da se vr{i sigurno i efikasno manevrisawe i navoèwe.

Kada se izvoz rude vr{i skipovima, okno je naj~e{}e opremqeno i jednim

ko{em sa protivtegom, za izvoz jalovine, prevoz qudi i druge pomo}ne operacije. U ovom slu~aju navozi{te je sloènije konstrukcije Na navozi{tima skip okana nalazi se jedinica za pra`wewe vagoneta, ~ija konstrukcija i princip rada zavise od vrste vagoneta kojima se vr{i transport.

Otvarawe rudnika

55

Ruda se kroz re{etku spu{ta u bunker, ~ija zapremina obezbe|uje prijem rude

iz jednog voza ili ~e{}e prijem koli~ine rude u iznosu dnevne proizvodwe rudnika. Prilikom otkopavawa rude masovnim metodama u bunker dolazi ruda krupnije granulacije, nepogodna za izvoz skipovima. Stoga se ruda, pre utovara u skipove, drobi u jamskoj drobilici, koja je sme{tena u komori drobqewa. Komora drobqewa se nalazi ispod bunkera, a iznad mesta utovara rude u skipove. U ovim slu~ajevima ispod jamske drobilice postoji jo{ jedan bunker, ~ija zapremina odgovara ~asovnoj ili smenskoj proizvodwi rudnika.

Postoje razli~ite konstrukcije puni{ta skipova, {to prvenstveno zavisi od granulacije rude, vrste skipova, proizvodnog kapaciteta, stepena automatizacije itd.

Visina navozi{ta na mestu spoja sa oknom h (m) moè da se izra~una pomo}u slede}e formule :

h C d= ⋅ −0 7. ( ) (3.22) gde su:

C - duìna najduèg predmeta (10 m), d - pre~nik okna (m). .

Slika br. 3.13 - Spoj navozi{ta sa oknom

3.6.6 D i m e n z i o n i s a w e v o d o s a b i r n i k a Vodosabirnik predstavqa skup jamskih prostorija u kojima se vr{i skupqawe jamske vode, weno odmuqivawe i ispumpavawe. Vodosabirnik, odnosno crpna stanica, gradi se u blizini okna, pored prostorija navozi{ta.

Dimenzije vodosabirnika moraju, minimalno, da obezbe|uju prijem vode tokom osmo~asovnog vremenskog perioda. Ukoliko se o~ekuje iznenadni priliv ve}e koli~ine vode, dimenzije vodosabirnika moraju da budu ve}e.

U jamama sa velikim prilivom zamuqene vode i koje su ugroène od provala

vode (napr. jame u kojima se vr{i hidrozasipavawe otkopa), vodosabirnik treba da bude podeqen najmawe na dva dela, tako da muq nataloèn u jednom delu moè da se o~isti dok se voda crpi iz drugog dela vodosabirnika.

Poloàj vodosabirnika, kao i wegov popre~ni presek prikazani su na slici br. 3.14, odnosno na slici br. 3.15.


56

Slika br. 3.14 - Poloàj vodosabirnika

123456

7

89

1011

------

-

--

--

okno, navozi{te, uskop za cevovod, pumpna komora, usisni bunar, vodosabirnik (prvi deo), vodosabirnik (drugi deo), prijemni bunar, spojni hodnik pumpne komore niskop za ~i{}ewe, niskop za ~i{}ewe.

Slika br. 3.15 - Popre~ni presek vodosabirnika 3.6.7 D i m e n z i o n i s a w e j a m s k o g m a g a c i n a e k s p l o z i v n i h

s r e d s t a v a i i z b o r w e g o v e l o k a c i j e Jamski magacin eksplozivnih sredstava sastoji se od pristupnog hodnika i komora za sme{taj eksplozivnih sredstava. Komore moraju da budu tako izgra|ene da wihova uzdu`na osa zahvata prav ugao sa uzdu`nom osom pristupnog hodnika. Ovi magacini mogu da imaju dve ili vi{e komora.

Naspram svake komore, na drugoj strani pristupnog hodnika mora da bude izra|eno odbojno udubqewe, odgovaraju}e profilu komore, minimalne dubine 3 m. Debqina zidova izme|u komora odre|uje se na osnovu prora~una, stim {to ne sme da iznosi mawe od 6 m.

Otvarawe rudnika

57

Minimalna slobodna visina prostorija magacina iznosi 2.2 m. Pravac

prilaznog hodnika magacinu, sa dve komore, mora da bude najmawe dva puta promewen (u odnosu na prethodni pravac) pod pravim uglom, dok kod magacina sa vi{e komora isti pravac mora da bude promewen najmawe tri puta. Na mestima navedenih promena pravaca moraju da postoje odbojna udubqewa, dubine 3 m, za prigu{ewe vazdu{nog udara u slu~aju eksplozije. Ulaz u prilaznu prostoriju magacina ne sme da bude u hodniku glavne ulazne vazdu{ne struje, ve} se gradi tako da bude u neposrednoj vezi sa izlaznom vazdu{nom strujom, i da najkra}im putem bude spojen sa bliìm ogrankom sveè vazdu{ne struje pomo}u bu{otine ili suènog hodnika.

Ovi magacini se grade u jalovim stenama ili rudi, na suvom mestu i van podru~ja pove}anih pritisaka. Minimalne udaqenosti magacina od pojedinih jamskih objekata i prostorija prikazane su u tabeli br. 3.14.

Tabela br. 3.14

NAZIV minimalna dozvoqena udaqenost od

najbliìh komora (}elija) jamskog magacina (m)

u vidu }elija ni{a u vidu komora

glavni ventilator 60 100 ventilaciona vrata koja obezbe|uju ventilaciju cele jame ili celog odeqewa jame

60

100 otpremni hodnici koji sluè za redovni izlazak,i glavni vetreni hodnici

20

25 okna, komore, pumpe, trafostanice 60 100 glavno izvozno okno, okno za prevoz qudi, glavni potkopi itd.

100

100 ostali hodnici i jamske prostorije 15 15

U jednoj komori jamskog magacina eksplozivnih sredstava dozvoqeno je da se drè slede}e koli~ine eksploziva i eksplozivnih sredstava: • do 2500 kg nitroglicerinskih, amonijumnitratskih plasti~nih i poluplasti~nih

eksploziva, ili • do 5000 kg amonijumnitratskih metanskih i drugih pra{kastih eksploziva, ili • do 7000 kg sme{a amonijumnitratnog goriva, i do 20 000 komada detonatorskih

kapisli odnosno elektri~nih detonatora.

Svaka vrsta eksplozivnog sredstva mora da bude sme{tena u posebnu komoru, i ukupna koli~ina eksploziva ne sme da bude ve}a od 50 t. Dimenzionisawe jamskog magacina eksploziva moè da se obavi prema o~ekivanoj potro{wi eksploziva. U tabeli br. 3.15 date su razli~ite vrednosti specifi~ne potro{we eksploziva (q) u zavisnosti od koeficijenta ~vrsto}e stene po Proto|akonovu (f ).

Tabela br. 3.15

f 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

q (kg/m3) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0

Poznavaju}i godi{wi kapacitet rudnika jednostavno moè da se izra~una mese~na proizvodwa rude, na osnovu ~ega moè da se prora~una mese~na potro{wa eksploziva. Na osnovu mese~ne potro{we eksploziva moè da se izvr{i dimenzionisawe jamskog magacina eksploziva, odnosno da se odredi potreban broj komora u magacinu. Izgled jamskog magacina eksploziva prikazan je na slici br. 3.16, dok je wegov poloàj u odnosu na ostale jamske prostorije i objekte prikazan na slici br. 3.17.


58

Slika br. 3.16 - Izgled jamskog magacina eksploziva

Slika br. 3.17 - Lokacija jamskog magacina eksploziva

Otvarawe rudnika

59

3.6.8 D i m e n z i o n i s a w e j a m s k e r a d i o n i c e z a p o p r a v k e d i z e l m e h a n i z a c i j e Kada se pri rudarskim podzemnim radovima na otkopavawu, kao i na pripremi za otkopavawe koristi jamska dizel mehanizacija neophodno je da se u samom leì{tu ili wegovoj neposrednoj blizini izgradi radionica za odràvawe i popravke dizel opreme. Radionica svojim dimenzijama mora da bude u skladu sa brojem dizel jedinica i wihovim gabaritima. Ona mora da bude tako izgra|ena i opremqena da u woj mogu da se vr{e smenski, mese~ni i drugi periodi~ni pregledi opreme, kao i weno prawe i podmazivawe. Zatim, radionica mora da omogu}i rasklapawe dizel jedinica i zamenu sklopova, kao i lak{e popravke pojedinih elektri~nih, mehani~kih i hidrauli~nih sklopova. Popravke i remont sklopova, ina~e, obi~no se vr{e u specijalizovanim radionicama na povr{ini. Radionica je naj~e{}e komornog tipa i mora da ima najmawe jednu komoru za prawe i podmazivawe opreme, i jednu komoru za popravke koja je opremqena dizalicom upotrebqivom za poslove sklapawa i rasklapawa opreme. Ove komore moraju da budu opremqene i kanalima za pristup mehanizaciji sa dowe strane. Kanali trebaju da budu tako izvedeni da se u wima ne skupqa voda i druge prosute te~nosti, kao i da budu provetravani. Potrebno je da radionica u svom sastavu ima i komore za parakirawe mehanizacije koja se u tom periodu ne upotrebqava, kao i komore u kojima su sme{teni razni magacini, kancelarija poslovo|e itd. Izgled jedne jamske radionice prikazan je na slici br. 3.18.

Presek "A-A"

1 - hodnici za pristup servisnom kanalu 2 - prilazne rampe 3 - servisni kanali 4 - kranska staza 5 - radionica 6 - komore za opremu koja nije u upotrebi 7 - komora za rezervne delove

Slika br. 3.18 - Jamska radionica za servisirawe dizel opreme


60

3.6.9 D i m e n z i o n i s a w e i i z b o r l o k a c i j e j a m s k o g s k l a d i { t a d i z e l g o r i v a i m a z i v a Upotreba dizel mehanizacije podrazumeva i da treba da se obezbedi snabdevawa iste dizel gorivom i mazivom. Koli~ine goriva do 200 litara mogu da se drè u posebnim ni{ama, a koli~ine ve}e od 200 litara moraju da se drè u za tu svrhu posebno izgra|enim skladi{tima. U skladi{tu posude maksimalne zapremine 1000 litara odvajaju se pregradnim zidom ili se sme{taju u posebne komore.

Koli~ine do 200 litara uqa i do 50 kg masti mogu da se ~uvaju u ni{ama za mazivo, koje moraju da budu odvojene od ni{a za gorivo, i mogu da budu locirane i u ograncima ulazne vazdu{ne struje (napr. u jamskoj radionici za servisirawe opreme).

Koli~ine od maksimalno 1000 litara uqa i 400 kg masti moraju da se ~uvaju u skladi{tu maziva , koje mora da bude odvojeno od skladi{ta goriva i locirano ispred wega u pravcu kretawa vazdu{ne struje.

Skladi{ta se provetravaju proto~no, i moraju da se lociraju u prostorijama

izlazne vazdu{ne struje. Pored ni{a i skladi{ta goriva i maziva u smeru oticawa te~nosti, moraju da

budu izra|ene jame (udubqewa) dovoqne zapremine da prime ukupnu koli~inu, eventualno iscurelog, goriva i maziva.

Dimenzionisawe ovih skladi{ta moè da se izvr{i na osnovu nedeqne,

petnaestodnevne, ili mese~ne potro{we uqa odnosno maziva. Orjentaciona vrednost o~ekivane potro{we moè da se odredi pomo}u normativa potro{we goriva u sli~nim rudnicima. Izgled skladi{ta goriva i maziva je prikazan na slici br. 3.19.

1 - komora za uqe 2 - komora za mast 3 - komore za naftu 4 - jama za skupqawe prosutih te~nosti

smer kretawa vazduha

Slika br. 3.19 - Jamsko skladi{te dizel goriva i maziva


61

4 M E T O D E O T K O P A V A W A 4.1 O t k o p a v a w e

Stenski masiv, generalno sa orudwenim delovima ili rudnim leì{tima

nalazi se u ravnote`nom stawu, naravno ako nisu prisutni neotektonski procesi. Za potrebe rudarskih zahvata potrebno je da se stenski masiv opi{e (odredi)

pomo}u parametara stawa. Stenski masiv moè da se opi{e pomo}u slede}ih parametara: • Fizi~ko-mehani~kim osobinama stena od kojih je izgra|en. Za ~vrste stene to su u

prvom redu ~vrsto}a na pritisak, modul elasti~nosti i Poasonov koeficijent. • Strukturnim osobinama stene, a u prvom redu brojem pukotina, wihovim osobinama

i elementima pada. • Naponskim stawem masiva koje se opisuje intenzitetom vertikalne i horizontalne

komponente napona.

Rudarske aktivnosti na otkopavawu svode se na dezintegraciju dela stenskog masiva, {to za posledicu ima deficit mase u iznosu zapremine nastalih prostorija. Sa obzirom da je i dezintegrisani deo masiva bio napregnut, adekvatno primarnom naponskom stawu, wegovo uklawawe neminovno izaziva redistribuciju napona u preostalom delu masiva. Odnosno dolazi do promene naponskog stawa okolnog stenskog masiva. Intenzitet te promene zavisi od veli~ine, oblika i prostornog poloàja izra|ene prostorije (otkopa). Ako se zna da postoji funkcionalna zavisnost izme|u napona i deformacija, onda lako moè da se zakqu~i da }e stena proporcionalno promeni napona da pretrpi odre|enu deformaciju. Stim {to koeficijent proporcionalnosti karakteri{e stenski materijal.

Na slikama je pokazano stawe stenskog masiva pre i posle dezintegracije ozna~enog wegovog dela.

a) b)

Slika br. 4.1 - Stawe masiva, a) pre dezintegracije ozna~enog dela masiva, b) posle dezintegracije ozna~enog dela masiva

Ako je otkop svojom veli~inom, oblikom i prostornim poloàjem saglasan fizi~ko-mehani~kim i strukturnim osobinama stene i naponskom stawu u masivu onda ni u jednom delu masiva naponi indukovani wegovom izradom ne}e pre}i granicu loma, to jest sistem }e biti uravnoteèn. To zna~i da }e izra|eni otkop biti stabilan.


62

U protivnom potrebno je da se osigurava, odnosno da se {titi podgradom. U nekim slu~ajevima nije mogu}e (nije racionalno) da se otkop èqenih dimenzija u konkretnom stenskom masivu, rudi, odràva stabilnim ni uz podgra|ivawe pa se pristupa wegovom planskom zaru{avawu.

Otkopavawe predstavqa proces dezintegracije rude iz rudnog leì{ta pri ~emu nastaju otkopne prostorije, otkopi. Dimenzije, prostorni poloàj otkopa, dinamika i tehnologija otkopavawa zavise od prirodnih uslova u leì{tu. Ta~nije re~eno zavise od primewene metode otkopavawa primerene prirodnim uslovima u leì{tu. Otkopavawe rude je osnovna rudarska aktivnost i ono daje smisao svim ostalim aktivnostima u podzemnom proizvodnom sistemu. Izbor metode otkopavawa i konstrukcije otkopa, stoga, predstavqa najdelikatniju i najteù odluku u procesu inèwerskog odlu~ivawa u podzemnoj eksploataciji, koja se donosi u interaktivnoj proceduri upravqawa masivom. 4.2 M e t o d a o t k o p a v a w a

Metodom otkopavawa defini{u se: oblik i dimenzije otkopne konstrukcije, na~in i redosled dezintegracije rude iz prirodnog okruèwa, upravqawe masivom, tehnolo{ki postupci otkopavawa i provetravawe otkopnih radili{ta.

Oblik konstrukcije otkopa uslovqen je u prvom redu oblikom i veli~inom rudnog tela. Velika rudna tela sa pribli`no iste sve tri dimenzije u principu ne uslovqavaju oblik konstrukcije otkopa, dok mala rudna tela i rudna tela sa disproporcijom u dimenzijama (tanke rudne ìle i rudne cevi sa malom povr{inom popre~nog preseka) uslovqavaju da otkop ima oblik i dimenzije rudnog tela. Kod ovih rudnih tela suèn je izbor i po pitawu na~ina upravqawa masivom i po pitawu redosleda otkopavawa.

Rudna tela plo~astog oblika horizontalna i blago nagnuta dele se na otkopne blokove, ako to dozvoqavaju wegove dimenzije.

Rudna tela koja zaleù strmo, po visini se dele na horizonte, ako se po visini prostiru na vi{e horizonata (nivoa).

Rudna tela velikih dimenzija u sva tri pravca mogu biti podeqena na horizonte po visini i na otkopne blokove u okviru jednog horizonta.

Tako je mogu}e, u zavisnosti od veli~ine i oblika rudnog tela, da ono bude podeqeno na ve}i broj otkopnih blokova na ve}em broju horizonata, na ve}i broj otkopnih blokova u okviru jednog horizonta, na po jedan otkopni blok na ve}em broju horizonata ili kada se radi o malom rudnom telu, da ono celo ~ini jedan otkopni blok na jednom horizontu. U ovom slu~aju dimenzije i oblik otkopnog bloka su definisane dimenzijama i oblikom rudnog tela.

U okviru jednog otkopnog bloka moè da se izvr{i podela po visini na

podetaè ili ta~nije na podeta`ne horizontalne pojaseve rude ili na etaè. Podela otkopnog bloka po visini na etaè je zami{qena i etaà predstavqa

pojas rude koji se otkopava u jednom zahvatu, a podela na podetaè je fizi~ka i realizuje se izradom podeta`nih hodnika.

Podela otkopnog bloka na podetaè iskqu~uje wegovu podelu na etaè i obrnuto. Kod metode podeta`nog zaru{avawa rudno telo se ne deli na horizonte i blokove nego se kao integralno deli na podetaè i to fizi~ki, izradom podeta`nih hodnika. U zavisnosti od na~ina rada otkopavawe moè da bude: • Eta`no, kada se sve radne operacije (bu{ewe i minirawe, utovar, podgra|ivawe

itd.) obavqaju u okviru etaè u otvorenom otkopu. Eta`nom otkopavawu pripada i otkopavawe sa magacionirawem rude, bez obzira {to se utovar rude vr{i na dnu bloka, zbog dominantnog u~e{}a radnih operacija i prisustva qudi u otvorenomotkopu.

Metode otkopavawa

63

• Podeta`no, kada se sve radne operacije obavqaju u podeta`nom hodniku. • Blokovsko, kada se sve radne operacije obavqaju u okviru bloka, bu{ewe

naj~e{}e sa vrha bloka iz nadseka, a utovar uvek na dnu bloka. Blokovskom otkopavawu pripada i slu~aj kada se ruda dezintegri{e bu{ewem i minirawem iz podetaè, a utovar obavqa na dnu bloka.

Usvojena metoda (na~in) otkopavawa saglasna prirodnim uslovima u leì{tu

podrazumeva primenu odgovaraju}ih tehnolo{kih postupaka. Usvojene tehnologije podrazumevaju primenu odgovaraju}e rudarske

mehanizacije koja zahteva adekvatne jamske prostorije za komunikaciju, koje zajedno sa otkopima sa~iwavaju integralnu konstrukciju otkopa i predstavqaju karakteristiku metode otkopavawa


64

Stepenica (1) - otkopavawe stepenice primenom vertikalnih minskih bu{otina

Stepenica (2) - otkopavawe stepenice primenom horizontalnih minskih bu{otina

Slika br. 4.2 - Metoda frontalnog otkopavawa

horizontalnog plo~astog rudnog tela (Guide to underground mining - Atlas Copco 9851 5073 01C, pp. 12, Fig. 13, 40351-3)

Slika br. 4.3 - Metoda frontalnog otkopavawa nagnutog plo~astog rudnog tela

(Guide to underground mining - Atlas Copco 9851 5073 01C, pp. 14, Fig. 15, 40351-4)

Metode otkopavawa

65

Slika br. 4.4 - Metoda eta`nog otkopavawa sa magacionirawem rude



66

Slika br. 4.5 - Metoda blokovskog otkopavawa sa podeta`nim obarawem rude


Metode otkopavawa

67

Slika br. 4.6 - Metoda blokovskog otkopavawa sa blokovskim obarawem rude



68

Slika br. 4.7 - Metoda blokovskog otkopavawa sa vertikalnim napredovawem (VCR)


Metode otkopavawa

69

Slika br. 4.8 - Metoda eta`nog otkopavawa na gore sa zasipavawem



70

Slika br. 4.9 - Metoda podeta`nog zaru{avawa (Guide to underground mining - Atlas Copco 9851 5073 01C, pp. 27, Fig. 34, 40351-14)

Metode otkopavawa

71

Slika br. 4.10 - Metoda blokovskog samozaru{avawa (Guide to underground mining - Atlas Copco 9851 5073 01C, pp. 29, Fig. 36, 40351-15)


72

4.3 K l a s i f i k o v a w e m e t o d a o t k o p a v a w a Klasifikovawe metoda otkopavawa leì{ta mineralnih sirovina moè biti i bivalo je izvedeno po raznim principima i za razli~ite skupove metoda otkopavawa. Kod nekih autora u SAD u istom klasifikacionom sistemu nalaze se sve metode podzemnog otkopavawa i povr{insko otkopavawe. U Evropi naj~e{}e se integralno tretiraju sve metode podzemnog otkopavawa ukqu~uju}i i otkopavawe leì{ta u ~vrstim i mekim stenama, (slojevita i neslojevita leì{ta), mada ima i takvih klasifikacija koje tretiraju samo otkopavawe rudnih leì{ta. U Rusiji (biv{i Sovjetski Savez) i zemqama biv{eg Isto~nog bloka, ukqu~uju}i i na{u, odvojeno se tretiraju metode otkopavawa ugqa od metoda otkopavawa rudnih leì{ta.

Ovde }e biti razmatrane samo metode otkopavawa rudnih leì{ta deponovanih u ~vrstim stenama koje mogu da budu klasifikovane po razli~itim principima. Bez obzira na postojawe brojnih principa klasifikovawa metoda otkopavawa, moè da se konstatuje da je op{teprihva}eno klasifikovawe metoda otkopavawa primarno po na~inu upravqawa masivom, uz ukqu~ivawe na~ina i redosleda dezintegracije rude, orjentacije otkopnih blokova i tako daqe. U ruskoj stru~noj literaturi naj~e{}e se sre}e klasifikacioni sistem M.I. Ago{kova i R.P. Kaplunova (1945). Ovo je osnovna klasifikacija koja je kasnije mewana, dora|ivana, ali sa jasnom i prepoznatqivom osnovom. Ne{to izmewenu ovu klasifikaciju dao je profesor B. Glu{~evi} u svojoj kwizi [8] pa ovde ne}e biti posebno navo|ena.

U ruskoj stru~noj literaturi je naro~ito interesantna klasifikacija B.R. Imenitova (1984) [12] po kojoj su sve metode svrstane u tri grupe: metode otkopavawa sa samoodràwem stabilnosti otkopa, metode otkopavawa sa zaru{avawem rude i prate}ih stena i metode otkopavawa sa ve{ta~kim odràwem stabilnosti otkopa. Ove osnovne grupe podeqene su na nekoliko podgrupa, a potom svaka od wih na po nekoliko metoda otkopavawa.

Iz Evrope interesantno je napomenuti H. Hamrin-a kao jednog od karakteristi~nih predstavnika [32]. On sve metode deli na: komorno stubne, metode podeta`nog otkopavawa, magacinske metode, VCR metodu, metodu otkopavawa sa zasipavawem, {iroko~elnu metodu otkopavawa, metodu podeta`nog zaru{avawa i metodu blokovskog zaru{avawa.

Od predstavnika iz SAD interesantan je Nikolas ~ija je klasifikacija sa metodologijom izbora metode otkopavawa data u ovom poglavqu. Ovde se predlaè klasifikacija koja sve metoda otkopavawa svrstava u jednu od tri osnovne grupe na osnovu na~ina upravqawa masivom i svaka od wih se deli na po nekoliko podgrupa na osnovu redosleda i na~ina optkopavawa. Klasifikacija je pregledno data u narednoj tabeli.

Tabela br. 4.1 - Klasifikacija metoda otkopavawa S. Torbica (1997) 1. METODE OTKOPAVAWA SA SAMONOSE]OM OTKOPNOM KONSTRUKCIJOM

1. Metode frontalnog otkopavawa

2. Metode eta`nog otkopavawa na dole

3. Metode eta`nog otkopavawa na gore sa magacionirawem rude

4. Metode blokovskog otkopavawa sa podeta`nim obarawem rude

5. Metode blokovskog otkopavawa sa blokovskim obarawem rude

6. Metode blokovskog otkopavawa sa vertikalnim napredovawem na gore (VCR metoda)

2. METODE OTKOPAVAWA SA OSIGURAWEM OTKOPNE KONSTRUKCIJE

1. Metode eta`nog otkopavawa na gore sa zasipavawem

1. Metode eta`nog otkopavawa na gore sa magacionirawem rude

1. Metode eta`nog otkopavawa na dole sa zasipavawem

1. Metode blokovskog otkopavawa sa zasipavawem

3. METODE OTKOPAVAWA SA ZARU[AVAWEM OTKOPNE KONSTRUKCIJE I

NATKOPNOG MASIVA

2. Metode podeta`nog zaru{avawa

3. Metode blokovskog samozaru{avawa

Metode otkopavawa

73

4.4 I z b o r m e t o d e o t k o p a v a w a i k o n s t r u k c i j e o t k o p a Izbor metode otkopavawa i konstrukcije otkopa sastoji se od niza procedura ~ijom se primenom u iterativnom postupku dolazi do re{ewa. Izbor i dimenzionisawe otkopne konstrukcije sastoji se u postupnom uskla|ivawu dimenzija otkopa sa izabranom opremom uz stalnu analizu wegove stabilnosti koja obuhvata i izbor sa dimenzionisawem podgradne konstrukcije, ukoliko je to potrebno. Kod metoda sa zaru{avawem neophodno je jo{ i da se izvr{i prognoza uticaja otkopavawa na natkopni masiv i povr{inu terena. U krajwem sva me|ure{ewa se podvrgavaju analizi tro{kova i rizika, to jest ekonomskoj proceni efekata kao merodavnom kriterijumu za izbor optimalne varijante. U inèwerskom delu re{avawa problema upravqawa masivom, koje obuhvata analizu stabilnosti, izbor i dimenzionisawe podgradne konstrukcije i prognozu uticaja otkopavawa na okolni masiv i povr{inu, koriste se empirijske i numeri~ke metode. Empirijske metode su zastupqene klasifikacijama stenskog masiva, a numeri~ke metode, metodom kona~nih elemenata kao naj~e{}e primewivanom i najmo}nijom za modelirawe stenskog masiva i simulaciju geomehani~kih procesa u wemu. Izbor i projektovawe metode otkopavawa je najdelikatniji i najkompleksniji postupak i vrhunska ve{tina rudarskog inèwerstva. Za dono{ewe ove odluke neophodno je da se raspolaè {to pouzdanijim podacima o rudnom leì{tu. Svi podaci o rudnom leì{tu mogu da se svrstaju u nekoliko grupa: • U prvom redu neophodno je da se poznaje oblik (morfolo{ki tip) rudnog tela,

wegove dimenzije i prostorni poloàj (zalegawe i pruàwe), uop{teno re~eno geometrijski podaci o rudnom telu.

• Druga grupa podataka odnosi se na parametre koji opisuju mehani~ko pona{awe masiva i bitni su za upravqawe masivom tokom otkopavawa. To su ~vrsto}a i deformabilnost, rupturni sklop i naponsko stawe, kao i hidrogeolo{ke prilike u leì{tu.

• Slede}a grupa podataka odnosi se na koli~inu rudnih rezervi, sadràj i distribuciju korisne komponente u rudi, mineralo{ki sastav i ostale podatke koji odre|uju vrednost rude i wenu primarnu preradu.

• êtvrta grupa podataka odnosi se na situaciju na povr{ini terena, postojawe infrastrukturnih, stambenih, industrijskih ili drugih objekata pod za{titom, kao i postojawe stalnih ili povremenih vodenih tokova i akumulacija.

• Peta grupa podataka odnosi se na radnu snagu, postojawe obu~enih ili ne obu~enih rudara, nivo wihove obu~enosti, kao i cenu radne snage u datim uslovima.

• [esta grupa podataka odnosi se nivo potencijalne ugroènosti ìvotne sredine rudarskim aktivnostima na otkopavawu. U nekim slu~ajevima obim razarawa moè biti veliki i moè da ima ve}i uticaj na postoje}i ekosistem. U nekim slu~ajevima moè da se dogodi da ozbiqno bude ugroèn ili unu{ten hidrolo{ki sistem i tako daqe.

• Sedma grupa podataka bitnih za izbor metode otkopavawa odnosi se na trì{ne uslove, vrednost korisne komponente, stalnost cene, o~ekivanu ponudu i potra`wu, rizike i tako daqe.

Brojnost uticajnih faktora na izbor metode otkopavawa nedvosmisleno upu}uje na zakqu~ak o izuzetnoj kompleksnosti ovog postupka. Izborom i projektovawem metode otkopavawa treba da se bavi rudarski inèwer sa respektivnim prakti~nim iskustvom na otkopavawu, sa solidnim poznavawem posebnih disciplina, a naro~ito ventilacije i transporta, rudarski inèwer humanista sa istan~anim ose}ajem za angaòvanost qudi u sloènim jamskim uslovima, rudarski inèwer intelektualac, vizionar i esteta.


74

Izbor metode otkopavawa i konstrukcije otkopa predstavqa vi{efazan i

dugotrajan proces koji se obavqa u vi{e iteracija u raznim fazama inèwerskog odlu~ivawa. Ve} posle preliminarnih geolo{kih istraìvawa na osnovu oskudnih geolo{kih podataka, bira se metoda i konstrui{e otkop, usvaja tehnologija, analiziraju tro{kovi i na osnovu toga donosi odluka o daqim istraìvawima. Ovaj postupak kasnije se ponavqa ~esto i vi{e puta, sa ve}im brojem pouzdanijih podataka o leì{tu sve do po~etka otkopavawa, a neretko se doga|a da se i tokom otkopavawa pristupa izmeni metode otkopavawa, na bazi novih saznawa o leì{tu ili izmewenih spoqnih uslova.

Nabrojani parametri koji uti~u na izbor metode otkopavawa, nisu svi iste teìne, niti su svi iste pouzdanosti, neki se mewaju, a neki su konstantni. Pojedini parametri iskqu~uju neke od metoda ili tehnologija, u nekim situacijama neki od wih nemaju zna~aj i tako daqe. Kqu~ni parametri za izbor metode i konstrukcije otkopa su prirodni uslovi u leì{tu i wegovom okruèwu na osnovu kojih se, uz uvaàvawe ostalih podataka, bira metoda otkopavawa i konstrui{e otkop, usvaja tehnologija otkopavawa, pravi organizacija rada za definisan kapacitet proizvodwe i analiziraju tro{kovi otkopavawa. Ovo se naj~e{}e radi za vi{e mogu}ih varijanti otkopavawa, nekad i dijametralno suprotnih. Odluka o izboru metode koja }e biti primewena donosi se u postupku ekonomske analize, gde se po pravilu bira ona metoda koja obezbe|uje najbrì povra}aj investicija i najve}i profit. 4.5 P r o c e d u r a i z b o r a m e t o d e o t k o p a v a w a i k o n s t r u k c i j e o t k o p a

Izbor metode otkopavawa i konstrukcije otkopa je najdelikatnija i najteà odluka u procesu inèwerskog odlu~ivawa u podzemnoj eksploataciji koja se donosi u interaktivnoj proceduri upravqawa masivom. Za uspe{an izbor metode otkopavawa presudno je slede}e: • Dobro poznavawe metoda koje se koriste u savremenoj rudarskoj praksi. • Dobro poznavawe tehnologija i tehnolo{kih postupaka. • Dobro poznavawe raspoloìve rudarske mehanizacije koja se koristi u

konkretnim tehnolo{kim postupcima, sa wenim mogu}nostima i zahtevima. • Dobro poznavawe postupaka racionalne rekonstrukcije realnog stenskog

masiva i metoda upravqawa masivom (Empirijske metode, numeri~ke metode naponsko-deformacijske analize i metode strukturne analize)

Rudarski inèwer radi sa vi{e ili mawe pouzdanim podacima koji su rezultat

geolo{kih istraìvawa konkretnog rudnog leì{ta. Saglasno tome izboru metode otkopavawa prethodi detaqno i temeqno prou~avawe raspoloìve geolo{ke dokumentacije o rudnom leì{tu. Plod ovog prou~avawa treba da bude mentalna slika rudnog tela (leì{ta) u konkretnom okruèwu.

Slede}a faza je racionalizacija realnog sistema koja rezultira modelima stenskog masiva sa kojim se daqe operi{e. U prvom koraku razmatra se anizotropija i homogenost stenskog masiva i izdvajaju se kvazihomogene zone. Slede}i korak je klasifikacija stenskog masiva odnosno klasifikovawe svake kvazihomogene zone. Naredni opcioni korak je kreirawe numeri~kog modela stenskog masiva koje obuhvata definisawe kriterijuma loma i konstitutivnih jedna~ina za svaku kvazihomogenu zonu.

Tre}a faza je najkompleksnija i predstavqa uno{ewe qudske konstruktivnosti u prirodni sistem. U ovoj fazi kreira se konstrukcija otkopa primerena obliku, veli~ini i prostornom poloàju rudnog tela, saglasna fizi~ko-mehani~kim i strukturnim osobinama stenskog masiva i primarnom naponskom stawu. U ovoj fazi vr{i se i dimenzionisawe konstrukcije otkopa koje obuhvata i izbor i dimenzionisawe podgradne konstrukcije. Simultano ovom koraku usvaja se tehnologija i odgovaraju}a oprema.

Metode otkopavawa

75

U slede}oj fazi pravi se organizacija rada, prognozira anagaòvanost qudi i

opreme za zahtevani kapacitet. Zavr{ni korak je procena tro{kova otkopavawa. Ovo je kraj inèwerske analize i za wom sledi ekonomska u okviru koje se analiziraju tro{kovi, utvr|uju tokovi kapitala, brzina povra}aja investicija i profit. U postupku ekonomske analize bira se optimalna metoda otkopavawa za date prirodne i trì{ne uslove. 4.6 K l a s i f i k a c i j a i i z b o r m e t o d a o t k o p a v a w a

p o N i k o l a s - u

Klasifikacijom metoda otkopavawa po Nikolas-u (1981) se, numeri~kim rangirawem, odre|uju metode otkopavawa koje su pogodne za otkopavawe datog leì{ta.

Prvi korak predstavqa klasifikacija metoda otkopavawa na osnovu parametara geometrije rudnog tela, rasprostrawenosti orudwewa, i mehani~kih karakteristika stenskog masiva. Geometrija rudnog tela definisana je slede}im parametrima: oblikom rudnog tela, mo}no{}u rudnog tela, nagibnim uglom i dubinom zalegawa rudnog tela. Usvajawe parametara geometrije rudnog tela vr{i se na osnovu podataka prikazanih u tabeli br. 4.2.

Tabela br. 4.2 (Nikolas, 1981) 1. OBLIK / PROSTRANOST

RUDNOG TELA IZOMETRIJSKA RUDNA TELA

dimenzije su pribli`no jednake u sva tri pravca

PLOÂSTA-STUBASTA RUDNA TELA

dve dimenzije su mnogostruko ve}e od mo}nosti, i obi~no ne iznose vi{e od 100 m

NEPRAVILNA RUDNA TELA

dimenzije zna~ajno variraju na malim odstojawima

2. MO]NOST MALA < 10 m RUDNOG TELA SREDWA 10 - 30 m VELIKA 30 - 100 m VEOMA VELIKA > 100 m

3. NAGIBNI UGAO HORIZONTALNA < 20 ° RUDNOG TELA NAGNUTA 20 ° - 55 ° STRMOG NAGIBA > 55 °

4. DUBINA ZALEGAWA RUDNOG TELA

/ postoje}a dubina zalegawa

5. RASPROSTRAWENOST ORUDWEWA U RUDNOM TELU

JEDNAKOMERNA sadràj korisne komponente u rudi, u bilo kom delu rudnog tela, ne varira zna~ajno od sredweg sadràja iste u rudnom telu

ZONARNA mogu da se uo~e brojne zone u rudnom telu sa razli~itim sadràjima korisne komponente, ~ije se vrednosti zna~ajno ne razlikuju

NEJEDNAKOMERNA sadràji korisne komponente se zna~ajno razlikuju na malim odstojawima, pri ~emu ne mogu da se uo~e zakonitosti promena


76

Usvajawe parametara mehani~kih karakteristika rude, krovinskih i podinskih stena vr{i se na osnovu podataka prikazanih u tabeli br. 4.3.

Tabela br. 4.3 (Nikolas, 1981) 1. ^VRSTO]A MALE ^VRSTO]E < 55 MPa

STENSKE MASE* SREDWE ^VRSTO]E 55 - 110 MPa ^VRSTE > 110 MPa

2. RASTOJAWE Broj pukotina / m % RQD IZME\U PUKOTINA VEOMA BLISKO > 16 0 - 20 BLISKO 10 - 16 20 - 40 VELIKO 3 - 10 40 - 70 VEOMA VELIKO < 3 70 - 100

3. PUKOTINSKA ^VRSTO]A NA SMICAWE

MALE ^VRSTO]E prazne pukotine glatkih povr{ina, ili popuwene materijalom ~ija je ~vrsto}a mawa od ~vrsto}e rude

SREDWE ^VRSTO]E prazne pukotine hrapavih povr{ina

^VRSTE pukotine popuwene materijalom ~ija je ~vrsto}a jednaka ili ve}a od ~vrsto}e rude

Napomena: *Klasifikacija stenske mase po Deere-u

^vrsto}a stenske mase (1., tabela br. 4.3) moè da se odredi na osnovu vrednosti jedoaksijalne pritisne ~vrsto}e stenske mase (σc , MPa).

Rastojawe izme|u pukotina (2., tabela br. 4.3) definisano je brojem pukotina po metru du`nom, i RQD klasifikacijom (Rock Quality Designation). Kvalitetniji opis ispucalosti stenske mase dobija se definisawem broja pukotina po metru du`nom. Pukotinska ~vrsto}a na smicawe (3., tabela br. 4.3) odre|uje se posmatrawem postoje}ih pukotinskih sistema.

Zatim je potrebno, za dato rudno telo, da se usvoje parametri geometrije rudnog tela, rasprostrawenosti orudwewa i mehani~kih karakteristika (rude, krovinskih i podinskih stena) prema podelama koje su prikazane u tabelama br. 4.2 i 4.3. Navedeni parametri prikazuju se u tabeli br. 4.4.

Tabela br. 4.4 PARAMETRI GEOMETRIJE RUDNOG TELA I RASPROSTRAWENOSTI ORUDWEWA

O B L I K (izometrijska, plo~asta-stubasta, nepravilna) *

M O ] N O S T (mala, sredwa, velika, veoma velika) *

N A G I B N I U G A O (horizontalna, nagnuta, strmog nagiba) *

D U B I N A Z A L E G A W A postoje}a dubina zalegawa

R A S P R . O R U D W E W A (jednakomerna, zonarna, nejednakomerna) *

MEHANI^KE KARAKTERISTIKE STENSKE MASE

R U D A

^ V R S T O ] A (male ~vrsto}e, sredwe ~vrsto}e, ~vrste) *

R A S T . I Z M E \ U P U K O T I N A (veoma blisko, blisko, veliko, veoma veliko)*

P U K . ^ V R S T O ] A N A S M I C A W E (male ~vrsto}e, sredwe ~vrsto}e, ~vrste) *

K R O V I N S K E S T E N E




P O D I N S K E S T E N E




Napomena: * prikazuje se jedna od usvojenih opcija

Metode otkopavawa

77

Na osnovu prethodno navedenih parametara rudnog tela vr{i se klasifikacija slede}ih metoda otkopavawa: 1. Metode blokovnog zaru{avawa, 2. Metode podeta`nog otkopavawa, 3. Metode podeta`nog zaru{avawa, 4. Komorno-stubne metode otkopavawa, 5. Magazinske metode otkopavawa, 6. Metode otkopavawa sa zasipavawem otkopanih prostora, 7. Metode otkopavawa sa zaru{avawem krovinskih stena, i 8. Metode otkopavawa kvadratnim slogovima. Na osnovu parametara geometrije rudnog tela i rasprostrawenosti orudwewa, bodovne vrednosti za svaku o navedenih metoda otkopavawa prikazane su u tabeli br. 4.5.

Tabela br. 4.5 (Nikolas, 1981)

METODA OTKOPAVAWA OBLIK

RUDNOG TELAMO]NOST

RUDNOG TELA NAGIB

RUDNOG TELA RASPROSTR.ORUDWEWA

I PS N M S V VV H N S J Z N

Metode blokovnog zaru{avawa 4 2 0 - 49 0 2 4 3 2 4 4 2 0 Metode podeta`nog otkopavawa 2 2 1 1 2 4 3 2 1 4 3 3 1 Metode podeta`nog zaru{avawa 3 4 1 - 49 0 4 4 1 1 4 4 2 0 Komorno-stubne metode otkopavawa 0 4 2 4 2 - 49 - 49 4 1 0 3 3 3 Magazinske metode otkopavawa 2 2 1 1 2 4 3 2 1 4 3 2 1 Metode sa zasipavawem otkopanih prostora

0 4 2 4 4 0 0 0 3 4 3 3 3

Metode sa zaru{avawem krovinskih stena

3 3 0 - 49 0 3 4 4 1 2 4 2 0

Metode otkopavawa kvadratnim slogovima

0 2 4 4 4 1 1 2 3 3 3 3 3

I - izometrijska

PS - plo~asta -

stubasta

N - nepravilna

M - mala

S - sredwa

V - velika

VV - veoma velika

H - horizontalna

N - nagnuta

S - strmog nagiba

J - jednakomerna

Z - zonarna

N - nejednakom.

Na osnovu mehani~kih karakteristika rude, bodovne vrednosti za svaku od navedenih metoda otkopavawa prikazane su u tabeli br. 4.6.


METODA OTKOPAVAWA

^VRSTO]A STENSKE

MASE

RASTOJAWE IZME\U

PUKOTINA

PUKOTINSKA ^VRSTO]A

NA SMICAWE

M S ^ VB B V VV M S ^

Metode blokovnog zaru{avawa 4 1 1 4 4 3 0 4 3 0 Metode podeta`nog otkopavawa - 49 3 4 0 0 1 4 0 2 4 Metode podeta`nog zaru{avawa 0 3 3 0 2 4 4 0 2 2 Komorno-stubne metode otkopavawa 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4 Magazinske metode otkopavawa 1 3 4 0 1 3 4 0 2 4 Metode sa zasipavawem otkopanih prostora

3 2 2 3 3 2 2 3 3 2


2 3 3 1 1 2 4 1 2 4


4 1 1 4 4 2 1 4 3 2

vaì za tabele br. 4.6, 4.7, i 4.8

M- male ~vrsto}e

S - sredwe ~vrsto}e

^ - ~vrste

VB - veoma blisko

B - blisko

V - veliko

VV - veoma veliko

M- male ~vrsto}e

S - sredwe ~vrsto}e

^ - ~vrste


78

Na osnovu mehani~kih karakteristika krovinskih stena, bodovne vrednosti za svaku o navedenih metoda otkopavawa prikazane su u tabeli br. 4.7.


METODA OTKOPAVAWA

^VRSTO]A STENSKE

MASE

RASTOJAWE IZME\U

PUKOTINA

PUKOTINSKA ^VRSTO]A

NA SMICAWE


Metode blokovnog zaru{avawa 4 2 1 3 4 3 0 4 2 0 Metode podeta`nog otkopavawa - 49 3 4 - 49 0 1 4 0 2 4 Metode podeta`nog zaru{avawa 3 2 1 3 4 3 1 4 2 0 Komorno-stubne metode otkopavawa 0 3 4 0 1 2 4 0 2 4 Magazinske metode otkopavawa 4 2 1 4 4 3 0 4 2 0 Metode sa zasipavawem otkopanih prostora

3 2 2 3 3 2 2 4 3 2


4 2 1 3 3 3 0 4 2 0


3 2 2 3 3 2 2 4 3 2

Na osnovu mehani~kih karakteristika podinskih stena, bodovne vrednosti za svaku o navedenih metoda otkopavawa prikazane su u tabeli br. 4.8.


METODA OTKOPAVAWA

^VRSTO]A STENSKE

MASE

RASTOJAWE IZME\U

PUKOTINA

PUKOTINSKA ^VRSTO]A

NA SMICAWE


Metode blokovnog zaru{avawa 2 3 3 1 3 3 3 1 3 3 Metode podeta`nog otkopavawa 0 2 4 0 0 2 4 0 1 4 Metode podeta`nog zaru{avawa 0 2 4 0 1 3 4 0 2 4 Komorno-stubne metode otkopavawa 0 2 4 0 1 3 3 0 3 3 Magazinske metode otkopavawa 2 3 3 2 3 3 2 2 2 3 Metode sa zasipavawem otkopanih prostora

4 2 2 4 4 2 2 4 4 2


2 3 3 1 3 3 3 1 2 3


4 2 2 4 4 2 2 4 4 2

Klasifikacija metoda otkopavawa, za rudno telo ~iji su parametri prikazani u tabeli br. 4.4, vr{i se na taj na~in {to se za svaku metodu posebno usvajaju bodovne vrednosti iz tabele br. 4.5, odnosno tabela br. 4.6, 4.7 i 4.8, ~ijim zbirom se dobijaju bodovne vrednosti koje se unose u tabelu br. 4.9.

Tabela br. 4.9 (Nikolas, 1981) METODA

OTKOPAVAWA GEOMETRIJA R.T./

RASPROSTRAWEN. MEHANI^KE KARAKTERISTIKE

STENSKE MASE

UKUPNO

ORUDWEWA RUDA KROVINA PODINA UKUPNO

1 2 3 4 5 6 7 Struktura podataka, koji se unose u pojedine kolone, u tabeli br. 4.9 : kolona broj 1 - metode otkopavawa za koje se vr{i klasifikacija, kolona broj 2 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti usvojenih iz tabele br. 4.5, kolona broj 3 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti usvojenih iz tabele br. 4.6, kolona broj 4 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti usvojenih iz tabele br. 4.7, kolona broj 5 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti usvojenih iz tabele br. 4.8, kolona broj 6 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti u kolonama 3, 4 i 5, kolona broj 7 - predstavqa zbir bodovnih vrednosti u kolonama 2 i 6.

Metode otkopavawa

79

Klasifikacija metoda otkopavawa prakti~no se vr{i na osnovu bodovnih vrednosti prikazanih u tabeli br. 4.9 (kolona broj 7). Potrebno je da se napomene da se ovom klasifikacijom ne vr{i izbor metode otkopavawa, odnosno da se ne isti~e jedna od metoda koja }e da bude primewena pri otkopavawu datog rudnog tela. Ciq ove klasifikacije je da se izdvoji skup povoqnih metoda otkopavawa koje se, na osnovu karakteristika rudnog tela prikazanih u tabelama br. 4.2 i 4.3, isti~u kao najefektivnije. Efektivnost odre|ene metode otkopavawa, po navedenoj klasifikaciji, je definisana ukupnom bodovnom vredno{}u dobijenoj u koloni broj 7 (tabela br. 4.9). Pri tome ve}a ukupna bodovna vrednost ozna~ava efektivniju metodu otkopavawa. Po tom principu vr{i se rangirawe metoda otkopavawa, i rezultati se prikazuju tabelarno (tabela br. 4.10). U prvi red tabele se upisuje metoda otkopavawa sa najve}om ukupnom bodovnom vredno{}u, dok se u zadwi red upisuje metoda otkopavawa sa najmawom ukupnom bodovnom vredno{}u.

Tabela br. 4.10

METODA OTKOPAVAWA UKUPNA BODOVNA VREDNOST

1 2

Struktura podataka, koji se unose u pojedine kolone, u tabeli br. 4.10 : kolona broj 1 - metode otkopavawa za koje se vr{i klasifikacija, kolona broj 2 - predstavqa ukupne bodovne vrednosti, tabela br. 4.9

(kolona br.7). Ukoliko metoda otkopavawa ima negativnu ukupnu bodovnu vrednost (tabela br. 4.10) potrebno je da se elimini{e kao neprihvatqiva za otkopavawe datog rudnog tela. Ukupna bodovna vrednost metode otkopavawa koja iznosi 0 (nula) ne iskqu~uje, mada i ne preporu~uje primenu date metode otkopavawa. Skup mogu}ih metoda otkopavawa ~ine metode otkopavawa sa ukupnim bodovnim vrednostima ve}im od prethodno navedenih (a uslovno, mawim od 30). Skup povoqnih metoda otkopavawa ~ine metode otkopavawa sa ukupnim bodovnim vrednostima ve}im od 30 i koje se me|u sobom zna~ajno ne razlikuju. Metode otkopavawa se, prirodno, me|usobno razlikuju na osnovu pripadnih tro{kova otkopavawa, pri ~emu se neke odlikuju mawim a neke ve}im tro{kovnima otkopavawa. Upore|ewe relativnih tro{kova otkopavawa pojedina~nih metoda otkopavawa bazira se na ~iwenici da je svaka od metoda primewena u za wu odgovaraju}im uslovima. Rezultati rangirawa pojedina~nih metoda otkopavawa, na osnovu relativnih tro{kova otkopavawa, prikazani su u tabeli br. 4.11.

Tabela br. 4.11 (Hartman, 1987)

M E T O D A O T K O P A V A W A relativni

tro{kovi otkopavawa %

metoda blokovnog zaru{avawa 20

komorno-stubne metode otkopavawa 30

metode podeta`nog otkopavawa 40

magazinske metode otkopavawa,

metode podeta`nog zaru{avawa i

metode otkopavawa sa zaru{avawem krovinskih stena

50

metode otkopavawa sa zasipavawem otkopanih prostora 60

metode otkopavawa kvadratnim slogovima 100


80

Primer izbora metode otkopavawa Plo~asto rudno telo, rude olovo-cinka, prose~ne mo}nosti 90 m zaleè pod uglom od 15° na dubini od 130 m. Rasprostrawenost orudwewa u rudnom telu je jednakomerna. Podaci o mehani~kim karakteristikama rude, krovinskih i podinskih stena prikazani su u tabeli br. 4.12.

Tabela br. 4.12

VRSTA STENSKE MASE σc (MPa) br. pukot. / m RQD Pukotin. ~vrsto}a na smicawe

Ruda 83 10 40 prazne pukotine hrapavih povr{.

Krovina 120 4 65 prazne pukotine hrapavih povr{.

Podina 68 14 40 pukotine popuwene glinom

Za navedeno rudno telo potrebno je da se izvr{i izbor najpovoqnije metode otkopavawa. Re{ewe: Na osnovu tabela br. 4.2 i 4.3 usvajaju se parametari geometrije rudnog tela, rasprostrawenosti orudwewa i mehani~kih karakteristika (rude, krovinskih i podinskih stena). Navedeni parametri prikazuju se u tabeli br. 4.13.

Tabela br. 4.13

PARAMETRI GEOMETRIJE RUDNOG TELA I RASPROSTRAWENOSTI ORUDWEWA

O B L I K p l o ~ a s t

M O ] N O S T v e l i k a

N A G I B N I U G A O h o r i z o n t a l n o

D U B I N A Z A L E G A W A 130 m R A S P R . O R U D W E W A j e d n a k o m e r n a


R U D A

^ V R S T O ] A s r e d w e ~ v r s t o } e

R A S T . I Z M E \ U P U K O T I N A b l i s k o

P U K . ^ V R S T O ] A N A S M I C A W E s r e d w e ~ v r s t o } e

K R O V I N S K E S T E N E

^ V R S T O ] A ~ v r s t e

R A S T . I Z M E \ U P U K O T I N A v e l i k o

P U K . ^ V R S T O ] A N A S M I C A W E s r e d w e ~ v r s t o } e

P O D I N S K E S T E N E

^ V R S T O ] A s r e d w e ~ v r s t o } e

R A S T . I Z M E \ U P U K O T I N A b l i s k o

P U K . ^ V R S T O ] A N A S M I C A W E m a l e ~ v r s t o } e

Za parametre rudnog tela, prikazane u tabeli br. 4.13, usvajaju se bodovne vrednosti iz tabela br. 4.5, 4.6, 4.7, i 4.8. Usvojene vrednosti prikazuju se u tabeli br. 4.14 (po uzoru na tabelu br. 4.9).

Metode otkopavawa

81

Tabela br. 4.14

METODA OTKOPAVAWA

GEOMETRIJA R.T./ RASPROSTRAWEN.


UKUPNO

ORUDWEWA RUDA KROVINA PODINA UKUPNO

Metode blokovnog zaru{avawa

11

8

6

7

21

32

Metode podeta`nog otkopavawa

11

5

7

2

14

25

Metode podeta`nog zaru{avawa

13

7

6

3

16

29

Komorno-stubne metode otkopavawa

- 38

6

8

3

17

- 21

Magazinske metode otkopavawa

11

6

6

8

20

31

Metode sa zasipavawem otkopanih prostora

7

8

7

10

25

32


14

6

6

7

19

33


8

8

7

10

25

33

Numeri~ki rangirane metode otkopavawa su prikazane u tabeli br. 4.15.

Tabela br. 4.15

METODA OTKOPAVAWA UKUPNA BODOVNA VREDNOST

Metode sa zaru{avawem krovinskih stena 33

Metode otkopavawa kvadratnim slogovima 33

Metode blokovnog zaru{avawa 32

Metode sa zasipavawem otkopanih prostora 32

Magazinske metode otkopavawa 31

Metode podeta`nog zaru{avawa 29

Metode podeta`nog otkopavawa 25

Komorno-stubne metode otkopavawa - 21

Na osnovu vrednosti prikazanih u tabeli br. 4.15 moè da se zakqu~i da skup povoqnih metoda otkopavawa ~ine slede}e metode:

1. Metode sa zaru{avawem krovinskih stena 2. Metode otkopavawa kvadratnim slogovima 3. Metode blokovnog zaru{avawa 4. Metode sa zasipavawem otkopanih prostora 5. Magazinske metode otkopavawa

Za navedene metode otkopavawa potrebno je da se izvr{e ekonomske analize da bi se izdvojila metoda otkopavawa koja nudi najefikasniji povra}aj investicionih ulagawa.


82

4.7 D i m e n z i o n i s a w e k o n s t r u k c i j e o t k o p a 4.7.1 D i m e n z i o n i s a w e s i g u r n o s n i h s t u b o v a 4.7.1.1 Prora~un optere}ewa sigurnosnih stubova Tokom otkopavawa leì{ta , primenom razli~itih metoda otkopavawa, vr{i se ostavqawe sigurnosnih stubova ~ija se funkcionalnost ogleda u slede}em:

• sluè kao permanentno sredstvo osigurawa otkopa i natkopnog masiva od zaru{avawa, ili

• kao privremeno sredstvo osigurawa otkopa tokom eksploatacije pojedinih delova leì{ta ili celog leì{ta.

U koju svrhu, od predhodno navedenih, }e biti ostavqeni sigurnosni stubovi zavisi od mnogobrojnih faktora, pri ~emu generalno gledaju}i mogu da se izdvoje najzna~ajniji:

• mogu}nost / nemogu}nost zaru{avawa povr{ine terena iznad leì{ta; • vrednost rude koja se otkopava; • sigurnost izvo|ewa rudarskih radova. Prethodno navedeni faktori uzimaju se u razmatrawe prilikom izbora metode otkopavawa za odre|eno leì{te. Stoga je funkcionalnost sigurnosnih stubova definisana kao karakteristika izabrane metode otkopavawa. U zavisnosti od namene i rasporeda, razlikuju se slede}e vrste sigurnosnih stubova: • POTPORNI STUBOVI - koji se ostavqaju pri otkopavawu horizontalnih i blago

nagnutih leì{ta (obi~no ve}eg prostranstva) u ciqu za{tite krova otkopa od zaru{avawa.

• ME\UKOMORNI SIGURNOSNI STUBOVI - koji se ostavqaju prilikom otkopavawa

strmijih (do vertikalnih) leì{ta. Raspore|uju se popre~no na pravac pruàwa leì{ta izme|u susednih komora (otkopnih blokova), od jednog do drugog boka leì{ta, te na taj na~in spre~avaju zaru{avawe bokova komora.

• HORIZONTSKI STUBOVI (SIGURNOSNE PLOÊ) - koji se prilikom otkopavawa,

~itavog niza otkopnih blokova,ostavqaju ispod i iznad istih u ciqu wihove za{tite od zaru{avawa.

Sigurnosni stubovi mogu da imaju razli~ite oblike popre~nog preseka, i uglavnom su to: kvadratni, pravougaoni, kru`ni, nepravilni oblik ili oblik zida-trake.

Raspore|ivawe sigurnosnih stubova u otkopu moè da se vr{i sistematskim ostavqawem sigurnosnih stubova po pravilnom geometrijskom rasporedu, kao i nesistematskim ostavqawem sigurnosnih stubova po nepravilnom geometrijskom rasporedu. Sistematsko ostavqawe sigurnosnih stubova po pravilnom geometrijskom rasporedu, u velikoj meri obezbe|uje uslove: • jednostavnog planirawa proizvodwe, {to se ogleda u fleksibilnosti metode

po pitawu rasporeda ve}eg broja otkopa u jednom bloku i • jednostavnog izvo|ewa radnih operacija u tehnolo{kom procesu otkopavawa

rude.

Metode otkopavawa

83

Nesistematsko ostavqawe sigurnosnih stubova ima zna~ajne prednosti u slu~ajevima izraèno nejednakomerne rasprostrawenosti korisne komponente u leì{tu. Tada se sigurnosni stubovi projektuju u siroma{nijim delovima leì{ta, ~ime se postiè ve}e iskori{}ewe korisne komponente nego u slu~aju kada bi se sigurnosni stubovi ostavqali sistematski - po pravilnom geometrijskom rasporedu. Generalno govore}i dimenzionisawe sigurnosnih stubova se sastoji u usagla{avawu dimenzija sigurnosnog stuba sa ~vrsto}om stenske mase (rude) u kojoj je ostavqen sigurnosni stub, da bi wegova nose}a sposobnost bila odgovaraju}a o~ekivanom optere}ewu istog za grani~ni - krajwi slu~aj otkopavawa u datom otkopnom bloku. Navedeni grani~ni - krajwi slu~aj otkopavawa u datom otkopnom bloku defini{e se kao situacija u kojoj je zavr{eno otkopavawe rude u istom, pri ~emu su ostavqeni projektovani sigurnosni stubovi u rudi sa ciqem permanentne za{tite krova otkopa od zaru{avawa. Prilikom dimenzionisawa sigurnosnih stubova konvencionalnim metodama, neophodno je da bude zadovoqena zahtevanu vrednost faktora sigurnosti ( Fs ), koja se defini{e kao koli~nik pritisne ~vrsto}e stenskog masiva ( σcm ) i navedenog naprezawa stuba ( σp ), {to moè da se izrazi pomo}u slede}e jedna~ine:

Fs = = cm

p

σσ

~ vr st o} a st enskog masi va na pr i t i saknapr ezawe si gur nosnog st uba

(4.1)

Potrebno je da se napomene da jedna~ina (4.1) vaì u slu~aju kada su sigurnosni stubovi optere}eni na pritisak.

Iz navedenog se nedvosmisleno isti~e zna~aj odre|ivawa o~ekivanog naprezawa pojedina~nih sigurnosnih stubova, za grani~ni - krajwi slu~aj otkopavawa u datom otkopnom bloku. Sigurnosni stubovi kvadratnog oblika popre~nog preseka Regularno raspore|eni sigurnosni stubovi (stubovi samci), sistematski ostavqeni u otkopima tokom tehnolo{kog procesa otkopavawa, kao permanentno sredstvo za{tite krova i bokova otkopa od zaru{avawa, "primaju" optere}ewe od vi{eleè}ih stenskih masa. Prema teoriji o pripadaju}em optere}ewu sigurnosnom stubu, pripadaju}e optere}ewe pojedina~nom sigurnosnom stubu (stubu samcu), kvadratnog oblika popre~nog preseka, u otkopu geometrijski moè da se defini{e prizmom kvadratne osnove.

Dimenzija stranice kvadratne osnove prizme iznosi B + b ({irina komore + {irina stuba), dok wena visina iznosi od krova otkopa do povr{ine terena iznad leì{ta (stuba).

Preseci otkopnog bloka na kome jasno mogu da se uo~e poloàj i dimenzije

navedene prizme optere}ewa, u odnosu na poloàj stubova u otkopu, prikazani su na slici br. 4.11.

Prostorni poloàj prizme optere}ewa, na kome se jasno moè da se uo~i wena visina - do povr{ine terena, prikazan je na slici br. 4.12.


84

Slika br. 4.11 - Dimenzije prizme optere}ewa sigurnosnog stuba

Slika br. 4.12 - Prostorni poloàj prizme optere}ewa

Metode otkopavawa

85

Na ovaj na~in geometrijski definisana prizma optere}ewa odlikuje se materijalnim svojstvima vi{eleè}ih stenskih masa. Za postupak prora~una pripadaju}eg optere}ewa sigurnosnom stubu u otkopu, od vi{eleè}ih stenskih masa, zna~ajna je wihova zapreminska teìna γ ( MN/m3 ). Stoga moè da se usvoji da je pripadaju}e optere}ewe sigurnosnom stubu od vi{eleè}ih stenskih masa geometrijski i materijalno definisano prizmom optere}ewa, prikazane geometrije (zapremine) i zapreminske teìne (γ) vi{eleè}ih stenskih masa. Konvencionalna analiti~ka metoda prora~una naprezawa sigurnosnog stuba, stuba samca u otkopu, kvadratnog oblika popre~nog preseka, defini{e naprezawe istog na pritisak prose~nom vredno{}u vertikalne komponente napona u stubu σp (MPa), koja iznosi :

σ γp = H 1+Bb

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

2

(4.2)

gde su: γ - prose~na zapreminska teìna vi{eleè}ih stenskih masa (MN/m3), H - visina prizme optere}ewa (m), B - {irina komore (m) i b - dimenzija jedne stranice ({irina) sigurnosnog stuba (m). Sigurnosni stubovi pravougaonog oblika popre~nog preseka


Prose~na vrednost vertikalne komponente napona σp (MPa) u sigurnosnom stubu pravougaonog oblika popre~nog preseka, iznosi :

σ γp = H 1+Bb

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅ +⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

1Ll

(4.3)

gde su: L - duìna komore (m) i l - duìna sigurnosnog stuba (m).


86

Sigurnosni stubovi oblika zida-trake


Prose~na vrednost vertikalne komponente napona σp (MPa) u sigurnosnom stubu oblika zida-trake, iznosi :

σ γp = H 1+Bb

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

(4.4)

Sigurnosni stubovi nepravilnog oblika popre~nog preseka


Prose~na vrednost vertikalne komponente napona σp (MPa) u sigurnosnom stubu nepravilnog oblika popre~nog preseka, iznosi :

σ γp = H⋅ ⋅P

Pp

s

(4.5)

gde su: Pp - povr{ina popre~nog preseka prizme optere}ewa i Ps - povr{ina popre~nog preseka sigurnosnog stuba.

Metode otkopavawa

87

Ovakav pristup prora~unu naprezawa pojedina~nih sigurnosnih stubova u otkopu podrazumeva slede}e pretpostavke :

• da je rudno telo (otkopni blok) prostrano, horizontalno i male dubine zalegawa, kao i

• da su sigurnosni stubovi u otkopu jednakih dimenzija. Navedeni postupak prora~una o~igledno ne uzima u obzir slede}e uticajne faktore :

• relativnu prostranost i dubinu leì{ta (otkopnog bloka), • sloènost naponskog stawa sigurnosnog stuba, • relativna deformaciona svojstva stenske mase, kao i • prostorni poloàj sigurnosnog stuba u otkopnom bloku. 4.7.1.2 Prora~un nosivosti i dimenzionisawe sigurnosnih stubova Odre|ivawe nosivosti sigurnosnog stuba svodi se na utvr|ivawe ~vrsto}e stenskog masiva (rude) u kom je stub formiran. Iz odnosa optere}ewa stuba i pritisne ~vrsto}e stenskog masiva (jednoaksijalne ~vrsto}e na pritisak) mogu da se izra~unaju dimenzije stuba za zahtevani stepen (faktor) sigurnosti. Jednoaksijalna ~vrsto}a na pritisak stenskog masiva (MPa) moè da se izra~una pomo}u slede}e formule, koja ukqu~uje uticaj ispucalosti na pritisnu ~vrsto}u stenskog masiva: σcm / σc = exp (- 0.008 . Jf) (4.6) gde su: σcm - jednoaksijalna ~vrsto}a na pritisak stenskog masiva, σc - jednoaksijalna ~vrsto}a na pritisak monolita i Jf - faktor pukotine. Faktor pukotine moè da se izra~una pomo}u slede}e formule: Jf = Jn / n . r (4.7) gde su: Jn - broj pukotina na metar, mereni podatak

ili se uzima iz RMR klasifikacije, n - parametar nagiba, zavisi od nagiba ravni pukotina prema pravcu

ve}eg glavnog napona i r - parametar ~vrsto}e pukotine.

Parametar nagiba pukotina moè da se usvoji iz tabele br. 4.16, u zavisnosti od vrednosti ugla orjentacije pukotina, prema pravcu ve}eg glavnog napona.

Tabela br. 4.16

Ugao orjentacije pukotina, β 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Parametar nagiba pukotine, n 0.82 0.46 0.11 0.05 0.09 0.30 0.46 0.64 0.82 0.95


88

Na slici br. 4.16 prikazani su pravci (trajektorije) glavnih napona u

sigurnosnom stubu.

pravac i intenzitetve}eg glavnog napona

pravac i intenzitetmaweg glavnog napona

Slika br. 4.16 - Prikaz pravaca glavnih napona u optere}enom sigurnosnom stubu

Parametar ~vrsto}e pukotina moè da se usvoji iz tabele br. 4.17, u zavisnosti od vrednosti ugla unutra{weg trewa pukotine.

Tabela br. 4.17

Vrsta ispune

Ugao

unutra{weg trewa

ϕj (o)

Parametar ~vrsto}e

pukotina

r = tan ϕj

[qunkovit pesak 45 1.0 Krupnozrni pesak 40 0.84 Fini pesak 35 0.70 Pra{inast pesak 32 0.62 Glinoviti pesak 30 0.58 Glinovita pra{ina

Glina 25% 25 0.47

Glina 50% 15 0.27

Glina 75% 10 0.18

Primer dimenzionisawa sigurnosnih stubova Saglasno uslovima datog leì{ta, prikazanog na slici br. 4.17, potrebno je da se izvr{i dimenzionisawe sigurnosnih stubova, koji }e predstavqati permanentnu za{titu krova otkopa od zaru{avawa, prilikom otkopavawa komorno-stubnom metodom. Leì{te je horizontalno, sredwe {irine oko 70 m i sredwe mo}nosti oko 5 m. Dubina zalegawa leì{ta iznosi 240 m. Na osnovu geomehani~ke klasifikacije (RMR sistem - Bieniawski 1989) stenski masiv ima slede}i broj poena - 84. Fizi~ko-mehani~ke karakteristike leì{ta prikazana su u slede}oj tabeli.

Metode otkopavawa

89

Vrsta stenskog

materijala

γ

(MN/m3)

σc

(MPa)

Krovinske stene 0.027 71

Ruda 0.042 90

Pukotine su ispuwene finim peskom i wihov broj iznosi 3 pukotine / m′. Ugao orjentacije pukotina iznosi 30°.

Potrebno je da se sigurnosni stubovi dimenzioni{u tako da wihov faktor sigurnosti iznosi 1.5 (Fs = 1.5).

Slika br. 4.17 - Vertikalni presek leì{ta Re{ewe

Na osnovu raspoloìvih podataka potrebno je da se odredi jednoaksijalna pritisna ~vrsto}a stenskog masiva.

Jedan od na~ina za odre|ivawe jednoaksijalne pritisne ~vrsto}e stenskog masiva predstavqa postupak prora~una iste pomo}u podataka o ispucalosti stenskog masiva, odnosno pomo}u formule 4.6:

σcm / σc = exp (- 0.008 . Jf) (MPa) Faktor pukotine moè da se izra~una, na osnovu podataka usvojenih iz tabele br. 4.16 i tabele br. 4.17, pomo}u formule 4.7:

Jf = Jn / n . r = 3 / 0.05 . 0.7 = 85.7 Stoga je:

σcm / σc = e (- 0.008 ⋅ 85.7) = 0.5

σcm = 0.5 ⋅ σc = 0.5 ⋅ 90 = 45 MPa


90

Po{to faktor sigurnosti iznosi:

Fs = σcm / σp = 1.5 , maksimalno dozvoqeno naprezawe jednog od sigurnosnih stubova, koji treba da budu dimenzionisani, iznosi:

σp = σcm / Fs = 45 / 1.5 = 30 MPa

Nakon odre|enog maksimalno dozvoqenog naprezawa sigurnosnog stuba mogu}e je da se odrede wegove dimenzije - za razli~ite oblike popre~nog preseka. U ovom primeru bi}e odre|ene dimenzije sigurnosnih stubova kvadratnog oblika popre~nog preseka. Prose~na vrednost vertikalnog napona σp u sigurnosnom stubu kvadratnog oblika popre~nog preseka ( jedna~ina 4.2), iznosi :

σ γp = H 1+Bb

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

2

(MPa)

Prethodno prikazana jedna~ina moè da se napi{e u slede}em obliku:

BH

bp=⋅

−⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟ ⋅

σ

γ1

Zamenom poznatih vrednosti u prethodnoj jedna~ini dobija se slede}i izraz:

B =30 MPa

0.042 MN / m m3 ⋅−

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟ ⋅240

1 b

Sre|ivawem prethodno prikazane jedna~ine dobija se slede}i izraz:

B = 0.725 ⋅ b , koji predstavqa odnos izme|u {irine komore i dimenzije jedne stranice sigurnosnog stuba. Naime, ukoliko dimenzija jedne stranice sigurnosnog stuba iznosi b = 10 m, odgovaraju}a {irina komore iznosi B = 7.25 m.


91

5 T E H N O L O [ K I P O S T U P C I

U P O D Z E M N O M O T K O P A V A W U 5.1 B u { e w e i m i n i r a w e Minirawe je tehnolo{ki postupak dezintegracije rude iz prirodnog masiva i wenog istovremenog usitwavawa na potrebnu granulaciju. Minsko puwewe se sme{ta u minske bu{otine pogodno locirane u odnosu na slobodnu povr{inu i aktivira. Stena oko eksplozivnog puwewa se izdrobi i naglo izbaci snagom generisanom naglim oslobo|ewem potencijalne energije eksploziva.

Upravqawe procesom minirawa predstavqa zna~ajnu ve{tinu, jer je otkopavawe u tvrdim stenama visoko zavisno od wegovog uspe{nog izvr{avawa.

Kod minirawa veoma je vaàn uticaj na okolne stene, koji kod lo{e izabranog na~ina minirawa i lo{e izabranih parametara procesa moè da bude izraèn i na velikom prostoru oko mesta minirawa. U zonama visokog pritiska (velike dubine ili u za{titnim stubovima) poreme}aji naponskog stawa zdruèni sa minirawem, mogu da izazovu prostranu nestabilnu zonu u jami. Eksplozivi su materije ili sredstva koja mogu da proizvedu nagli izboj gasa, koji izaziva velik dinami~ki udar na okolinu. Metod za procenu snage eksploziva je ocena oslobo|ene energije u termodinami~koj reakciji (detonaciji). • Apsolutna snaga eksploziva predsavqa koli~inu oslobo|ene energije u kJ / kg

eksploziva. • Relativna snaga predstavqa odnos izme|u izvr{enog rada tog eksploziva i

eksploziva etalona uzimaju}i za bazu 100.

Termin brizantnost koristi se da pokaè razornu mo} eksploziva. Ona je direktno zavisna od pritiska detonacije, koji zavisi od brzine detonacije. Visoko brizantni eksplozivi karakteri{u se velikom brzinom detonacije, koja iznosi oko 5000 m/s. Upotrebqiv i uspe{an eksploziv mora da ima osobine koje su odgovaraju}e steni u kojoj se minira.

Sposobnost stene za prenos energije eksploziva stoji u vezi sa wenim modulom elasti~nosti, a mogu}nost lomqewa stene koja se minira je u funkciji wene ~vrsto}e, koja se naj~e{}e predstavqa jednoaksijalnom ~vrsto}om na pritisak.

Hemijski sastav eksploziva i litolo{ki sastav stene u kojoj se isti koristi predstavqaju bitan bezbedonosni problem. Na primer, neke sulfidne rude su podlo`ne rapidnoj egzotermnoj oksidaciji u kontaktu sa amonijum nitratom.

U zavisnosti od osetqivosti mogu da se izdvoje tri kategorije brizantnih eksploziva: • Primarni eksplozivi kao {to su olovoazid i fulminat ìve osetqivi na

varnicu i udar, koriste se za proizvodwu detonatora. • Sekundarni eksplozivi zahtevaju primenu detonatora, a u nekim slu~ajevima i

iniciraju}ih eksplozivnih puwewa. Eksplozivi ove kategorije su sme{e nitroglzcerin NG, ethzleneglzcoldinitrate EGDN ili pentaerzthrotetranitrate PETN i drugih eksplozivnih materija i stabilizatora.

• Tercijarni eksplozivi su neosetqivi na standardnu minsku kapicu No 6, i zahtevaju primenu iniciraju}ih eksplozivnih puwewa. U pro{losti ve}ina eksploziva proizvedena je od organskih nitrata pome{anih sa organskim ili neorganskim materijama koje zajedno sa~iwavaju mehani~ki i hemijski stabilne materije, kao {to su èlatin i dinamit. Danas je u~e{}e organskih nitrata u ovom tipu eksploziva smaweno i delimi~no zameweno sa amonijum nitratom na primer. Wihova potro{wa tako|e opada u skladu sa stalnim pojavqivawem novih�eksplozivnih�sme{a.


92

1. ANFO eksploziv (94% AN i 6% nafte) je kiseoni~ki izbalansirana sme{a

oksidansa (granuliranog amonijumnitrata) i goriva, pogodna za primenu kod razli~itih stena. ANFO eksplozivne sme{e imaju {iroko poqe primene.

2. Slari eksplozivne sme{e i eksplozivi (Slurry), umesto jednostavne fizi~ke

sme{e oksidansa i goriva, sa~iwavaju eksploziv suspenzovan u stabilan vodeni gel. Oni su stabilniji od suvih sme{a i mogu biti vodootporne emulzije.

3. Emulzioni eksplozivi sastoje se od amonijum nitrata (AN) kome su dodati

razni te~ni oksidansi, flegmatizatori, senzibilizatori i drugi dodaci za postizawe èqene konzistencije i drugih svojstava. Konzistencija ovih eksploziva se mewa u dijapazonu od te~ne do plasti~ne. Koristi se za minirawe u sredwe ~vrstim i ~vrstim stenama. Zadwih godina proizvo|a~i eksploziva rade na razvoju emulzionih eksploziva za primenu u jamama.

U svetskom rudarstvu pedesete godine ovog veka obeleìla je primena ANFO eksploziva, {ezdesete pripadaju Slari eksplozivima a sedamdesete emulzijama, odnosno emulzionim eksplozivima.

U tabeli br.5.1 prikazana je analiza primene pojedinih eksploziva u nekim zemqama sveta.

Tabela 5.1 (Prema Erofeevu 1988)

Zemqa

U~e{}e u ukupnoj potro{wi %

Ukupna potro{wa

ANFO dinamit i patronirani

amonijum nitratski eksplozivi

slari i emulzije

(hiqade tona)

Amerika 85,7 5,1 9,2 2000 Kanada 47 8 45 292 Japan 58 36 6 67

Nema~ka 53 40 7 59 Francuska 42 51 7 58

5.1.1 I z b o r p a r a m e t a r a m i n i r a w a u f u n k c i j i g r a n u l a c i j e o d m i n i r a n e r u d e Granulacija odminirane rude je kqu~ni pokazateq uspe{nosti produktivnog minirawa, odnosno minirawa na otkopima. Granulacijom odminiranog materijala se moè upravqati izborom parametara minirawa. Kuz-Ram model uspostavqa zavisnost izme|u parametara minirawa i ujedna~enosti krupno}e i sredwe krupno}e komada odminirane rude, uzimaju}i u obzir prirodnu ispucalost stenskog masiva. Model je simboli~no prikazan na blok {emi (slika br. 5.1).

Slika br. 5.1 - Blok {ema upotrebe Kuz-Ram modela

Tehnolo{ki postupci u podzemnom otkopavawu

93

Osnovu ovog modela ~ine rezultati istraìvawa predstavqeni u obliku jedna~ina koje su postavili Kuznetsov i Rosin-Rammler, a koje je usavr{io Cunningham (1987) uspostaviv{i funkcionalnu zavisnost izme|u koeficijenta ujedna~enosti (n) i parametara minirawa kao {to su:

• raspored minskih bu{otina, • pre~nik i duìna minskih bu{otina, • linija najmaweg otpora, • rastojawe izme|u bu{otina u redu, • duìna eksplozivnog puwewa, • devijacija bu{otina, • visina etaè, itd.

Za odre|ivawe sredwe vrednosti krupno}e minirane rude ( x ) koristi se jedna~ina koju je postavio Kuznetsov (1973):

• za eksplozive sa osnovom TNT koristi se jedna~ina:

x = AV

QQo

e

4

5

e

1

16⋅⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ ⋅ (5.1)

• za ANFO eksplozivne sme{e koristi se jedna~ina:

x = AVQ

Q115E

o

e

4

5

e

1

16

19

30

⋅⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ ⋅ ⋅ ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

(5.2)

gde su: A - empirijski koeficijent stenske mase, Vo - zapremina bloka rude koji se minira (m3), Qe - koli~ina eksplozivnog puwewa u minskim bu{otinama (kg) i E - relativna snaga eksploziva (%).

Frakciona zastupqenost komada odminirane rude (R,%) ili procentualna zastupqenost komada ve}ih od x (cm) moè da se odredi pomo}u jedna~ine koju su postavili Rosin i Rammler:

R = e-

xx

n

c

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

(5.3)

gde su: x - otvor sita (cm), e - osnova prirodnog logaritma (2,7183......), xc - karakteristi~na vrednost krupno}e (cm) i n - koeficijent ujedna~enosti (Rosin-Rammler eksponent).

Karakteristi~na vrednost krupno}e komada odminirane rude (xc, cm) moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

x =x

0.693c n

(5.4)


94

Koeficijent ujedna~enosti (n) ili Rosin-Rammler eksponent moè da se

izra~una pomo}u jedna~ine koju je ustanovio Cunningham (1987:

n = 2.2 -14d

1+a

21-

p l - l

LLh

0.5

d u

u

uω ωω

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅

⎛

⎝

⎜⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟⎟

⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟ ⋅ ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟01

0 1

.

.

(5.5)

gde su: d - pre~nik bu{otine (mm), ω - linija najmaweg otpora (m), a - rastojawe izme|u susednih bu{otina u redu (m), ld - duìna eksplozivnog puwewa u bloku (m), lu - duìna eksplozivnog puwewa u nadbu{ewu (m), Lu - ukupna duìna eksplozivnog puwewa (m), (Lu =ld+lu), p - odstupawe, devijacija bu{otine (m), (0.1 - 0.2) i h - visina etaè, bloka (m). Vrednost koeficijenta ujedna~enosti, po Cunningham-u, iznosi 0.8 - 1.5 pri ~emu se obi~no kre}e oko 1.0. Po pravilu ve}e vrednosti n obezbe|uju jednakomerniju raspodelu i obrnuto. Cunningham je predloìo da se ovako dobijena vrednost n uve}a za 10% ukoliko su minske bu{otine u {ahovskom rasporedu. Stenski masiv je ispresecan pukotinama razli~itog prostornog poloàja koje ga dele u vi{e relativno homogenih blokova, razli~itih veli~ina i oblika. Pretpostavqa se da }e minirawem biti usitweni samo oni blokovi kroz koje prolazi minska bu{otina. O~igledno, veoma je va`no da se dobro poznaje rupturni sklop, odnosno strukturne osobine stenskog masiva.

Cunningham je brojnim eksperimentima, na proceni usitwavawa stena minirawem, ustanovio jedna~inu za procenu empirijskog koeficijenta stenske mase (A) koja ima slede}i izgled: A = 0.06 . ( RMD + JF + RDI + HF ) (5.6)

gde su: RMD - opisni faktor stenske mase, JF - faktor ispucalosti stenske mase, JF= JPS + JPA

JPS - faktor rastojawa izme|u pukotina, JPA - faktor ugla ravni pukotina,

RDI - faktor gustine stenske mase, RDI= 25 . RD - 50 RD Ä gustina stenske mase (t/m3),

HF - faktor tvrdo}e stenske mase, Y - modul elasti~nosti (GPa), σc - jednoaksijalna pritisna ~vrsto}a (MPa).

Vrednosti parametara se biraju u tabeli br. 5.2.

Tabela br. 5.2

struktura stene tro{na ispresecana pukotinama masivna

RMD 10 JF 50

rastojawe izme|u pukotina <0,1m 0,1m-ggk ggk-a

JPS 10 20 50

pad pukotina od ~ela upravne na ~elo ka ~elu

JPA 20 30 40

Y < 50 GPa > 50 GPa ggk - gorwa grani~na krupno}a (m),

HF Y / 3 σc / 5 a - rastojawe izme|u bu{otina u redu (m).


95

Model uspostavqa zavisnost izme|u parametara minirawa sa jedne strane i

sredwe krupno}e i frakcione zastupqenosti komada odminirane rude sa druge strane, uzimaju}i u obzir prirodnu ispucalost stene. Za date parametre minirawa mogu}e je da se odredi sredwa krupno}a kao i frakciona zastupqenost komada odminirane rude. Tako|e mogu}e je da se za zahtevanu sredwu krupno}u komada odminirane rude, uz upotrebu jedna~ine Kuznetsov-a, izra~una neophodna koli~ina eksploziva i na osnovu tog parametra minirawa pomo}u poznatih metoda prora~una mogu da se odrede ostali.

Ukoliko raspodela krupno}e komada odminirane rude ne zadovoqava postavqene zahteve, mogu}e je da se izvr{i wena korekcija promenom parametara minirawa, odnosno promenom vrednosti koeficijenta ujedna~enosti n, i to:

• smawewem odnosa ω/d, • pove}awem odnosa a/ω, • pove}awem ta~nosti bu{ewa, i • pove}awem odnosa Lu/h.

Primer br. 1 Blok rude dimenzija 10 × 3 × 5 m (duìna bu{otina - 5 m) minira se metodom paralelnih minskih bu{otina malog pre~nika. Potrebno je da se primenom Kuz-Ram modela (formula Kuzwecova) odrede parametri minirawa tako da sredwa krupno}a komada odminirane rude bude 20 cm. Ruda je ispresecana pukotinama sa rastojawem izme|u wih koje iznosi 1.2 m. Pukotine leè upravno na ~elo. Zapreminska masa rude iznosi 2.73 t/m3. Modul elasti~nosti rude iznosi 30000 MPa, a jednoaksijalna ~vrsto}a na pritisak 56 MPa. Za minirawe }e se koristiti ANFO eksploziv relativne snage 70%. Re{ewe Jedna~ina Kuzwecova (5.2) za ANFO sme{e glasi:

x = AVQ

Q115E

o

e

4

5

e

1

16

19

30

⋅⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ ⋅ ⋅ ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

gde je: Qe - Äkoli~ina eksplozivnog puwewa u minskim bu{otinama (kg). Stoga jedna~ina re{ena po Qe ima slede}i oblik:

Q =A V

115E

xe

o

4

5

19

30

80

59

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

⎛

⎝

⎜⎜⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟⎟⎟

Empirijski koeficijent stenske mase odre|uje se pomo}u formule (5.6):

A = 0.06 (RMD + JF + RDI + HF)

Prema tabeli br. 5.2, za stenu ispresecanu pukotinama, RMD ima slede}u vrednost:

RMD = JF


96

Za rastojawe izme|u pukotina od 0.2 m faktor rastojawa iznosi JPS = 50, a za pukotine koje padaju upravno na radno ~elo JPA = 30, stoga je:

JF = JPS + JPA= 50 + 30 = 80

Za rudu zapreminske mase 2.75 t/m3 faktor gustine RDI iznosi:

RDI = 25 . 2.75 - 50 = 18.75 Za rudu ~iji modul elasti~nosti iznosi 30 GPa, faktor tvrdo}e ima slede}u vrednost:

HF = Y / 3 = 30 / 3 = 10

Na osnovu prethodno prora~unatih vrednosti empirijski koeficijent stenske mase ima slede}u vrednost:

A = 0.06 . ( 80 + 80 + 18.75 + 10 ) = 11.325

Stoga potrebna koli~ina eksploziva za minirawe navedenog bloka rude iznosi:

Q =11.325

11570

20= 162 kge

⋅ ⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

⎛

⎝

⎜⎜⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟⎟⎟

1500 8

0 63 1 356

.

. .

Potrebna koli~ina eksploziva za minirawe bloka rude od 150 m3 iznosi 162 kg. Navedena koli~ina eksploziva treba ravnomerno da se rasporedi u bloku rude koji se minira, {to je osnovna pretpostavka za ujedna~enu granulaciju odminirane rude. Ukoliko se usvoji pre~nik bu{ewa d = 51 mm, za aktivnu duìnu bu{otine, odnosno duìnu eksplozivnog puwewa lp = 4 m, zapremina eksploziva u jednoj minskoj bu{otini iznosi:

V =d

4l =

0.051 3.144

4 = 0.0082 mp

2

p

23⋅

⋅⋅

⋅π

Odnosno ako je zapreminska masa eksplozivnog puwewa - γe = 1.1 t/m3 = 1100 kg/m3 Onda }e u jednu minsku bu{otinu biti sme{teno:

Qp = Vp . γe = 0.0082 . 1100 = 9.02 kg

Za sme{tawe potrebnih 162 kg eksploziva u navedeni blok rude bi}e potrebno da se izbu{i slede}i broj minskih bu{otina:

n =QQ

=162

9= 18b

e

p

Ukoliko se ovaj broj minskih bu{otina rasporedi u tri reda onda rastojawe izme|u redova minskih bu{otina iznosi - ω = 1 m, dok rastojawe izme|u minskih bu{otina u jednom redu iznosi - a = 10 / 6 = 1.67m.


97

Primer br.2 Za uslove iz primera br.1, i u wemu odre|ene parametre minirawa, potrebno je da se odredi frakciona zastupqenost komada odminirane rude. Re{ewe Frakciona zastupqenost komada odminirane rude moè da se odredi pomo}u formule Rosin-Ramlera (5.3) :

R = e-

x

x

n

c

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

gde su: R - koli~ina frakcije ve}e od x, x - Äveli~ina komada rude ~ija se procentualna zastupqenost odre|uje

(cm), e - osnova prirodnog logaritma (2,7183......) i xc - karakteristi~na vrednost krupno}e (cm).

x =x

0.693c n

n - koeficijent ujedna~enosti (Rosin-Rammler eksponent).

n = 2.2 -14d

1+a

21-

p l - l

LLh

0.5

d u

u

uω ωω

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅

⎛

⎝

⎜⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟⎟

⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟ ⋅ ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟01

0 1

.

.

Kod minirawa u prisustvu dve slobodne povr{ine, u jamskim uslovima, ~lan jedna~ine:

l - l

Ld u

u +

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟ →

011

0 1

.

.

,

stoga je:

n = 2.2 -1451

1+1.67

21-

0.21

45

= 1.423

0.5

1 11

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅

⎛

⎝

⎜⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟⎟

⋅ ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅ ⋅ ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

Karakteristi~na vrednost krupno}e odminirane rude iznosi:

x =20

0.693= 25.879c 1.423

Frakcione zastupqenosti komada odminirane rude, za otvore sita 10, 20, 30 i 40 cm, imaju slede}e vrednosti :


98

R = e = 0.7710

-10

25.88

1.42⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ (77 %)

R = e = 0.49920

-20

25.88

1.42⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ (49.9 %)

R = e = 0.2930

-30

25.88

1.42⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ (29 %)

R = e = 0.15640

-40

25.88

1.42⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ (15.6 %)

Odnosno 77% komada odminirane rude }e biti krupnije od 10 cm, pribli`no 50% komada odminirane rude }e biti krupnije od 20 cm, 29% komada odminirane rude }e biti krupnije od 30 cm, i 15% komada odminirane rude }e biti krupnije od 40 cm.

Ukoliko tehnolo{ki proces, utovarnoÄtransportna oprema, pre~nik rudne

sipke itd. dozvoqavaju ggk 40 cm, tada }e 15% mase odminirane rude biti ve}e krupno}e od propisane, odnosno bi}e negabariti. Da bi se wihovo u~e{}e smawilo potrebno je da se promenite prethodno odre|eni parametri minirawa - u primeru br. 1. 5.1.2 O p t i m i z a c i j a d i s t r i b u c i j e e n e r g i j e e k s p l o z i v n o g p u w e w a p r i l e p e z a s t o m r a s p o r e d u m i n s k i h b u { o t i n a Kod nekih metoda otkopavawa primewuje se minirawe sa lepezastim rasporedom minskih bu{otina. Ovakve {eme minirawa, pored ve}eg obima bu{ewa po toni odminirane rude, karakteri{u se i pove}anom potro{wom eksploziva ( 20% - 50% ) po toni rude i neravnomernijoj granulaciji odminirane rude u pore|ewu sa {emom minirawa paralelnim minskim bu{otinama.

Pogor{awe kvaliteta drobqewa rude obja{wava se zblièno{}u bu{otina u redu, zbog ~ega je vreme obrazovawa pukotina pri aktivirawu susednih mina po pravcu odvajawa miniranog bloka od ostalog masiva znatno mawe nego u pravcu linije najmaweg otpora. Pri stvarawu pukotina izme|u bu{otina u lepezi rapidno se smawuje pritisak gasova {to pogor{ava efekte usitwavawa rude.

U ciqu ravnomerne raspodele energije eksploziva u praksi se koriste razli~ite {eme puwewa minskih bu{otina, odnosno pojedine minske bu{otine su sa razli~itim koeficijentom puwewa.

Na slici br. 5.2 je prikazana jedna karakteristi~na {ema minirawa sa bu{otinama u lepezastom rasporedu. Na slici br. 5.2 mogu da se izdvoje slede}e tri zone:

Zona S1 sa minimalnom specifi~nom potro{wom eksploziva Zona S2 sa sredwom specifi~nom potro{wom eksploziva Zona S3 sa maksimalnom specifi~nom potro{wom eksploziva

Wihove povr{ine iznose: S1 = B . H - 2/3B . 2/3H = 5/9BH = 5BH/9

S2 = 2/3B . 2/3H - B/3 . H/3 =3/9BH = 3BH/9 S3 = B/3 . H/3 = BH/9


99

Stoga se povr{ine S1 : S2 : S3 odnose kao u proporciji:

S1 : S2 : S3 = 5 : 3 : 1

Slika br. 5.2 - Prikaz lepezastog rasporeda minskih bu{otina u rudnom bloku

Obzirom da je linija najmaweg otpora, odnosno mo}nost pojasa minirawa ista to se i pripadaju}e im zapremine odnose isto.

Po{to je ukupna duìna bu{otina u svakoj zoni ista, pod uslovom da su sve bu{otine do kraja napuwene eksplozivom, onda je distribucija energije eksploziva neravnomerna i moè da se izrazi istim odnosom 5 : 3 : 1. Da bi u ovom slu~aju distribucija energije eksplozije bila ravnomernija potrebno je da se u zoni S1 svih devet bu{otina napuni ~itavom duìnom prostirawa u woj, s obzirom da je:

S1 : S2 : S3 = 5 : 3 : 1 Stoga moè da se izvede slede}i izraz:

5 : 3 : 1 /95

9 55

:9 3

5:9 15

9 : 5.4 : 1.8⋅ =⋅ ⋅ ⋅

=


100

Na osnovu prethodnog izraza sledi da je potrebno da se u zoni S2 pet

bu{otina napune eksplozivom a ~etiri da budu prazne, i da se u zoni S3 dve bu{otine napune eksplozivom. Obzirom da se krajwe bu{otine u bloku uvek pune do kraja, odnosno ~itavom duìnom, potrebno je da u zoni S3 tri bu{otine budu popuwene eksplozivom. Sredi{wa bu{otina u lepezi obi~no se ostavqa prazna u duìni 1 - 2,5 m, gledaju}i od usta bu{otine, {to zavisi od pre~nika iste.

U ovom slu~aju koeficijent iskori{}ewa minskih bu{otina iznosi 0.6, odnosno 40% bu{otina u rudnom bloku je prazno. Primer br. 3 Blok rude, na slici br. 5.3, treba da se minira sa minskim bu{otinama u lepezastom rasporedu. Potrebno je da se odrede parametri minirawa za slede}e uslove:

Hodnik iz koga se bu{i ima slede}e dimenzije: 3 × 3 m Dimenzije bloka rude koji se minira: A = 6 m

B = 10 m W = 2 m

Koeficijent zblièwa minskih bu{otina: m = 1 Specifi~na potro{wa eksploziva: q = 0,3 kg/t Za minirawe se koristi eksploziv ~ija je zapreminska masa: ρ = 1,2 t/m3 Koeficijent radne sposobnosti eksploziva: e = 1,25 Zapreminska masa rude: γ = 3 t/m3

Slika br. 5.3 - Prikaz rudnog bloka Re{ewe Kada se poznata formula:

Wd e

4 q m

2

=⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅

π ργ

(5.7)


101

gde su: W - linija najmaweg otpora (m), d - pre~nik bu{ewa (m) ρ - zapreminska masa eksploziva (kg/m3), e - koeficijent radne sposobnosti eksploziva, q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/t), γ - zapreminska masa rude (t/m3), m - koeficijent zblièwa minskih bu{otina. izrazi u slede}em obliku:

dw 4 q m

e

2

=⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅

γπ ρ

(5.8)

za date parametre moè da se odredi pre~nik bu{ewa, stoga je:

d2 4 0.3 3 1

3.14 1200 1.250.055 m

2

=⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅

= , odnosno d = 55 mm.

Prema tabeli standardnih pre~nika patrona eksploziva, najbliì standardni pre~nik iznosi d = 57 mm. Stoga je za minirawe bloka rude, ~ija masa iznosi:

Q = A . B . W . γ = 6 . 10 . 2 . 3 = 360 t potrebno:

Qe = Q . q = 360 . 0.3 = 108 kg eksploziva

Za sme{tawe ovog eksploziva u minske bu{otine potrebno je da se izbu{e, sa pretpostavqenim koeficijentom puwewa koji iznosi 0.7, slede}a ukupna duìna minskih bu{otina:

l4 Q

d kue

2p

=⋅

⋅ ⋅ ⋅π ρ (5.9)

l4 Q

0.057 1200 0.750.38 mu

e2

=⋅

⋅ ⋅ ⋅=

314.

Prose~na duìna jedne minske bu{otine iznosi:

lA B A B

msr =+ + +

=+ + +

≈2 2 2 2

36 10 6 10

39

Stoga je za minirawe navedenog rudnog bloka potrebno da se izbu{i slede}i broj minskih bu{otina:


102

nll

5.59u

sr

= = =50 38

9.

, odnosno 6 minskih bu{otina

Bu{otine u bloku }e biti raspore|ene, kao {to je prikazano na slici br. 5.4:

Slika br. 5.4 - [ema rasporeda minskih bu{otina u bloku rude Parametri minirawa za datu {emu prikazani su u slede}oj tabeli:

Broj bu{otine

ugao (o)

duìna (m)

duìna puwewa

(m)

koli~ina eksploziva

(kg)

1 0 8.5 8.5 26.35

2 19 9.0 3.6 11.16

3 34 9.8 7.6 23.56

4 47 7.2 2.8 8.68

5 72 5.5 4.1 12.71

6 97 5.3 5.3 16.43

∑ 45.3 31.9 ≈ 99

Specifi~na potro{wa eksploziva iznosi: q = 0,275 kg/t Koeficijent puwewa iznosi: kp= 0,704


103

5.1.3 P r o r a ~ u n p a r a m e t a r a m i n i r a w a I z b o r v r s t e e k s p l o z i v a

Za odre|enu radnu sredinu najpovoqnije je da se koristi eksploziv, koji ima slede}u vrednost detonacione brzine (m/s):

DV ku=

⋅ ⋅γρ

(5.10)

gde su: D - detonaciona brzina (m/s), Vu - brzina prostirawa uzdu`nih talasa kroz sredinu (m/s), γ - zapreminska masa stene (t/m3), ρ - zapreminska masa eksploziva (t/m3) i k - koeficijent refleksije (0.6 - 0.9).

Brzina prostirawa uzdu`nih talasa kroz odre|enu sredinu (m/s) moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

VE g

u =⋅

⋅ ⋅ +2 1γ μ( ) (5.11)

gde su: E - modul elasti~nosti stenske mase (MPa), g - gravitaciono ubrzawe (cm/s2), μ - Poasonov koeficijent (0.2 - 0.4), γ - zapreminska masa stene (t/m3).

Na osnovu prora~unate vrednosti detonacione brzine usvaja se odre|ena vrsta eksploziva. U tabeli br. 5.3 prikazani su AN-TNT pra{kasti eksplozivi, koje proizvodi Industrija "Miloje Zaki}" - Kru{evac.

Tabela br. 5.3

Karakteristike Vrsta AN-TNT eksploziva

eksploziva AMONEKS-1 AMONEKS-2 AMONEKS-3 AMONEKS-4 AMONAL POJ. AMONAL

Gustina (kg/dm3) 1.05 - 1.10 1.05 - 1.10 1.0 - 1.05 1.0 - 1.05 1.05 - 1.10 1.05 - 1.10

Brzina detonacije (m/s) 4100 - 4300 3900 - 4100 3600 - 3800 3200 - 3400 4100 - 4300 3900 - 4100

Apsolutna snaga (KJ/kg) 4248 4123 4011 3892 4249 4119

Relativna snaga (%) 80 75 72 70 80 75

Gasna zapremina (l/kg) 955 976 1000 1005 963 978

Prenos detonacije (cm) 4 - 8 4 - 7 4 - 6 4 - 5 4 - 8 4 - 7

Proba po Trauzlu (cm3) 380 - 390 370 - 380 360 -370 350 - 360 380 - 390 360 - 370

Navedeni eksplozivi imaju slede}e standardne dimenzije i vrste pakovawa, kao {to je prikazano u tabeli br. 5.4.

Tabela br. 5.4

D i m e n z i j e p a t r o n a

Pre~nik (mm) 28±1 28±1 32±1 32±1 38±1 38±1 45±1 50±2 60±2 70 80 90

Teìna (g) 100 200 100 200 200 500 500 500 1000 1000 2000 2000

Duìna (cm) 15-16 29-32 11-13 23-25 16-18 40-42 34-36 30-33 31-34 28-31 36-40 29-31

Obloga Parafinisani papir PE crevo


104

U tabeli br. 5.5 prikazani su ANFO eksplozivi, koje proizvodi Industrija

"Miloje Zaki}" - Kru{evac. Tabela br. 5.5

Karakteristike ANFO eksplozivi

eksploziva ANFO - J1 ANFEX - P

Osetqivost (g pentolita) 60 60

Gasna zapremina (l/kg) 920 920

Apsolutna snaga (KJ/kg) 3872 3872

Gustina (kg/dm3) 0.9 - 1.05 0.85 - 1.00

Brzina detonacije (m/s) >2000 - φ30 mm >3000 - φ60 mm Stabilnost 6 meseci 4 meseca Vodootpornost slaba slaba Bilans kiseonika uravnoteèn uravnoteèn

Prenos detonacije (cm) kontakt kontakt

Min. pre~nik primene (mm) 30 50

Zavisnost izme|u pre~nika ANFO minskog puwewa i brzine detonacije

prikazana je tabelom br. 5.6. Tabela br. 5.6

Pre~nik ANFO puwewa Brzina detonacije (mm) (m/s)

38 2438 51 3078 64 3535 76 3657

P r e ~ n i k m i n s k e b u { o t i n e

Prilikom izrade prostorija malog popre~nog preseka koriste se uglavnom mali pre~nici minskih bu{otina - d = 32 mm. Prilikom izrade prostorija ve}eg popre~nog preseka naj~e{}e se koriste pre~nici minskih bu{otina - d = 45 mm.

Ukoliko se za eksplozivno puwewe koristi ANFO eksploziv, preporu~uje se da pre~nik minskih bu{otina iznosi min d = 38 mm

Prilikom podzemnog otkopavawa naj~e{}e se koriste pre~nici minskih bu{otina d = 51, 64, i 76 mm, pri ~emu se zbog povoqnih karakteristika preporu~uje upotreba ANFO eksploziva, sa mehanizovanim na~inom puwewa (pneumatska punilica) ~ime moè da se postigne gustina eksplozivnog puwewa od 0.9 do 0.95 kg/dm3 S p e c i f i ~ n a p o t r o { w a e k s p l o z i v a

Specifi~na potro{wa eksploziva (kg/m3) moè da se odredi pomo}u formule F.Laresa:

q = q v sek

d k1z

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (5.12)

gde su: q1 - koeficijent ~vrsto}e rude, v - koeficijent ste{wenosti mina (v=1), s - koeficijent strukture stenske mase (0.9 - 1.1), e - koeficijent radne sposobnosti eksploziva, kz - koeficijent zbijenosti eksplozivnog puwewa (0.9 - 0.95), d - koeficijent za~epqenosti mina (1), k - korekturni koeficijent zbijenosti eksplozivnog puwewa (1).


105

Koeficijent ~vrsto}e rude moè da se izra~una po slede}oj formuli:

q =20001

cσ (5.13)

gde je: σc - jednoaksijalna pritisna ~vrsto}a rude (bar), (1bar=0.1MPa).

Koeficijent radne sposobnosti eksploziva moè da se izra~una po slede}oj formuli:

e =480Ax

(5.14)

gde su: Ax - radna sposobnost eksploziva (cm3), 480 - radna sposobnost eksploziva - etalona (cm3). L i n i j a n a j m a w e g o t p o r a

• za nepatronirana eksplozivna puwewa:

W = 33 dk

q kp

z

⋅ ⋅⋅

,m (5.15)

gde su: d - pre~nik minske bu{otine (m), kp - koeficijent popuwenosti (duìne) minske bu{otine, q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/m3), kz - koeficijent zblièwa mina (0.75 - 1.5), ( kz = a / W ) i a - rastojawe izme|u pojedinih minskih bu{otina u redu (paralelnih).

• za patronirana eksplozivna puwewa:

Wd e

4 q k

2

z

=⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅

π ργ

,m (5.16)

gde su: W - linija najmaweg otpora (m), d - pre~nik bu{ewa (m), ρ - zapreminska masa eksploziva (kg/m3), e - koeficijent radne sposobnosti eksploziva ( e = 480 / Ax ),

480 - radna sposobnost eksploziva - etalona (cm3) Ax - radna sposobnost eksploziva (cm3),

q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/t), γ - zapreminska masa rude (t/m3) i kz - koeficijent zblièwa bu{otina.

• za patronirana eksplozivna puwewa:

W dk

q kp

z

= ⋅⋅ ⋅

⋅

7 85. ρ ,m (5.17)

gde su: d - pre~nik bu{ewa (dm),


106

ρ - zapreminska masa eksploziva (kg/dm3),

(1000 kg/m3 = 1.00 kg/dm3 = 1.00 kg / l = 1.00 g/cm3), q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/m3), kz - koeficijent zblièwa bu{otina, kp - koeficijent popuwenosti popre~nog preseka minske bu{otine,

( kp = d12 / d2) d - pre~nik minske bu{otine (mm)

d1 - pre~nik patrone eksploziva (mm). R a s t o j a w a i z m e | u m i n s k i h b u { o t i n a u r e d u :

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina Rastojawa izme|u pojedinih minskih bu{otina mogu da se odrede na slede}i

na~in : amax = od 1.5 ⋅ W do 1.7 ⋅ W (5.18) amin = od 0.5 ⋅ W do 0.7 ⋅ W (5.19) gde su: amax - maksimalna vrednost rastojawa, na konturi bloka rude (m), amin - minimalna vrednost rastojawa, na konturi bloka rude (m).

b) za paralelni raspored minskih bu{otina: Rastojawa izme|u pojedinih minskih bu{otina (m) mogu da se odrede na

slede}i na~in: a = kz · W (5.20) gde su: kz - koeficijent zblièwa mina,

(kz od 0.75 do 1.5 , preporu~uje se 1 ili ne{to vi{e). B r o j m i n s k i h b u { o t i n a u r e d u

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina Odre|uje se grafi~kim putem, na na~in koji je prikazan u jednoj od narednih

ta~aka prora~una.

b) za paralelni raspored minskih bu{otina

n =b - a

a ,kom. (5.21)

gde su: b - {irina otkopa (m) i a - rastojawe izme|u bu{otina u jednom redu (m). U k u p a n b r o j m i n s k i h b u { o t i n a

b) za paralelni raspored minskih bu{otina N = n . m ,kom. (5.22) gde su: n - broj minskih bu{otina u jednom redu, i m - broj redova minskih bu{otina. Ukupan broj minskih bu{otina u jednom pojasu minirawa jednak je zbiru brojeva minskih bu{otina po pojedina~nim redovima, ukoliko se minske bu{otine raspore|uju u {ahovskom rasporedu (po{to se u tom slu~aju javqaju razli~iti brojevi minskih bu{otina u pojedinim redovima).


107

M a s a r u d e u j e d n o m p o j a s u m i n i r a w a

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina

Q = (Pb - Pp) . m . W . γ ,t (5.23) gde su: Pb - povr{ina popre~nog preseka rudnog bloka (m2), Pp - povr{ina popre~nog preseka prostorije (m2), m - broj redova minskih bu{otina, W - linija najmaweg otpora (m) i γ - zapreminska masa rude (t/m3).


Q = Pb . m . W . γ ,t (5.24) gde su: Pb - povr{ina popre~nog preseka rudnog bloka (m2), m - broj redova minskih bu{otina, W - linija najmaweg otpora (m) i γ - zapreminska masa rude (t/m3). U k u p n a k o l i ~ i n a e k s p l o z i v a

Ukupna koli~ina eksploziva (kg) koja je potrebna za minska puwewa jednog pojasa minirawa, iznosi:

Qe = Q . q (5.25)

gde su: Q - masa rude ~ije se obarawe vr{i jednim pojasom minirawa (t), q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/ t). K o l i ~ i n a e k s p l o z i v a z a j e d n u m i n s k u b u { o t i n u


qQNb

e= ,kg (5.26)

gde su: Qe - ukupna koli~ina eksploziva (kg), N - ukupan broj minskih bu{otina. U k u p n a d u ` i n a m i n s k i h p u w e w a u j e d n o m p o j a s u m i n i r a w a

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina

Lp 2p

=4 (Pb -Pp) W q

d k⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅γ

π ρ ,m (5.27)

gde su: Pb - povr{ina otkopnog bloka (m2), Pp - povr{ina popre~nog preseka prostorije (m2), W - linija najmaweg otpora (m),


108

γ - zapreminska masa rude (t/m3), d - pre~nik minske bu{otine (m), kp - koeficijent popuwenosti minske bu{otine (0.7 - 0.95), q - specifi~na potro{wa eksploziva (kg/ t) i ρ - zapreminska masa eksploziva (t/m3).


Lp = lp . N ,m (5.28)

gde su: lp - duìna minskog puwewa u jednoj minskoj bu{otini (m) i N - broj minskih bu{otina u jednom pojasu minirawa.

lq

d kpb

p

=⋅

⋅ ⋅ ⋅4

2π ρ ,m (5.29)

gde su: qb - koli~ina eksploziva za jednu minsku bu{otinu (kg), d - pre~nik minske bu{otine (m), ρ - zapreminska masa eksploziva (kg/m3) i kp - koeficijent zbijenosti eksplozivnog puwewa, (0.7 - 0.95). U k u p n a d u ` i n a m i n s k i h b u { o t i n a

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina Ukupna duìna minskih bu{otina koja treba da se izbu{i za sme{tawe

eksploziva, sa pretpostavqenim koeficijentom puwewa iznosi:

L4 Q

d kue

2p

=⋅

⋅ ⋅ ⋅π ρ ,m (5.30)

gde su: Qe - ukupna koli~ina eksploziva (kg), d - pre~nik minske bu{otine (m), kp - koeficijent puwewa (duìne) minske bu{otine (0.7) i ρ - zapreminska masa eksploziva (t/m3).

b) za paralelni raspored minskih bu{otina Ukupna duìna minskih bu{otina koja treba da se izbu{i za sme{tawe

eksploziva iznosi:

Lu = lb . N ,m (5.31) gde su: lb - duìna minske bu{otine (m) i N - broj minskih bu{otina.

lb = lc + lp ,m (5.32)

gde su: lc - duìna ~epa minske bu{otine (m) i lp - duìna minskog puwewa (m).


109

M i n i m a l n a d u ` i n a z a ~ e p q e w a m i n s k i h b u { o t i n a

Na osnovu iskustvenih podataka, duìna ~epa minske bu{otine kod minirawa pri izradi podzemnih prostorija iznosi: l~ = 10 . d ,m (5.33) gde je: d - pre~nik minske bu{otine (m). Prilikom podzemnog otkopavawa duìna ~epa minske bu{otine naj~e{}e iznosi: l~ = ( 1 ∼ 1.67 ) . W ,m (5.34)

gde je: W - linija najmaweg otpora (m), D u ` i n a n a b u { e w a

Na osnovu iskustvenih podataka duìna nabu{ewa minske bu{otine naj~e{}e iznosi: ln = 0.3 . W ,m (5.35) gde je: W - linija najmaweg otpora (m). R a s p o r e d m i n s k i h b u { o t i n a

a) za lepezasti raspored minskih bu{otina [eme minirawa sa lepezastim rasporedom minskih bu{otina se pored ve}eg obima bu{ewa po toni odminirane rude karakteri{u i pove}anom potro{wom eksploziva po toni rude, i neravnomernijom granulacijom odminirane rude u pore|ewu sa {emama minirawa paralelnim minskim bu{otinama. Pogor{awe kvaliteta drobqewa rude obja{wava se zblièno{}u bu{otina u redu, pa je vreme obrazovawa pukotina pri aktivirawu susednih mina po pravcu odvajawa miniranog bloka od ostalog masiva znatno mawe nego u pravcu linije najmaweg otpora. U ciqu ravnomerne raspodele energije eksplozije u praksi se koriste razli~ite {eme puwewa bu{otina, odnosno pojedine bu{otine su sa razli~itim koeficijentom puwewa. Na osnovu prora~unatih vrednosti za maksimalno i minimalno rastojawe izme|u bu{otina na konturi rudnog bloka, raspore|ivawe minskih bu{otina vr{i se grafi~kim putem, i prikazuje se slikom.

Specifikacija minskih bu{otina prikazuje se u tabeli pri ~emu se za razli~ite minske bu{otine primewuju razli~iti koeficijenti puwewa, odnosno: • za minske bu{otine, koje su ozna~ene brojevima ..... , koeficijent puwewa

iznosi:

k =l

lpp

b

(5.36)

gde su: lp - duìna minskog puwewa u bu{otini (m), lb - duìna minske bu{otine (m).


110

• Koli~ina eksploziva (kg), koja ~ini minsko puwewe jedne minske bu{otine,

moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

qd

l ke p z=⋅

⋅ ⋅ ⋅π

ρ2

4 (5.37)

gde su: d - pre~nik minske bu{otine (m), ρ - zapreminska masa eksploziva (t/m3), lp - duìna minskog puwewa u bu{otini - iz tabele br. 6.7(m) i kz - koeficijent zbijenosti eksplozivnog puwewa (0.7 - 0.95).

Tabela br. 5.7 - Specifikacija minskih bu{otina

Broj

Bu{otine

Ugao

( ° )

Duìna

( m )

Duìna

minskog puwewa

( m )

Koli~ina

eksploziva

( kg )

1

∑ /

Nakon izvr{enog grafi~kog rasporeda minskih bu{otina, prikazanog slikom i tabelom po uzoru na tabelu br. 5.7, potrebno je da se koriguju vrednosti slede}ih parametara minirawa: • Korigovana vrednost ukupne duìne minskih bu{otina Lu' = ∑ lb ,m (5.38)

gde je: lb - duìne pojedinih minskih bu{otina u bloku (iz tabele br. 6.7)

Lu' =.... m

• Korigovana vrednost ukupne duìne minskih puwewa, iznosi (zbir iz tabele

br. 6.7): Lp' =.... m

• Korigovana vrednost ukupne koli~ine eksploziva, koja je potrebna za minska

puwewa jednog pojasa minirawa, iznosi (iz tabele br. 6.7): Qe' =.... kg

• Korigovana vrednost koeficijenta puwewa minskih bu{otina

k =L

LpI p

I

uI

(5.39)

gde su: Lp' - korigovana ukupna duìna minskih puwewa (iz tabele br. 6.7), Lu' - korigovana ukupna duìna minskih bu{otina (iz tabele br. 6.7).

kp'=....


111

b) za paralelni raspored minskih bu{otina Raspore|ivawe minskih bu{otina vr{i se na osnovu prora~unatih vrednosti

W, a i lp, i prikazuje u dva popre~na preseka rudnog bloka (~eoni i bo~ni). K o n s t r u k c i j a m i n s k o g p u w e w a

Karakteristi~ne konstrukcije minskih puwewa, ukoliko ima razli~itih, se prikazuju na uzdu`nom preseku minske bu{otine. Pri tome potrebno je da se prikaù slede}e veli~ine: duìna ~epa, duìna minskog puwewa, ukupna duìna minske bu{otine, poloàj udarne patrone itd. Tri razli~ite konstrukcije minskih puwewa, primewene u jednoj {emi minirawa, prikazane su na slici br. 5.5.

lp - duìna eksplozivnog puwewa (m), lc - duìna ~epa minske bu{otine (m) i lb - duìna minske bu{otine (m).

Slika br. 5.5 - Konstrukcije minskih puwewa

P u w e w e m i n s k i h b u { o t i n a e k s p l o z i v o m

Generalno gledaju}i mogu da se izdvoje dva na~ina puwewa minskih bu{otina eksplozivom:

• ru~no puwewe i • mehanizovano puwewe.

Ru~no puwewe minskih bu{otina eksplozivom primewuje se prilikom

upotrebe patroniranih eksploziva.

Mehanizovano puwewe minskih bu{otina eksplozivom primewuje se prilikom upotrebe patroniranih i nepatroniranih eksploziva.

Ru~no puwewe minskih bu{otina eksplozivom vr{i radnik-rukovaoc eksplozivom, pri ~emu se sluì drvenim ili plasti~nim (nikako metalnim) {tapom. Pre~nik ovog {tapa mora da bude otprilike za 10 mm mawi od pre~nika minske bu{otine da bi bio omogu}en prolaz provodnicima struje ili detonacionog impulsa, koji se koriste za aktivirawe minskog puwewa.


112

Slika br. 5.6 - Ru~no puwewe minskih bu{otina eksplozivom (International Mining, August 1988, pp. 31)

Slika br. 5.7 - Detaq ru~nog puwewa minskih bu{otina eksplozivom (Charging accessories - Nitro Nobel S-710 30 Gyttorp, Sweden)


113

Mehanizovano puwewe minskih bu{otina eksplozivom vr{i se pneumatskim

punilicama, koje mogu da se montiraju na razli~ita servisna vozila.

U principu mogu da se izdvoje dva tipa pneumatskih punilica: • poluautomatske pneumatske punilice za patronirane eksplozive i • pneumatske ANFO punilice.

Princip rada poluautomatske pneumatske punilice za patronirane eksplozive je da se patronirani eksploziv transportuje kroz plasti~no crevo pod dejstvom komprimiranog vazduha. Navedene punilice su pogodne za upotrebu prilikom puwewa minskih bu{otina ~iji pre~nik iznosi od 35 do 100 mm, pri ~emu maksimalna duìna puwewa moè da iznosi do 50 m. Prednost primene navedene punilice moè da se uo~i prilikom puwewa vertikalnih minskih bu{otina (na gore). Naime, tokom puwewa odràva se konstantna vrednost pritiska vazduha u crevu (time i u minskoj bu{otini) ~ime se na jednostavan na~in obezbe|uje zahtevana zbijenost patrona eksploziva u minskoj bu{otini.

a) b) v)

Slika br. 5.8 - Mehanizovano puwewe minskih bu{otina patroniranim eksplozivom

a) poluautomatska pneumatska punilica, b) upore|ewe, levo - minsko puwewe ugra|eno pneumatskom punilicom, desno - minsko puwewe ugra|eno ru~no, v) automatska pneumatska punilica

(ANFO Mixing and Charging EQUIPMENT - Nitro Nobel)

a) b)

Slika br. 5.9 - Mehanizovano puwewe minskih bu{otina ANFO sme{ama, a) Anol, b) Jet-Anol (ANFO Mixing and Charging EQUIPMENT - Nitro Nobel)


114

Princip rada pneumatske ANFO punilice je da se granulirana ANFO sme{a

pod dejstvom komprimiranog vazduha potiskuje iz rezervoara za sme{taj eksploziva u plasti~no crevo i daqe u minsku bu{otinu. Navedenom punilicom upravqa radnik-punilac pomo}u ure|aja za daqinsku kontrolu. U tabeli br. 5.8 prikazane su tehni~ke karakteristike pneumatskih ANFO punilica, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ eksploziva, sredstava i opreme za minirawe - Nitro Nobel, [vedska. Prikazane pneumatske punilice mogu da se koriste za puwewe minskih bu{otina ~iji pre~nik iznosi od 32 do 100 mm.

Tabela br. 5.8

TIP PUNILICE

PRAVAC PUWEWA

max

DU@INA PUWEWA

(m)

GUSTINA PUWEWA

(kg/m3)

KAPACITET PUWEWA

(kg/min)

POTRO[WA VAZDUHA

(m3/min)

ZAPREMINA PUNILICE

(dm3, l)

ZA

MASU EKSPLOZIVA

(kg)

DU@INA (mm)

[IRINA (mm)

VISINA (mm)

MASA (kg)

ANOL-100 horizontalno, nadole

- 0.80 - 0.95 do 100 - 100 80 1300 1000 1350 80


- 0.80 - 0.95 do 100 - 150 125 1230 1160 1540 90


- 0.80 - 0.95 do 100 - 300 250 1100 1100 2000 160


- 0.80 - 0.95 do 100 - 500 400 1100 1100 2220 240


- 0.80 - 0.95 do 100 - 750 600 1150 1150 2350 290


- 0.80 - 0.95 do 100 - 1000 800 1400 1400 2500 320

JET-ANOL-100 navi{e 30 0.90 - 1.10 15 do 45 2.0 100 80 1300 1000 1350 80

JET-ANOL-150 navi{e 30 0.90 - 1.10 15 do 45 2.0 150 125 1230 1160 1540 90

JET-ANOL-300 navi{e 30 0.90 - 1.10 15 do 45 2.0 300 250 1100 1100 2000 160

JET-ANOL-500 navi{e 30 0.90 - 1.10 15 do 45 2.0 500 400 1100 1100 2220 240

JET-ANOL-750 navi{e 30 0.90 - 1.10 15 do 45 2.0 750 600 1150 1150 2350 290

ANOL CC-500 * u svim pravcima

- - - - 500 400 1200 1600 1780 200

ANOL CC-1000 * u svim pravcima

- - - - 1000 800 1200 1600 2100 300

* - punilice koje mogu da se montiraju na razli~ite tipove vozila

Tako|e se za puwewe minskih bu{otina ANFO sme{om, pogotovo kod ve}ih visina otkopa, koriste servisna vozila koja su opremqena pneumatskom ANFO punilicom. U tom slu~aju puwewe minskih bu{otina vr{i se sa servisne platforme.

Slika br. 5.10 - Vozilo za automatsko puwewe minskih bu{otina eksplozivom (Nitro Nobel Magazine, December 1992, pp. 10 )


115

Na slici br. 5.11 prikazano je servisno vozilo opremqeno pneumatskom ANFO

punilicom, iz serije ROCMEC DC koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ eksploziva, sredstava i opreme za minirawe - Nitro Nobel, [vedska.

Slika br. 5.11 - Servisno vozilo opremqeno pneumatskom ANFO punilicom ( Charging/ Service trucks ROCMEC DC series - Nitro Nobel )

Na slici br. 5.12 prikazane su osnovne dimenzije servisnog vozila - ROCMEC DC17 (HL 230) koje je opremqeno pneumatskom ANFO punilicom.

Slika br. 5.12 - Dimenzije servisnog vozila ROCMEC DC 17 (HL 230) ( ROCMEC SYSTEM - Nitro Nobel )


116

U tabeli br. 5.9 prikazane su tehni~ke karakteristike servisnih vozila koja su opremqena pneumatskom ANFO punilicom, iz serije ROCMEC DC koje proizvodi Nitro Nobel, [vedska. Navedena servisna vozila koriste se za puwewe minskih bu{otina ~iji pre~nik iznosi od 50 do 100 mm.

Tabela br. 5.9

TIP VOZILA

DU@INA VOZILA

(mm)

[IRINA VOZILA

(mm)

VISINA* VOZILA

(mm)

TIP

GRANE

BROJ

GRANA

POKRET.

GORE/DOLE (°)

POKRET.

LEVO/DESNO(°)

TIP

SERVISNE PLATFORME

BR.

QUDI U PLATF.

VERT.

DOHVAT (mm)

max NOSIVOST

PLATF. (kg)

TIP

ANFO PUNILICE

ROCMEC DC 4 6300 1220 1970 - - - - - - 3000 - ANOL CC 500

ROCMEC DC 11 (HL 150 SB)

5100 1900 2100 HL 150 1 60 / 35 45 /45 SB 1 8500 500 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 11 (HL 150 LB)

5100 1900 2100 HL 150 1 60 / 35 45 /45 LB 2 8500 500 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 11 (LP 4500 LB)

5100 1900 2100 LP 4500

1 90 / 0 - LB 1 8200 1200 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 16/17 (HL 210 SB)

5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 210 1 / 2 60 / 35 45 /45 SB 2 10500 400 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 16/17 (HL 210 LB)

5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 210 1 / 2 60 / 35 45 /45 LB 1 10500 300 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 16/17 (HL 210 SBE)

5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 210 1 / 2 60 / 35 45 /45 SBE (produèna)

1 11400 300 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 16/17 (HL 230 SB)

5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 230 1 / 2 60 / 35 45 /45 SB 1 12200 400 ANOL CC 500/1000


5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 230 1 / 2 60 / 35 45 /45 LB 2 12200 300 ANOL CC 500/1000

ROCMEC DC 16/17 (HL 230 SBE)

5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 230 1 / 2 60 / 35 45 /45 SBE (produèna)

1 13100 300 ANOL CC 500/1000


5415 / 5775

2155 / 2190

2270 HL 250 1 60 / 12 45 /45 LB 2 8200 1000 ANOL CC 500/1000

* - za{titni krov u najnièm poloàju

K o l i ~ i n a o b o r e n e r u d e p o m ' m i n s k e b u { o t i n e Navedeni pokazateq moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

qQLb

u

= ,t/m (5.40)

gde su: Q - masa oborene rude (t) i Lu - ukupna duìna minskih bu{otina (m).


117

5.1.4 I z b o r o p r e m e z a b u { e w e

Prilikom primene savremenih tehnologija otkopavawa, u rudarstvu, otkopavawe 75 % ukupne koli~ine rude (stenske mase) vr{i se bu{a~ko-minerskim radovima. Pri tom bu{ewe minskih bu{otina predstavqa po~etnu aktivnost.

Tehnolo{ki napredak doprineo je zna~ajnom razvoju opreme za bu{ewe

minskih bu{otina, tako da je od po~etnog ru~nog na~ina razvijen mehanizovani na~in bu{ewa minskih bu{otina, pri ~emu se postiù veliki kapaciteti proizvodwe.

Slika br. 5.13 - Prikaz nekih slu~ajeva primene mehanizovanog na~ina bu{ewa minskih bu{otina u podzemnoj eksploataciji

(Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 6)

Naravno, ne postoji svuda potreba za primenom mehanizovanog na~ina bu{ewa minskih bu{otina, {to prvenstveno zavisi od zahtevanog kapaciteta proizvodwe. Stoga je jo{ uvek u velikom broju slu~ajeva u primeni polumehanizovani na~in bu{ewa minskih bu{otina. Polumehanizovani na~in bu{ewa minskih bu{otina podrazumeva primenu pneumatskih ru~nih bu{a}ih ~eki}a i pneumatskih oslonaca.


118

Slika br. 5.14 - Polumehanizovani na~in bu{ewa minskih bu{otina ru~nim bu{a}im ~eki}ima na pneumatskim osloncima

(Pusher leg rock drills - Atlas Copco 9851 1674 01b)

U tabeli br. 5.10 prikazane su karakteristike ru~nih bu{a}ih ~eki}a, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske.

Tabela br. 5.10

TIP BU[A]EG ÊKI]A

PRIMENA

POGON

PRE^NIK BU[EWA

(mm)

MASA

ÊKI]A (kg)

UÊSTALOST

UDARA (Hz)

POTRO[WA

VAZDUHA (l/s)

PRITISAK VAZDUHA

(bar)

TIP

PRIBORA ZA

BU[EWE

TIP

POSTOQA (NOSAÂ)

BBC 16 W (Puma) ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 26 39 63 6 H22 * pneumatski oslonac

BBC 17 W (Puma) ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 26 38 63 6 H22 * pneumatski oslonac

BBD 44 WKS (Tiger) ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 25 51 73 6 H22 * pneumatski oslonac

BBD 94 W (Panther) ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 27 54 97 6 H22 * pneumatski oslonac

BBD 95 W (Panther) ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 27 56 95 6 H22 * pneumatski oslonac

RH 656-5W ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 22 34 48 6 H22 * pneumatski oslonac

PRU 90 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 28 42 90 6 H22 * pneumatski oslonac

PRU 90D ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 26 42 90 6 H22 * pneumatski oslonac

BBD 46 WS-6 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 39 51 75 6 H22 * svoj pneumatski oslonac

BBD 46 WS-8 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 40 51 75 6 H22 * svoj pneumatski oslonac

PRU 90S-6 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 37 51 95 6 H22 * svoj pneumatski oslonac

PRU 90S-8 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 39 51 95 6 H22 * svoj pneumatski oslonac

PRU 90DTS-12 ru~no bu{ewe pneumatski 27 - 40 41 51 95 6 H22 * svoj pneumatski oslonac

Napomena: * - monoblok dleta

Tipovi bu{a}ih ~eki}a BBD 46 i PRU 90S (DTS) koriste se iskqu~ivo za bu{ewe vertikalnih (na gore) minskih bu{otina prilikom otkopavawa. Ostali tipovi bu{a}ih ~eki}a, koji su prikazani u prethodnoj tabeli, mogu da se koriste za bu{ewe horizontalnih, vertikalnih i kosih minskih bu{otina, kako prilikom otkopavawa tako i prilikom izrade podzemnih prostorija.


119

a) b)

Slika br. 5.15 - Pneumatski oslonci,

a) pripadaju}i oslonac bu{a}em ~eki}u PRU 90 S, b) BMK 62 S (Pusher leg rock drills - Atlas Copco 9851 1674 01b)

U tabeli br. 5.11 prikazane su karakteristike pneumatskih oslonaca koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ rudarske opreme Atlas Copco iz [vedske.

Tabela br. 5.11

TIP OSLONCA

ZA TIP

BU[A]EG ÊKI]A

DU@INA KLIPA (UVUÊN - IZVUÊN )

(mm)

HOD KLIPA

(mm)

PRE^NIK

KLIPA (mm)

MASA

OSLONCA (kg)

PRU 90S-6 PRU 90S-6 1610 - 2330 720 75 37

PRU 90S-8 PRU 90S-8 1810 - 2730 920 75 39

PRU 90DTS-12 PRU 90DTS-12 1545 - 2940 1370 75/90 41

BBD 46 WR-8 BBD 46 WR-8 1650 - 2620 970 75 40

BBD 46 WS-6 BBD 46 WS-6 1435 - 2205 770 75 39

BBD 46 WS-8 BBD 46 WS-8 1650 - 2620 970 75 40

BBD 46 WR-6 BBD 46 WR-6 1435 - 2205 770 75 39

BMK 51 T6R RH 656, BBD 44, BBD 94, BBD 95 1420 - 3270 1850 60/70 20

BMK 62 S RH 656, BBD 44 1815 - 3115 1300 53 17

BMK 91 R BBD 44, BBD 94, BBD 95, PRU 90D 1870 - 3170 1300 67 21

BMK 51 BBC 16, BBC 17 1658 - 2958 1300 60 15

BMK 51-3 BBC 16, BBC 17 1305 - 2255 950 60 13

ALF 71 PRU 90, BBC 16, BBC 17 1805 - 3105 1300 70 14

ALF 71-1 PRU 90, BBC 16, BBC 17 1455 - 2405 950 70 13

ALF 67/80 PRU 90, BBC 16, BBC 17 1495 - 3350 1855 67/80 17

ALF 67/80-1 PRU 90, BBC 16, BBC 17 1395 - 2850 1455 67/80 15

ALF 67/80D PRU 90, BBD 94, BBD 95 1595 - 3450 1855 67/80 19

ALF 67/80D-1 PRU 90, BBD 94, BBD 95 1395 - 2850 1455 67/80 17

BMK 82 S BBD 44 1780 - 3080 1300 57 19

ALF 70 PRU 90 1735 - 3035 1300 70 15

ALF 70-1 PRU 90 1385 - 2335 950 70 13


120

Mehanizovani na~in bu{ewa minskih bu{otina podrazumeva primenu bu{a}ih

kola, ~ime se postiè potpuna mehanizovanost radova na bu{ewu minskih bu{otina (bu{ewa, pozicionirawa bu{a}eg ~eki}a, nastavqawa-produàvawa pribora za bu{ewe, zamena bu{a}e krune, kontrola uglova bu{ewa, kontrola devijacije minske bu{otine, demontaà pribora za bu{ewe). Tako|e, bu{a}a kola se odlikuju mehanizovanim na~inom kretawa (iz jedog otkopa u drugi) pomo}u sopstvenog pogonskog motora, koji moè biti elektri~ni ili dizel. Prilikom bu{ewa minskih bu{otina radnik koji upravqa bu{a}im kolima za{ti}en je krovom kabine, i nalazi se na bezbednom udaqewu od radnog ~ela u otkopu. Bu{ewe minskih bu{otina vr{i se bu{a}im ~eki}em (ili ~eki}ima)koji je sme{ten na lafetu, dok je lafet povezan na bu{a}u granu bu{a}ih kola.

Slika br. 5.16 - Poloàj bu{a}eg ~eki}a na lafetu, sa ure|ajem za dodavawe bu{a}ih {ipki - produèwe bu{a}e garniture

(Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b)

U tabeli br. 5.12 prikazane su karakteristike bu{a}ih ~eki}a, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske. Bu{a}i ~eki}i, koji su prikazani u narednoj tabeli, montiraju se na lafete bu{a}ih kola.

Tabela br. 5.12

TIP BU[A]EG ÊKI]A

PRIMENA

POGON

PRE^NIK BU[EWA

(mm)

MASA

ÊKI]A (kg)

DU@INAÊKI]A

(mm)

UÊST. UDARA

(Hz)

BROJ

OBRTAJA (o/min)

OBRTNI

MOMENAT (Nm)

TIP

PRIBORA ZA BU[EWE

TIP

LAFETA

COP 89D-00 prostorije pneumatski 27 - 40 30 575 51 306 - H22 * BMH 1000

COP 925 prostorije pneumatski 35 - 41 135 810 41-51 0-300 160 R25, H25* BMH 1500

COP 89D-01 prostorije, otkopavawe

pneumatski 35 - 41 30 630 51 306 - R25, H25* BMH 1000

BBC 100FS prostorije, otkopavawe

pneumatski 35 - 51 65 770 40 180 - R32L BMS 46, 66

BBC 120FZ prostorije, otkopavawe

pneumatski 35 - 64 69 780 33 210 - R32, R38 BMS 46, 66

COP 1028HD prostorije, ankerisawe

hidrauli~ni 35 - 41 51 755 50 0-300 120 R28 BMH 1200

COP 1032HD-R32 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 35 - 43 112 878 40-50 0-300 200 R32 BMH 1100

COP 1032HL-R32 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 35 - 43 112 878 40-50 0-300 200 R32 BMH 1100

COP 932 FS prostorije pneumatski 37 - 43 135 810 41-51 0-300 240 R32 BMH 1500

COP 938 FS prostorije pneumatski 37 - 51 135 810 41-51 0-300 240 R38 BMH 1500

COP 928 prostorije pneumatski 38 - 43 135 810 41-51 0-300 160 R28, H28* BMH 1500

COP 1238 ME-R38 05 prostorije hidrauli~ni 38 - 51 151 1002 42-65 0-300 500 R38 BMH 250, 6300, 1300

COP 1238 HF-R38 02 prostorije hidrauli~ni 38 - 51 150 1002 100-105 0-460 430 R38 BMH 250, 6300, 1300

COP 1238 LP-R38 02 prostorije hidrauli~ni 38 - 51 150 1002 48-80 0-460 430 R38 BMH 250, 6300, 1300

COP 1440 R38 05 prostorije hidrauli~ni 38 - 51 151 1002 60-70 0-300 500 R38 BMH 6400



121


TIP

BU[A]EG ÊKI]A

PRIMENA

POGON

PRE^NIK BU[EWA

(mm)

MASA

ÊKI]A (kg)

DU@INAÊKI]A

(mm)

UÊST. UDARA

(Hz)

BROJ

OBRTAJA (o/min)

OBRTNI

MOMENAT (Nm)

TIP

PRIBORA ZA BU[EWE

TIP

LAFETA

COP 1838ME R38 05 prostorije hidrauli~ni 38 - 51 171 1008 60 0-210 740 R38 BMH 250, 6400

COP 1032HD-R38 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 45 - 51 112 878 40-50 0-300 200 R38 BMH 1100

COP 1032HD-T38 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 45 - 51 112 878 40-50 0-300 200 T38 BMH 1100

COP 1238 ME-T38D 05 prostorije hidrauli~ni 45 - 51 151 1002 42-65 0-300 500 T38 BMH 250, 6300, 1300

COP 1440 T38 05 prostorije hidrauli~ni 45 - 51 151 1002 60-70 0-300 500 T38 BMH 6400

COP 1838ME T38 05 prostorije hidrauli~ni 45 - 51 171 1008 60 0-210 740 T38 BMH 250, 6400

COP 932 MS otkopavawe pneumatski 48 - 64 135 810 41-51 0-300 240 R32 BMH 1500

COP 1032HL/HD-R32 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 51 - 64 112 878 40-50 0-300 200 R32 BMH 1100

COP 1032HL-R32 prostorije, otkopavawe, ankerisawe

hidrauli~ni 51 - 64 112 878 40-50 0-300 200 R32 BMH 1100

COP 1238 ME-R32E 07 prostorije hidrauli~ni 51 - 51 151 1002 42-65 0-200 700 R32 SPEEDROD

BMH 250, 6300, 1300

COP 1238 ME-R32E 07 otkopavawe hidrauli~ni 51 - 64 151 1002 42-65 0-200 700 R32 BMH 250, 6300, 1300

COP 1440 R32E 05 prostorije hidrauli~ni 51 - 51 151 1002 60-70 0-300 500 R32 SPEEDROD

BMH 6400

COP 1838ME R32E 05 prostorije hidrauli~ni 51 - 51 171 1008 60 0-210 740 R32 SPEEDROD

BMH 250, 6400

COP 1838ME R32E 07 otkopavawe hidrauli~ni 51 - 64 171 1008 60 0-210 740 R32 BMH 250, 6400

COP 938 MS otkopavawe pneumatski 64 - 76 135 810 41-51 0-300 240 R38 BMH 1500

COP 938 TMS otkopavawe pneumatski 64 - 76 135 810 41-51 0-300 240 T38 BMH 1500

COP 1238 ME-T38E 07 prostorije hidrauli~ni 64 - 64 151 1002 42-65 0-200 700 T38 SPEEDROD

BMH 250, 6300, 1300

COP 1238 ME-T38E 07 otkopavawe hidrauli~ni 64 - 89 151 1002 42-65 0-200 700 T38 , TAC 64

BMH 250, 6300, 1300

COP 1238 HF-T38E 05 otkopavawe hidrauli~ni 64 - 89 150 1002 100-105 0-300 500 T38 , TAC 64

BMH 250, 6300, 1300

COP 1440 T38E 05 prostorije hidrauli~ni 64 - 64 151 1002 60-70 0-300 500 T38 SPEEDROD

BMH 6400

COP 1838ME T38E 05 prostorije hidrauli~ni 64 - 64 171 1008 60 0-210 740 T38 SPEEDROD

BMH 250, 6400

COP 1838ME T38E 07 otkopavawe hidrauli~ni 64 - 89 171 1008 60 0-210 740 T38 , TAC 64

BMH 250, 6400

COP 1238 ME-T45E 07 otkopavawe hidrauli~ni 76 - 89 151 1002 42-65 0-200 700 T45 , TAC 64

BMH 250, 6300, 1300

COP 1838ME T45E 07 otkopavawe hidrauli~ni 76 - 89 171 1008 60 0-210 740 T45 , TAC 64

BMH 250, 6400

COP 1838HE T45E 09 otkopavawe hidrauli~ni 76 - 89 174 1098 38-48 0-140 980 T45 , TAC 64

BMH 250, 6400

COP 32 - RD 50-6 ITH pneumatski 85 - 100 23 859 - - - - -

COP 1838HE T51E 09 otkopavawe hidrauli~ni 89 - 102 174 1098 38-48 0-140 980 T51 BMH 250, 6400

COP 4050 T51 07 otkopavawe hidrauli~ni 89 - 127 390 1293 40-60 0-300 1320 T51 SPEEDROD

BMH 270

COP 4050 TAC76 07 otkopavawe hidrauli~ni 89 - 115 390 1293 40-60 0-300 1320 TAC 76 BMH 270

COP 4050 TAC87 07 otkopavawe hidrauli~ni 102 - 127 390 1293 40-60 0-300 1320 TAC 87 BMH 270

COP 42 ITH pneumatski 105 - 125 35 885 - - - - -





Napomena : * - monoblok dleta


122

Potreba za pove}awem produktivnosti radova na bu{ewu minskih bu{otina,

time i produktivnosti otkopavawa, doprinela je proizvodwi mehanizovanih jedinica za bu{ewe minskih bu{otina razli~ite-specijalne namene. Odnosno, trenutno se proizvode:

• mehanizovane jedinice koje su namewene za bu{ewe minskih bu{otina prilikom otkopavawa rudnih leì{ta - mehanizovane jedinice za eksploataciono bu{ewe, kao i

• mehanizovane jedinice koje su namewene prvenstveno za bu{ewe minskih bu{otina prilikom izrade podzemnih prostorija (i tunela), ali i prilikom otkopavawa, ankerisawa (bu{ewa prilikom ugradwe anker sidara) itd. - mehanizovane jedinice za bu{ewe prilikom izrade podzemnih prostorija.

Mehanizovane jedinice za eksploataciono bu{ewe

Potrebno je da se navede da razli~iti rudnici imaju razli~ite specifi~nosti eksploatacije. Zatim, nije svaki rudnik u mogu}nosti da, shodno postoje}im uslovima eksploatacije, iskoristi prednosti postoje}ih tipova mehanizovanih jedinica za eksploataciono bu{ewe, odnosno mehanizovanog na~ina bu{ewa minskih bu{otina. Stoga se kao osnovno postavqa pitawe isplativosti investicije u navedenu mehanizaciju.

Prilikom izbora mehanizovanih jedinica za eksploataciono bu{ewe, odnosno za bu{ewe minskih bu{otina pri otkopavawu rudnih leì{ta mogu da se izdvoje slede}i uticajni faktori: zahtevani kapacitet bu{ewa (u saglasnosti sa kapacitetom proizvodwe), dimenzije popre~nog preseka prostorija kroz koje }e se kretati mehanizacija, polupre~nici krivina, raspored minskih bu{otina i wihov pravac, pre~nici minskih bu{otina, duìne minskih bu{otina, kvalifikacija i obu~enost radnika itd.

Mehanizovane jedinice za eksploataciono bu{ewe, generalno gledaju}i, mogu da se podele na: ∗ bu{a}a kola (napr. serija Simba - Atlas Copco itd.), ∗ vozila sa opremom za bu{ewe (napr. Long-Hole Drill Wagon - slika br. 5.25, Big Hole

Wagon - slika br. 5.26 itd.) i ∗ jedinice za bu{ewe (napr. Simba Junior - slika br. 5.27, Simba Junior Special).

Kao {to je ve} ranije navedeno primenom bu{a}ih kola postiè se potpuna mehanizovanost radova na bu{ewu minskih bu{otina. Kretawe bu{a}ih kola je potpuno mehanizovano i ostvaruje se pomo}u sopstvenog pogonskog motora (elektri~ni ili dizel pogon). Tako|e je prisutna i mogu}nost daqinske kontrole radnih operacija prilikom bu{ewa minskih bu{otina. Primenom bu{a}ih kola mogu}e je da se bu{e horizontalne, kose i vertikalne minske bu{otine, u paralelnom i lepezastom rasporedu. Bu{a}a kola se uglavnom primewuju kod metoda otkopavawa sa relativno velikim i veoma velikim kapacitetima proizvodwe.

Primenom vozila sa opremom za bu{ewe, kao u slu~aju primene bu{a}ih kola, mogu}e je da se bu{e horizontalne, kose i vertikalne minske bu{otine, u paralelnom i lepezastom rasporedu. Skoro sve radne operacije na bu{ewu minskih bu{otina, osim dodavawa-produèwa i demontaè bu{a}eg pribora, su potpuno mehanizovane i sa mogu}no{}u daqinske kontrole. Kretawe vozila je potpuno mehanizovano pomo}u sopstvenog pogonskog motora - naj~e{}e pneumatskog. Navedena vozila su pogodna za primenu kod metoda otkopavawa sa relativno malim kapacitetima proizvodwe, obzirom da mogu da se kre}u kroz podzemne prostorije veoma malih popre~nih preseka.


123

Primenom jedinica za bu{ewe, ta~nije Simbe Junior i Simbe Junior Special,

mogu}e je da se bu{e horizontalne, kose i vertikalne minske bu{otine u lepezastom rasporedu. Navedene jedinice se primewuju kod metoda podeta`nog otkopavawa, me|utim mogu da se primewuju i kod otkopavawa rudnih cevi, kao i kod otkopavawa sigurnosnih stubova. Ove jedinice nemaju nezavistan sistem kretawa. Kod ovih jedinica mehanizovane su radne operacije bu{ewa i pozicionirawa opreme i pribora za bu{ewe.

Mogu}nosti bu{ewa razli~itih rasporeda minskih bu{otina, primenom bu{a}ih kola iz serije Simba - Atlas Copco, prikazane su na slici br. 5.17.

Slika br. 5.17 - Konstruktivni delovi bu{a}ih kola Simba - Atlas Copco, me|usobne kombinacije i pripadaju}i rasporedi minskih bu{otina

(Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 51) Na slici br. 5. 17 prikazani su konstruktivni delovi bu{a}ih kola ~ije me|usobne kombinacije neposredno defini{u raspored minskih bu{otina koji moè da se izbu{i. Navedeni konstruktivni delovi mogu da se podele u tri grupe: 1. Vozilo - nosa~ kompletne oreme za bu{ewe minskih bu{otina ( iz serije DC - DC ∗ ); 2. Nosa~i opreme za bu{ewe

∗ konzola ( Console ) - za lepezaste rasporede minskih bu{otina, ∗ klizni nosa~ ( BHT ) - za paralelne rasporede minskih bu{otina;

3. Ure|aji za pozicionirawe opreme za bu{ewe ∗ klatna ruka (BHP) - za bu{ewe lepezastih minskih bu{otina u okviru

uglovnog intervala od 90°, ∗ rotacioni ure|aj (BHR) - za bu{ewe lepezastih minskih bu{otina u okviru

uglovnog intervala od 360°.


124

U tabeli br. 5.13 prikazane su karakteristike mehanizovanih jedinica za eksploataciono bu{ewe, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske.

Tabela br. 5.13 TIP

BU[A]IH KOLA

PRE^NIK BU[EWA

(mm)

OPTIM. DU@INA BU[EWA

DO (m)

UGAO BU[EWA

(°)

NAGIB BU[OTINA

DO (°)

NOSA^ OPREME ZA

BU[EWE

max RAST.

PARAL. BU[.

(m)

URE\AJ ZA POZ. BU[A]E OPREME

TIP LAFETA

TIP BU[A]EG ÊKI]A

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

DU@INA (mm)

serija Simba H157

48 - 64 30 360 napred 98, unazad 98

- 3.6 BUT 4 BMM 1304, 1305, 1306

COP 1238ME - - -

Simba Junior Special

48 - 64 30 360 svi nagibi okvir sa lafetom

- - BMS 46, 66 BBC 120 FZ - - -

Simba H222 48 - 127 51 90 napred 75, unazad 5

klizni nosa~ 4.2 klatna ruka

BMH 250 serija

COP 1238 serija

2975 2500 9860


klizni nosa~ 1.5 rotacioni uredjaj

BMS 180H COP 1038HL, 1038HD

2765 1840 6210

Simba Junior 48 - 64 30 360 svi nagibi okvir sa lafetom

- - BMS 46, 66 2 kom. BBC 120 FZ

- - -

Long-Hole Drill Wagon

48 - 64 30 360 20-90 od vertikale

konstrukcija 1.0 - BMS 46, 66 BBC 120 FZ 1650 1567 3100


- - - BMH 254, 255, 256

COP 1238 - - -

Simba H1357 51 - 102 51 360 svi nagibi BUT 35 5.9 BUT 35 BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -

Simba H357 51 - 89 51 360 svi nagibi BUT 35 5.9 BUT 35 BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -


BHT 15 3.0 BHP 10 BMH 250 serija

COP 1238 serija

2700 1900 6860

Simba H356 51 - 89 51 360 napred 45 - 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -

serija Simba H1350

51 - 102 51 360 - BHT 15 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -

serija Simba H350

51 - 89 51 360 - BHT 15 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -

serija Simba H1250

51 - 102 51 360 - BHT 15 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -

serija Simba H250

51 - 89 51 360 napred 20, unazad 85

konzola, klizni nosa~

1.0-3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 250 serija

COP 1238 serija

- - -

Simba H1356 51 - 102 51 360 napred 45 - 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 254, 255, 256

COP 1238, 1838

- - -


BHT 15 1.5 BHR 30 BMH 250 serija

COP 1838 ME

3100 1960 8310


konzola 1.5 BHP 10, BHR 30

BMH 250 serija

COP 1838 ME

2930 1960 8430


BHT 15 2.5-3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 250 serija

COP 1238 ME

2810 1900 7130


BHT 15 1.0-1.5 BHR 30 BMH 250 serija

COP 1238 ME

2770 1900 7120



BMH 250 serija

COP 1238 ME

2650 1900 7100


konzola - BHR 30 BMH 250 serija

COP 1238 serija

2490 1900 6860


BHT 15 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 250 serija

COP 1838 ME

3140 1960 8320

Simba 263 85 - 165 100 360 napred 20, unazad 85

BHT 10, 15 1.0-1.5 BHR 30 BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

2260 1850 5250


BHT 10, 15 2.5-3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

2485 1850 5270



BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

2250 1750 5222

serija Simba H260

85 - 165 100 360 - BHT 15 3.0 BHP 10, BHR 30

BMH 264, 265, 266

COP 32, 44, 54, 64

- - -

Simba H269-02/03 C*

85 - 165 130 0 napred 45, unazad 45

- - - - COP 32, 44, 54, 64

- - -


konzola - BHR 30 BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

2025 1750 5200

serija Simba 260

85 - 165 100 360 razli~it konzola,klizni nosa~

- BHP 10, BHR 30

BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

- - -


konzola - BHP 10 BMH 260 serija

COP 32, 42, 52, 62

2025 1750 5200


- - - BMH 274, 275, 276

COP 4050 - - -

serija Simba H4350

89 - 127 51 360 napred 20, unazad 80

BHT 15 1.5-3.0 BHP 21, BHR 45

BMH 274, 275, 276

COP 4050 - - -

Big Hole Wagon

105 - 125 40 60 napred 30, unazad 5

konstrukcija - - BMM 35 K 859

COP 42 1960 1567 3355

Napomena : * - samo za bu{ewe minskih bu{otina u paralelnom rasporedu


125

Na slede}oj slici prikazani su razli~iti rasporedi minskih bu{otina, kao i

specifikacija tipova bu{a}ih kola iz serije Simba - Atlas Copco kojima prikazani rasporedi mogu da se izbu{e.

Simba H252/H1252 u poziciji za bu{ewe.

Nagib garniture za bu{ewe minskih bu{otina: napred 20° (45°), nazad 80°.

Simba H250, H1250, H350, H1350,H4350. Ugao bu{ewa minskih bu{otina u lepezastom rasporedu iznosi 90°, sa intervalima od 20°.

Simba H251, H1251, H351, H1351, H4351.

Ugao bu{ewa minskih bu{otina u lepezastom rasporedu iznosi 360°.

Simba H252, H1252, H352, H1352. Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u lepezastom (uglovi 90° i 360° tj. 4×90°) i

paralelnom rasporedu.

Simba H253, H1253, H353, H1353, H4353. Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u

lepezastom (uglovi 360° i 90°) i paralelnom rasporedu (max rastojawe 1.5 m).

Simba H254, H1254, H354, H1354, H4354. Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u


Slika br. 5.18 - Rasporedi minskih bu{otina koji se ostvaruju primenom razli~itih tipova bu{a}ih kola Simba - Atlas Copco

(Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 52)


126

Na slede}oj slici prikazani su razli~iti rasporedi duga~kih minskih

bu{otina - velikog pre~nika (ITH bu{ewe), kao i specifikacija tipova bu{a}ih kola iz serije Simba - Atlas Copco kojima prikazani rasporedi mogu da se izbu{e.

Simba 262/362 u poziciji za bu{ewe. Nagib garniture za bu{ewe minskih

bu{otina: napred 20° (45°), nazad 80°.

Simba 260, 360. Ugao bu{ewa minskih bu{otina u lepezastom rasporedu iznosi 90°, sa intervalima od 20°.

Simba 261, 361.

Ugao bu{ewa minskih bu{otina u lepezastom rasporedu iznosi 360°.

Simba 262, 362. Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u lepezastom (uglovi 90° i 360° tj. 4×90°) i

paralelnom rasporedu (max rastojawe 1.5 m).

Simba 263, 363.

Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u lepezastom (uglovi 360° i 90°) i paralelnom

rasporedu (max rastojawe 1.5 m).

Simba 264, 364. Kombinovano bu{ewe minskih bu{otina u


Slika br. 5.19 - Rasporedi minskih bu{otina (ITH bu{ewe) koji se ostvaruju

primenom razli~itih tipova bu{a}ih kola Simba - Atlas Copco (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 52)


127

Efikasnost primene bu{a}ih kola za bu{ewe minskih bu{otina potvr|ena je

~iwenicom da se tom prilikom, u brojnim rudnicima u svetu, ostvaruju veliki kapaciteti proizvodwe. Uglavnom su u pitawu visoko produktivne metode otkopavawa, koje podrazumevaju primenu duga~kih minskih bu{otina - velikog pre~nika, ~ime se po pravilu obezbe|uje visoka produktivnost radova na bu{ewu i minirawu.

Na slici br. 5.20 prikazane su metode otkopavawa kod kojih se ostvaruje

visoka produktivnost radova na bu{ewu i minirawu, primenom bu{a}ih kola Simba 1350 - Atlas Copco. Na slici su prikazane slede}e metode otkopavawa: gore-levo i dole-desno dve varijante metode podeta`nog otkopavawa, gore-desno metoda blokovskog zaru{avawa i dole-levo metoda podeta`nog zaru{avawa.

Slika br. 5.20 - Bu{ewe duga~kih minskih bu{otina bu{a}im kolima Simba 1350 - Atlas Copco prilikom primene razli~itih metoda otkopavawa

(High productivity in long-hole drilling - Atlas Copco 9851 1977 01)


128

Slika br. 5.21 - Poloàj Simbe 1350 u otkopu (High productivity in long-hole drilling - Atlas Copco 9851 1977 01)

Slika br. 5.22 - Simba 1350 (High productivity in long-hole drilling - Atlas Copco 9851 1977 01)


129

Tip bu{a}ih kola Simba H157 iz serije Simba - Atlas Copco koristi se za

bu{ewe minskih bu{otina u nekim na{im rudnicima, napr. u RMHK Trep~a, rudno telo "Crnac" gde se primewuje metoda podeta`nog otkopavawa i u RBN Bor, rudno telo "Tilva Ro{" gde se primewuje metoda podeta`nog zaru{avawa. Potrebno je da se napomene da promenom standardnog lafeta navedena bu{a}a kola mogu da se koriste i za bu{ewe prilikom izrade jamskih prostorija.

Slika br. 5.23 - Poloàj Simbe H157 u otkopu (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp.53, 42253-5)

Simba H221 je tip bu{a}ih kola iz serije Simba - Atlas Copco koji se vrlo ~esto,

u mnogim rudnicima, koristi za bu{ewe duga~kih minskih bu{otina prilikom otkopavawa rudnih leì{ta primenom metoda podeta`nog otkopavawa i podeta`nog zaru{avawa.

Slika br. 5.24 - Simba H221 (Simba H221 - Atlas Copco 11093b, 30426-107)


130

Slika br. 5.25 - Pneumatska bu{a}a kola - Long Hole Drill Wagon (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp.63, 42275)

Slika br. 5.26 - Pneumatska bu{a}a kola za ITH bu{ewe - Big Hole Wagon

(Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 64, 42261-1)


131

a) b)

Slika br. 5.27 - Simba Junior,

a) poloàj u otkopu (BBC 120F - Atlas Copco E 11156, pp. 2, 19498-100)

b) {ematski prikaz Simbe Junior u otkopu sa rasporedom minskih bu{otina (Simba Junior - Atlas Copco T 1461)

Mehanizovane jedinice za bu{ewe prilikom izrade podzemnih prostorija

Ove mehanizovane jedinice koriste se za bu{ewe minskih bu{otina u tehnolo{kom procesu izrade podzemnih prostorija i tunela. Navedene mehanizovane jedinice - bu{a}a kola koriste se u okviru slede}ih faza tehnolo{kog procesa podzemne eksploatacije rudnih leì{ta: otvarawa rudnih leì{ta i otkopavawa istih.

U okviru otvarawa rudnih leì{ta navedena bu{a}a kola koriste se za izradu prostorija i objekata otvarawa.

U okviru otkopavawa rudnih leì{ta navedena bu{a}a kola koriste se za izradu prostorija osnovne i otkopne pripreme i za bu{ewe minskih bu{otina prilikom otkopavawa rudnih leì{ta primenom odre|enih metoda otkopavawa (napr. komorno-stubne metode otkopavawa). êsto se navedena bu{a}a kola koriste za bu{ewe bu{otina za sme{tawe anker sidara. Po{to na bu{a}e grane navedenih bu{a}ih kola mogu da se montiraju razli~ite servisne platforme, ista mogu da se koriste za ugradwu anker sidara, zatim i za ru~no puwewe minskih bu{otina eksplozivom.

Uticajni faktori koji se uzimaju u razmatrawe prilikom izbora opreme za izradu podzemnih prostorija su: zahtevani kapacitet bu{ewa, povr{ina popre~nog preseka prostorije koja treba da se izradi, dimenzije popre~nog preseka prostorija kroz koje treba da se kre}u bu{a}a kola, polupre~nici krivina, pre~nici minskih bu{otina.

U tabeli br. 5.14 prikazane su karakteristike bu{a}ih kola koja se prevashodno koriste za bu{ewe prilikom izrade podzemnih prostorija, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske.


132

Tabela br. 5.14

TIP BU[A]IH

KOLA

P PROSTO-

RIJE (m2)

NAÎN KRETAWA

TIP BU[A]E

GRANE

BR.

BU[. GRAN.

TIP LAFETA

TIP BU[A]EG ÊKI]A

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

DU@INA (mm)

min R KRIVINE

SPOQA[WI/ UNUTRA[WI

(mm)

Cavodrill 550-89 do 7 pneumatici BUT 6EH 2 BMH 101, 103

COP 89D 1800 1800 8400 -

Cavodrill 550-15 do 7 pneumatici BUT 6EH 2 BMH 131, 133

COP 115ED 1800 1800 8400 -

Raildrill 251 6 - 13 {ine BUT 25 1 BMX 1500 COP 932FS, 928, 925

1850 1400 8400 -

Raildrill 251 6 - 13 {ine BUT 25 1 BMX 1100/1300

COP 1032HD, 1238

1850 1400 8400 -

Boomer H122N * do 14 pneumatici BUT 20 1 BMH 1100, 1200

COP 1032HD, 1028

2500 1400 10200 4600/2650

Boomer H102 do 14 pneumatici BUT 2 2 BMH 21 COP 1022HD (H25)

2900 1700 9750 2200

Raildrill 422-900 do 14 {ine BUT 20 1 BMH 1500 serija

COP 932FS, 925, 928

1600 1225 8000 -

Boomer H126XN * do 17 pneumatici BUT 25 1 BMH 1100 COP 1032HD 2800 1260 9800 4700/2800


COP 932FS, 925, 928

1800 1600 8600 -

Raildrill H 423 do 18 {ine BUT 20 2 BMH 1100, 1200

COP 1032HD, 1028HD

1800 1600 8900 -

Boomer H126-900 do 19 pneumatici BUT 25 1 BMH 1500 COP 932FS, 928, 925

2800 1650 9500 4800/2800

Rocket Boomer H104-1238 * 6 - 20 pneumatici BUT 4 1 BMH 1310, 1312

COP 1238 1900 1220 10000 4250/2550

Boomer H126N * do 20 pneumatici BUT 25 1 BMH 1100, 1200

COP 1032HD, 1028

2500 1400 10200 4600/2650

Boomer H104 * 6 - 20 pneumatici BUT 4 1 BMH 1110 COP 1032 1900 1220 7700 3900/2550

Trakker H523-32 do 20 gusenice BUT 20 2 BMH 1100 COP 1032HD 2900 7700 -


COP 932FS, 925

1600 1225 8400 -


COP 1032HD, 1028HD

1600 1225 8400 -

Boomer H122 * do 20 pneumatici BUT 20 1 BMH 1100, 1200

COP 1032HD, 1028

2800 1650 9500 4800/2800

Raildrill 252 8 - 20 {ine BUT 25 2 BMX 1100/1300

COP 1032HD, 1238

1850 1600 8900 -


COP 1032HD, 1028HD

1600 1225 8400 -

Raildrill 252 8 - 20 {ine BUT 25 2 BMX 1500 COP 932FS, 928, 925

1850 1600 8600 -


COP 1032HD, 1028HD

1800 1600 8900 -

Raildrill 427-900 do 23 {ine BUT 25 2 BMH 151,153

COP 932FS, 925, 928

1600 1600 7700 -

Boomer H127-900 do 25 pneumatici BUT 25 2 BMH 1500 COP 932FS, 928, 925

2950 1900 10500 5100/3000

Boomer H-210 9 - 25 pneumatici BUT 10G, 10F

1 BMH 600 serija

COP1038 HD 2150 1850 12850 5800/3400


COP 1032HD 2950 1900 10500 5100/3000

Trakker H527N-32 do 25 gusenice BUT 25 2 BMM 500 COP 1032HD 2900 - 8800 -

Boomer 251 6 - 25 pneumatici BUT 25 1 BMH 1100, 1300

COP 1032, 1238

2100 1650 9500 4800/2800

Boomer H130 12 - 26 pneumatici BUT 30 2 BMH 600 serija

COP 1238 3200 2280 13075 6800/4200


COP 1032HD, 1028HD

2800 1650 9500 4800/2800

Raildrill 322 8 - 30 {ine BUT 32 2 BMX 6300 COP 1238 1950 1600 9900 -

Trakker H530N-32 do 30 gusenice BUT 30 2 BMH 1100 COP 1032HD 2970 - 10000 -



133


TIP BU[A]IH

KOLA

P PROSTO-

RIJE (m2)

NAÎN KRETAWA

TIP BU[A]E

GRANE

BR. BU[. GRAN.

TIP LAFETA

TIP BU[A]EG ÊKI]A

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

DU@INA (mm)

min R KRIVINE

SPOQA[WI/ UNUTRA[WI

(mm)


COP 1032, 1238

2250 1900 10500 5100/3000

Raildrill H 477-38 8 - 30 {ine Tunmec R 315H

2 BMH 612, 614

COP 1038HD 2750 1650 10700 -


COP 1238 2950 1900 11585 -


COP 1032, 1238

2100 1650 10360 4900/2800

Raildrill H 430 do 35 {ine BUT 30 2 BMH 600 serija

COP 1238 2000 1600 10350 -


COP 1032HD, 1028HD

2950 1900 10500 5100/3000


COP 1032, 1238

2270 1930 10600 5200/3000

Boomer 322 8 - 45 pneumatici BUT 32 2 BMH 6300 COP 1238 2250 2190 12400 6000/3600

Rocket Boomer 322-1440 8 - 45 pneumatici BUT 32 2 BMH 6400 COP 1440 2250 2190 12400 6000/3600


Boomer H128 8 - 45 pneumatici BUT 28 2 BMH 1100, 1200

COP 1032HD, 1028HD

2950 1930 10880 5100/3000

Rocket Boomer 322-1B-1838 8 - 50 pneumatici BUT 32 2 BMH 6400 COP 1838 2250 2200 11550 8100/5200

Rocket Boomer 322-1B-1440 8 - 50 pneumatici BUT 32 2 BMH 6400 COP 1440 2250 2200 11550 8100/5200

Boomer 322-1B 8 - 50 pneumatici BUT 32 2 BMH 6300 COP 1238 2500 2200 11550 8100/5200


COP 1238 2950 1900 11585 -


Trakker H535-38 do 80 gusenice BUT 35 2 BMH 612 COP 1238HF 2050 - 11050 -

Boomer H170 18 - 80 pneumatici BUT 15ERH

3 BMH 600 serija

COP 1038 3400 2600 13600 -

Boomer H170S 18 - 80 pneumatici BUT 15ERH

3 BMH 600 serija

COP 1038 3400 2600 13600 -


COP 1238 3200 2500 13075 7100/4400



COP 1238ME 3750 2500 13460 9400/5400



Boomer H195 45 - 100 pneumatici BUT 35 3 BMH 6300 COP 1238ME 4500 3200 13750 9350/4470

Robot Boomer 185 45 - 100 pneumatici BUT 35A 3 BMH 6000A COP 1838 3600 3100 13100 9600/4700


COP 1238ME 3750 2500 13460 9400/5100





COP 1238ME 4150 3050 13705 9400/4800


COP 1238ME 4150 3050 13405 9400/4800


COP 1238ME 4300 3500 14800 11000/5500

Robot Boomer 353E 45 - 152 pneumatici BUT 35A 3 BMH 6000A COP 1838 3760 2500 13750 10500/5730

Boomer 353E 25 - 168 pneumatici BUT 35 3 BMH 6300 COP 1238 3350 2500 13100 9400/4800

Rocket Boomer 353E-1440 25 - 168 pneumatici BUT 35 3 BMH 6400 COP 1440 3350 2500 13100 9400/4800

Rocket Boomer 353E-1838 25 - 168 pneumatici BUT 35 3 BMH 6400 COP 1838 3350 2500 13100 9400/4800

Napomena: * - bu{a}a kola koja su namewena i za eksploataciono bu{ewe


134

Na slici br. 5.28 prikazana su bu{a}a kola Rocket Boomer H104-1238 koja su

konstruisana specijalno za bu{ewe minskih bu{otina prilikom izrade podzemnih prostorija i prilikom otkopavawa ì~nih leì{ta.

Slika br. 5.28 - Rocket Boomer H104-1238 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 18, 42087-1)

Na slici br. 5.29 prikazana su bu{a}a kola Boomer 251 koja su namewena za bu{ewe minskih bu{otina prilikom izrade podzemnih prostorija i prilikom otkopavawa razli~itih tipova rudnih leì{ta.

Slika br. 5.29 - Boomer 251 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 19, 42307-1)


135

Na slici br. 5.30 prikazana su bu{a}a kola Rocket Boomer 353 koja su namewena za bu{ewe minskih bu{otina prilikom izrade tunela velikih popre~nih preseka, ~ija povr{ina iznosi od 20 do 100 m2.

Slika br. 5.30 - Rocket Boomer 353 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 31, 42026-2)

Na sici br. 5.31 prikazana su bu{a}a kola koja se kre}u po {inama i koja su iskqu~ivo namewena za izradu podzemnih prostorija.

Slika br. 5.31 - Raildrill 322 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 40)


136

P a r a m e t r i b u { e w a Parametri bu{ewa odre|uju se u zavisnosti od karakteristika radne sredine, karakteristika raspoloìve opreme za bu{ewe, vrste eksploziva koji }e da se koristi i izabranih parametara minirawa.

Shodno tome, kao i uslovima rada u otkopu usvaja se opreme za bu{ewe. Nakon usvajawa opreme za bu{ewe minskih bu{otina potrebno je da se prikaù wene karakteristike, na na~in kao {to je prikazano u narednom tekstu. Karakteristike bu{a}ih kola:

za eksploataciono bu{ewe (za bu{ewe prilikom izrade podzemnih prostorija)

tip bu{a}ih kola na~in kretawa ure|aj za pozicionirawe bu{a}e opreme nosa~ opreme za bu{ewe (tip bu{a}e grane i broj bu{a}ih grana)

tip lafeta tip bu{a}eg ~eki}a visina mm {irina mm duìna mm min radijus krivine spoqa{wi/unutra{wi m

Karakteristike bu{a}eg ~eki}a:

tip bu{a}eg ~eki}a pre~nik bu{ewa mm masa ~eki}a kg duìna mm u~estalost udara Hz broj obrtaja o/min osovinski pritisak dN potro{wa vazduha (za pneumatske bu{a}e ~eki}e)

l/s

pritisak uqa (za hidrauli~ne bu{a}e ~eki}e)

bar

tip pribora za bu{ewe tip postoqa (oslonca)

Karakteristike pribora za bu{ewe:

tip krune pre~nik krune mm

tip garniture za bu{ewe duìna bu{a}ih {ipki m

ili

tip dleta pre~nik krune mm duìna dleta m


137

Karakteristike pomo}ne opreme za bu{a}e ~eki}e

Karakteristike pneumatskog oslonca

tip pneumatskog oslonca hod klipa mm pre~nik klipa mm masa pneumatskog oslonca kg sila pritiska N

Brzina bu{ewa Za odre|ivawe mehani~ke brzine bu{ewa moè da se koristi slede}i, eksperimentalnim putem utvr|en, izraz:

vP n

dbos

c

=⋅ ⋅⋅

192σ

,m/min (5.41)

gde su: Pos - osovinski pritisak (dN), n - broj obrtaja (o/min), σc - ~vrsto}a stene na pritisak (dN/cm2), d - pre~nik bu{otine (cm). âsovni kapacitet bu{ilice

âsovni kapacitet bu{a}eg {eki}a moè da se izra~una pomo}u slede}e

formule:

L

Hl

Hl

v

Hl

lt t t

lt

h

pr

pr

b

pr

p

=+

++

+⋅ + + ⋅⎛⎝⎜

⎞⎠⎟+

sin

sin sin

β

β βλ1 2 3

,m/h (5.42)

gde su: H - dimenzija bloka rude (visina ili duìna) u pravcu bu{ewa (m), lpr - duìna nabu{ewa (m), β - ugao nagiba bu{otine (°), vb - mehani~ka brzina bu{ewa (m/h), l - duìna bu{a}ih {ipki (m), t1 - vreme potrebno za rastavqawe i nastavqawe bu{a}eg pribora (h), t2 - vreme potrebno za prihvatawe bu{a}ih {ipki (h), t3 - vreme potrebno za zamenu krune za bu{ewe (h), λ - trajnost dleta (krune za bu{ewe), (m), tp - vreme potrebno za preme{tawe bu{ilice od izbu{ene do nove

bu{otine (h).


138

Smenski kapacitet bu{ilice

Smenski kapacitet bu{ilice moè da se izra~una pomo}u slede}e formule: Lsm = T . η . Lh ,m/sm (5.43) gde su: T - vreme trajawa jedne smene (h), η - koeficijent iskori{}ewa bu{ilice u toku smene

η = t / T, t - vreme rada bu{ilice u toku jedne smene (h),

Lh - ~asovni kapacitet bu{ilice (m/h). Smenski kapacitet bu{a}ih kola

Smenski kapacitet bu{a}ih kola moè da se izra~una pomo}u slede}e formule: Lsm = 60 . ko

. kv . kp

. nb . (1 - k1 -k2)

. vb . T ,m/sm (5.44)

gde su: ko - koeficijent jednovremenosti rada bu{a}ih ~eki}a, kv - koeficijent iskori{}ewa bu{a}ih kola u toku smene (0.5 - 0.75), kp - koeficijent koji uzima u obzir preme{tawe bu{a}ih kola u toku

smene sa jednog radili{ta na drugo radili{te ( ukoliko se bu{a}a kola ne preme{taju kp = 1.0, ukoliko se bu{a}a kola preme{taju kp = 0.7 ∼ 0.8 ),

nb - broj bu{a}ih ~eki}a (broj bu{a}ih grana), k1 - koeficijent koji uzima u obzir vreme za zamenu krune za bu{ewe, k2 - koeficijent koji uzima u obzir vreme za pomo}ne operacije, vb - mehani~ka brzina bu{ewa (m/min), T - vreme trajawa jedne smene (h).


139

5.2 U t o v a r i o d v o z o d m i n i r a n e r u d e Generalno gledaju}i mehanizovana oprema za utovar (i odvoz) rude moè da se podeli na slede}e tri vrste:

• utovarne lopate, • utovarno-transportna mehanizacija sa sandukom i • utovarno-transportna mehanizacija sa ka{ikom.

Koja, od prethodno navedenih, vrsta mehanizovane opreme za utovar (i odvoz) }e da se koristi u datom slu~aju otkopavawa rudnog leì{ta zavisi prvenstveno od postoje}ih specifi~nih uslova eksploatacije i u skladu sa tim mogu}nosti primene odre|ene vrste mehanizovane opreme, kao i od planiranog kapaciteta proizvodwe rudnika. U t o v a r n e l o p a t e Utovarnim lopatama vr{i se utovar rude sa otkopnih ili pripremnih radili{ta, ili iz pristupnih hodnika rudnim sipkama direktno u transporter. U zavisnosti od na~ina kretawa utovarne lopate mogu da se podele na:

∗ {inske utovarne lopate i ∗ utovarne lopate na pneumaticima.

Zavisno od vrste primewenog transportera usvaja se vrsta utovarne lopate.

Naime, ukoliko se za transport rude koriste vagoneti sa lokomotivskom vu~om, za utovar rude sa otkopa u vagonete naj~e{}e se koristi utovarna lopata na pneumaticima. Ukoliko se za transport rude koriste vagoneti sa lokomotivskom vu~om, za utovar rude sa pripremnih radili{ta u vagonete naj~e{}e se koristi {inska utovarna lopata. Tako|e, ukoliko se za transport rude koriste jamski kamioni za utovar rude sa otkopa, ili sa pripremnih radili{ta, u kamione koristi}e se iskqu~ivo utovarna lopata na pneumaticima.

Na slici br. 5.32 prikazan je primer utovara rude utovarnom lopatom u pristupnom hodniku rudnoj sipki, odnosno primer utovara iz rudne sipke u vagonete.

Slika br. 5.32 - Detaq utovara utovarnom lopatom Cavo 320 u vagonete (Atlas Copco E11285, pp. 7)

Na slici br. 5.33 prikazan je primer utovara rude utovarnom lopatom u

otkopu, odnosno primer utovara rude sa otkopnog radili{ta u vagonete.


140

Slika br. 5.33 - Utovar u otkopu, utovarnom lopatom Cavo 320 u vagonete (Atlas Copco E11285, pp. 7)

Na slici br. 5.34 prikazan je primer utovara rude utovarnom lopatom na

pripremnom radili{tu (izrada hodnika), odnosno primer utovara rude sa pripremnog radili{ta u jamski kamion. Gotovo ista situacija se ponavqa i u slu~aju utovara rude utovarnom lopatom u otkopu.

Slika br. 5.34 - Detaq utovara utovarnom lopatom Cavo 320 u jamski kamion (Atlas Copco E11285, pp. 7, 40073-101)


141

U tabeli br. 5.15 prikazane su karakteristike utovarnih lopata, koje

proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske.

Tabela br. 5.15

TIP UTOVARNE

LOPATE

ZAPREM. KA[IKE

(m3)

KAPACITET UTOVARA

(m3/min)

min

DIMENZIJE PROSTORIJE

[IRINA / VISINA

(m)

POGON

POTRO[. VAZDUHA

(l/s)

RADNI PRITISAK VAZDUHA

(bar)

NAÎN KRETAWA

MASA (kg)

max

DU@. (mm)

VISINA-UTOVAR

(mm)

[IRINA (mm)

[IRINA UTOVARNOG

FRONTA (mm)

[IRINA ZAHVAT. KA[IKE

(mm)

LM 37H 0.14 0.6 1.8 / 2.4 pneumatski 100 4.5 - 7 {ine 2100 2100 2210 1305 2300 750

LM 37 0.14 0.6 1.8 / 2.2 pneumatski 100 4.5 - 7 {ine 1950 2100 2010 1305 2300 750

LM E60H 0.26 1.0 2.1 / 2.4 elektri~ni - - {ine 3100 2340 2440 1475 2900 900

LM E60 0.26 1.0 2.1 / 2.4 elektri~ni - - {ine 2900 2340 2240 1475 2900 900



Cavo 320 0.3 1.0 2.65 / 3.0 pneumatski 133 5 - 7 pneumatici 4100 2630 2670 2080 - 1330

LM E80H 0.4 1.4 2.4 / 2.8 elektri~ni - - {ine 5100 2720 2820 1760 3300 900

LM E80 0.4 1.4 2.4 / 2.8 elektri~ni - - {ine 4800 2720 2620 1760 3300 900



Cavo 520 0.6 1.5 3.1 / 3.8 pneumatski 250 5 - 7 pneumatici 7900 3210 3350 2270 - -



Na slici br. 5.35 prikazane su osnovne dimenzije utovarne lopate Cavo 320 - Atlas Copco.

A -

B -D -

E -

F -

duìna utovarne lopate (max duìna) {irina zahvata ka{ike visina utovarne lopate prilikom utovara (visina-utovar) visina utovarne lopate prilikom kretawa (visina-kretawe) {irina utovarne lopate ({irina)

Slika br. 5.35 - Utovarna lopata Cavo 320 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 78)


142

Na slici br. 5.36 prikazane su utovarne lopate Cavo 320 i Cavo 520, koje su projektovane za utovar rude u vagonete, jamske kamione, pri ~emu utovar moè da se vr{i u otkopima i na pripremnim radili{tima. Tom prilikom radijus dejstva navedenih utovarnih lopata moè da iznosi i do 100 m.

Cavo 320 Cavo 520

Slika br. 5.36 - Utovarne lopate Cavo 320 i Cavo 520

(Atlas Copco E11285, pp. 6, 40023-103, 40789-100) U t o v a r n o - t r a n s p o r t n e j e d i n i c e s a s a n d u k o m Utovarno-transportne jedinice sa sandukom koriste se, po pravilu, za utovar rude u otkopu i wen transport do rudne sipke. Tom prilikom rudna sipka moè da bude udaqena od otkopa i do 200 m, koliko iznosi operativna duìna navedene utovarno-transportne jedinice. Na slici br. 5.37 prikazani su tipi~ni uslovi rada utovarno-transportne jedinice Cavo 310 - Atlas Copco.

Slika br. 5.37 - Detaqi utovara i odvoza jedinicom Cavo 310 (Atlas Copco E11285, pp. 3)


143

Utovar rude, navedenom utovarno-transportnom jedinicom, vr{i se na taj na~in {to se ruda zahvata ka{ikom i pokretom navi{e ubacuje u sanduk za sme{taj rude. Zatim se ruda u sanduku odvozi do rudne sipke. Iznad otvora rudne sipke ruda se kipovawem istresa iz sanduka i zatim gravitacionim putem "propada" u rudnu sipku. Na slici br. 5.38 prikazan je na~in na koji se vr{i prethodno obja{weni istovar rude u rudnu sipku.

Slika br. 5.38 - Utovarno-transportna jedinica Cavo 310, detaq istovara u rudnu sipku

(Atlas Copco E11285, pp. 5)

U tabeli br. 5.16 prikazane su karakteristike mehanizovanih utovarno-transportnih jedinica sa sandukom, koje proizvodi poznati svetski proizvo|a~ opreme za rudarstvo Atlas Copco iz [vedske.

Tabela br. 5.16

TIP JEDINICE

ZAPREM. KA[IKE

(m3)

ZAPREM. SANDUKA

(m3)

KAPAC. UTOVARA

(m3/min)

min

DIMENZ. PROSTOR. [IR. / V IS.

(m)

POGON

POTRO[. VAZDUHA

(l/s)

RADNI PRITISAK VAZDUHA

(bar)

NAÎN KRETAWA

MASA (kg)

max

DU@INA (mm)

VISINA-KRETAWE

(mm)

VISINA-UTOVAR

(mm)

[IRINA (mm)

BRZINA KRETAWA

(m/s)

max

NAGIB PUTAWE

- PUN

Cavo 310 0.13 1.00 0.70 2.7/2.4 pneumatski 133 4.5 - 7 pneumatici 3150 2920 1630 2120 1930 1.0-1.4 1:6

Cavo 511 0.50 2.10 1.30 3.1/3.0 pneumatski 250 5 - 7 pneumatici 6700 3600 1755 2700 2365 1.0 1:6

Cavo D710 1.00 5.00 3.0/3.0 dizel - - pneumatici 15000 8020 2500 2900 2200 5.5 -


144

Na slici br. 5.39 prikazane su osnovne dimenzije utovarne-transportne jedinice sa sandukom Cavo 310 - Atlas Copco.

A -

D -

E -

F -

duìna utovarno-transportne jedinice (max duìna) visina utovarno-transportne jedinice prilikom utovara (visina-utovar) visina utovarno-transportne jedinice prilikom kretawa (visina-kretawe) {irina utovarno-transportne jedinice ({irina)

Slika br. 5.39 - Utovarno-transportna jedinica Cavo 310 (Underground rock excavation - Atlas Copco 9851 1623 01b, pp. 79)

Na slici br. 5.40 prikazane su utovarno-transportne jedinice sa sandukom Cavo 310 i Cavo 511 L, koje su projektovane za utovar rude u otkopima i na pripremnim radili{tima, i wen odvoz do rudne sipke i istovar. Tom prilikom radijus dejstva navedenih utovarno-transportnih jedinica moè da iznosi i do 200 m.

Cavo 310 Cavo 511 L

Slika br. 5.40 - Utovarno-transportne jedinice Cavo 310 i Cavo 511 L (Atlas Copco E11285, 40788-104, 40787-100)


145

U t o v a r n o - t r a n s p o r t n e j e d i n i c e s a k a { i k o m Utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom koriste se, po pravilu, za utovar rude u otkopu i wen transport do rudne sipke ili do jamskog kamiona gde se vr{i istovar. Radijusi dejstva utovarno-transportnih jedinica sa ka{ikom se razlikuju, {to u kombinaciji sa razli~itim zapreminama ka{ika omogu}uje ostvarewe istog kapaciteta utovara i odvoza rude primenom razli~itih tipova navedenih jedinica. Naime, u slu~aju velikih duìna na kojima se vr{i odvoz i istovar rude, mogu}e je da se postigne veliki kapacitet utovara i odvoza rude primenom utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom velike zapremine, i obrnuto.

Utovar rude, navedenom utovarno-transportnom jedinicom, vr{i se na taj

na~in {to se ruda zahvata ka{ikom, koja se zatim dovodi u transportni poloàj. U tom poloàju ka{ike ruda se odvozi do rudne sipke ili do jamskog kamiona gde se vr{i istovar.

Slika br. 5.41 - Utovarno-transportna jedinica na dizel pogon - CTX 6, detaq zahvatawa rude u otkopu

(CTX diesel - l'èquipement minier, RCS Paris B 340 182 211)

U tabeli br. 5.17 prikazane su karakteristike mehanizovanih utovarno-transportnih jedinica sa ka{ikom, koje proizvode razli~iti proizvo|a~i opreme za rudarstvo.


146

Tabela br. 5.17

TIP JEDINICE

ZAPREM. KA[IKE

(m3)

NOSIVOST (t)

POGON

NAÎN KRETAWA

MASA (kg)

max

DU@INA (mm)

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

max

BRZINA KRETAWA

(km/h)

max

NAGIB PUTAWE

(%)

PROIZVO\A^

HST-05 0.39 0.70 dizel pneumatici - - 1220 1020 - - Wagner

EHST-05 0.39 0.70 elektri~ni pneumatici - - 1220 1020 - - Wagner

CT 500 HE - Microscoop 0.39 0.60 elektri~ni pneumatici 2760 4195 1900 850 7.2 72 France Loader

CT 1700 0.75 1.70 dizel pneumatici 4700 4900 1660 1270 - - France Loader

EHST-1A 0.76 1.36 elektri~ni pneumatici - - - 1219 - - Wagner

HST-1A 0.76 1.36 dizel pneumatici 5058 5283 1828 1219 12.0 44 Wagner

EIMCO 802H 0.77 - pneumatski pneumatici 4989 4210 1505 1661 6.0 - EIMCO

EIMCO 911LHD 0.78 2.27 dizel pneumatici 4530 4547 1727 1219 8.0 - EIMCO

EIMCO 811FLP 0.80 2.27 elektri~ni pneumatici 5680 5160 1727 1422 - - EIMCO

EIMCO 802LHD 0.96 - pneumatski pneumatici 3960 3740 1435 1575 6.0 - EIMCO

LF -2H 1.00 2.20 dizel pneumatici - 5250 1780 1345 - 20 GHH

LF-2HE 1.00 2.20 elektri~ni pneumatici - 5900 1780 1345 - 20 GHH

LF-2HE(S) 1.00 2.20 elektri~ni pneumatici - 5900 1780 1345 - 20 GHH

EIMCO 911-31 LHD 1.17 2.27 dizel pneumatici 5454 4885 1727 1524 7.2 - EIMCO

LF-3 1.50 3.00 dizel pneumatici 8900 6700 1550 1450 22.6 20 GHH

CT 2501 HE 1.52 2.80 elektri~ni pneumatici 11600 6965 1470 1600 - - France Loader

CT 2501 1.52 2.80 dizel pneumatici 10150 6715 1830 1600 20 68 France Loader

EIMCO 912B LHD 1.72 3.62 dizel pneumatici 9966 7925 2134 1524 9.6 - EIMCO

CTX 4 1.80 4.00 dizel/ elektri~ni

pneumatici 9900 7065 1950 1650 20.0 - EM

EIMCO 911-2G 1.83 2.27 elektri~ni pneumatici 5443 5512 1753 1828 8.0 - EIMCO

ST-2D 1.90 3.63 dizel pneumatici 11540 6629 1981 1651 18.2 35 Wagner

EST-2D 1.90 3.63 elektri~ni pneumatici - - - 1651 - - Wagner


LF-4.2 2.00 3.50 dizel pneumatici - 6700 1300 2000 - 40 GHH

LF-4.4 2.00 4.20 dizel pneumatici - 6940 1900 1690 - 40 GHH

LF-4.1E(S) 2.00 3.80 elektri~ni pneumatici - 7640 1900 1690 - 40 GHH

LF-4.1E 2.00 3.80 elektri~ni pneumatici - 7640 1900 1690 - 40 GHH

LF-4.1(S) 2.00 3.80 dizel pneumatici - 7470 1900 1690 - 40 GHH

LF-4.1 2.00 3.80 dizel pneumatici 11500 6920 1900 1690 19.3 40 GHH

EIMCO 913 LHD 2.30 5.45 dizel pneumatici 12700 7722 1880 1981 16.0 - EIMCO

EIMCO 913 FLP 2.30 5.90 elektri~ni pneumatici 12700 8381 1929 2286 - - EIMCO

EIMCO 913 FLP D 2.30 5.45 dizel pneumatici 12700 8153 1981 1981 - - EIMCO

CTX 5 2.90 5.50 dizel pneumatici 15400 7600 1950 2100 24.0 - EM

ST-3.5 3.10 6.00 dizel pneumatici 16930 8646 1960 1956 18.8 35 Wagner

EST-3.5 3.10 6.00 elektri~ni pneumatici - - - 1956 - - Wagner

TORO 300D 3.30 6.20 dizel pneumatici 14500 8520 2050 1900 25 - TORO


EIMCO 913-31 LHD 3.40 5.44 dizel pneumatici 14515 7925 1727 2184 16.0 - EIMCO

EIMCO 915B LHD 3.80 8.16 dizel pneumatici 20026 9373 2083 2464 22.4 - EIMCO

LF-7.3E(S) 3.80 7.30 elektri~ni pneumatici - 10480 2100 2200 - - GHH

EIMCO 915H LHD 3.80 8.16 dizel pneumatici 19573 9373 2286 2464 22.4 - EIMCO

LF-7.3E 3.80 7.30 elektri~ni pneumatici - 9510 2500 2200 - - GHH

LF-7.3 3.80 7.30 dizel pneumatici 19000 8915 2400 2200 26.0 25 GHH

EIMCO 915C LHD 3.80 8.16 dizel pneumatici 20026 9373 2083 2464 - - EIMCO

LF-7.4 4.00 6.70 dizel pneumatici - 9550 1600 3300 - - GHH

LF-7.2(S) 4.00 7.30 dizel pneumatici - 9630 2100 2600 - - GHH


CTX 6 4.20 8.00 dizel pneumatici 20000 8595 2240 2500 30.0 - EM


LF-6 4.60 6.75 dizel pneumatici - 9458 1400 3324 - - GHH



147


TIP JEDINICE

ZAPREM. KA[IKE

(m3)

NOSIVOST (t)

POGON

NAÎN KRETAWA

MASA (kg)

max

DU@INA (mm)

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

max

BRZINA KRETAWA

(km/h)

max

NAGIB PUTAWE

(%)

PROIZVO\A^


ST-6C 4.60 9.53 dizel pneumatici 24852 9540 2134 2438 26.9 35 Wagner

EST-6C 4.60 9.53 elektri~ni pneumatici - - - 2438 - - Wagner

TORO 400D 4.80 8.10 dizel pneumatici 22800 9485 2370 2480 27.0 - TORO

EIMCO 915E LHD 5.35 8.16 dizel pneumatici 20412 9525 1829 2743 16.8 - EIMCO

ST-7.5Z 5.70 12.25 dizel pneumatici 39000 10500 2610 2566 24.0 35 Wagner


LF-12.1(S) 6.00 12.00 dizel pneumatici - 11240 2150 3480 - - GHH

CT 10000 6.00 10.80 dizel pneumatici 27840 9630 2200 2800 33.7 75 France Loader


LF-12.1E(S) 6.00 12.00 elekteicni pneumatici - 11730 2150 3480 - - GHH


LF-12E 6.00 12.00 elektri~ni pneumatici - 11445 2400 2600 - - GHH



ST-8B 6.50 13.64 dizel pneumatici 39500 10566 2591 2794 24.6 35 Wagner

EST-8B 6.50 13.64 elektri~ni pneumatici - - - 2794 - - Wagner



EIMCO 919 LHD 6.89 12.23 dizel pneumatici 29898 10566 2438 2438 24.0 - EIMCO

EIMCO 920C LHD 7.65 16.33 dizel pneumatici 42638 11252 2286 3048 28.0 - EIMCO






L342 11.00 dizel pneumatici 46600 11700 2880 3630 24 60 SCHOPF

ST-15Z 11.50 20.14 dizel pneumatici 67132 12396 3098 3404 22.5 30 Wagner

Na slici br. 5.42 prikazane su osnovne dimenzije utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom CTX6 - France Loader.

a -

b -

c -

d -

r -

R -

duìna utovarne-transportne jedinice (max duìna) {irina utovarne-transportne jedinice ({irina) visina utovarne-transportne jedinice pri kretawu (visina) min {irina hodnika, neophodna za nesmetano kretawe min vrednost unutra{weg polupre~nika krivine min vrednost spoqa{weg polupre~nika krivine

Slika br. 5.42 - Dimenzije utovarno-transportne jedinice

(CTX diesel - l'èquipement minier, RCS Paris B 340 182 211)


148

Utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom na dizel pogon u zna~ajnoj meri zaga|uju atmosferu jame, izduvnim gasovima pogonskog dizel motora. Stoga je razumqivo istaknuta prednost primene utovarno-transportnih jedinica na elektri~ni pogon. Tim pre {to novije konstrukcije utovarno-transportnih jedinica na elektri~ni pogon omogu}uju veliku autonomnost iste pri kretawu (odvozu). Navedena autonomnost pri kretawu obezbe|uje se ugradwom samonamotavaju}ih koturova sa pogonskim (elektri~nim) kablom koji se nalazi u sklopu utovarno-transportnih jedinica.

Slika br. 5.43 - Poloàj utovarno-transportne jedinice LF 12 E, na elektri~ni pogon, u otkopu

(GHH Mining and Industrial Vehicles - MAN GHH 31424 (BF) de 1084 br 84139)

Specijalno za utovar i odvoz prilikom otkopavawa uskih rudnih ìca, ali i u razli~itim uslovima otkopavawa gde nije mogu}e da se obezbedi {iri manevarski prostor za utovarno-transportnu opremu, konstruisana je utovarno-transportna jedinica sa ka{ikom CT 500 HE (Microscoop). Obzirom da wena {irina iznosi samo 85 cm moè da se kre}e kroz vrlo uske prostorije. Tom prilikom svojom pokretqivo{}u, odnosno manevarskim mogu}nostima uop{te, omogu}uje da se postignu, za date uslove, izuzetno veliki kapaciteti utovara i odvoza. Na slici br. 5.44 prikazana je navedena utovarno-transportna jedinica, dok je na slici br. 5.45 prikazan wen poloàj prilikom zahvata rude u otkopu.

Slika br. 5.44 - CT 500 HE (Microscoop) (the microscoop - France Loader, Paris 4/85)


149

Slika br. 5.45 - Utovarno-transportna jedinica CT 500 HE (Microscoop), detaq zahvatawa rude u otkopu

(the microscoop - France Loader, Paris 4/85)

J a m s k i k a m i o n i Jamski kamioni su se prevashodno koristili za transport i izvoz rude, me|utim sve ve}om primenom metoda masovnog otkopavawa rudnih leì{ta, pri ~emu se ostvaruju veliki kapaciteti proizvodwe, sve vi{e se koriste za odvoz rude iz otkopa do rudnih sipki. Tako da se ~esto u navedenim uslovima otkopavawa rudnih leì{ta jamski kamioni koriste za odvoz rude iz otkopa do rudnih sipki, kao i za izvoz rude na povr{inu. Tom prilikom, utovar rude u jamske kamione vr{i se primenom utovarnih lopata ili utovarno-transportnih jedinica sa ka{ikom, ~ime se gotovo po pravilu obezbe|uje veliki kapacitet utovara. Primenom jamskih kamiona za odvoz rude iz otkopa do rudnih sipki, umesto da se za to koriste utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom kojima se vr{i utovar rude, postiù se zna~ajno ve}i kapaciteti odvoza, {to u slu~aju primene metoda masovnog otkopavawa zna~i direktno pove}awe kapaciteta proizvodwe rude. Jamski kamioni se ve} odavno koriste za slede}i ciklus: odvoz rude iz otkopa-transport kroz jamu-izvoz na povr{inu, pri ~emu ~itav ciklus obavqa jedan jamski kamion, naravno uz paralelnu upotrebu ve}eg broja kamiona. Navedeni ciklus moè da se ostvari ukoliko se, kao izvozna komunikacija sa povr{inom terena, koristi rampa.


150

Na slici br. 5.46 prikazan je jamski kamion na dizel pogon, dok su na slici

br. 5.47 prikazane osnovne dimenzije jamskih kamiona na dizel pogon.

Slika br. 5.46 - Jamski kamion MT-439 (The evolution of a revolution - Atlas Copco Wagner Inc., 5K 8/95)

Slika br. 5.47 - Dimenzije jamskog kamiona (Diesel mine truck - Atlas Copco Wagner Inc., PN #556 60300 01, 5/95)


151

Na slici br. 5.48 prikazan je jamski trolni kamion (na elektri~ni pogon), dok

su na slici br. 5.49 prikazane osnovne dimenzije jamskih trolnih kamiona.

Slika br. 5.48 - Jamski trolni kamion K 1050 E (Kiruna electric - ABB 9851 1477 01)

Slika br. 5.49 - Dimenzije jamskog trolnog kamiona (Electric Ramp Haulage System K 1050 E - Kiruna Electric, Technical Specifications)


152

U tabeli br. 5.18 prikazane su karakteristike jamskih kamiona, koje

proizvode poznati proizvo|a~i opreme za rudarstvo.

Tabela br. 5.18

TIP KAMIONA

ZAPREM. SANDUKA

(m3)

NOSIVOST (t)

POGON

NAÎN KRETAWA

MASA (kg)

DU@INA (mm)

VISINA (mm)

[IRINA (mm)

max

BRZINA KRETAWA

(km/h)

max

NAGIB PUTAWE

(%)

PROIZVO\A^

EIMCO 964 2.30 - dizel pneumatici 3175 4445 1499 1550 - - EIMCO




MK-A3.5 - 3.50 dizel pneumatici - 4575 1900 1200 - - GHH

ST 74 4.00 7.00 dizel pneumatici 6500 6000 1750 2000 - - France Loader

MT-408 4.80 8.00 dizel pneumatici 7348 6120 1953 1879 28.6 35 Wagner

SCHOPF T 103 5.50 9.00 dizel pneumatici 11000 7920 1650 2000 32.0 45 SCHOPF

EIMCO 980-T10 5.00 10.00 dizel pneumatici 8845 6198 2210 2121 24.8 32 EIMCO

MK-A/V12 6.60 12.00 dizel pneumatici - 8200 1900 1828 - - GHH

ST 1304 6.90 13.00 dizel pneumatici 14060 7050 2035 2250 - - France Loader


EIMCO 983-T13 5.50 13.00 dizel pneumatici 9526 6782 2235 2438 24.8 32 EIMCO

MK-A15.1 7.50 15.00 dizel pneumatici - 8315 2450 1830 26.5 25 GHH



MK-A/V20 12.00 20.00 dizel pneumatici - 8720 2450 2200 27.2 25 GHH




MT-426 14.80 26.00 dizel pneumatici - - - 2832 23.2 35 Wagner

MK-A30 - 30.00 dizel pneumatici - 9230 2350 3100 - - GHH

MK-F30 - 30.00 dizel pneumatici - 9230 2820 3100 - - GHH

MT-431B 16.80 31.00 dizel pneumatici - - - 2794 25.7 35 Wagner

TORO 35D 12.50 32.00 dizel pneumatici 25500 9785 2430 2980 23.0 - TORO

K 250-21 21.00 35.00 dizel pneumatici 22000 8870 2700 3030 45.0 25 Kiruna Truck

MK-A35 - 35.00 dizel pneumatici - 10030 2600 2900 - - GHH

MT-436B 20.00 36.00 dizel pneumatici - - - 3050 23.0 35 Wagner




K 1050 E-17 17.00 40.00 elektri~ni- trolni

pneumatici 35000 9545 2730 3420 45.0 25 Kiruna Truck










Na slici br. 5.50 prikazan je detaq kipovawa jamskog kamiona, pri ~emu se

vr{i istovar rude iz sanduka kamiona u bunker za rudu ili u rudnu sipku.


153

Slika br. 5.50 - Jamski kamion u poloàju za kipovawe (Diesel mine truck - Atlas Copco Wagner Inc., PN #556 60300 01, 5/95)

S k r e p e r i

Skreperi se prvenstveno koriste za dopremu oborene rude iz otkopa do rudnih sipki, do utovarnih hodnika (gde se vr{i utovar rude primenom utovarnih ili utovarno-transportnih jedinica) ili do mesta utovara u transportna sredstva (napr. vagone). Utovar oborene rude skreperom u vagone prikazan je na slici br. 4.3, u poglavqu Metode otkopavawa, na strani br. 64.

êsto se skreperi koriste za dopremu zasipnog materijala i za wegovo razastirawe unutar otkopa koji treba da bude zasut.

Situacija u kojoj je neizbe`na primena skrepera za dopremu rude moè da se

opi{e na slede}i na~in: nagib rudnog tela (leì{ta) je premali za gravitacionu dopremu oborene rude do mesta utovara i ujedno preveliki za primenu utovarnih ili utovarno-transportnih jedinica kojima bi se vr{io utovar u samom otkopu. Navedena situacija se prili~no ~esto javqa prilikom otkopavawa rudnih leì{ta ili wihovih pojedinih delova, uprkos ~iwenici da se u novije vreme skreperi sve vi{e izbacuju iz upotrebe.

U zavisnosti od fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenske mase (rude) i zahtevanih kapaciteta utovara oborene rude na raspolagawu su razli~iti oblici i zapremine skreperskih ka{ika, kao i razli~ite snage pogonskih motora. Zapremine skreperskih ka{ika, koje se naj~e{}e koriste, kre}u se u granicama od 0.2 do 1.0 m3. Snaga pogonskih motora skrepera naj~e{}e se kre}e u granicama od 25 do 100 kW.


154

Slika br. 6.51 - Detaq dopreme rude skreperom do rudne sipke (1) (Methods of Working Coal and Metal Mines - [38])

Naj~e{}e primewivane duìne skreperovawa, odnosno rastojawa od mesta zahvatawa oborene rude skreperskom ka{ikom do mesta pra`wewa iste, iznose od 8 do 40 m. Retko se doga|a, iako je izvodqivo, da se navedene duìne kre}u u granicama od 80 do 100 m. Potrebno je da se istakne pravilo po kome se na mawim duìnama skreperovawa podrazumeva primena skrepera sa mawom zapreminom skreperske ka{ike, i obrnuto. Maksimalna krupno}a komada oborene rude, koja je uslovqena primenom skrepera, kre}e se ugranicama od 300 do 1200 mm zavisno od zapremine skreperske ka{ike i snage pogonskog motora. U zavisnosti od uslova u kojima se primewuje, smenski kapacitet skrepera iznosi od 100 do 500 t (t/sm). Prednosti primene skrepera ogledaju se u slede}em: • jednostavna i jeftina konstrukcija, • mogu}nost jednostavnog preme{tawa u otkopu i od jednog do drugog otkopa, • visok stepen pouzdanosi pri radu,


155

• niski tro{kovi odràvawa, • razli~iti uslovi primene, itd. Tako|e je potrebno da se navedu i osnovni nedostaci primene skrepera, kao {to su: • mala produktivnost i • ~iwenica da tokom rada uzrokuje pove}awe zapra{enosti otkopa i okolnih

prostorija.

Slika br. 6.52 - Detaq dopreme rude skreperom do rudne sipke (2) (Methods of Working Coal and Metal Mines - [38])

I z b o r o p r e m e z a u t o v a r i o d v o z r u d e

Izbor vrste i broja jedinica za utovar (i odvoz) rude vr{i se na osnovu projektovanog smenskog kapaciteta proizvodwe rudnika. Pri tome je potrebno da se navede da izbor vrste, odnosno tipa, opreme za utovar (i odvoz) rude zavisi od specifi~nosti izabrane metode otkopavawa. Broj jedinica za utovar (i odvoz) stoji u direktnoj zavisnosti od projektovanog smenskog kapaciteta proizvodwe rudnika, i moè da bude izraèn slede}om jedna~inom:

nA

Aup sm

sm

= − (5.45)

gde su: Ap-sm - smenski kapacitet proizvodwe rudnika (t/sm) i Asm - smenski kapacitet jedinice za utovar (i odvoz) (t/sm). Na ovaj na~in prora~unatom broju jedinica za utovar (i odvoz) rude potrebno je da se prikqu~i izvestan broj, uslovno re~eno, rezervnih jedinica. Time se obezbe|uje nesmetano odvijawe procesa proizvodwe rude u eventualnim slu~ajevima zastoja aktivnih jedinica za utovar (i odvoz) rude. Broj rezervnih jedinica za utovar (i odvoz) rude zavisi od specifi~nosti uslova eksploatacije, kao i od starosti istih.


156

Karakteristike opreme za utovar (i odvoz) rude, koje mogu da se smatraju

neophodnim za prora~un kapaciteta utovara (i odvoza), prikazane su u narednom tekstu: karakteristike utovarne lopate

Tip Masa kg Duìna mm [irina mm Visina - utovar mm Minimalne dimenzije prostorije a × b mm Zapremina ka{ike m3 [irina zahvata ka{ike mm [irina utovarnog fronta mm Pogon i snaga motora kW Potro{wa vazduha l / s Radni pritisak vazduha bar Trajawe radnog ciklusa utovar-istovar s

karakteristike utovarno-transportne jedinice sa sandukom

Tip Masa kg Duìna mm [irina mm Visina (prilikom utovara) mm Visina (prilikom kretawa) mm Minimalne dimenzije prostorije a × b mm Zapremina ka{ike m3 Zapremina snduka m3 Brzina kretawa m/s Maksimalni nagib prostorije % Pogon i snaga motora kW Potro{wa vazduha l / s Radni pritisak vazduha bar

karakteristike utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom

Tip Masa kg Duìna mm [irina mm Visina (prilikom odvoza rude) mm Minimalne dimenzije prostorije a × b mm Zapremina ka{ike m3 Nosivost t Brzina kretawa m/s Maksimalni nagib prostorije % Maksimalna brzina kretawa km/h Trajawe radnog ciklusa utovar-istovar s Pogon i snaga motora kW


157

âsovni kapacitet utovarne lopate

âsovni kapacitet utovarne lopate, prilikom utovara u vagonete, moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

A =3600 V

V tk V

+2 lV

+ th

V

V c

p n e

⋅⋅⋅

⋅ ,m3/h (5.46)

gde su: VV - korisna zapremina vagoneta (m3), VV = V ⋅ k

V - zapremina vagoneta k - koeficijent puwewa vagoneta (0.8 - 0.9),

kp - koeficijent puwewa utovarne lopate (0.6-0.8), Vn - zapremina utovarne lopate (ka{ike) (m3), tc - trajawe radnog ciklusa utovar-istovar (s), l - duìna odvoèwa rude (od mesta utovara do vagoneta) (m), Ve - brzina kretawa utovarne lopate (m/s), t - vreme potrebno za manevrisawe vagonetima (s),

( t= 0, ukoliko vagoneti stoje u nizu, i pomeraju se u toku rada utovarne lopate).

Izraèno u masi rude, ~asovni kapacitet utovarne lopate iznosi:

A =Akh

r

⋅ γ ,t/h (5.47)

gde su: Ah - ~asovni kapacitet utovarne lopate (m3/h), γ - zapreminska masa rude (t/m3) i kr - koeficijent rastresitost rude. âsovni kapacitet utovarno-transportne jedinice sa sandukom

âsovni kapacitet samohodnog utovara~-istovara~a sa sandukom moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

AV k

Ths r p

c

=⋅ ⋅ ⋅3600 γ

, t/h (5.48)

gde su: Vs - zapremina sanduka utovara~a (m3), γr - zapreminska masa rude u rastresitom stawu (t/m3), kp - koeficijent puwewa sanduka (0.8 - 0.9), Tc - trajawe ciklusa radne operacije (s). Tc = 1.1 ⋅ (tu + tk + ti) ,s (5.49) gde su: tu - vreme utovara (s), tk - vreme kretawa utovara~a do sipke (s), ti - vreme istovara (30 - 40 s).


158

tV kV k

tus s

k kc=

⋅⋅

⋅ ,s (5.50)

gde su: Vk - zapremina ka{ike utovara~a (m3), kp - koeficijent puwewa ka{ike (0.6 - 0.8).

tL

vk =⋅2

,s (5.51)

gde su: L - sredwa transportna duìna do sipke (m), v - prose~na brzina kretawa utovara~a (m/s). âsovni kapacitet utovarno-transportne jedinice sa ka{ikom

âsovni kapacitet samohodnog utovara~-istovara~a bez sanduka moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

AV k

Thk r p

c

=⋅ ⋅ ⋅3600 γ

,t/h (5.52)

gde su: Vk - zapremina ka{ike utovara~a(m3), γr - zapreminska masa rude u rastresitom stawu (t/m3), kp - koeficijent puwewa ka{ike (0.6 - 0.8), Tc - trajawe ciklusa radne operacije (s). Tc = 1.1 ⋅ (tu + tk + ti) ,s (5.53) gde su: tu - vreme utovara (25 - 30 s), tk - vreme kretawa utovara~a do sipke ili do jamskog kamiona (s), ti - vreme istovara (5 - 10 s).

tL

vk =⋅2

,s (5.54)

gde su: L - sredwa transportna duìna do sipke ili do jamskog kamiona (m), v - prose~na brzina kretawa utovara~a (m/s). Smenski kapacitet jedinice za utovar (i odvoz)

Smenski kapacitet jedinice za utovar (i odvoz) moè da se izra~una pomo}u slede}oj formuli: Asm = te ⋅Ah ,t/sm (5.55) gde je: te - efektivno vreme utovara (i odvoza) u toku jedne smene (oko 5 h).


159

5.3 P o m o } n e r a d n e o p e r a c i j e Pod pojmom pomo}ne radne operacije podrazumevaju se radne operacije koje nisu direktno ukqu~ene u tehnolo{ki proces otkopavawa rudnih leì{ta, me|utim ukoliko bi bile izostavqene otkopavawe bi bilo znatno oteàno ili uop{te ne bi moglo da se obavqa. Kao zna~ajnije, izme|u ostalih, mogu da se izdvoje slede}e pomo}ne radne operacije :

• okucavawe - odvajawe mehani~kim putem, nestabilnih blokova (delova) stenske mase (rude) iz krova ili bokova otkopa, objekata osnovne i otkopne pripreme;

• servisirawe - obuhvata prevoz radnika, transport razli~itih materijala i opreme kao {to su: eksploziv, gorivo, mazivo, gra|a, razli~ita oprema, rezervni delovi, koturovi energetskih kablova itd.

O k u c a v a w e Kao {to je ve} ranije navedeno, okucavawe predstavqa tzv. odvaqivawe, odnosno odvajawe mehani~kim putem, nestabilnih blokova (delova) stenske mase (rude) iz krova ili bokova otkopa, objekata osnovne i otkopne pripreme. Tom prilikom osnovni ciq kome se teì je da nakon okucavawa preostali deo stenske mase, u otkopu, u objektima osnovne i otkopne pripreme, ~ini pre svega stabilnu i koliko god je to mogu}e kompaktnu celinu.

Potrebno je da se napomene da okucavawe pruà zadovoqavaju}e efekte u slu~ajevima kada se vr{i sanirawe. prethodno navedenih, nestabilnih blokova stenske mase relativno male veli~ine. Naime, okucavawe relativno velikih blokova stenske mase moè da dovede do pro{irewa zone nestabilnosti stenskog masiva i prakti~no time da se zna~ajno ugrozi eksploatacija datog dela rudnog leì{ta. Procena realne potrebe za okucavawem, kao i obima radova na okucavawu spada u direktnu nadle`nost rudarskog inèwera. Okucavawe nestabilnih blokova stenske mase moè da se izvodi:

∗ ru~nim putem, pomo}u {ipke za okucavawe i

∗ mehanizovanim na~inom, upotrebom mehanizovanih jedinica za okucavawe.

Okucavawe nestabilnih blokova stenske mase ru~nim putem izvodi kvalifikovani radnik, koji pomo}u {ipke za okucavawe odvaquje, po principu poluge, jedan po jedan blok stenske mase. Obzirom da se, prilikom okucavawa, radnik nalazi u blizini nestabilnog bloka, uvek postoji realna opasnost od nekontrolisanog odvaqivawa navedenog bloka, {to prili~no ~esto uzrokuje ozbiqne povrede radnika. Navedenim saznawem o~igledno se isti~e prednost okucavawa nestabilnih blokova stenske mase mehanizovanim na~inom. Okucavawe nestabilnih blokova stenske mase mehanizovanim na~inom, izvodi se upotrebom mehanizovanih jedinica za okucavawe. Navedene jedinice imaju slede}e, najzna~ajnije, sastavne delove: vozilo nosa~ opreme, stativ za stabilizovawe jedinice prilikom rada, bu{a}a grana i ~eki} za okucavawe. Upravqawe jedinicom prilikom rada (okucavawe i kretawe) vr{i se pomo}u ure|aja za daqinsku kontrolu, koji omogu}uje radniku da se zadrì na bezbednom udaqewu od nestabilnog bloka stenske mase, a da se tom prilikom okucavawe nesmetano odvija. Okucavawe, navedenim jedinicama, naj~e{}e se vr{i na elektro-hidrauli~ni pogon, ~ime se ne zaga|uje atmosfera rudnika i izbegava podizawe pra{ine prilikom okucavawa, ~emu dodatno doprinosi i delovawe ure|aja za kva{ewe ugra|enog uz ~eki} za okucavawe.


160

U tabeli br. 5.19 prikazane su karakteristike mehanizovanih jedinica za

okucavawe, koje proizvode poznati proizvo|a~i opreme za rudarstvo.

Tabela br. 5.19

TIP JEDINICE

POGON

[IRINA U RADNOM

POLO@AJU (mm)

[IRINA (mm)

DU@INA (mm)

VISINA (mm)

TIP ÊKI]A

TIP BU[A]E

GRANE

DOHVAT HOR./ VERT.

(m)

NAÎN KRETAWA

PROIZVO\A^

ROCMEC DC11 (BROKK 3OOO)

dizel 3300 1900 7600 2200 TEX 250 HM2 BROKK 3000 4.6 / 7.0 pneumatici Nitro Nobel

ROCMEC DC17B (BROKK 3OOO)

dizel 3000 2260 9400 2450 TEX 250 HM2 BROKK 3000 6.5 / 7.8 pneumatici Nitro Nobel

BROKK BM 110 elektri~ni 1200 1100 2760 1245 - BROKK 110 3.5 / 4.5 gusenice HOLMHEED SYSTEMS AB

BROKK BM 250 elektri~ni 2450 1530 3600 1760 - BROKK 250 7.0 / 7.0 pneumatici HOLMHEED SYSTEMS AB

BROKK 330 elektri~ni 2430 1500 3920 1792 - BROKK 330 7.0 / 7.0 gusenice HOLMHEED SYSTEMS AB

Na slici br. 5.53 prikazan je poloàj mehanizovane jedinice za okucavawe Brokk 250, prilikom okucavawa u otkopu.

Slika br. 5.53 - Poloàj jedinice za okucavawe Brokk 250 u otkopu (The Brokk 250 breakthrough - Atlas Copco E 11348a)

Na slici br. 5.54 prikazane su osnovne dimenzije mehanizovane jedinice za okucavawe, na primeru jedinice Rocmec DC 11 (Brokk 3000) koju proizvodi poznati svetski proizvo|a~ Nitro Nobel iz [vedske.


161

a - duìna jedinice za okucavawe (duìna)

b - visina jedinice za okucavawe (visina)

Slika br. 5.54 - Osnovne dimenzije jedinice za okucavawe

(Rocmec System - Nitro Nobel, 1995-05 JA, 31339100-53)

Pored, prethodno navedenog, okucavawa nestabilnih blokova stenske mase, mehanizovane jedinice za okucavawe mogu da se koriste i za usitwavawe krupnijih komada rude (negabarita), koji ne mogu da pro|u kroz re{etku na ulazu u bunker za rudu (slika br. 5.55) ili na otvoru rudne sipke (slika br. 5.56). Tom prilikom bu{a}a grana, na kojoj se nalazi ~eki} za okucavawe, je sme{tena na za taj slu~aj specijalno konstruisano postoqe.

Slika br. 5.55 - Poloàj jedinice za okucavawe Brokk 250 na ulazu u bunker za rudu

(Atlas Copco E 11359, pp. 5, Jan./84, 40996-10)


162

Slika br. 5.56 - Poloàj jedinice za okucavawe Rammer S 56 iznad re{etke na otvoru rudne sipke

(International mining, Overcome oversize - Rammer)

S e r v i s i r a w e

Kao {to je ve} ranije navedeno servisirawe radova na otkopavawu rudnih leì{ta obuhvata prevoz radnika, transport razli~itih materijala kao {to su: eksploziv, gorivo, mazivo, gra|a, razli~ita oprema, rezervni delovi, koturovi energetskih kablova itd. U tu svrhu naj~e{}e se koriste namenska (servisna) vozila, koja kombinacijom svojih konstruktivnih delova omogu}uju da se odgovori na razli~ite specifi~ne potrebe konkretnih uslova eksploatacije. Naime, navedena vozila po pravilu se sastoje od dva funkcionalno odvojena dela: pogonskog i servisnog dela vozila. Pogonski deo vozila sluì iskqu~ivo za kretawe vozila, dok servisni deo svojom funkcijom defini{e namenu vozila. Proizvo|a~i navedenih vozila uglavnom proizvode ~itave serije ovih vozila, pri ~emu univerzalni pogonski deo vozila moè da se kombinuje sa razli~itim servisnim delovima.

U tabeli br. 5.20 prikazane su karakteristike namenskih (servisnih) vozila, koje proizvode poznati proizvo|a~i opreme za rudarstvo.


163

Tabela br. 5.20

TIP

VOZILA

NAMENA

KAPACITET

POGON

NAÎN

KRETAWA

DU@INA

(mm)

[IRINA

(mm)

VISINA

(mm)

PROIZVO\A^

MK-A3.5(S) transporter specijalne namene 3.5 t dizel pneumatici 4575 1200 1900 GHH SK-A20 transporter specijalne namene 20.0 t dizel pneumatici 9400 3070 2350 GHH SK-A30 transporter specijalne namene 30.0 t dizel pneumatici 10240 3300 2350 GHH SK-A30HE transporter specijalne namene 30.0 t elektri~ni pneumatici 10320 3300 2250 GHH HF-4PL vozilo sa platformom za

transport materijala 4.0 t dizel pneumatici 6800 2000 2000 GHH

HF-4WA vozilo za odràvawe - dizel pneumatici 6800 2000 2000 GHH HF-4PE18 vozilo za prevoz radnika 18 radnika dizel pneumatici 6800 2000 2000 GHH HF-4PE24 vozilo za prevoz radnika 24 radnika dizel pneumatici 7800 2000 2000 GHH HF-4HU vozilo sa servisnom

platformom - dizel pneumatici 6800 2000 2000 GHH

B 10 H transporter specijalne namene 3.0 t dizel pneumatici 3800 2100 1300 France Loader TP 13 vozilo za prevoz radnika i

transport materijala 13 radnika,

2.5 t dizel pneumatici 5900 1800 1500 France Loader

TM 40 vozilo za prevoz radnika, materijala, platforma


TM 50 transport materijala, nosa~ kotura sa kablom


CM 32 transporter specijalne namene 4.0 t dizel pneumatici 7000 1600 1450 France Loader CM 150 transporter specijalne namene 15.0 t dizel pneumatici 10700 2500 1760 France Loader EIMCO 975 personnel carrier/ flat bed truck

vozilo za prevoz radnika i sa platformom za transport

14 radnika dizel pneumatici 5867 1956 2083 EIMCO

EIMCO 975 general utility carrier

univerzalni transporter - dizel pneumatici 4978 1956 2083 EIMCO

EIMCO 975 personnel carrier

vozilo za prevoz radnika 10-28 radnika

dizel pneumatici 5982 1956 1829 EIMCO

EIMCO 975 boom truck

vozilo sa pokretnom platformom i granom (kran)

- dizel pneumatici 6553 2057 1829 EIMCO

EIMCO 975 flat bed truck

vozilo sa platformom za transport materijala


EIMCO 975 fuel and lubrication truck

vozilo za prevoz goriva i maziva


EIMCO 975 mechanics truck

vozilo za popravke i odràvawe


EIMCO 975 powder truck

vozilo za transport eksploziva


EIMCO 975 tractor

tegqa~ - dizel pneumatici 4775 2057 1829 EIMCO

Na slici br. 5.57 prikazano je namensko vozilo iz serije EIMCO 975, ~ija

namena moè biti razli~ita obzirom da sadrì pokretnu platformu, kao i pokretnu granu koja moè biti opremqena kukom i sajlom pri ~emu sluì kao kran.

Slika br. 5.57 - Namensko vozilo EIMCO 975 BOOM TRUCK (Eimco 975 series auxiliary vehicles - Eimco MM 2040 4M 4/77)


164

Na slici br. 5.58 prikazano je namensko vozilo iz serije EIMCO 975, koje

kombinacijom pogonskog dela vozila i servisnih delova moè da sluì kao vozilo za prevoz radnika i kao transporter sa platformom, za transport razli~itih materijala.

Slika br. 5.58 - Namensko vozilo EIMCO 975 PERSONNEL CARRIER / FLAT BED TRUCK

(Eimco 975 series auxiliary vehicles - Eimco MM 2040 4M 4/77)

Na narednim slikama prikazano je namensko vozilo TM 41 iz serije Sherpascoop TM 40 - France Loader, koje kombinacijom pogonskog dela vozila i servisnih delova moè da sluì kao vozilo za prevoz radnika (slika 5.59), zatim kao transporter kontejnera, za transport razli~itih materijala (slika 5.60) i kao vozilo za popravke - radionica (slika 5.61).

Slika br. 5.59 - Namensko vozilo TM 41 Personal carrier (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)


165

Slika br. 5.60 - Namensko vozilo TM 41 Container carrier (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)

Slika br. 5.61 - Namensko vozilo TM 41 Workshop vehicle (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)

Na slici br. 5.62 prikazano je namensko vozilo iz serije Sherpascoop CM 32 -

France Loader, koje moè da se koristi kao univerzalni transporter, odnosno za transport razli~itih materijala.

Slika br. 5.62 - Namensko vozilo CM 32 (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)


166

Na slici br. 5.63 prikazano je namensko vozilo iz serije Sherpascoop TM 50 -

France Loader, koje moè da se koristi kao nosa~ kotura sa energetskim kablom. Ovo vozilo sluì za transport navedenog kabla i za wegovu ugradwu du` odre|ene trase.

Slika br. 5.63 - Namensko vozilo TM 51 (SO 50) (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)

Na slici br. 5.64 prikazano je namensko vozilo TP 13 iz serije Sherpascoop - France Loader, koje moè da se koristi za prevoz radnika, kao i za transport razli~itih materijala.

Slika br. 5.64 - Namensko vozilo TP 13 (France Loader rubber tired line of products - l'èquipement minier, pp.7)


167

6 O R G A N I Z A C I J A R A D A Glavne tehnolo{ke postupke u podzemnom otkopavawu predstavqaju bu{ewe minskih bu{otina, minirawe, utovar i transport oborene rude, osigurawe otkopa, zasipavawe otkopanog prostora..........(itd.) 6.1 B u { e w e m i n s k i h b u { o t i n a Prilikom organizacije radova na bu{ewu minskih bu{otina potrebno je da se uzmu u obzir prora~unati parametri minirawa, kao naprimer: za pre~nik bu{ewa ..... mm, ukupan broj minskih bu{otina iznosi......., dok wihova ukupna duìna iznosi ..... m. Vreme potrebno za pripremu opreme za bu{ewe obuhvata slede}e radwe: (napr. pregled i podmazivawe opreme za bu{ewe, postavqawe postoqa bu{a}eg ~eki}a u radni poloàj, i u~vr{}ivawe bu{a}eg ~eki}a na postoqe.)

tm = .... min Ukupno vreme bu{ewa minskih bu{otina sastoji se od vremena ~istog bu{ewa, vrmena potrebnog za produèwe bu{a}ih {ipki, i vremena potrebnog za preme{tawe opreme za bu{ewe. îsto vreme bu{ewa minskih bu{otina jednog pojasa minirawa iznosi:

tLvc

b

= ,min (6.1)

gde su: L - ukupna duìna minskih bu{otina u jednom pojasu minirawa (m) i vb - brzina bu{ewa (m/min). Duìne bu{a}ih {ipki, koje se koriste za bu{ewe minskih bu{otina, iznose ..... mm, stoga je za produèwe jedne bu{a}e {ipke potrebno prose~no ..... s. Stoga, vreme potrebno za produèwe bu{a}ih {ipki, pri bu{ewu minskih bu{otina jednog pojasa minirawa iznosi:

tLl

tps

= ⋅ ′ ,min (6.2)

gde su: L - ukupna duìna minskih bu{otina u jednom pojasu minirawa (m), ls - duìna jedne bu{a}e {ipke (m) i t′ - vreme potrebno za produèwe jedne bu{a}e {ipke ( oko 30 s). Vreme potrebno za promenu poloàja bu{a}e opreme za bu{ewe naredne minske bu{otine, ukqu~uju}i centrirawe i u~vr{}ewe bu{a}eg ~eki}a (orjentaciono iznosi oko 5 minuta). Za jedan pojas minirawa, vreme potrebno za preme{tawe bu{a}e opreme iznosi:

tpr = nb ⋅ t1 ,min (6.3)


168

gde je: nb - broj minskih bu{otina u jednom pojasu minirawa i t1 - vreme potrebno za promenu poloàja bu{a}e opreme za bu{ewe

naredne minske bu{otine (min).

Tako da vreme potrebno za bu{ewe minskih bu{otina jednog pojasa minirawa

iznosi: tb = tm + tc + tp + tpr ,min (6.4) Pored vremena potrebnog za bu{ewe minskih bu{otina, za normalno odvijawe poslova, potrebno je da se u organizacionu {emu izvo|ewa radova na otkopavawu ukqu~i i vreme potebno za obavqawe pomo}nih poslova. Pod pojmom pomo}ni poslovi podrazumevaju se: dolazak radnika na radili{te, pregled ispravnosti bu{a}e opreme, prikqu~ak creva za vazduh i vodu pre po~etka bu{ewa ( tpo ). Stoga ukupno vreme za bu{ewe minskih bu{otina jednog pojasa minirawa iznosi: Tb = tb + tpo ,min (6.5)

Tako|e je potrebno da se prikaè specifikacija broja i kvalifikacija angaòvanih radnika, kao naprimer: za izvo|ewe radova na bu{ewu minskih bu{otina potrebno je da budu angaòvani radnici slede}ih kvalifikacija: • ... VKV radnik(a) • ... KV radnik(a) • ... PK radnik(a) 6.2 M i n i r a w e Minirawe obuhvata slede}e radwe: dopremu eksplozivnih sredstava od priru~nog magacina do mesta gde }e da se vr{i minirawe, pripremu eksplozivnih sredstava za puwewe i puwewe minskih bu{otina, povezivawe mreè i paqewe eksplozivnog puwewa. Prilikom organizacije radova na minirawu potrebno je da se uzmu u obzir prora~unati parametri minirawa, kao naprimer: za minirawe jednog pojasa minirawa potrebno je ... kg eksploziva, (vrsta i tip eksploziva). doprema (transport) eksploziva

Potrebno je da se precizira slede}e, kao naprimer: za dopremu eksploziva, ukqu~uju}i izdavawe, utovar, transport i istovar predvi|a se .... minuta. priprema inicijalnih sredstava

Potrebno je da se precizira slede}e, kao naprimer: pre po~etka puwewa minskih bu{otina potrebno je da se izvr{i priprema inicijalnih sredstava. U tu svrhu detoniraju}i {tapin (ili Nonel cev - za provo|ewe detonacionog impulsa) treba da se ise~e na odgovaraju}e duìne u zavisnosti od dubine minske bu{otine i da se pripremi udarna patrona (pri primeni patroniranog eksploziva), ili da se

Organizacija rada

169

poveè sa prajmerima1 (pri primeni ANFO eksploziva). Potrebno je da se pripreme glavni vod i elektri~ni upaqa~i za aktivirawe cele mreè prema usvojenoj {emi vezivawa. Za pripremu eksplozivnih sredstava predvi|a se .... minuta. puwewe minskih bu{otina

Potrebno je da se precizira slede}e, kao naprimer: u slu~aju primene ANFO sme{a u svaku od minskih bu{otina, jednog pojasa minirawa, ubacuju se prajmeri povezani za jedan kraj Nonel cevi. Prajmeri se ubacuju uz pomo} komprimiranog vazduha, kojim se isti potiskuju do kraja minske bu{otine. Pri tome slobodan kraj Nonel cevi treba da viri iz minske bu{otine najmawe za 0.5 m. Za ovu radwu predvi|a se vreme od .... minuta (orjentaciono oko 2 minuta za svaku minsku bu{otinu). Nakon toga iz pneumatske punilice uz pomo} creva za dopremu eksplozivne sme{e po~iwe puwewe minskih bu{otina. Brzina puwewa iznosi oko 20 kg/min, {to za koli~inu eksploziva od .... kg po jednom pojasu minirawa (lepezi), zahteva efiktivno vreme puwewa od ... minuta. Tome treba da se dodaju prekidi usled preme{tawa creva za puwewe izme|u pojedinih minskih bu{otina, koji iznose oko ... minuta (po 1 minut izme|u svake minske bu{otine). Tako da vreme, potrebno za puwewe minskih bu{otina ANFO sme{om, iznosi ... minuta. povezivawe i paqewe minskih puwewa

Potrebno je da se precizira slede}e, kao naprimer: za paqewe minskih puwewa potrebno je da se prethodno poveù svi slobodni krajevi Nonel cevi sa glavnim vodom. Na glavni vod se povezuju (u~vr{}uju) dva trenutna elektri~na detonatora. Kablovi (slobodni krajevi) elektri~nih detonatora povezuju se na glavni vod elektri~ne mreè. Povezivawe mreè za paqewe zahteva .... minuta. Na osnovu prethodno navedenog, vreme potrebno za minirawe jednog pojasa minskih bu{otina iznosi:

t t t t tm d i p pp= + + + ,min (6.6)

gde su: td - vreme potrebno za dopremu (transport) eksploziva, ti - vreme potrebno za pripremu inicijalnih sredstava, tp - vreme potrebno za puwewe minskih bu{otina, tpp - vreme potrebno za povezivawe i paqewe minskih puwewa. Prethodno prora~unatom vremenu potrebnom za minirawe jednog pojasa minskih bu{otina, potrebno je da se prikqu~i vreme za izvo|ewe raznih pomo}nih operacija i radova, kao i vreme za ulazak radnika u rudnik, dolazak na radili{te i povratak sa izlaskom iz jame ( tpo ). Tako naprimer: za pomo}ne operacije, kao {to su ~i{}ewe i odràvawe punilice predvi|a se ... minuta. Za ulazak radnika u rudnik dolazak na radili{te i povratak sa izlaskom iz jame ... minuta. Za druge pomo}ne radove ... minuta. Stoga ukupno vreme za minirawe jednog pojasa minskih bu{otina iznosi: Tm = tm + tpo ,min (6.7)

1 Prajmer (inicijalno eksplozivno puwewe) predstavqa eksplozivno puwewe koje se sme{ta unutar stuba ANFO eksplozivnog puwewa i koje je neophodno za wegovo inicirawe. Kao prajmer naj~e{}e se koristi liveni pentolit. Za razliku od bustera (poja~nika detonacije) prajmer se oprema detonatorom, kojim se vr{i wegovo inicirawe.


170

Tako|e je potrebno da se prikaè specifikacija broja i kvalifikacija

angaòvanih radnika, kao naprimer: za izvo|ewe radova na minirawu jednog pojasa minskih bu{otina potrebno je da budu angaòvani radnici slede}ih kvalifikacija: • ... VKV radnik(a) • ... KV radnik(a) • ... PK radnik(a) 6.3 U t o v a r ( i o d v o z ) r u d e

Prilikom organizacije radova na utovaru (i odvozu) odminirane rude potrebno je da se uzme u obzir slede}e, kao naprimer: minirawem jednog pojasa vr{i se obarawe slede}e koli~ine rude:

Q = ... t ⇒ Vr = ... m3 Koeficijent rastresitosti odminirane rude iznosi kr = ..., stoga stvarna zapremina oborene rude iznosi: V = Vr ⋅ kr ,m3 (6.8)

Daqe, potrebno je da se precizira slede}e, kao naprimer: koli~ina rude, koja se dobija minirawem jednog pojasa minskih bu{otina, u toku ... (jedne) smene iznosi ... t. Smenski kapacitet utovarne jedinice iznosi ... t/sm. Potrebno je da se navede da smenski kapacitet utovarne jedinice ... t/sm moè da se ostvari tokom efektivnog vremena rada, u trajawu, od ... ~asova ( tu ). Pored vremena potrebnog za utovar (i odvoz) odminirane rude, za normalno odvijawe poslova, potrebno je da se u organizacionu {emu izvo|ewa radova na otkopavawu ukqu~i i vreme potebno za obavqawe pomo}nih poslova. Pod pojmom pomo}ni poslovi podrazumevaju se: dolazak radnika na radili{te, pregled ispravnosti i teku}e odràvawe utovarne opreme, itd. ( tpo ).

Vreme potrebno za utovar (i odvoz) odminirane rude iznosi: Tu = tu + tpo ,min (6.9)

Tako|e je potrebno da se prikaè specifikacija broja i kvalifikacija angaòvanih radnika, kao naprimer: za izvo|ewe radova na utovaru (i odvozu) odminirane rude potrebno je da budu angaòvani radnici slede}ih kvalifikacija: • ... VKV radnik(a) • ... KV radnik(a) • ... PK radnik(a) 6.4 [ e m a o r g a n i z a c i j e r a d a n a o t k o p a v a w u Prethodno su navedeni tehnolo{ki postupci primewene tehnologije podzemnog otkopavawa. Kao {to je navedeno u primeru: jedan radni ciklus otkopavawa definisan je izvo|ewem slede}ih radova:

Organizacija rada

171

• bu{ewa minskih bu{otina jednog pojasa minirawa, • minirawa istog i • utovarom (i odvozom) oborene rude.

Tako|e su prikazana i vremena potrebna za izvo|ewe navedenih radnih operacija. Prilikom kreirawa {eme organizacije rada na otkopavawu zna~ajno je da se razmotri slede}e, kao naprimer: • da li vremena trajawa pojedinih radova omogu}uje wihovo izvo|ewe u toku

jedne radne smene ( 8 ~asova) ? • mogu}nost istovremenog izvo|ewa radnih operacija ?

Daqe je potrebno da se precizira slede}e, kao naprimer prilikom otkopavawa sigurnosnog stuba primenom Alimak postupka: uzimaju}i u obzir prethodno navedeno, predlaè se {ema organizacije rada na otkopavawu , koja je prikazana slede}om tabelom:

Tabela br. 6.1

1. smena (bu{ewe minskih bu{otina)

dolazak radnika na radili{te..............................................................................30 min

*..................................................................................................................................30 min

priprema opreme za bu{ewe ...................................................................................30 min

bu{ewe minskih bu{otina ...................................................................................340 min

uklawawe Alimak platforme ..................................................................................20 min

odlazak radnika sa radili{ta .............................................................................30 min

ukupno .....................................................................................................................480 min 1. smena (utovar)


pregled opreme ........................................................................................................30 min

utovar .....................................................................................................................300 min

~i{}ewe i podmazivawe opreme.............................................................................30 min

doprema eksploziva ...............................................................................................60 min


ukupno .....................................................................................................................480 min 2. smena (bu{ewe minskih bu{otina i minirawe)


podizawe platforme ..............................................................................................20 min

bu{ewe minskih bu{otina ................................................................................... 180 min

puwewe minskih bu{otina i povezivawe mreè...................................................80 min

demontaà dowe vo|ice ........................................................................................60 min

uklawawe platforme i paqewe minskih puwewa ...............................................40 min

~i{}ewe i odràvawe punilice i platforme Alimak ..........................................40 min


ukupno .....................................................................................................................480 min ∗ pregled ispravnosti pokretne Alimak platforme i bu{a}e opreme, utovar opreme i pribora na

platformu, prevoz platformom do visine u uskopu na kojoj se vr{i bu{ewe minskih bu{otina, pode{avawe i rasklapawe pokretnih delova platforme, prikqu~ak creva za vazduh i vodu pre po~etka bu{ewa


172

Prethodno prikazana organizaciona {ema otkopavawa sigurnosnog stuba

moè grafi~ki da se predstavi slede}im ciklogramom radova na otkopavawu.

Tabela br. 6.2 OPI S POSLA VREME BROJ RADNI H ÂSOVA

(min) 1 2 3 4 5 6 7 81. S M E N A

dol azak r adni ka na r adi l i { t e 30* 30pr i pr ema opr eme za bu{ ewe 30bu{ ewe mi nski h bu{ ot i na 340ukl awawe pl at f or me 20pr egl ed opr eme za ut ovar 30ut ovar 300~i { } ewe i podmazi vawe opr eme za ut ovar 30dopr ema ekspl ozi va 60odl azak r adni ka sa r adi l i { t a 30

2. S M E N Adol azak r adni ka na r adi l i { t e 30podi zawe pl at f or me 20bu{ ewe mi nski h bu{ ot i na 180puwewe mi nski h bu{ ot i na i povezi vawe mr e` e 80demont a` a dowe vo| i ce 60ukl awawe pl at f or me i paq ewe mi nski h puwewa 40~i { } ewe i odr ` avawe puni l i ce i pl at f or me Al i mak 40odl azak r adni ka sa r adi l i { t a 30

* pregled ispravnosti pokretne Alimak platforme i bu{a}e opreme, utovar opreme i pribora na platformu, prevoz platformom do visine u uskopu na kojoj se vr{i bu{ewe minskih bu{otina, pode{avawe i rasklapawe pokretnih delova platforme, prikqu~ak creva za vazduh i vodu pre po~etka bu{ewa


173

7 T E H N O - E K O N O M S K I P O K A Z A T E Q I O T K O P A V A W A Neslojevita rudna leì{ta, kao {to je ranije pomenuto karakteristi~na su po svome vi{e-mawe nepravilnom obliku, promewivom padu i mo}nosti, razli~itim fizi~ko-mehani~kim osobinama rude i okolnih stena, nepostojanom sadràju korisne komponente i drugim karakteristikama. Kod podzemne eksploatacije rudnih leì{ta i izbora metode otkopavawa i wenih konstruktivnih parametara, pored izu~avawa i poznavawa prirodnih uslova leì{ta, potrebno je da se ispuni niz tehni~ko-ekonomskih uslova me|u kojima treba da budu istaknuti slede}i:

• sigurnost i zdravi uslovi rada, • niski gubici rude odnosno metala, • obezbe|ewe potrebnog kapaciteta proizvodwe i • niski tro{kovi proizvodwe. Sigurnost i zdravi uslovi pri radu kod svake metode otkopavawa predstavqaju glavne uslove, koji moraju da budu ispuweni. Ne sme da se dozvoli da zbog ekonomi~nosti rada metoda postane opasna po ìvot i rad qudi i sigurnost rudni~kih instalacija. Svaka je metoda vi{e-mawe opasna od samog po~etka rada, ukoliko se preduzimaju rizi~ni radovi. Statistike nesre}nih slu~ajeva pokazuju da se oni naj~e{}e doga|aju zbog nesmotrenosti radnika i nepridràvawa predvi|enim propisima o za{titi pri radu. Kod izbora metode otkopavawa mora da se obezbedi sigurnost od poàra u jami, provale podzemnih i povr{inskih voda, zaru{avawa nadzemnih i podzemnih instalacija i objekata i sl. Za obezbe|ewe zdravih uslova pri radu potrebno je da se obezbedi dobro provetravawe, t.j. dovo|ewe sveèg vazduha i odvo|ewe {tetnih gasova i pra{ine, dobro osvetqewe pri radu, dobri i sigurni prilazi do radnih mesta, zatim da se radne operacije izvode primenom mehanizacije radi osloba|awa radnika od te{kog fizi~kog rada, kao i da se preduzimaju ostale higijensko za{titne mere. Niski gubitci rude imaju veliki zna~aj jer se time produàva vek eksploatacije rudnika, dok izgubqena sirovina predstavqa nepovratni gubitak prirodnog bogatstva. Obezbe|ewe odgovaraju}eg kapaciteta proizvodwe po obimu i kvalitetu ima velikog uticaja na cenu proizvoda - otkopane rude, kao i na obezbe|ewe celokupnog plana proizvodwe. Sa niskim tro{kovima proizvodwe postiè se ve}i ekonomski efekat rudnika. Niì tro{kovi proizvodwe (otkopavawa), po pravilu, ostvaruju se ukoliko se po jedinici proizvoda (toni otkopane rude) utro{i mawe materijala i radne snage. Radna snaga u podzemnoj eksploataciji ~ini jedan od zna~ajnijih tro{kova proizvodwe, zbog ~ega je potrebno da se pri izboru tehnolo{kog procesa rada nastoji da se proizvodni procesi {to vi{e mehanizuju i da mehanizacija bude u {to ve}oj meri iskori{}ena. Drugim re~ima, potrebno je da se sprovede efikasna organizacija rada.


174

Na snièwe tro{kova proizvodwe uti~e i stepen osiroma{ewa rude, jer se, kod ve}eg osiroma{ewa na vi{ak jalovine, koja se dobija prilikom eksploatacije, bez potrebe angaùje brojnija radna snaga i tro{i vi{e energije i materijala. Prividna ekonomi~nost moè da se postigne tzv. pqa~ka{kim radom ili radom na dohvat, tj. kada se u nekom leì{tu otkopavaju samo bogatije partije rude, a siroma{nije ostavqaju. Ovim na~inom rada u datom momentu mogu da se postignu visoki ekonomski efekti, ali u kasnijoj fazi proizvodwe to moè da ima vrlo negativne posledice, ~ime i daqa eksploatacija moè da se dovede u pitawe. Zbog toga, bilo kod selektivne ili masovne proizvodwe, otkopavawe leì{ta mora da se izvodi planski i sistamatski. 7.1 K o e f i c i j e n t i s k o r i { } e w a r u d e Iskori{}ewe rude iz rudnog bloka se, po pravilu, izraàva koeficijentom iskori{}ewa rude (ir) . Ovaj koeficijent se obra~unava u apsolutnim vrednostim ili u procentima. Prakti~no, ukoliko se ukupne rudne rezerve nekog rudnog bloka ozna~e sa T, gubitak rude koji je nastao usled otkopavawa (neotkopani ili zarobqeni deo rudnih rezervi) sa Tg, i deo rude koji je priozveden iz bloka sa T~, onda izme|u wih postoji slede}a zavisnost: T = T + T~ g ,t (7.1)

Koeficijent iskori{}ewa rude predstavqa odnos izme|u koli~ine proizvedene rude i ukupne koli~ine rude u rudnom bloku, odnosno:

i =TTr

~ (7.2)

Koeficijent gubitka rude predstavqa odnos izme|u koli~ine izgubqene rude iz bloka i ukupne koli~ine rude u rudnom bloku, odnosno:

g =T

Trg (7.3)

Izme|u navedenih koeficijenata postoji slede}a zavisnost: i gr r = 1+ (7.4)

Prilikom prora~una potrebno je da se prikaù slede}e vrednosti: • koli~ina rude koja moè da se proizvede iz ukupnih rudnih rezervi: T~ = T - Tg ,t (7.5) • koeficijent gubitka rude:

g =T

Trg

Gubitak rude prilikom otkopavawa iznosi: gr

. 100 = (%).

Tehno-ekonomski pokazateqi otkopavawa

175

• koeficijent iskori{}ewa rude:

i =T

Tr~

Iskori{}ewe rude prilikom otkopavawa iznosi: ir . 100 = (%). 7.2 K o e f i c i j e n t o s i r o m a { e w a r u d e Osiroma{ewe predstavqa odnos koli~ine jalovine koja je dospela u rovnu rudu prema ukupnoj koli~ini rovne rude, i izraàva se koeficijentom osiroma{ewa rude:

O =TTr

2

1

(7.6)

gde su: T2 - koli~ina jalovine koja je dospela u rovnu rudu (t) i T1 - ukupna koli~ina rovne rude ( T1 = T~ + T2 ) (t). Osiroma{ewe tako|e moè da se izrazi kao smawewe sadràja metala u proizvedenoj rovnoj rudi, u odnosu na sadràj metala u rudnom bloku.

Prilikom prora~una potrebno je da se prikaè slede}a vrednost: • koeficijent osiroma{ewa rude:

O =TTr

2

1

Osiroma{ewe rude prilikom otkopavawa iznosi: Or

. 100 = (%). 7.3 K o e f i c i j e n t p r i p r e m e Koeficijent pripreme predstavqa odnos potrebnih pripremih radova za odre|enu metodu otkopavawa prema ukupnoj koli~ini rude koja }e da bude proizvedena iz nekog otkopa ili otkopnog bloka koji se nalazi izme|u dva horizonta.

k =1000 P

Tpr

1

⋅ ,mm/t (7.7)

gde su: Pr - obim pripremnih radova (m) i T1 - koli~ina proizvedene rovne rude (t). Koeficijent pripreme sluì kod projektovawa metoda otkopavawa zbog obra~una u~e{}a pripremih radova u tro{kovima otkopavawa, a kod aktivnih rudnika i zbog planirawa godi{we koli~ine pripremih radova sa ciqem da se odrì ili pove}a postoje}i kapacitet proizvodwe.


176

Prilikom prora~una potrebno je da se prikaù slede}i podaci, naprimer: prilikom otkopavawa potrebno je da se izvr{i slede}i obim pripremnih radova:

• izrada (navodi se duìna) m hodnika, • izrada (navodi se duìna) m uskopa, • izrada (navodi se broj) levkastih rudnih sipki,

pri ~emu zapremina iskopa iznosi (navodi se zapremina) m3 rude. Koeficijent pripreme posebno se izra~unava za hodnike, uskope, razna pro{irewa i ostale prostorije pripreme. Koeficijent pripreme, za hodnike i uskope, izraàva se u mm/t proizvedene rude. Za razna pro{irewa, u ovom slu~aju levkaste rudne sipke, koeficijent pripreme moè da se izra~una u m3/t proizvedene rude.

Prilikom prora~una potrebno je da se prikaù slede}e vrednosti: • Koeficijent pripreme za hodnike iznosi:

k =1000

Tph

1

⋅ l ,mm/t (7.8)

gde su: lh - duìna hodnika koji treba da budu izra|eni (m) i T1 - koli~ina proizvedene rovne rude (t). • Koeficijent pripreme za uskope iznosi:

k =1000

Tpu

1

⋅ l ,mm/t (7.9)

gde su: lu - duìna uskopa koji treba da budu izra|eni (m) i T1 - koli~ina proizvedene rovne rude (t). • Koeficijent pripreme za levkaste rudne sipke iznosi:

k =V

Tpi

1

,m3/t (7.10)

gde su: Vi - zapremina iskopa prilikom izrade datog broja

levkastih rudnih sipki (m3) i T1 - koli~ina proizvedene rovne rude (t). 7.4 P r o d u k t i v n o s t m e t o d e o t k o p a v a w a i k a p a c i t e t p r o i z v o d w e Produktivnost ili intenzitet metode otkopavawa ima veliki zna~aj u ekonomici jednog rudnika, obzirom da se ve}om produktivno{}u metode otkopavawa postiè ve}i kapacitet proizvodwe. Produktivnost metode otkopavawa se naj~e{}e izraàva koeficijentom intenziteta proizvodwe, koji predstavqa odnos proizvodwe rude u jednom bloku u toku godine prema jedinici povr{ine otkopavawa.


177

KTPi =

1 ,t/m2 (7.11)

gde su: T1 - godi{wa proizvodwa rovne rude (t) i P - povr{ina rudnog tela ili otkopnog bloka (m2).

Navedeni koeficijent predstavqa adekvatan pokazateq produktivnosti metode otkopavawa u slu~ajevima eksploatacije strmih leì{ta, kada se otkopavawe nekog otkopnog bloka (dela leì{ta) vr{i tokom duèg vremenskog perioda. Time se obezbe|uje konstantna vrednost aktivnih rudnih povr{ina tokom duèg vremenskog perioda.

Produktivnost metode otkopavawa, tako|e, moè da bude definisana

brzinom (potrebnim vremenom) otkopavawa pojedinih otkopnih blokova ili delova leì{ta. Godi{wa proizvodwa rovne rude moè da se odredi pomo}u slede}e formule: T1 = Td ⋅ nd ,t (7.12) gde su: Td - dnevna proizvodwa rovne rude (t), nd - broj radnih dana u toku godine.

Td = Ts ⋅ ns ,t (7.13) gde su: Ts - proizvodwa rovne rude u toku jedne smene (t), ns - broj radnih smena u toku jednog radnog dana. 7.5 O t k o p n i u ~ i n c i Ocena produktivnosti rada u podzemnoj eksploataciji moè da se izrazi u~inkom, koji predstavqa koli~inu proizvoda po izvr{enoj osmo~asovnoj nadnici. Pri tome se razlikuju slede}i u~inci: otkopni u~inak, u~inak na raznim operacijama ili procesima, jamski u~inak, rudni~ki u~inak. Svi navedeni u~inci izraàvaju se u tonama po nadnici (t/nad).

Otkopni u~inak predstavqa produktivnost radnika u procesu otkopavawa, a u wega su ukqu~ene sve utro{ene nadnice na pripremi, na bu{ewu u otkopima, minirawu, utovaru rude, podgra|ivawu, zasipavawu i na svim pomo}nim radovima prilikom otkopavawa.

U =Tn

,t/nad (7.14)

gde su: U - u~inak pri izvo|ewu odre|ene radne operacije (t/nad), T - koli~ina rude koja se otkopa u toku jedne radne smene (t), n - broj nadnica koje su potrebne za otkopavawe T koli~ine rude.

Prilikom prora~una potrebno je da se prikaù slede}e vrednosti: • U ~ i n a k n a b u { e w u m i n s k i h b u { o t i n a :

U =Tnb

b

,t/nad (7.15)


178

gde su: Ub - u~inak na bu{ewu minskih bu{otina (t/nad), T - koli~ina rude u jednom pojasu minskih bu{otina (t),

(ukoliko se u toku jedne radne smene vr{i minirawe ve}eg broja pojaseva minskih bu{otina, potrebno je da se prethodno navedena koli~ina rude pomnoì sa brojem pojaseva)

nb - broj nadnica angaòvanih na bu{ewu minskih bu{otina koje su potrebne za otkopavawe T koli~ine rude.

• U ~ i n a k n a m i n i r a w u :

U =T

nm

m

,t/nad (7.16)

gde su: Ub - u~inak na minirawu(t/nad), T - koli~ina rude u jednom pojasu minskih bu{otina (t),

(ukoliko se u toku jedne radne smene vr{i minirawe ve}eg broja pojaseva minskih bu{otina, potrebno je da se prethodno navedena koli~ina rude pomnoì sa brojem pojaseva)

nb - broj nadnica angaòvanih na minirawu, kojim se vr{i otkopavawe Tkoli~ine rude.

• U ~ i n c i n a u t o v a r u ( i o d v o z u ) r u d e :

U =Tnu

u

,t/nad (7.17)

gde su: Uu - u~inak na utovaru (i odvozu) rude (t/nad), T - koli~ina rude koju je potrebno, saglasno organizaciji rada na

otkopavawu, utovariti (i odvesti) (t), nu - broj nadnica angaòvanih na utovaru (i odvozu) T koli~ine rude. Primer prora~una otkopnih u~inaka [emom organizacije rada na otkopavawu sigurnosnog stuba predvi|eno je da se obarawe jednog pojasa minirawa - 675 t izvr{i tokom dve osmo~asovne radne smene. Za otkopavawe sigurnosnog stuba odre|uju se u~inci za slede}e tehnolo{ke postupke otkopavawa: bu{ewe, minirawe, i utovar. • U ~ i n a k n a b u { e w u m i n s k i h b u { o t i n a :

Za izvo|ewe radova na bu{ewu minskih bu{otina predvi|a se angaòvawe tri radnika, pri ~emu su dva radnika angaòvana neposredno na radu sa bu{a}om opremom dok je tre}i radnik angaòvan za pomo}ne poslove. Za bu{ewe minskih bu{otina jednog pojasa minirawa potrebne su dve radne smene. Stoga je za izvr{ewe navedenih radova potrebno ukupno 6 nadnica. Minirawem jednog pojasa minirawa obara se 675 t rude, stoga odgovaraju}i u~inak ima slede}u vrednost:

U =675 t6 nad

= 112.5 t / nadb


179

• U ~ i n a k n a m i n i r a w u :

Za izvo|ewe radova na minirawu jednog pojasa minskih bu{otina bi}e angaòvana tri radnika. Tom prilikom se vr{i izvo|ewe slede}ih poslova: puwewe minskih bu{otina eksplozivom, ugradwa prajmera, za~epqewe minskih bu{otina, povezivawe minskih puwewa i wihovo paqewe. Navedeni radovi izvr{avaju se tokom jedne radne smene navedenog radnog ciklusa, koji traje dve radne smene. Stoga je za izvr{ewe navedenih radova potrebno ukupno 3 nadnice. U~inak na minirawu jednog pojasa ima slede}u vrednost:

U =675 t3 nad

= 225 t / nadm

• U ~ i n a k n a u t o v a r u r u d e : Na utovaru rude tokom otkopavawa sigurnosnog stuba bi}e angaòvan jedan radnik. Utovar rude se izvr{ava tokom jedne radne smene navedenog radnog ciklusa, koji traje dve radne smene. Tom prilikom se koli~ina od 253 t rude utovari u vagonete i transportuje do centralne rudne sipke. Za izvr{ewe radova na utovaru 253 t rude, tokom otkopavawa sigurnosnog stuba, potrebna je 1 nadnica. Stoga u~inak na utovaru ima slede}u vrednost:

Uu = 253 t/nad

7.6 N o r m a t i v i r a d n e s n a g e , m a t e r i j a l a i e n e r g i j e

Normativi predstavqaju potrebnu koli~inu nadnica, mterijala i elektri~ne energije za proizvodwu jedne tone rovne rude. êsto se normativi, zbog malih koli~ina utro{ka nadnica, materijala i elektri~ne energije, izraàvaju na 1000 tona rude umesto na jednu tonu. Normativi se obra~unavaju za razne faze i procese rada, a zatim i zbirno za ukupnu proizvodwu rudnika. Prilikom otkopavawa najzna~ajniji su normativi radne snage, materijala i energije. a) N o r m a t i v r a d n e s n a g e

Normativ radne snage izra~unava se kao zbir normativa radne snage za odre|ene tehnolo{ke postupke otkopavawa, napr. bu{ewe minskih bu{otina, minirawe, utovar (i odvoz) itd.

Normativ radne snage predstavqa recipro~nu vrednost u~inka i moè da se izrazi pomo}u slede}e formule:

N =1U

,nad/t (7.18)

gde su: N - normativ radne snage za odre|eni tehnolo{ki postupak i U - u~inak na izvo|ewu odre|enog tehnolo{kog postupka (t/nad). • Normativ radne snage na bu{ewu minskih bu{otina:

N =1

Ub

b

,nad/t (7.19)


180

• Normativ radne snage na minirawu:

N =1

Um

m

,nad/t (7.20)

• Normativ radne snage na utovaru (i odvozu):

N =1

Uu

u

,nad/t (7.21)

Ukupna vrednost normativa radne snage na otkopavawu (bu{ewu, minirawu i utovaru sa odvozom rude) iznosi: NO = Nb + Nm + Nu ,nad/t (7.22)

b) N o r m a t i v i m a t e r i j a l a Normativi materijala predstavqaju pokazateqe potro{we razli~itih materijala po jedinici proizvoda (u slu~aju otkopavawa - tona rovne rude). Pojedina~ni normativi materijala mogu da se izra~unaju pomo}u slede}e formule:

q =Q

Tmxmx ,jedinica koli~ine materijala / t (7.23)

gde su: Qmx - koli~ina odre|enog materijala koja se potro{i prilikom

otkopavawa T koli~ine rovne rude, T - koli~ina otkopane rovne rude (t). v) N o r m a t i v e l e k t r i ~ n e e n e r g i j e Normativ elektri~ne energije predstavqa potrebnu koli~inu elektri~ne energije za proizvodwu jedinice proizvoda (u slu~aju otkopavawa - tona rovne rude). Navedeni normativ moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

q =Q

Tee ,kWh/ t (7.24)

gde su: Qe - koli~ina elektri~ne energije koja se potro{i prilikom otkopavawa

T koli~ine rovne rude (kWh), T - koli~ina otkopane rovne rude (t). Normativi materijala i energije prikazuju se tabelarno po uzoru na slede}u tabelu:

Tabela br. 7.1

Redni broj Materijal / energija Jedinica mere Normativ

Primer prora~una normativa radne snage, materijala i energije

Prora~un normativa radne snage, materijala i energije bi}e prikazan na primeru otkopavawa sigurnosnog stuba, kao u primeru prora~una otkopnih u~inaka.


181

a) N o r m a t i v r a d n e s n a g e • Normativ radne snage na bu{ewu minskih bu{otina:

Obzirom da u~inak na bu{ewu minskih bu{otina iznosi 112.5 t/nad, normativ radne snage na bu{ewu minskih bu{otina iznosi:

N =1

112.5= 0.009b nad/t

• Normativ radne snage na minirawu:

Obzirom da u~inak na minirawu jednog pojasa minskih bu{otina iznosi 225 t/nad, normativ radne snage na minirawu iznosi:

N =1

225= 0.0044m nad/t

• Normativ radne snage na utovaru:

Obzirom da u~inak na utovaru rude tokom otkopavawa sigurnosnog stuba iznosi 253 t/nad, normativ radne snage na utovaru iznosi:

N =1

253= 0.004u nad/t

Ukupna vrednost normativa radne snage na otkopavawu (bu{ewu, minirawu i

utovaru rude) iznosi:

NO = Nb + Nm + Nu

NO = 0.009 + 0.0044 + 0.004 = 0.0174 nad/t b) N o r m a t i v i m a t e r i j a l a

Glavni potro{ni materijali tokom otkopavawa navedenog sigurnosnog stuba su: eksploziv i sredstva za paqewe minskih puwewa. • Potro{wa ANFO eksplozivne sme{e

Za minirawe jednog pojasa, pri ~emu se vr{i obarawe 675 t rude, potrebno je 101.25 kg ANFO sme{e. Stoga normativ eksploziva iznosi:

q =101.25

675= 0.15 kg / tm1

• Potro{wa prajmera

Za minirawe jednog pojasa, pri ~emu se vr{i obarawe 675 t rude, potrebno je 32 (16 × 2) prajmera. Stoga normativ prajmera iznosi:

q =32675

= 0.047m2 kom/t


182

• Potro{wa Nonel cevi

Ukupna duìna minskih bu{otina, jednog pojasa minirawa, iznosi 74.40 m. Ovoj duìni potrebno je da se doda jo{ 8 m - koliko iznosi zbirna duìna krajeva Nonel cevi koje prema{uju duìne minskih bu{otina. Za glavni vod potrebno je jo{ 15 m, {to ukupno iznosi 97.40 m ili pribli`no 98 m. Stoga normativ Nonel cevi iznosi:

q =98675

= 0.145 m / tm3

• Potro{wa elektri~nih detonatora

Za aktivirawe Nonel cevi koriste se dva elektri~na detonatora, stoga normativ elektri~nih detonatora iznosi:

q =2

675= 0.003 kom / tm4

v) N o r m a t i v e l e k t r i ~ n e e n e r g i j e

Sva oprema za: bu{ewe, puwewe minskih bu{otina, pokretawe radne platforme Alimac, provetravawe radili{ta i dr. radi na komprimirani vazduh, koji }e se proizvoditi kompresorom na elektri~ni pogon (glavni kompresor). Potro{wa vazduha za bu{ewe

q = t V = 372 10 = 3720 mb ~ ~3⋅ ⋅

gde su: t~ - ~isto vreme bu{ewa jedne lepeze minskih bu{otina (372 min.), V~ - potro{wa vazduha bu{a}eg ~eki}a BBC 120FZ (10 m3/min). Potro{wa vazduha za pokretawe platforme Alimak

q = t V = 20 = 280 mpl pl pl3⋅ ⋅14

gde su: tpl - vreme podizawa i spu{tawa platforme (20 min), Vpl - potro{wa vazduha pri podizawu platforme (14 m3/min). Potro{wa vazduha za provetravawe

Provetravawe radili{ta vr{i}e se izme|u smena u vremenskom periodu od oko 1h, odnosno 60 minuta. U tom periodu vr{i}e se uduvavawe komprimiranog vazduha, protokom od 3 m3/min, stoga potro{wa vazduha za provetravawe iznosi:

q = 60 3 = 180 mp3⋅

Potro{wa vazduha punilice za ANFO eksploziv

Zapremina punilice iznosi 100 l = 0.1 m3, {to pribli`no odgovara koli~ini eksploziva za jedno minirawe (101.25 kg), za produvavawe creva za puwewe pre upotrebe potrebno je oko 3 m3 vazduha. Stoga potro{wa vazduha za ANFO punilice iznosi:

qpu = 3 m3


183

Potro{wa vazduha za utovar rude.

q = t V = 300 8 = 2400 mu u u3⋅ ⋅

gde su: tu - vreme utovara (300 min), Vu - potro{wa vazduha utovarne lopate CAVO 320 (8 m3/min). Ukupna potro{wa komprimiranog vazduha

Q = q + q + q + q + q = 3720 + 280 + 180 + 3 + 2400 = 6583 mb pl p pu u3

Specifi~na potro{wa komprimiranog vazduha

q =Q

675=

6583675

= 9.75 m / ts3

Ra~una se da su gubici vazduha oko 20%, stoga specifi~na potro{wa vazduha iznosi:

qs = 9.75 ⋅ 1.2 = 11.7 m3/ t

Normativ elektri~ne energije (koja se koristi za proizvodwu komprimiranog vazduha) iznosi:

Ek = e ⋅ qs ⋅ kg = 0.075 ⋅ 11.7 ⋅ 1.15 = 1 kWh/ t gde su: e - potro{wa elektri~ne energije za proizvodwu 1 m3 komprimiranog

vazduha (kWh/ t), kp - koeficijent gubitaka (15 %). Normativi bu{a}ih {ipki, bu{a}ih kruna, guma za utovarnu lopatu, uqa za pomazivawe i gumenih creva usvojeni su na osnovu iskustvenih podataka. Normativi materijala i energije prikazani su , po uzoru na tabelu br. 7.1, u slede}oj tabeli:

Tabela br. 7.2

Redni broj Materijal / energija Jedinica mere Normativ

1 ANFO eksplozivna sme{a kg/ t 0.15

2 Poja~nici detonacije kom./ t 0.047

3 Detoniraju}i {tapin m/ t 0.145

4 Elektri~ni detonatori kom./ t 0.003

5 Elektri~na energija kWh/ t 1

6 Bu{a}e krune kom./ t 0.002

7 Bu{a}e {ipke kom./ t 0.0005

8 Gume za utovarnu lopatu kom./ t 0.0008

9 Uqe za podmazivawe kg/ t 0.02

10 Gumena creva m/ t 0.001


184

7.7 M i n i m a l n a m o } n o s t r u d n e ` i l e k o j a m o ` e e k o n o m i ~ n o d a s e o t k o p a v a Sastavni delovi mnogih hidrotermalnih ìlnih leì{ta olova i cinka, kao i drugih metala su tanke rudne ìle, koje ~esto imaju vrlo visok sredwi sadràj metala. Navedena leì{ta, bez obzira na visok sadràj metala, ne retko ostaju neotkopana, delom zbog neprilago|ene tehnologije otkopavawa, i delom zbog nepotpunih podataka o vrednosti metala u rudnim rezervama.

U ovom delu bi}e prikazan postupak prora~una minimalne mo}nosti rudne ìle koja moè ekonomi~no da se otkopava. Navedena mo}nost rudne ìle prvenstveno zavisi od: sredweg sadràja metala u rudi, trì{ne vrednosti tone metala i ukupnih tro{kova proizvodwe metala iz jedne tone rude.

Koli~ina metala (M) u rudnom bloku, odnosno delu rudne ìle, povr{ine 1 m2 i mo}nosti d (slika br. 7.1) moè da se odredi pomo}u slede}e formule:

M d m iu= ⋅ ⋅ ⋅γ ,t (7.25)

gde su: d - mo}nost rudne ìle (m), m - sredwi sadràj metala u rudnoj ìli, γ - zapreminska masa rude (t/m3) i iu - koeficijent iskori{}ewa metala u tehnolo{kom procesu proizvodwe.

Slika br. 7.1 - Prikaz rudnog bloka

Tehnolo{ki proces proizvodwe metala ~ine slede}e faze: eksploatacija rude, koncentracija i metalur{ki proces, odnosno proizvodwa metala iz rude. Stoga koeficijent iskori{}ewa metala u tehnolo{kom procesu proizvodwe moè da se prikaè slede}im izrazom:

iu = ie ⋅ ik ⋅ im (7.26) gde su: ie - koeficijent iskori{}ewa metala pri eksploataciji rude, ik - koeficijent iskori{}ewa metala pri koncentraciji rude i im - koeficijent iskori{}ewa metala u metalur{kom procesu.


185

Tokom eksploatacije rude dolazi do wenog osiroma{ewa, {to doprinosi

smawewu sadràja metala u jednoj toni rovne rude (mr < m), kao osnovnoj jedinici proizvoda. Stoga potrebno je da se odredi koli~ina metala u rovnoj rudi Mr, dobijenoj otkopavawem rudne ìle, pri ~emu povr{ina otkopa iznosi 1 m2. Navedena koli~ina metala moè da se odredi pomo}u slede}e formule: M d m ir r u= ⋅ ⋅ ⋅γ ,t (7.27) gde je: mr - sredwi sadràj metala u rovnoj rudi.

Sredwi sadràj metala u rovnoj rudi moè da se odredi pomo}u slede}e formule: m m or r= ⋅ −( )1 (7.28) gde je: or - koeficijent osiroma{ewa rude.

Po{to se u jedna~inu (7.27) uvrsti jedna~ina (7.28), dobija se kona~an oblik

jedna~ine pomo}u koje moè da se odredi koli~ina metala u rovnoj rudi: M d m o ir r u= ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅( )1 γ (7.29)

Trì{na vrednost metala iz Mr - koli~ine metala u rovnoj rudi moè da se odredi pomo}u slede}e formule: C M Cr r m= ⋅ (7.30) gde je: Cm - trì{na vrednost 1t metala (din/t). Ukoliko se u jedna~inu (7.30) uvrsti jedna~ina (7.29), dobija se slede}i izraz: C d m o i Cr r u m= ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅( )1 γ (7.31)

Ekonomi~nost poslovawa na proizvodwi metala (iz jedne tone rude) je obezbe|ena ukoliko je ispuwen slede}i uslov: C Tr u≥ (7.32)

gde: Tu predstavqa - ukupne tro{kove proizvodwe metala iz 1 t rude.

Ukupne tro{kove proizvodwe metala iz jedne tone rude ~ini zbir tro{kova pojedinih faza tehnolo{kog procesa proizvodwe, odnosno: tro{kova eksploatacije, tro{kova koncentracije, tro{kova transporta koncentrata i metalur{kih tro{kova proizvodwe metala. Dowa granica ekonomi~nosti otkopavawa moè da se izrazi slede}om jedna~inom: C Tr u= (7.33)


186

Ukoliko se u jedna~inu (7.33) uvrsti jedna~ina (7.31) dobija se slede}i izraz: d m o i C Tr u m u⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ =( )1 γ (7.34)

Stoga minimalna mo}nost rudne ìle koja moè ekonomi~no da se otkopava moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

dT

m o i Cu

r u m

=⋅ − ⋅ ⋅ ⋅( )1 γ

,m (7.35)

Obzirom da rudne ìle nemaju konstantnu mo}nost po pruàwu i po padu, uvek treba da se uzima u obzir wihova prose~na mo}nost. Primer prora~una minimalne mo}nosti rudne ìle koja moè ekonomi~no da se otkopava

Tehnolo{ki proces proizvodwe antimona u nekom rudniku odlikuje se slede}im tehnolo{ko-ekonomskim pokazateqima: • zapreminska masa rude iznosi 3.6 t/m3, • sredwi sadràj antimona u rudnoj ìli iznosi 10 %, • pri eksploataciji osiroma{ewe rude iznosi 15 %, • koeficijent iskori{}ewa metala pri eksploataciji rude iznosi 86 %, • koeficijent iskori{}ewa metala pri koncentraciji rude iznosi 91 %, • koeficijent iskori{}ewa metala u metalur{kom procesu iznosi 95 %, • ukupni tro{kovi proizvodwe antimona iznose 350 din/t, • trì{na vrednost antimona iznosi 4600 din/t.

Potrebno je da se izra~una minimalna mo}nost rudne ìle koja, shodno prikazanim uslovima, moè ekonomi~no da se otkopava. Re{ewe

Na osnovu raspoloìvih podataka potrebno je da se izra~una koeficijent iskori{}ewa metala u tehnolo{kom procesu proizvodwe. Navedeni koeficijent iznosi:

iu = ie ⋅ ik ⋅ im = 0.86 ⋅ 0.91⋅0.95 = 0.74 Minimalna mo}nost rudne ìle koja moè ekonomi~no da se otkopava iznosi:

dT

m o i Cu

r u m

=⋅ − ⋅ ⋅ ⋅

=⋅ − ⋅ ⋅ ⋅

= ≈( ) . ( . ) . .

.1

35001 1 015 3 6 0 74 4600

0 336γ

m 34 cm

D O D A C I

Dodatak A

189

P R O J E K T O V A W E R A M P E Rampa predstavqa kosu podzemnu prostoriju koja povezuje horizonte ili otkopne nivoe, i tako je projektovana i izvedena da omogu}uje kretawe motornih vozila. Prilikom projektovawa rampe potrebno je da se vodi ra~una o tome da trasa rampe ne "u|e" u rudu ili u postoje}u prostoriju, odnosno da ista bude izvan zone pomerawa i pove}anih pritisaka izazvanih otkopavawem. Popre~ni presek rampe se niu~emu ne razlikuje od popre~nog preseka horizontalne prostorije namewene za kretawe jamske dizel mehanizacije, i uslovqen je gabaritima najve}eg vozila i fizi~ko-mehani~kim osobinama stene u kojoj je prostorija izra|ena. Osnovni parametar rampe je wen nagib. Za odre|ivawe nagiba rampe ne postoje odre|ena pravila. Nagib rampe je uglavnom uslovqen maksimalnom vredno{}u nagiba (uspona) koje transportno sredstvo, koje se wome kre}e, moè da savlada pod predvi|enim punim optere}ewem. Razli~ite vrednosti nagiba prikazane su u tabeli A.1.

Tabela A.1

NAGIB % ° ° ′ ′′ 1 : 5 20 11.31 11 18 36 1 : 6 16.67 9.46 9 27 44 1 : 7 14.29 8.13 8 7 48 1 : 8 12.5 7.13 7 7 30 1 : 9 11.11 6.34 6 20 25 1 : 10 10 5.71 5 42 38

Nagib rampe naj~e{}e se izraàva odnosom napr. 1:7, {to zna~i da se horizontalnom projekcijom duìne rampe od 7 m savlada visinska razlika od 1 m. Navedeni slu~aj prikazan je na slici A.1.

(a)

(b)

α

Slika A.1 - (a) prikaz rampe u osnovi, (b) podu`ni presek rampe

Duìna rampe moè da se izra~una, na osnovu slikeA.2, pomo}u slede}e formule:

l = h lp2 2Δ + (A.1)

gde su: l - duìna rampe, Δh - visinska razlika, lp - duìna horizontalne projekcije rampe.


190

l

Δh

α

lp

Slika A.2 - Konstruktivni elementi rampe

U planu rampa se crta kao hodnik, s tom razlikom {to se uz konturne linije hodnika sa unutra{we strane ucrtavaju paralelne, tanke, pune linije ~itavom duìnom rampe. Na po~etku i na kraju rampe, kao i na svim karakteristi~nim mestima vr{i se obeleàvawe kote poda prostorije. Na planovima tako|e mogu da se obeleàvaju i kote krova ili drugih delova prostorije, stim {to takvo obeleàvawe zahteva dodatno obja{wewe unete brojne vrednosti. Ukoliko navedeno dodatno obja{wewe ne postoji, zna~i da se uneta brojna vrednost odnosi na kotu poda prostorije. Tako|e je potrebno da se na crte` unese i podatak o nagibu rampe. Navedeni podatak se unosi ucrtavawem strelice, ~iji smer ozna~ava smer pada rampe. Brojna vrednost nagiba (pada) rampe ispisuje se neposredno iznad ucrtane strelice. Ukoliko je to izvodqivo, strelica i brojna vrednost se unose unutar ucrtane rampe, u suprotnom unose se pored iste. Tako|e je dozvoqeno da se na isti na~in ozna~i i uspon rampe, stim {to je u tom slu~aju potrebno da se ispred brojne vrednosti napi{e - uspon. Retki su slu~ajevi da se rampa sastoji iskqu~ivo od pravih deonica, odnosno da je sa istim azimutom. U ve}ini slu~ajeva javqa se potreba da se rampom malog nagiba savladaju velike visinske razlike. Stoga se javqa potreba da se velika duìna rampe locira na, uslovno re~eno, malom prostoru u blizini rudnog tela. Ovo je izvodqivo uz ~este promene pravca rampe. Promena pravca rampe ostvaruje se kru`nim krivinama, ~iji je minimalni polupre~nik (radijus) uslovqen tehni~kim karakteristikama vozila koje }e wome da se kre}e. Kru`na krivina sa pripadaju}im konstruktivnim elementima prikazana je {ematski na slici A.3.

Slika A.3 - Konstruktivni elementi kru`ne krivine

Dodatak A

191

Kru`na krivina je odre|ena slede}im konstruktivnim elementima: - radijusom krivine (R), - obuhvatnim uglom (ϕ), - centrom krivine (CK), - po~etkom krivine (PK), i - krajem krivine (KK).

Radijus krivine je definisan kao rastojawe od centra krivine do podu`ne ose rampe. Duìna dela rampe u krivini moè da se izra~una pomo}u poznatog obrasca za duìnu kru`nog luka: lp = Rϕ ⋅ (A.2)

gde su: lp - projektovana duìna rampe u krivini (m), ϕ - obuhvatni ugao (rad) i R - radijus krivine (m). Izra~unata duìna (lp) odnosi se na osu prostorije. Po{to je rampa i u krivini izra|ena pod nagibom, stvarna duìna rampe moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

l =lp

cos α ,m (A.3)

gde je: α - ugao nagiba rampe (°). Rampa u krivini ima izgled zavojnice, kao {to je prikazano na slici A.4 i konstrui{e se tako da podu`na osa dela rampe u pravcu bude tangenta na krug radijusa R.

Slika A.4 - Prikaz geometrije rampe Narednim primerom bi}e prikazan postupak projektovawa rampe.


192

Primer projektovawa rampe (1) : Potrebno je da se projektuje rampu kojom }e da se ostvari transportna komunikacija izme|u dva eta`na hodnika EH-125 i EH-95, koji su prikazani na slici A.5. Potrbno je da se rampa projektuje pod nagibom 1:7, pri ~emu minimalni radijus krivine iznosi R=20 m.

Slika A.5 - Prikaz eta`nih hodnika u osnovi Re{ewe (1) :

Visinska razlika izme|u eta`nih hodnika EH-125 i EH-95 iznosi:

Δh = 125 - 95 = 30 m.

Da bi se rampom, nagiba 1:7, savladala visinska razlika od 30 m potrebno je da wena duìna iznosi:

lp = 30 7 = 210 m⋅ . Izra~unata vrednost duìne predstavqa horizontalnu projekciju stvarne duìne rampe ( l ), i ona se u stvari koristi za projektovawe trase rampe u osnovi. Kao {to moè da se vidi na slici A.5 prakti~no je nemogu}e da se prikazani eta`ni hodnici poveù rampom duìne 210 m, bez promene pravca. O~igledno je da re{ewe ovog zadatka obuhvata projektovawe rampe koja ima dve prave deonice i jednu kru`nu krivinu.

Prilikom projektovawa rampe neophodno je da se po{tuje uslov minimalne vrednosti radijusa krivine R = 20 m, tako da orjentacione vrednosti navedenih deonica rampe mogu da se odrede na slede}i na~in: • duìna krivine (kru`nog luka), za orjentaciono uzetu vrednost obuhvatnog

ugla od ϕ = 180°, iznosi lk ≅ 60 m, • duìne pravih deonica iznose:

l l210 - 60

275 m1 2= ≅ ≅

Na ovaj na~in odre|ene duìne pojedinih deonica rampe odgovaraju raspoloìvom prostoru za projektovawe, koji je odre|en lokacijom navedenih eta`nih hodnika.

Dodatak A

193

Na mestu spoja eta`nog hodnika i rampe po pravilu vr{i se izrada spojnog

hodnika, duìne 5 - 10 m, koji ima isti azimut kao i rampa. Spojni hodnik ima istu kotu kao eta`ni hodnik, i prakti~no wegova duìna predstavqa udaqewe po~etka rampe od eta`nnog hodnika. Prema tome kota po~etka rampe iznosi: KPR = 125.00 m

Postupak projektovawa rampe se sastoji u vo|ewu trase rampe u planu, grafi~kim putem. Pri tome mora da se vodi ra~una o tome da zbirna duìna pojedinih deonica ne prekora~i vrednost duìne rampe (210 m), kojom se uz nagib 1:7 savla|uje visinska razlika izme|u dva eta`na hodnika (30 m). Jedno od re{ewa dobijeno navedenim postupkom prikazano je na slici A.6.

Slika A.6 - Izgled projektovane rampe u osnovi, re{ewe (1)


194

Prva deonica rampe l1, koja je projektovana u pravcu, predstavqa rastojawe

od po~etka rampe (PR) do po~etka kru`ne krivine (PK), i wena duìna iznosi:

l1 = 83 m. Obzirom da nagib rampe iznosi 1:7, navedenom deonicom rampe savladana je visinska razlika Δh1, koja iznosi:

Δh = 8317

=11.86 m1 ⋅ .

Stoga kota po~etka kru`ne krivine (PK) iznosi:

K = K - h =125.00 - 11.86 =113.14 mPK PR 1Δ .

KPK = 113.14 m

Kru`na krivina odre|ena radijusom R = 20 m i obuhvatnim uglom ϕ = 198°, odnosno

ϕπ

=198180

= 3.45 rad⋅ ,

ima slede}u duìnu:

l =R = 20 3.45 = 69 mk ⋅ ⋅ϕ .

lk = 69 m Deonicom rampe, koju ~ini kru`na krivina duìne lk, savladana je visinska razlika Δhk koja iznosi:

Δh = 6917

= 9.86 mk ⋅ .

Stoga kota kraja kru`ne krivine (KKK) iznosi:

K = K - h =113.14 - 9.86 =103.28 mKK PK kΔ .

KKK = 103.28 m

Posledwa deonica rampe l2, koja je projektovana u pravcu, predstavqa rastojawe od kraja kru`ne krivine (KK) do kraja rampe (KR), i wena duìna iznosi:

l2 = 58 m

Navedenom deonicom rampe savladana je visinska razlika Δh2, koja iznosi:

Δh = 5817

= 8.28 m2 ⋅ .

Stoga kota kraja rampe (KKR) iznosi:

K = K - h =103.28 - 8.28 = 95.00 mKR KK 2Δ .

KKK = 95,00 m

Prikazanim deonicama rampe dostignuta je kota eta`nog hodnika EH-95, odnosno savladana je visinska razlika od 30 m.

Dodatak A

195

Navedenim deonicama, na pribli`no 10 m udaqewa od eta`nog hodnika EH-95 dostignuta je kota kraja rampe, {to predstavqa duìnu spojnog hodnika projektovanog kao i na po~etku rampe.

Pri tome stvarna duìna rampe iznosi:

l = 30 + 210 = 212.13 m2 2 . Uglavnom se doga|a da pri prvom poku{aju ne moè da se do|e do kona~nog re{ewa, ve} se ono dostiè nizom razli~itih korekcija. Tako|e, postoji ve}i broj re{ewa u kojima konstrukcija rampe zadovoqava zadate kriterijume. Na primer, prethodni zadatak mogao je da bude re{en i na slede}i na~in: Re{ewe (2) :

Grafi~kim putem dobijeno je re{ewe prikazano na slici A.7, po kome se projektovana rampa sastoji od slede}ih deonica:

• prave deonice, duìne l1 = 55 m (PR-PK), • deonice koja se sastoji od kru`ne krivine (PK-KK), radijusa R = 25 m i

obuhvatnog ugla ϕ = 270°, duìne lk = 117.81 m, i • prave deonice (KK-KR), duìne 72.5 m. Projektovanom duìnom rampe, koja iznosi:

l = l + l + l = 55 + 117.81+ 72.5 = 245.31 mp 1 k 2 ,

savladana je visinska razlika Δh, koja iznosi:

Δh = l17

= 245.3117

= 35.04 mp ⋅ ⋅

. Time se rampom prikazane duìne (lp) ″si{lo″ ispod nivoa eta`nog hodnika EH-95 za 5.04 m. Kao {to je prikazano u prethodnom re{ewu, projektovana duìna rampe kojom se za dati nagib rampe (1:7) savla|uje visinska razlika izme|u dva eta`na hodnika (30 m) iznosi lp = 210 m. Stoga je potrebno da se duìna jedne od deonica rampe, koje su prikazane na slici A.7 smawe za 35.31 m (245.31-210 = 35.31), ~ime bi se dobilo ispravno re{ewe zadatka. Obzirom da je pravac deonice rampe l2 paralelan sa pravcem EH-125, mogu}e je da se izvr{i translatorno pomerawe deonice l1 i kru`ne krivine lk du` istog pravca, u smeru kraja rampe za duìnu 35.31 m. Time bi se izvr{ilo skra}ivawe deonice rampe l2 za 35.31 m, pri ~emu deonice l1 i lk ostaju nepromewene duìne. Navedenim pomerawem deonica rampe dobija se novoprojektovana trasa rampe (PR′ - PK′ - KK′ - KR, na slici A.7), prikazana na slici A.8 koja ujedno predstavqa ispravno re{ewe zadatka.


196

Slika A.7 - Postupak projektovawa rampe u osnovi, re{ewe (2)

Potrebno je da se napomene da isti postupak re{avawa moè da se primeni i

u slu~aju da projektovana trasa rampe (pri prvom koraku re{avawa) ima duìnu mawu od potrebne.

Dodatak A

197

Slika A.8 - Izgled projektovane rampe u osnovi, re{ewe (2)

Primer projektovawa rampe (2) : U ciqu pripreme dela leì{ta za otkopavawe projektovani su eta`ni hodnici na kotama: 62.00, 71.00, 80.00, 89.00, i 98.00. Da bi utovarno-transportnoj i bu{a}oj opremi, na dizel pogon, bio obezbe|en pristup u svaki od navedenih eta`nih hodnika, potrebno je da se isti rampom poveù sa transportnim hodnikom TH-42 na koti K+42.00 m, i servisnim hodnikom SH-110 na koti K+110.00 m. Potrebno je da se rampa projektuje sa nagibom 1:7, pri ~emu minimalni radijus krivine iznosi Rmin = 15 m. Prilikom projektovawa rampe potrbno je da se vodi ra~una o tome da spojni hodnici rampe sa eta`nim hodnicima (SpH) budu {to kra}i, i da rampa ni jednim svojim delom ne bude u rudnom telu, odnosno otkopu blià od 10 m.


200

T e h n i ~ k i o p i s r a m p e Servisna rampa, koja povezuje eta`ne hodnike: EH-62, EH-71, EH-80, EH-89, i EH-98 sa transportnim hodnikom TH-42 na koti K+42.00 m i servisnim hodnikom SH-110 na koti K+110.00 m, projektovana je sa nagibom 1:7. Po~etak rampe je na koti K+42.00 m, i izme|u rampe i transportnog hodnika projektovan je kratak spojni hodnik, odakle i po~iwe wena izrada. Prva deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 79.80 m, sa po~etkom na koti K+42.00 m, dok je wen kraj na koti K+53.29 m. Druga deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 20 m i obuhvatnog ugla ϕ = 142°. Po~etak deonice je na koti K+53.29 m, dok je wen kraj na koti K+60.37 m. Stvarna duìna druge deonice rampe iznosi 50.08 m. Tre}a deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 138.82 m, sa po~etkom na koti K+60.37 m, dok je wen kraj na koti K+80.00 m. Na ovoj deonici, na kotama K+62.00 m, K+71.00 m i K+80.00 m, projektovani su spojni hodnici Sp-62, Sp-71 i Sp-80, koji povezuju rampu sa odgovaraju}im eta`nim hodnicima. êtvrta deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 15 m i obuhvatnog ugla ϕ = 180°. Po~etak deonice je na koti K+80.00 m, dok je wen kraj na koti K+86.73 m. Stvarna duìna ~etvrte deonice rampe iznosi 47.60 m. Peta deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 79.69 m, sa po~etkom na koti K+86.73 m, dok je wen kraj na koti K+98.00 m. Na ovoj deonici, na kotama K+89.00 m i K+98.00 m, projektovani su spojni hodnici Sp-89 i Sp-98, koji povezuju rampu sa odgovaraju}im eta`nim hodnicima. [esta deonica rampe projektovana je kao kru`na krivina, radijusa R = 20 m i obuhvatnog ugla ϕ = 90°. Po~etak deonice je na koti K+98.00 m, dok je wen kraj na koti K+102.49 m. Stvarna duìna {este deonice rampe iznosi 31.74 m. Sedma, zavr{na, deonica rampe projektovana je kao prava deonica, stvarne duìne 53.10 m, sa po~etkom na koti K+102.49 m, dok je wen kraj na koti K+110.00 m. Izme|u kraja rampe i servisnog hodnika SH-110 projektovan je kratak spojni hodnik. Ukupna duìna rampe iznosi 480.82 m, odnosno ≈ 481 m, pri tome se navedenom duìnom rampe savla|uje visinska razlika od 68.00 m.

Dodatak B

201

V C R M E T O D A O T K O P A V A W A

VCR metoda otkopavawa (Vertical Crater Retreat) predstavqa konkretnu primenu tehnike kraternih minirawa u podzemnoj eksploataciji rudnih leì{ta. Naime, navedenu metodu otkopavawa ustanovio je i patentirao Livingston (1973), nakon {to je postavio osnove kraterne teorije minirawa.

Prakti~no, po{lo se od postavke da VCR metoda otkopavawa predstavqa varijantu metode otvorenih otkopa, pri ~emu se otkopavawe vr{i od dna otkopnog bloka prema wegovom vrhu, sa napredovawem u horizontalnim odsecima. Navedeni horizontalni odseci ostvaruju se minirawem, odnosno inicirawem pseudosferi~nih (kraternih) minskih puwewa, koja su sme{tena pri samom dnu duga~kih vertikalnih minskih bu{otina velikog pre~nika (Mitchell, 1981).

Kao {to je ve} navedeno, VCR metoda otkopavawa moè da se primewuje u slu~ajevima kada je mogu}a primena metoda otvorenih otkopa, odnosno u slu~ajevima kada se vr{i otkopavawe rudnih leì{ta koja se nalaze u okruèwu ~vrstog i kompaktog stenskog masiva. Me|utim, ukoliko postoji potreba za dodatnim odràwem stabilnosti potencijalno nestablinih bokova otkopa, otkopavawe moè da se vr{i po navedenom principu VCR metode otkopavawa, pri ~emu se vr{i magazionirawe oborene rude sa ciqem za{tite nestabilnih bokova otkopa od zaru{avawa.

Obzirom da VCR metoda otkopavawa zahteva znatno mawi obim pripremnih radova od metoda otvorenih otkopa, to se isti~e wena ve}a produktivnost i mawi tro{kovi eksploatacije. Stoga VCR metoda otkopavawa moè da se primewuje ne samo za sekundarno otkopavawe sigurnosnih stubova ve} i za otkopavawe rudnih leì{ta (Lang, Roach i Osoko, 1982).

Obzirom na prethodno navedeno moè da se zakqu~i da VCR metoda otkopavawa predstavqa jednu od metoda otvorenih otkopa ili varijantu metode otkopavawa sa magazionirawem oborene rude.

Me|utim, uzimaju}i u obzir navedene specifi~nosti pripadaju}ih tehnolo{kih postupaka, VCR metoda otkopavawa moè da se izdvoji kao posebna metoda otkopavawa - metoda blokovskog otkopavawa sa vertikalnim napredovawem na gore. Primena tehnike kraternih minirawa (i VCR metode otkopavawa) u podzemnoj eksploataciji

Kraterna minirawa imaju {iroku primenu u podzemnoj eksploataciji rudnih leì{ta, pri ~emu mogu da se izdvoje slede}a tri podu~ja primene:

• izrada horizontalnih, vertikalnih i kosih jamskih prostorija,

• sekundarno otkopavawe sigurnosnih stubova,

• otkopavawe rudnih leì{ta, kao i otkopavawe pojedinih rudnih tela u okviru odre|enog rudnog leì{ta.

Najzna~ajnija primena kraternih minirawa, sa stanovi{ta podzemne eksploatacije rudnih leì{ta, je ostvarena primenom VCR metode (Vertical Crater Retreat) za otkopavawe razli~itih tipova rudnih leì{ta.


202

Slika B.1 - VCR metoda otkopavawa (Guide to underground mining - Atlas Copco 9851 5073 01C, pp. 21, Fig. 24, 40351-9)

Razli~itost tipova rudnih leì{ta, koja mogu da se otkopavaju primenom VCR metode, najefektivnije moè da se istakne analizom nagiba i oblika istog, kao i fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenskog masiva (rude i okolnih stena).

Analizom navedenih parametara, tokom brojnih slu~ajeva primene VCR

metode otkopavawa, mogu da se izdvoje slede}i zakqu~ci.

Kada je u pitawu nagib rudnog leì{ta (rudnog tela) potrebno je da se navede da VCR metodom mogu da se otkopavaju nagnuta, strma i vertikalna rudna leì{ta (rudna tela).

Dodatak B

203

Naime, jedini uslov je da nagib rudnog leì{ta omogu}uje gravitacionu

dopremu (slobodan pad) odminirane rude do objekata istakawa (rudnih sipki), koji se nalaze na dnu otkopnog bloka. Jedini uslov za primenu VCR metode otkopavawa, po pitawu oblika rudnog leì{ta (rudnog tela), je da oblik i prostranost rudnog leì{ta dozvoqavaju da se oformi otkopni blok zna~ajne visine (vertikalno rastojawe od nivoa istakawa do nivoa bu{ewa minskih bu{otina), pri ~emu je poèqno da navedena visina iznosi vi{e od 50 m. Fizi~ko-mehani~ke karakteristike stenskog masiva (rude i okolnih stena) mogu zna~ajno da variraju od slu~aja do slu~aja, a da tom prilikom ne uti~u na mogu}nost primene VCR metode otkopavawa.

Kao {to je ve} ranije navedeno, u slu~aju povoqnih fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenskog masiva, posmatrano sa stanovi{ta ~vrsto}e i kompaktnosti, moè da se primeni varijanta VCR metode otkopavawa, iz grupe metoda otvorenih otkopa. Navedena varijanta VCR metode otkopavawa prikazana je na slici B.3.

Tako|e, u slu~aju nepovoqnih fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenskog masiva, posmatrano sa istog stanovi{ta, moè da se primeni varijanta VCR metode otkopavawa, iz grupe magazinskih metoda otkopavawa. Navedena varijanta VCR metode otkopavawa prikazana je na slici B.4. Stoga kao najva`niji uslov, po pitawu fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenskog masiva, koji iskqu~uje VCR metodu otkopavawa kao mogu}e re{ewe za otkopavawe datog leì{ta je sklonost bokova rudnog leì{ta (rudnog tela) ka dinami~nom i progresivnom zaru{avawu. Tako|e je potrebno da ruda bude dovoqno kompaktna i ~vrsta da ne bi dolazilo do o{te}ewa izbu{enih minskih bu{otina, kako tokom bu{ewa narednih minskih bu{otina tako i tokom minirawa. Potrebno je da se navede da, ukoliko mogu}nost zaru{avawa praznog otkopanog bloka, nakon otkopavawa i istakawa rude, na bilo koji na~in ugroàva daqi nastavak eksploatacije rudnog leì{ta, postoji mogu}nost da se izvr{i wegovo naknadno zasipavawe. Pripremni radovi za otkopavawe rudnog bloka

Koncept tehnolo{kog procesa otkopavawa VCR metodom je veoma jednostavan i fleksibilan, stoga moè da se prilagodi razli~itim tipovima rudnih leì{ta.

Prvenstveno je potrebno da se izvr{i definisawe dimenzija otkopnog bloka. [irina otkopnog bloka iskqu~ivo zavisi od mo}nosti rudnog leì{ta

(rudnog tela). Visina otkopnog bloka zavisi od brojnih faktora, pri ~emu kao najuticajniji

mogu da se izdvoje slede}i: ~vrsto}a i kompaktnost stenskog masiva (rude i okolnih stena), sklonost bokova otkopnog bloka ka zaru{avawu, ta~nost bu{ewa minskih bu{otina i mogu}nost pristupa otkopnom bloku.

Nakon {to se izvr{i definisawe dimenzija otkopnog bloka pristupa se izvo|ewu pripremnih radova za otkopavawe. Na slici B.2 dat je idealizovan prikaz otkopnog bloka, koji je pripremqen za otkopavawe VCR metodom. Na istoj slici prikazani su svi objekti koji su izra|eni u fazi pripreme leì{ta za otkopavawe.

Pripremni radovi za otkopavawe sastoje se u izradi razli~itih objekata otkopne pripreme, kao {to je opisano u narednom tekstu


204

1

2

3

4

5

6

7

8

-

-

-

-

-

-

-

-

pristupni hodnik

nadsek (otkop)

utovarni hodnik

transportni hodnik

smerni hodnik

ruda koja je

odminirana tokom

podsecawa otkopnog

bloka

minske bu{otine

za podsecawe

otkopnog bloka

minske bu{otine

za izradu nadseka

a) b)

Slika B.2 - Priprema otkopnog bloka za otkopavawe VCR metodom,

a) detaq izrade nadseka, b) detaq podsecawa otkopnog bloka.

Iz pristupnih hodnika (1) izra|uje se nadsek (2), po ~itavoj povr{ini otkopnog bloka (rudnog tela), na samom vrhu otkopnog bloka. Nadsek mora da ima dovoqnu visinu i {irinu kako bi se obezbedilo neometano manevrisawe mehanizovane opreme za bu{ewe minskih bu{otina.

Zatim se vr{i izrada objekata istakawa rude na dnu otkopnog bloka. Na slici B.2 su prikazani pre~ni utovarni hodnici (3) u koje se vr{i istakawe rude iz otkopa. Iz pre~nih utovarnih hodnika (3) vr{i se izrada smernog hodnika (4), ~ija duìna iznosi kao i duìna otkopnog bloka. Iz smernog hodnika vr{i se podsecawe otkopnog bloka po ~itavoj povr{ini. Prilikom podsecawa otkopnog bloka, u krovinskom boku ostavqa se neotkopan jedan deo rude - formira se jedna ravan pod nagibom, odnosno vr{i se izrada kanala, ~ije su konture obeleène isprekidanom linijom na detaqu b, na slici A.2. Time se postiè efekat rudne sipke prilikom gravitacione dopreme odminirane rude u utovarne hodnike. Navedeni kanal pojavquje se ~itavom duìnom otkopnog bloka. Podsecawem otkopnog bloka ostvaruje se prazan otkopani prostor, odnosno zapremina neophodna za sme{taj odminirane rude prilikom otkopavawa, ta~nije inicirawa kraternih minskih puwewa.

Navedenim radovima izvr{en je ukupan obim pripremnih radova za otkopavawe datog otkopnog bloka.

Dodatak B

205

Tehnolo{ki postupci otkopavawa primenom VCR metode Otkopavawe rudnih leì{ta (rudnih tela) VCR metodom naj~e{}e se vr{i primenom jedne od slede}e dve varijante: • varijantom VCR metode otkopavawa sa ostavqawem otvorenih otkopa i • varijantom VCR metode otkopavawa sa magazionirawem rude. Izbor varijante VCR metode otkopavawa, koja }e biti primewena u konkretnom slu~aju, zavisi prvenstveno od fizi~ko-mehani~kih karakteristika stenskog masiva, kao {to je opisano u delu "Primena tehnike kraternih minirawa (i VCR metode otkopavawa) u podzemnoj eksploataciji ".

Nakon {to su izvr{eni pripremni radovi za otkopavawe, na na~in koji je opisan u prethodnom tekstu i prikazan na slici B.2, pristupa se otkopavawu navedenog otkopnog bloka.

Na slici B.3 prikazana je varijanta VCR metode otkopavawa sa ostavqawem otvorenih otkopa, pri ~emu su prikazani i opisani svi pripadaju}i konstruktivni elementi.

1

2

3

4

5

6

-

-

-

-

-

-

pristupni hodnik

nadsek (otkop)

utovarni hodnik

transportni hodnik

minske bu{otine

odminirana ruda

Slika B.3 - Varijanta VCR metode otkopavawa sa ostavqawem otvorenog otkopa

Iz nadseka (2), do nivoa podsecawa, bu{e se duga~ke minske bu{otine

velikog pre~nika (5). Potrebno je da se, pre minirawa, izbu{e sve minske bu{otine koje su projektovane u datom otkopnom bloku, kao {to je prikazano na slici B.3. Otkopavawe, odnosno obarawe rude, vr{i se aktivirawem pseudosferi~nih minskih puwewa, sme{tenih pri dnu minskih bu{otina. Prilikom jednog minirawa, minska puwewa sme{taju se u sve minske bu{otine u otkopnom bloku. Time se ruda obara na dno otkopnog bloka (6) i gravitacionim putem doprema iz otkopa u utovarne hodnike (3). U utovarnim hodnicima vr{i se utovar rude, naj~e{}e utovarno-transportnim jedinicama. Iz utovarnog hodnika ruda se odvozi do transportnog hodnika (4) gde se vr{i wen istovar u transportnu jedinicu, naj~e{}e jamski kamion. Tako|e se vrlo ~esto praktikuje da se iz utovarnog hodnika, du` transportnog hodnika, ruda odvozi do rudne sipke gde se istovaruje.


206

Otkopavawe sukcesivno napreduje po visini otkopnog bloka, odstupawem -

odozdo na gore, u ujedna~enim horizontalnim odsecima (pojasevima minirawa) do vrha otkopnog bloka. Time se prakti~no zavr{ava otkopavawe jednog otkopnog bloka.

Svi radovi na bu{ewu minskih bu{otina i minirawu, tokom otkopavawa navedenog otkopnog bloka, izvode se iz prostora nadseka (2). Utovar i odvoz rude vr{i se u utovarnom hodniku (3) i transportnom hodniku (4) pri ~emu radnici ne ulaze u prostor otkopnog bloka. Zavr{etak utovara i odvoza rude, u jednom otkopnom bloku, ~ini utovar i odvoz odminirane rude koja nije mogla gravitacionim putem da dospe u utovarne hodnike, ve} je tokom istakawa zaostala u prostoru otkopnog bloka. Tek u tom slu~aju dolazi do potrebe da se utovarno-transportna mehanizacija kre}e unutar prethodno navedenog prostora. Me|utim ~ak ni tada ne postoji potreba da radnici ulaze u prostor otkopnog bloka, obzirom da mogu da upravqaju utovarno-transportnom mehanizacijom iz utovarnog hodnika pomo}u ure|aja za daqinsku kontrolu. Time je prakti~no obezbe|ena sigurnost zaposlenih prilikom izvo|ewa radova na otkopavawu.

Na slici B.4 prikazana je varijanta VCR metode otkopavawa sa magazionirawem rude, pri ~emu su prikazani i opisani svi pripadaju}i konstruktivni elementi.

1

2

3

4

5

6

-

-

-

-

-

-

pristupni hodnik

nadsek (otkop)

utovarni hodnik

transportni hodnik

minske bu{otine

odminirana ruda

Slika B.4 - Varijanta VCR metode otkopavawa sa magazionirawem rude Otkopavawe prikazanog bloka rude varijantom VCR metode otkopavawa sa magazionirawem rude vr{i se na isti, prethodno opisani, na~in.

Jedinu specifi~nost varijante VCR metode otkopavawa sa magazionirawem rude predstavqa pravilo po kome se tokom otkopavawa izme|u krova otkopa i oborene rude zadràva pribli`no jednaka visinska razlika, koja obezbe|uje za{titu bokova otkopa od zaru{avawa. Navedena pribli`no jednaka visinska razlika ostvaruje se planirawem dinamike utovara i odvoza rude u svim utovarnim hodicima u otkopnom bloku. To prakti~no zna~i da se u svim utovarnim hodnicima vr{i utovar i odvoz jednakih koli~ina magazionirane rude. Zbir prethodno navedenih koli~ina rude predstavqa zapreminski vi{ak rude koji je stvoren nakon minirawa jednog horizontalnog odseka (pojasa minirawa).

Dodatak B

207

Prethodno opisana dinamika utovara i odvoza odminirane rude odràva se

sve do zavr{etka otkopavawa u datom otkopnom bloku, odnosno do minirawa zadweg horizontalnog odseka. Nakon toga moè da se vr{i dinami~niji utovar i odvoz magazionirane rude, odnosno weno masovno istakawe iz otkopnog bloka. B u { e w e i m i n i r a w e

Izbor vrste eksploziva i parametara minirawa, koji }e biti primeweni prilikom otkopavawa leì{ta (rudnog tela) VCR metodom, imaju primarni uticaj na produktivnost metode otkopavawa, kao i na direktne tro{kove otkopavawa. Stoga }e wihovom izboru, na ovom mestu, biti posve}ena posebna pa`wa.

Za kraterna minirawa uop{te, time i za minirawe prilikom otkopavawa VCR metodom, koriste se pseudosferi~na eksplozivna puwewa ANFO sme{a ili emulzionih eksploziva. Na osnovu iskustvenih podataka ustanovqeno je da se primenom emulzionih eksploziva, koji se odlikuju velikom gustinom i velikom koli~inom energije eksplozije, postiù najboqi rezultati u razli~itim uslovima kraternih minirawa.

Kraterni efekat, prilikom otkopavawa VCR metodom, ne moè da se ostvari primenom minskih bu{otina malog pre~nika. Na osnovu iskustvenih podataka, prikupqenih tokom brojnih slu~ajeva primene VCR metode za otkopavawe razli~itih rudnih leì{ta {irom sveta, utvr|eno je da minimalna vrednost pre~nika minskih bu{otina koje efikasno mogu da se koriste za kraterna minirawa iznosi 100 mm. Kraterno minirawe ustvari predstavqa tehniku minirawa pri kojoj se koristi pseudosferi~no ( l < 6d ) eksplozivno puwewe koje, sme{teno na izvesnom odstojawu od slobodne povr{ine, prilikom aktivirawa dezintegri{e stensku masu u obliku kratera, odnosno stvara {upqinu u stenskoj masi koja ima oblik kratera. Osnovna teorija kraternih minirawa, koja je veoma zna~ajna za eksploataciona minirawa i koju je postavio C. V. Livingston (1973), glasi: da se primenom pseudosferi~nog eksplozivnog puwewa, koje je sme{teno na optimalnom odstojawu od slobodne povr{ine, dezintegri{e maksimalna zapremina stenske mase u obliku kratera, kao {to je prikazano na slici B.5 .

d - pre~nik eksplozivnog puwewa

l - duìna eksplozivnog puwewa (kod pseudosferi~nih eksplozivnoih puwewa l ≤ 6d)

M - masa eksploziva u eksplozivnom puwewu

do - optimalna dubina eksplozivnog puwewa (vertikalno rastojawe od slobodne povr{ine do teì{ta eksplozivnog puwewa)

V - zapremina pretpostavqenog (ostvarenog) kratera

ro - polupre~nik pretpostavqenog (ostvarenog) kratera

Slika B.5 - Poloàj minskog puwewa u bu{otini

sa pretpostavqenom veli~inom kratera


208

Na slici B.5 prikazani su osnovni parametri kraternih minirawa, odnosno: • elementi sferi~nog eksplozivnog puwewa:

- pre~nik eksplozivnog puwewa (d) - duìna eksplozivnog puwewa (l) - masa eksploziva u eksplozivnom puwewu (M) - optimalna dubina eksplozivnog puwewa (do) i

• elementi kratera: - zapremina kratera (V) - polupre~nik kratera (ro).

Prilikom izbora parametara minirawa za otkopavawe VCR metodom eksperimentalna kraterna ispitivawa imaju prvorazredni zna~aj. Naime, tek rezultatima ~itavog niza kraternih proba mogu da se ocene realni efekti primene razli~itih eksploziva, za odre|ene parametre minirawa, u datoj stenskoj masi (rudi).

Efekti primene nekog eksploziva u datim uslovima VCR otkopa defini{u se slede}im pokazateqima: zapreminom nastalog kratera, odnosno zapreminom oborene rude, kao i stepenom iskori{}ewa energije eksplozije. Ukoliko se navedeni pokazateqi posmatraju i prilikom kraternih proba tretiraju odvojeno, moè da se dogodi da se na osnovu rezultata kraternih ispitivawa usvoje parametri minirawa koji nisu najpovoqniji za uslove datog otkopa. Ustvari moè da se usvoji eksploziv kojim se za date parametre minirawa obara uslovno re~eno ve}a koli~ina rude, sa znatno mawim stepenom iskori{}ewa energije eksplozije u odnosu na ostale ispitivane eksplozive. Ovo direktno rezultuje ve}om specifi~nom potro{wom eksploziva. Obzirom da se radi o uslovima eksploatacionog minirawa, koje traje tokom duèg vremenskog perioda, zna~ajno se pove}avaju direktni tro{kovi otkopavawa rude. Stoga se neizostavno isti~e zna~aj uporednog pra}ewa navedenih pokazateqa efektivnosti razli~itih eksploziva u datim uslovima primene.

Prilikom ispitivawa razli~itih eksploziva koji mogu da se primene za minirawe u odre|enoj stenskoj masi (rudi), odnosno otkopavawe iste primenom VCR metode, uspe{no moè da se koristi kraterna teorija minirawa. Naime, izbor najpovoqnije vrste eksploziva koji }e da se koristi moè da se odredi primenom Livingstonove jedna~ine procesa razarawa stenske mase eksplozivima, koja ima slede}i oblik:

( )V = A Bm⋅ ⋅ ⋅ ⋅C M Es

3 (B.1)

gde su: V - zapremina kratera (m3), M - masa eksplozivnog puwewa (kg), Es - faktor deformacije stenske mase (m/kg1/3), Bm - indeks pona{awa stenske mase pod dejstvom eksploziva, C - koeficijent distribucije napona i A - koeficijent iskori{}ewa energije eksplozije.

Tokom probnih kraternih minirawa mogu da se odrede vrednosti V, M, i Es . Stoga ostaje da se, u ciqu izbora najpovoqnije vrste eksploziva, odrede vrednosti A, Bm, i C.

Kraterna ispitivawa svojim rezultatima doprinose na taj na~in {to na

osnovu wih moè da se ostvari kvalitetna prognoza rezultata realnih eksploatacionih minirawa. Stoga je neophodno da se kraterna ispitivawa izvode {to je mogu}e bliè otkopu u kome }e da se vr{i otkopavawe VCR metodom.

Dodatak B

209

Razli~ite fizi~ko-mehani~ke i strukturne karakteristike stenske mase u

kojoj se vr{e kraterna ispitivawa, po pravilu rezultuju usvajawem neadekvatnih parametara minirawa, prvenstveno dubine eksplozivnog puwewa. Naime primenom dubine eksplozivnog puwewa (db) koja je mawa od optimalne (do) postiù se zadovoqavaju}i rezultati minirawa, me|utim pove}avaju se tro{kovi bu{ewa i tro{kovi eksploziva. Dok se u obrnutom slu~aju postiè nezadovoqavaju}a fragmentacija odminirane rude.

Tokom izvo|ewa pripremnih radova za otkopavawe datog rudnog bloka ponekad

je mogu}e da se kraterna ispitivawa izvr{e u samom otkopu - nakon zavr{enog podsecawa rudnog bloka. Na ovaj na~in dobijeni rezultati - parametri minirawa mogu da se smatraju optimalnim.

Tako|e nije retkost da, na prethodno navedeni na~in, ne mogu da se izvr{e

kraterna ispitivawa. U tom slu~aju vr{i se snimawe karakteristika stenske mase (rude) u otkopu, a zatim se vr{i wihovo upore|ewe sa karakteristikama stenske mase u kojoj su vr{ena kraterna ispitivawa. Na taj na~in procewuje se nivo ta~nosti parametara minirawa, koji su usvojeni na osnovu izvr{enih kraternih ispitivawa.

Postupak kraternih ispitivawa sastoji se u slede}em: • u delu leì{ta, odnosno na lokaciji usvojenoj za kraterna ispitivawa, bu{i se

ve}i broj bu{otina velikog pre~nika; • bu{otine se pune odre|enim eksplozivom, pri ~emu se razlikuju dubine

eksplozivnih puwewa; • na taj na~in pripremqene minske bu{otine iniciraju se pojedina~no; • nakon minirawa pojedina~no se vr{i merewe slede}ih veli~ina: dubine,

polupre~nika i zapremine kratera, tako|e se registruju fragmentacija oborene stenske mase, geolo{ki uslovi, i oblik kratera;

• brojnim kraternim probama, odnosno promenama dubine eksplozivnog puwewa moè da se ustanovi kriti~na dubina eksplozivnog puwewa (N);

• nakon toga na jednostavan na~in moè da se prora~una faktor deformacije stenske mase (Es);

• nakon izvr{enih brojnih kraternih proba kori{}ewem datog eksploziva i usvojenih parametara minirawa, rezultati ispitivawa prikazuju se dijagramom kojim je predstavqen odnos V/W prema Δ (db/N).

Δ= d/N

SLURRY 1

SLURRY 2

0.2 0.4 0.6 0.8

ΔO= 0.58

40

V/W

20

Slika B.6 - rezultati kraternih ispitivawa, vrednosti V/W prema Δ


210

Na osnovu dijagrama, prikazanog na slici B.6, jednostavno moè da se odredi

optimalna dubina datog eksplozivnog puwewa (do), pri kojoj je postignuta najve}a zapremina kratera (Vo). Optimalna vrednost odnosa dubina eksplozivnog puwewa za oba eksploziva ima istu vrednost, i iznosi Δo = 0.58. Me|utim Es i N za oba eksploziva imaju razli~ite vrednosti. Tako|e je o~igledno da se primenom eksploziva - Slurry 2 postiè ve}a zapremina kratera, odnosno ve}a koli~ina oborene rude.

Prethodno prikazani postupak kraternih ispitivawa moè da se primeni za

razli~ite eksplozive, razli~ite pre~nike minskih bu{otina i razli~ite koli~ine eksplozivnih puwewa.

Kao {to je ve} navedeno pokazateqi iskori{}ewa energije eksplozije su: koeficijent iskori{}ewa energije eksplozije (A), indeks pona{awa stenske mase pod dejstvom eksploziva (Bm) i koeficijent distribucije napona (C). Veli~ine A i Bm defini{u uticaj odre|enog eksploziva na proces razarawa stenske mase, dok veli~ina C defini{e uticaj oblika eksplozivnog puwewa na distribuciju napona u stenskoj masi nakon detonacije.

Koeficijent iskori{}ewa energije eksplozije (A) predstavqa odnos izme|u:

zapremine nastalog kratera pod uticajem detonacije eksplozivnog puwewa postavqenog na nekoj dubini, odnosno udaqewu od slobodne povr{ine, i zapremine nastalog kratera pod uticajem detonacije eksplozivnog puwewa postavqenog na optimalnoj dubini, pri ~emu je maksimalna koli~ina raspoloìve energije eksplozije iskori{}ena za razarawe stenske mase. Navedeni odnos moè da se izrazi slede}om jedna~inom:

AVVo

= (B.2)

Ukoliko je eksplozivno puwewe postavqeno na optimalnu dubinu, pri ~emu se maksimalna koli~ina raspoloìve energije eksplozije koristi za razarawe stenske mase, vrednost koeficijenta A iznosi 1.0. Shodno tome, ukoliko se eksplozivno puwewe postavi na neku drugu dubinu, vrednost koeficijenta A iznosi mawe od 1.0. Koeficijent iskori{}ewa energije eksplozije (A) predstavqa kvalitetan pokazateq efekta promenqivosti koli~ine oslobo|ene energije eksplozije sa udaqewem od minske bu{otine.

Indeks pona{awa stenske mase pod dejstvom eksploziva (Bm) predstavqa

konstantu, koja moè da se ustanovi na osnovu dejstva odre|ene vrste i koli~ine eksploziva na odre|enu vrstu stene. Navedena konstanta odre|uje se za optimalnu vrednost dubine postavqawa eksplozivnog puwewa, i moè da se izrazi slede}om jedna~inom:

BV

Nmo3

= (B.3)

gde je: N - kriti~na dubina postavqawa eksplozivnog puwewa (m).

Jedna~ina (B.3) izvedena je iz jedna~ine (B.1), uz uslov V = Vo iz koga proizilaze slede}e vrednosti: A = 1.0, i C = 1.0 obzirom da je u pitawu sferi~no eksplozivno puwewe. Indeks pona{awa stenske mase pod dejstvom eksploziva (Bm) predstavqa kvalitetan pokazateq efekta promenqivosti koli~ine oslobo|ene energije eksplozije sa promenama pona{awa (odnos napon-deformacija) stenske mase.

Dodatak B

211

Koeficijent distribucije napona (C) ustvari defini{e karakter dinami~kog

naprezawa stenske mase prilikom aktivirawa eksplozivnog puwewa. Dinami~ko naprezawe stenske mase, u slu~aju sferi~nog eksplozivnog puwewa, odvija se u svim pravcima koji prolaze kroz centar eksplozivnog puwewa - iz centra radijalno spoqa. Isto moè da se pretpostavi i za pseudosferi~na eksplozivna puwewa. Stoga u tom slu~aju vrednost koeficijenta distribucije napona iznosi 1.0.

Prilikom svakog ispitivawa (minirawa) prora~unate su vrednosti koeficijenta iskori{}ewa energije eksplozije (A). Navedene vrednosti kao i vrednosti odnosa dubina eksplozivnog puwewa (Δ) prikazane su dijagramom na slici B.7.

Δ= d/N

V/V = AO

0.5 0.58

0.4

0.8

B = 0.42m1

B = 0.33m2

1.0

SLURRY 1

SLURRY 2

Slika B.7 - rezultati kraternih ispitivawa, vrednosti A prema Δ

Dijagram na slici B.7 o~igledno upu}uje na zakqu~ak da je u slu~aju primene

eksploziva - Slurry 2 ve}a koli~ina oslobo|ene energije eksplozije iskori{}ena na koristan rad, odnosno na deformaciju stenske mase pre nego {to nastupi dejstvo gasnih produkata eksplozije, nego u slu~aju primene eksploziva Slurry 1. Time se prakti~no isti~e ve}e iskori{}ewe energije eksplozije ispitivanog eksploziva Slurry 2 u datim uslovima. Navedeno rezultuje kvalitetnijom fragmentacijom odminirane rude, kao i ve}im iskori{}ewem energije gasnih produkata eksplozije.

Indeksi pona{awa stenske mase pod dejstvom navedenih eksploziva, izra~unati su za vrednosti optimalnih dubina eksplozivnih puwewa i iznose:

za eksploziv Slurry 1 ⇒ Bm = 0.42 i

za eksploziv Slurry 2 ⇒ Bm = 0.33.

Na osnovu iskustvenih podataka ustanovqeno je da su ve}e vrednosti indeksa pona{awa stenske mase primerene krtim stenskim masama, dok su mawe vrednosti primerene plasti~nim stenskim masama. Prikazane vrednosti indeksa pona{awa stenske mase upu}uju na zakqu~ak da se data stenska masa odlikuje plasti~nim pona{awem. Prethodno navedeni zakqu~ak izveden je na osnovu ~iwenica da je primenom eksploziva - Slurry 2 ve}a koli~ina oslobo|ene energije eksplozije iskori{}ena na koristan rad, pri ~emu izra~unata vrednost indeksa pona{awa stenske mase ima mawu vrednost.

Koeficijent distribucije napona u oba slu~aja, obzirom da su prilikom ispitivawa kori{}ena pseudosferi~na eksplozivna puwewa, iznosio je 1.0.


212

Nakon {to se, eksperimentalnim kraternim ispitivawima, usvoje optimalne vrednosti parametara minirawa, koji su prikazani na slici B.5, mogu da se prora~unaju i preostali parametri minirawa: - rastojawa izme|u susednih minskih bu{otina (a i b), - visina horizontalnog odseka (h) i - specifi~na potro{wa eksploziva (q). Generalno gledaju}i, rastojawa izme|u susednih minskih bu{otina definisano je slede}im vrednostima: rastojawem izme|u susednih redova minskih bu{otina (a) i rastojawem izme|u susednih minskih bu{otina u jednom redu (b). Osnovu odminiranog kratera, posmatraju}i krater kao geometrijsku figuru, ~ini krug (pribliàn oblik kruga) polupre~nika ro. Dimenzije kratera defini{u zonu uticaja sferi~nog eksplozivnog puwewa na okruùju}u stensku masu. Stoga, dimenzije navedene zone imaju istu vrednost u svim pravcima. Upravo zbog prethodno navedenih ~iwenica, kod kraternih minirawa u uslovima otkopavawa VCR metodom, rastojawe izme|u susednih redova minskih bu{otina (a) i rastojawe izme|u susednih minskih bu{otina u jednom redu (b) imaju istu vrednost, odnosno moè da se usvoji odnos a = b. Iz prakti~nih razloga rastojawa izme|u susednih minskih bu{otina, u daqem tekstu, bi}e ozna~ena sa a. Na osnovu prakti~nih iskustava usvojen je slede}i postupak kojim se odre|uje rastojawe izme|u susednih minskih bu{otina. Prilikom otrkopavawa prvog otkopnog bloka u datom leì{tu (rudnom telu) preporu~uje se da se usvoji minimalna vrednost rastojawa izme|u susednih minskih bu{otina, koja iznosi: amin = 1.2 ⋅ ro ,m (B.4) amax = 1.6 ⋅ ro ,m (B.5) gde je: ro - polupre~nik kratera najve}e zapremine.

Naj~e{}e se doga|a da me|uvrednost navedenih ekstrema obezbe|uje zadovoqavaju}e rezultate minirawa, odnosno planiranu koli~inu i kvalitetnu fragmentaciju odminirane rude .

Visina horizontalnog odseka (h) ustvari predstavqa visinu jednog pojasa minirawa, odnosno visinu pojasa rude koja se dezintegri{e prilikom jednog minirawa. Ovom vredno{}u prakti~no se defini{e visina napredovawa otkopa, u jednom otkopnom bloku, tokom jednog minirawa. Visina horizontalnog odseka moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

h dl

o= ⋅2

,m (B.6)

gde su: do - optimalna dubina eksplozivnog puwewa (m) i l - duìna eksplozivnog puwewa (m).

Specifi~na potro{wa eksploziva (q), prilikom otkopavawa datog otkopnog bloka VCR metodom, moè da se izra~una pomo}u slede}e formule:

qM

h a=

⋅ 2 ,kg/m3 (B.7)

gde su: M - masa jednog eksplozivnog puwewa (kg), h - visina horizontalnog odseka (m) i a - rastojawe izme|u susednih minskih bu{otina (m).

Dodatak B

213

Na osnovu prethodno navedenog moè da se zakqu~i da prilikom upore|ewa

efekata dva eksploziva u istoj stenskoj masi, mora da se vodi ra~una o tome da geometrija minirawa u oba slu~aja bude istovetna. U suprotnom dobijeni rezultati ispitivawa ne}e biti upotrebqivi.

Postupak upore|ewa efekata dva ili vi{e eksploziva u istoj stenskoj masi

~ine slede}a tri koraka: 1. kraterna ispitivawa se sprovode posebno sa svakim od eksploziva u istoj

stenskoj masi, 2. prilikom svakog eksperimenta (minirawa) odre|uju se vrednosti N i Δo, 3. za svaku od kombinacija eksploziv-stenska masa potrebno je da se izra~unaju

vrednosti optimalne dubine eksplozivnog puwewa i optimalnog rastojawa izme|u dva susedna eksplozivna puwewa, i tako u svakom od otkopa u kojima se planira otkopavawe VCR metodom.

Nakon sistematski sprovedenih kraternih ispitivawa, na na~in koji je opisan u prethodnom tekstu, mogu da se usvoje najpovoqnija vrsta eksploziva i najpovoqniji parametri minirawa. Zatim, potrebno je da se navedni parametri minirawa grafi~ki prikaù {emom rasporeda minskih bu{otina, saglasno definisanim dimenzijama otkopnog bloka, kao {to je prikazano na slici B.8.

a - rastojawe izme|u redova minskih bu{otina (m) b - rastojawe izme|u susednih minskih bu{otina u jednom redu (m) d - pre~nik minske bu{otine (mm)

Slika B.8 - Tipi~an raspored minskih bu{otina u otkopnom bloku prilikom otkopavawa VCR metodom

Prilikom otkopavawa leì{ta (rudnih tela) VCR metodom, kao {to je ve} navedeno, koriste se duga~ke minske bu{otine velikog pre~nika. Navedene vertikalne ili kose minske bu{otine bu{e se iz prostora zaseka, na dole, do probu{ewa otkopnog bloka, odnosno dok se bu{otinom ne ostvari kontakt sa nivoom podsecawa. Pre po~etka bu{ewa potrebno je da se u podu zaseka {to preciznije obeleì projektovani raspored minskih bu{otina. Zatim se, u zavisnosti od nagiba otkopnog bloka (leì{ta ili rudnog tela), odre|uju nagibi minskih bu{otina, koji se tokom bu{ewa neprekidno kontroli{u. Ta~nost bu{ewa minskih bu{otina predstavqa bitan uslov za uspe{no otkopavawe bloka rude VCR metodom. Naime, od ta~nosti bu{ewa direktno zavisi iskori{}ewe rude u otkopnom bloku, stepen osiroma{ewa i granulacija odminirane rude, kao i stabilnost otkopanog prostora.


214

Ta~nost bu{ewa prvenstveno zavisi od karakteristika opreme za bu{ewe i

od uslova u kojima se vr{i bu{ewe minskih bu{otina. Zadovoqavaju}a ta~nost bu{ewa, po ovom pitawu, postiè se kvalitetnim izborom opreme za bu{ewe. Stoga je neophodno da se naglase i slede}i bitni uslovi za obezbe|ewe zadovoqavaju}e ta~nosti bu{ewa kao {to su: precizno obeleàvawe projektovanog rasporeda minskih bu{otina u otkopnom bloku i nivo ta~nosti ostvarenih nagiba minskih bu{otina Nakon {to se izbu{e sve minske bu{otine u jednom otkopnom bloku vr{i se kontrola ostvarenog rasporeda minskih bu{otina i upore|ewe sa projektovanim rasporedom. Ukoliko postoje zna~ajna odstupawa ostvarenog od projektovanog rasporeda minskih bu{otina potrebno je da se izbu{e dodatne minske bu{otine, kako bi se uo~ena nepravilnost otklonila. Prilikom otkopavawa VCR metodom po pravilu se koristi visokoproduktivna mehanizovana oprema za bu{ewe minskih bu{otina. Izbor vrste mehanizovane opreme, kao i tipa jedinice za bu{ewe minskih bu{otina je u funkciji zahtevanog kapaciteta bu{ewa, koji stoji u direktnoj zavisnosti od projektovanog kapaciteta otkopavawa. Tako|e, prilikom izbora navedene mehanizovane jedinice veoma je zna~ajna i wena karakteristi~na ta~nost bu{ewa, kojom bi trebalo da odgovori zahtevima projektovanog rasporeda minskih bu{otina, kao i datim uslovima u kojima se vr{i bu{ewe. Za bu{ewe minskih bu{otina u otkopnom bloku, prilikom otkopavawa VCR metodom, naj~e{}e se koriste mehanizovane jedinice za ITH1 bu{ewe. Navedene jedinice za bu{ewe obezbe|uju veliku ta~nost bu{ewa duga~kih minskih bu{otina.

Radove na minirawu, po pravilu, izvode dva VKV minera, dok rukovo|ewe radom i nadzor vr{i inèwer. Navedena radna grupa obavqa sve radove na minirawu, po~ev{i od dopreme eksploziva i sredstava za minirawe do inicirawa minskih puwewa.

Doprema eksploziva, sredstava za minirawe i peska, kojim se vr{i

za~epqewe minskih bu{otina, vr{i se transporterima specijalne namene.

Pre po~etka radova na puwewu minskih bu{otina eksplozivom, neophodno je da se izmere duìne svih minskih bu{otina u otkopnom bloku, kao i visina odminirane rude u otkopnom bloku. Merewe navedenih parametara obavqa se pomo}u merne trake, na ~ijem kraju je povezan komad drveta. Duìna komada drveta vi{estruko prema{uje dimenziju pre~nika minske bu{otine. Postupak merewa, koji se izvodi iz prostora zaseka, prikazan je na slici B.9 .

a) b) v)

Slika B.9 - Merewe parametara VCR otkopa

1 Bu{ewe urowenim-dubinskim bu{a}im ~eki}em (IN THE HOLE DRILLING)

Dodatak B

215

Komad drveta povezan mernim kablom spu{ta se, po duòj osi, kroz minsku bu{otinu (detaq a na slici B.9 ) dok ne dodirne odminiranu rudu u otkopu. Tada se blago zategne i o~ita se duìna na mernoj traci (detaq b na slici B.9). Na ovaj na~in izmerena je visina odminirane rude u otkopnom bloku, odnosno visinska razlika izme|u nivoa odminirane rude u otkopu i nivoa zaseka. Zatim se merna traka povu~e navi{e dok se komad drveta ne zaglavi na ulazu u minsku bu{otinu (detaq v na slici B.9), zategne se merna traka i o~ita se duìna. Na ovaj na~in izmerena duìna predstavqa duìnu minske bu{otine. Na prethodno opisani na~in izmere se sve minske bu{otine u otkopnom bloku. Nakon toga se, na osnovu izmerenih duìna, nacrtaju preseci otkopnog bloka po redovima minskih bu{otina, kao {to je prikazano na slici B.10. Na osnovu nacrtanih preseka otkopnog bloka dobija se ta~na informacija o denivelacijama krova otkopa (povr{ini horizontalnog odseka), kao i o denivelacijama odminirane rude koja je magazionirana u otkopanom prostoru. Razlika izme|u dve prethodno navedene visine predstavqa visinu praznog prostora u otkopu. Na osnovu toga moè da se izra~una zapremina praznog prostora u otkopu. Navedena zapremina treba da bude dovoqno velika da obezbedi sme{taj odminirane rude prilikom minirawa narednog horizontalnog odseka.

Na slici B.10 prikazan je presek otkopnog bloka po jednom redu minskih bu{otina, sa poloàjem detaqa na kome je prikazan postupak merewa parametara VCR otkopa.

2

3

4

5

6

-

-

-

-

-

nadsek

utovarni hodnik

transportni hodnik

minske bu{otine

odminirana ruda

Slika B.10 - Presek otkopnog bloka Nakon toga odre|uje se ta~an poloàj minskih puwewa u svakoj od minskih bu{otina u otkopnom bloku, odnosno odstojawe (do) od slobodne povr{ine sa ciqem da odsek prilikom narednog minirawa bude {to pribli`nije horizontalan.

Opisani postupak merewa parametara VCR otkopa ponavqa se posle svakog minirawa u otkopnom bloku. Posle izvr{enog merewa svih minskih bu{otina u otkopnom bloku pristupa se ugradwi minskih puwewa u bu{otine. Jedno minsko puwewe ~ine slede}i delovi: dowi ~ep, eksplozivno puwewe i gorwi ~ep.

Postupak ugradwe minskog puwewa u bu{otinu prikazan je detaqima na slici B.11 .


216

a) b)

v) g)

Slika B.11 - Ugradwa minskog puwewa u bu{otinu Dowi ~ep minske bu{otine ima funkciju da se eksplozivno puwewe postavi na optimalnu dubinu (do) i da se spre~i "propadawe" eksploziva kroz minsku bu{otinu u otkop. Postoje brojni na~ini za ugradwu doweg ~epa minske bu{otine, dok }e samo jedan od pomenutih na~ina biti opisan u narednom tekstu.

Ugradwa doweg ~epa minske bu{otine vr{i se na taj na~in {to se dva drvena klina, od kojih je jedan vezan kanapom, spu{taju kroz minsku bu{otinu, kao {to je prikazano detaqem a na slici B.11 . Drveni klinovi se izra|uju na taj na~in {to se drveni vaqak, ~iji pre~nik kru`ne osnove je mawi od pre~nika minske bu{otine, prese~e ukoso po visini. Prilikom spu{tawa kroz minsku bu{otinu klinovi se spajaju uz pomo} izolir trake. Zajedno sa klinovima, odnosno uz kanap, kroz minsku bu{otinu spu{ta se i merna traka, da bi mogla da se izmeri dubina na koju se postavqa dowi ~ep minske bu{otine. Time se obezbe|uje da se eksplozivno puwewe postavi na optimalnu dubinu.

Nakon {to se drveni klinovi spuste na odgovaraju}u dubinu, kanap se zategne pri ~emu se klinovi smaknu po ravni preseka i na taj na~in zaglave u minskoj bu{otini. Kanap se zatim dobro zategne i priveè za drvenu letvu, koja se postavqa pored usta minske bu{otine, kao {to je prikazano detaqem b na

Dodatak B

217

slici B.11. Na taj na~in se kanap odràva u zategnutom poloàju, ~ime je spre~eno da se klinovi smaknu na dole i ispadnu iz minske bu{otine pod uticajem teìne eksplozivnog puwewa i gorweg ~epa.

Nakon toga u minsku bu{otinu ubacuju se krupniji i sitniji komadi}i stenskog materijala, a zatim i pesak, kao {to je prikazano jednim delom detaqa v na slici B.11. Time se prakti~no postiè potpuno za~epqewe minske bu{otine sa dowe strane, odnosno zavr{ena je ugradwa doweg ~epa minske bu{otine.

Potom se u minsku bu{otinu sme{ta polovina od ukupne koli~ine eksploziva, a odmah zatim i prajmer2, kao {to je prikazano jednim delom detaqa v na slici B.11. Iniciraju}e eksplozivno puwewe naj~e{}e je opremqeno neelektri~nim detonatorom (napr. Nonel NPED), koje je povezano sa Nonel cevi za provo|ewe detonacionog impulsa. Cev za provo|ewe detonacionog impulsa se dobro pri~vrsti za patronu iniciraju}eg eksplozivnog puwewa, kako ne bi do{lo do ispadawa detonatora prilikom spu{tawa kroz minsku bu{otinu. Radnik polako odmotava drugi kraj cevi sa kalema i spu{ta iniciraju}e eksplozivno puwewe, opremqeno na prethodno opisani na~in, kroz minsku bu{otinu. Razli~ite vrste eksploziva imaju i razli~ite na~ine ugradwe u minske bu{otine. Tako, ANFO eksploziv moè da se sipa direktno iz vre}e u minsku bu{otinu ili da se ugra|uje pomo}u pneumatske ANFO punilice. Emulzioni eksplozivi se u patronama ubacuju u minsku bu{otinu, pri ~emu se patrone prethodno zaseku noèm. Zasecawe patrona se obavezno vr{i da bi na taj na~in ugra|eni eksploziv zauzeo ~itavu povr{inu popre~nog preseka minske bu{otine. Odmah zatim u minsku bu{otinu ugra|uje se preostala koli~ina eksploziva, predvi|ena ukupnom koli~inom eksploziva u jednom eksplozivnom puwewu, kao {to je prikazano jednim delom detaqa g na slici B.11. Time je prakti~no formirano eksplozivno puwewe u jednoj minskoj bu{otini. Potom se u minsku bu{otinu ubacuje odre|ena koli~ina sitnozrnog stenskog materijala i peska, kao {to je prikazano jednim delom detaqa g na slici B.11. Preostala duìna gorweg ~epa minske bu{otine moè da se popuni na jedan od slede}a dva na~ina: prvi na~in je da se u minsku bu{otinu ubace dve vre}e napuwene vodom i da se sipawem vode popuni preostala duìna gorweg ~epa, kao {to je prikazano jednim delom detaqa g na slici B.11, dok je drugim na~inom predvi|eno da se ~itava duìna gorweg ~epa ostvari ubacivawem peska u minsku bu{otinu. Prethodno opisanim radovima izvr{ena je ugradwa minskog puwewa u jednoj bu{otini u otkopnom bloku. Na isti na~in vr{i se ugradwa minskih puwewa u svim bu{otinama u otkopnom bloku. Eksplozivna puwewa, koja su ugra|ena u minske bu{otine jednog otkopnog bloka, iniciraju se sa milisekundnim intervalom usporewa. Ovo se ~ini sa ciqem da bi se smawilo dinami~ko naprezawe stenskog masiva usled detonacije navedenih eksplozivnih puwewa. Tipi~an raspored paqewa eksplozivnih puwewa prilikom jednog minirawa u otkopnom bloku prikazan je na slici B.12.

Bezotkazno inicirawe eksplozivnih puwewa ima zna~ajan uticaj na efikasno otkopavawe leì{ta (rudnih tela) primenom VCR metode. Naime, neeksplodirana eksplozivna puwewa se veoma te{ko uklawaju ili uni{tavaju, {to ostavqa ozbiqne posledice na proces otkopavawa. Stoga je veoma zna~ajno da se za inicirawe eksplozivnih puwewa koriste sredstva za inicirawe koja se odlikuju visokim stepenom pouzdanosti po pitawu bezotkaznog inicirawa.

Tako|e, kao dodatno sredstvo za bezotkazno inicirawe moè da se koristi vi{eta~kasto inicirawe eksplozivnih puwewa, {to se postiè ugradwom dva ili tri iniciraju}a eksplozivna puwewa unutar primarnog eksplozivnog puwewa.

2 Prajmer (inicijalno eksplozivno puwewe) predstavqa eksplozivno puwewe koje se sme{ta unutar stuba ANFO eksplozivnog puwewa i koje je neophodno za wegovo inicirawe. Kao prajmer naj~e{}e se koristi liveni pentolit. Za razliku od bustera (poja~nika detonacije) prajmer se oprema detonatorom, kojim se vr{i wegovo inicirawe.


218

Slika B.12 - Tipi~an raspored paqewa eksplozivnih puwewa u otkopnom bloku prilikom otkopavawa VCR metodom

U t o v a r i o d v o z r u d e Kapacitet utovara i odvoza rude prvenstveno zavisi od planiranog kapaciteta proizvodwe, a zatim i od potrebe za dodatnim osigurawem bokova otkopa od zaru{avawa pri ~emu se vr{i magazionirawe rude. Tip i broj jedinica za utovar i odvoz rude bira se u saglasnosti sa planiranim kapacitetom utovara i odvoza rude. Najefikasniji utovar i odvoz rude, prilikom otkopavawa leì{ta (rudnih tela) VCR metodom, pri ~emu se postiù veliki kapaciteti, vr{i se primenom razli~itih tipova utovarno-transportnih jedinica. U slu~ajevima kada se vr{i otkopavawe mawih blokova rude, a naro~ito kada postoje oteàvaju}e okolnosti usled kojih ne moè da se vr{i ventilacija utovarnih hodnika, ~esto se koriste utovarno-transportne jedinice sa sandukom. Zasipavawe Nakon zavr{enog otkopavawa jednog bloka i istakawa rude iz otkopa vr{i se, po potrebi, zasipavawe praznog, otkopanog prostora, da bi se spre~ilo wegovo naknadno zaru{avawe. Zasipavawe se, po pravilu, vr{i u slu~ajevima kada postoji neposredna opasnost da bi se zaru{avawem praznog, otkopanog prostora, na bilo koji na~in ugrozio nastavak eksploatacije rudnog leì{ta ili susednih rudnih tela. U zavisnosti od specifi~nih uslova u kojima se vr{i otkopavawe VCR metodom, zasipavawe praznih, otkopanih prostora moè da se vr{i ugradwom suvog zasipa ili hidro-zasipa. Zasipavawe praznih otkopa, odnosno otkopanih blokova rude, obavezno se primewuje u slu~ajevima kada se vr{i otkopavawe prostranih rudnih leì{ta. Naime u tim slu~ajevima otkopni blokovi se raspore|uju jedan do drugog, pri ~emu se orjenti{u u pravcu pruàwa leì{ta.

Pre nego {to se po~ne sa otkopavawem narednog otkopnog bloka potrebno je da se izvr{i zasipavawe prethodno otkopanog bloka. Gotovo po pravilu, za zasipavawe otkopanog bloka rude koristi se zasipni materijal sa dodatkom izvesne koli~ine cementa. Dodatak cementa zasipnom materijalu ima funkciju da se postigne ve}a ~vrsto}a zasipa, kao i da se smawi osiroma{ewe rude prilikom otkopavawa narednog bloka.

Dodatak B

219

Zasipavawe jednog otkopnog bloka treba da bude zavr{eno pre po~etka

otkopavawa, odnosno minirawa, narednog otkopnog bloka. To podrazumeva potrebu da se, pre po~etka otkopavawa narednog otkopnog bloka, ostavi dovoqno vremena da bi se zasip ocedio, konsolidovao i time postigao zadovoqavaju}u ~vrsto}u. Osigurawe otkopa Kao {to je ve} ranije napomenuto, prilikom otkopavawa leì{ta (rudnih tela) VCR metodom otkop je definisan prostorom nadseka i prostorom u kome se vr{i neposredno obarawe rude, koji su prostorno odvojeni blokom rude.

Naime iz prostora nadseka vr{i se bu{ewe minskih bu{otina, kao i svi radovi na minirawu. Stoga prostor nadseka mora da bude do te mere osiguran da bi se obezbedio nesmetan i siguran boravak i manevrisawe radnika, kao i mehanizacije, tokom ~itavog vremenskog perioda u kome se vr{i otkopavawa datog otkopnog bloka. Obzirom na prostranost nadseka, ali i na ~iwenicu da se nalazi na bezbednoj udaqenosti od zone u kojoj se manifestuje razorni uticaj eksplozivnih puwewa, naj~e{}e se za wegovo osigurawe primewuje ugradwa sidara. Ugradwa sidara vr{i se ve} prilikom izrade nadseka, nakon svakog minirawa. Ve} prema potrebi ugradwa sidara moè da se vr{i i kasnije tokom otkopavawa rudnog bloka, ukoliko do|e do pojave novih nestabilnih zona u prostoru nadseka. Osigurawe prostora u kome se vr{i neposredno obarawe rude, odnosno otkopanog prostora u bloku, moè da se vr{i direktan ili na indirektan na~in, pri ~emu se vrlo ~esto paralelno primewuju oba na~ina. Direktan na~in osigurawa navedenog prostora predstavqa magazionirawe odminirane rude. Tom prilikom otvoren se ostavqa samo onaj deo otkopanog prostora koji sigurno ne}e da izazove zaru{avawe bokova otkopnog bloka do zavr{etka pripreme narednog horizontalnog odseka za minirawe. Indirektan na~in osigurawa predstavqa primena konturnog minirawa u otkopnom bloku, ~ime se spre~ava o{te}ewe bokova otkopanog prostora. U ovom slu~aju osigurawe se vr{i iskqu~ivo da bi se smawilo osiroma{ewe rude tokom otkopavawa i istakawa, kao i da bi se spre~ilo zaglavqivawe rude u otkopanom prostoru. Osnovne karakteristike VCR metode otkopavawa Osnovne karakteristike VCR metode otkopavawa mogu da se predo~e na jednostavan na~in ukoliko se istaknu najzna~ajnije prednosti i nedostaci wene primene.

Prednosti primene VCR metode otkopavawa su: veliki kapacitet proizvodwe, srazmerno mali obim pripremnih radova, mogu}nost promene (pove}awa) dinamike otkopavawa, mogu}nost visokog stepena mehanizovanosti, visoka vrednost koeficijenta iskori{}ewa rude, niska vrednost koeficijenta osiroma{ewa rude, stabilnost konstruktivnih elemenata otkopa tokom otkopavawa, kao i sigurnost radnika prilikom izvo|ewa radova na otkopavawu.

Tako|e, potrebno je da se napomenu i slede}i nedostaci VCR metode otkopavawa, kao {to su: realna potreba za obimnim i detaqnim planirawem otkopa, veliki obim radova na bu{ewu minskih bu{otina pre po~etka otkopavawa, relativno visoki zahtevi po pitawu ta~nosti bu{ewa duga~kih minskih bu{otina, mogu}nost ograni~ewa kapaciteta proizvodwe usled potrebe za magazionirawem rude, kao i relativno dugotrajani i obimni radovi da bi se ostvarili maksimalni efekti primene metode.

Dodatak V

221

P O D Z E M N A E K S P L O A T A C I J A K A M E N I H B L O K O V A

Proizvodwu kamena na povr{inskim kopovima u Evropi danas poskupquju pove}ani tro{kovi po osnovu za{tite ìvotne sredine. Ovaj problem je naro~ito izraèn kod eksploatacije u turisti~kim regijama kada su izdaci proizvo|a~a kamena na ime od{tete za ambijentalnu promenu krajolika toliki da se mnogi odlu~uju na obustavu radova. Alternativa je prelazak na podzemnu eksploataciju kamena. Ovaj trend je naro~ito zapaèn u turisti~kim regijama Mediterana. Eksploataciju kamenih blokova osim ovog razloga, predodre|uje i ~iwenica da su preostali delovi eksploatisanih leì{ta, kao i poznata do sad ne eksploatisana leì{ta sa dubqim zalegawem ispod povr{ine. Obzirom da kameni blokovi ne trpe minirawe izuzetno su visoki tro{kovi raskrivawa kvalitetnog dela leì{ta tehnologijama sa rezawem. Podzemna eksploatacija kamenih blokova rezawem svoj puni zamah doìvela je u Italiji u oblasti Karare u svetski poznatim leì{tima mermera. Kod nas je ovaj pristup postao aktuelan u rudniku mermera ″Ven~ac″ kod Aran|elovca. Re~ je o kvalitetnom delu mermernog so~iva koje tone u pravcu uspona povr{ine terena. Istraìvawe mogu}nosti povr{inske eksploatacije ovog dela leì{ta, sprovedeno od strane razvojne slu`be rudnika, pokazalo je ekonomsku neopravdanost ni pri aktuelnim cenama mermernih blokova, znatno vi{im od svetskih.

Slika V.1 - Izgled podzemnog otkopa u fazi izrade nadseka (THE CHAIN SAW MACHINES, MOD G.70 - Fantini)


222

Pored toga {to je sama tehnologija rezawa i izdvajawa kamenih blokova iz prirodnog okruèwa skoro identi~na onoj koja se koristi pri povr{inskoj eksploataciji, podzemni na~in name}e ~itav niz problema koji zahtevaju adekvatno re{ewe. Problemi su u oblasti ventilacije i tehni~ke za{tite, transporta, odvodwavawa, otvarawa leì{ta i tako daqe

Najozbiqniji problem predstavqa svakako upravqawe masivom koje obuhvata analizu stabilnosi otkopnih i drugih jamskih prostorija i wihovo dimenzionisawe i osigurawe, kada i gde je to potrebno. Sam postupak dimenzionisawa otkopa po kriterijumu stabilnosti je uobi~ajen, koji se koristi i kod drugih metoda otkopavawa.

îwenica da je dezintegracija kamenih blokova obavqena rezawem, dakle bez minirawa, samim tim bez potresawa, ide u prilog stabilnosti tako nastalih podzemnih prostorija. Komore i sigurnosni stubovi se dimenzioni{u tako da budu trajno stabilni u kona~nom zahvatu bez podgra|ivawa, dakle konstrukcija otkopa je samonose}a.

Neophodno je raditi strukturnu analizu, utvrditi mogu}nost pojavqivawa triangularnih ili sloènih stenskih blokova koji imaju kinematsku mogu}nost da skliznu u otkop i utvrditi wihov stepen sigurnosti. Pri radu u otkopu neophodno je takve blokove identifikovati i sidrima u~vrstiti kako bi se trajno spre~ilo wihovo pomerawe i eventualni progresivni lom masiva.

Otvarawe ovakvih leì{ta moè biti uobi~ajeno, potkopima i rampama u zavisnosti od poloàja leì{ta i zalegawa u odnosu na povr{inu ili formirawem otkopa, komora (galerija) direktno sa postoje}eg povr{inskog kopa.

Slika V.2 - Izgled seka~ice u radu (THE CHAIN SAW MACHINES, MOD G.70 - Fantini)

Dodatak V

223

Otkopavawe se obavqa generalno na dole u horizontalnim pojasevima koji su definisani dubinom reza, odnosno veli~inom bloka koji se reè. Naj~e{}e se radi o veli~ini od 1.0 do 1.2 m. U prvoj fazi radi se nadsek odnosno formirawe otkopa i sigurnosnih stubova. Visina nadseka je 2-3 m, {to je uslovqeno gabaritima ma{ine i dimenzijama bloka. Potom se otkopavawe obavqa u etaàma na dole pri ~emu se konstantno mora odràvati komunikacija sa prostorijama otvarawa, odnosno povr{inom, kako bi se ostvario efikasan transport ise~enih blokova i servisirawe otkopa.

Slika V.3 - Crte` seka~ice koja se koristi u podzemnoj eksploataciji u fazi izrade nadseka, sa dimenzijama

(THE CHAIN SAW MACHINES, MOD G.70 - Fantini)

Slika V.4 - Izgled sigurnosnog stuba formiranog rezawem blokova (THE CHAIN SAW MACHINES, MOD G.70 - Fantini)

Dodatak G

225

E K O L O [ K I P R I H V A T Q I V I J I N A ^ I N O T K O P A V A W A R U D N I H L E @ I [ T A Opis rudnog leì{ta Hipoteti~no rudno leì{te bakra zaleè na dubini od oko 500 m pa sve do 1200 m ispod povr{ine terena. Orudwewe je porfirskog tipa sa impregnacijama, ìcama, ìlicama i re|e nagomilawima. Orudwewe je uglavnom povezano sa silifikovanim andezitima i piroklastitima, ~vrstim i sredwe ~vrstim stenama. Laboratorijskim ispitivawima uzoraka stene utvr|eno je da se jednoaksijalna pritisna ~vrsto}a kre}e od 77 do 87 MPa, modul elasti~nosti od 33000 do 40000 MPa, kohezija oko 20 MPa, a ugao unutra{weg trewa oko 40o. U konturi od 0.3 % sredwi sadràj je oko 0.6 % bakra, a ukupne rudne rezerve se procewuju na oko 600 miliona tona rude. Ovo rudno telo je deo leì{ta koje se ve} dugi niz godina eksploati{e u pli}im delovima i iznad wega se nalazi razgranat i savremen jamski proizvodni sistem sa vi{e kapitalnih jamskih objekata. Iznad leì{ta na povr{ini se nalazi naseqe, grobqe, pruga sa duga~kim tunelom, kolektor za nekoliko povr{inskih vodotokova, gradsku i industrijsku kanalizaciju i infrastruktura koja prati naseqena mesta kao i jo{ neki industrijski objekti. Izbor tehnologije otkopavawa Opisano rudno telo svojom veli~inom prostornim poloàjem i fizi~ko-mehani~kim i strukturnim osobnama stena prakti~no ne postavqa ograni~ewa po pitawu izbora metode otkopavawa.

Fizi~ko-mehani~ke i strukturne osobine stena dozvoqavaju i primenu metoda otvorenih otkopa, ali nedefinisanih maksimalnih raspona i sa verovatno velikim gubicima u sigurnosnim stubovima. Leì{te se, osim toga nalazi na granici velikih dubina i svetska iskustva, prevashodno iz Ju`ne Afrike, govore da otvoreni otkopi mogu biti problemati~ni sa stanovi{ta stabilnosti celokupnog sistema.

Metode otkopavawa sa hidrozasipavawem ciklonisanom flotacionom jalovinom verovatno ne zadovoqavaju kriterijum ekonomi~nosti zbog visokih tro{kova transporta zasipa u jamu i ispumpavawa ogromnih koli~ina vode sa velike dubine.

Kao metode izbora name}u se metode otkopavawa sa zaru{avawem, odnosno neka od metoda iz ove grupe. Ove metode se izme|u ostalog karakteri{u malim iskori{}ewem i visokim osiroma{ewem metala i velikim obimom fizi~kog razarawa masiva. S obzirom na veli~inu i prostorni poloàj rudnog tela moè se pretpostaviti obim razarawa od oko 6 miliona metara kubnih natkopnog masiva, odnosno oko 600 hektara povr{ine terena iznad leì{ta. Osim toga ovakva eksploatacija sa sobom nosi poznat problem deponovawa odgovaraju}e koli~ine flotacione jalovine na povr{ini u blizini leì{ta, sa svim zaga|ewima i rizicima vezanim za ovu aktivnost. Predlog novog koncepta podzemnog otkopavawa Predloèni koncept otkopavawa je ustvari nov aran`man ve} kori{}enih tehnolo{kih postupaka i proverenih i potvr|enih tehnologija. Naime, po{lo se od analize lo{ih strana potencijalno upotrebqivih tehnologija, wihovom zamenom uspe{nijim tehnolo{kim postupcima, a {to je rezultiralo novom konstrukcijom podzemnog proizvodnog sistema ukqu~uju}i tu i pripremu, odnosno oboga}ewe mineralne sirovine.


226

Otkopavawe sa zaru{avawem prati velik obim fizi~kog razarawa masiva, ina~e siroma{na ruda je u procesu otkopavawa podvrgnuta daqem osiroma{ewu, iskori{}ewe leì{ta je malo, naro~ito ako se ima u vidu da je gubitak kod ovih metoda definitivan. Sa stanovi{ta za{tite ~ovekove okoline ove metode su najnepovoqnije. Metode otkopavawa sa zasipavawem ciklonisanom flotacionom jalovinom, obezbe|uju otkopavawe rude sa malim osiroma{ewem, ruda zaostala u sigurnosnim stubovima moè se nahnadno otkopati, a otkopavawe ne uzrokuje razarawe okolnog masiva. Lo{a strana ovih metoda je relativno mala produktivnost, visoki tro{kovi otkopavawa zbog skupog hidrotransporta jalovine u jamu i naro~ito visoki tro{kovi ispumpavawa velikih koli~ina vode. Otkopavawe sa ostavqawem praznih otkopanih prostora nekom od savremenih metoda, VCR metodom na primer obezbe|uje ogromne kapacitete, visoku produktivnost i dobijawe rovne rude bez osiroma{ewa. Nepovoqnost kod primene ovih metoda ogleda se u ugroènoj stabilnosti celog sistema zbog velikog deficita mase adekvatnog veli~ini rudnog tela i visokih gubitaka u sigurnosnim stubovima. Ovi nedostatci se mogu savladati naknadnim zapuwavawem otkopa, o~vr{}avaju}im zasipom na primer, a {to omogu}ava sekundarno otkopavawe stubova i garantuje stabilnost sistema.

Slika G.1 - Globalna {ema otkopavawa po predloènom konceptu

Dodatak G

227

Zajedni~ka mana svih metoda su visoki tro{kovi transporta i izvoza velikih koli~ina siroma{ne rude sa velike dubine, a {to povla~i i visoka investiciona ulagawa u prostorije otvarawa. Slede}i nedostatak su visoki tro{kovi i velik ekolo{ki rizik odlagawa ogromnih koli~ina flotacione jalovine. I kona~no mehani~ki transport velikih masa na velikim rastojawima uz savladavawe velikih visinskih razlika implicira veliku potro{wu energije po jedinici proizvoda (toni metala). Metoda blokovskog otkopavawa sa kraternim minirawem vertikalno navi{e ili VCR metoda predstavqa savremen na~in otkopavawa uz primenu savremene visoko produktivne opreme uz malo ili nimalo ru~nog rada. Naknadnim zasipavawem otkopa pastom velike gustine koja ima svojstvo o~vr{}avawa obezbedi}e se stabilnost sistema i otvoriti mogu}nost otkopavawa sigurnosnih stubova formiranih u prvoj fazi otkopavawa. Problem velikih transportnih tro{kova ogromnih koli~ina rude re{ava se smawewem rastojawa izme|u otkopa i postrojewa za preradu. Ta~nije postrojewe za preradu ili flotacija, sme{ta se u jamu u blizini leì{ta, ispod leì{ta ili u leì{tu. Kako bi se maksimalno koristio gravitacioni tok rude, nivoi primarnog, sekundarnog i tercijarnog drobqewa sme{taju se jedan ispod drugog. Potom je na pogodnoj lokaciji potrebno uraditi komore za sme{taj mlinova i flotacionih }elija. Jalovina se pumpa iznad leì{ta do nivoa za pripremu paste. Proizvodwa paste se sastoji u dehidratizaciji jalovinskog otoka do grani~nog teìnskog sadràja vode od 18% do 23%, ~ime se postiè konzistencija paste na nivou cementnog maltera. Gubitak ~vrste komponente iz suspenzije, odvedene prelivom u postupku odvodwavawa hidrociklonom prikupqa se u sabirniku i vra}a u primarni proces. Pasta se odlikuje velikim u~e{}em ~estica ispod 0.2 mm i do 80 % i odnosom cement : jalovina 1:30. Na ovaj na~in bezmalo celokupna koli~ina jalovine dobijena u procesu otkopavawa biva vra}ena u otkope. Voda se skupqa u vodosabirniku i vra}a u proces. Na povr{inu se izvozi samo koncentrat na bilo koji od na~ina, na primer zajedno sa vodom koja se kao vi{ak ispumpava napoqe, odnosno odvodwavawe jame i transport rude obavqaju se jedinstvenim tehnolo{kim postupkom. Na ovaj na~in prostorije otvarawa dominantno treba da zadovoqe funkciju servisirawa jame, pa }e i ulagawa u wih biti znatno mawa. Proizvod runika, jame je koncentrat spreman za metalur{ku preradu. Ne postoje problemi vezani za odlagawa flotacione jalovine na povr{ini. Neuporedivo je mawa potro{wa energije po toni proizvedenog metala u koncentratu.

Dodatak D

229

P O D Z E M N A E K S P L O A T A C I J A M A L I H L E @ I [ T A

Rudarska aktivnost u nekom leì{tu podrazumeva uslov da je vrednost otkopane rude ve}a od investicionih ulagawa i direktnih tro{kova otkopavawa. U na{im uslovima otkopavaju se samo ona leì{ta ~ija vrednost i ukupno vreme wegove eksploatacije dozvoqavaju izgradwu rudnika sa skupim investicionim objektima i prate}om infrastrukturom. Saglasno ovome, mala eksploatabilna leì{ta su ona ~ije rezerve ne mogu platiti skupe investicione objekte otvarawa i instalacije u wima.

Na osnovu iskustva drugih zemaqa stoji tvrdwa, da se mogu eksploatisati ~ak i

veoma mala leì{ta, pod odre|enim uslovima. Na bazi geolo{kih podataka o leì{tu: koli~ini i kvalitetu rude,

morfolo{kom tipu, osnovnim fizi~ko-mehani~kim i strukturnim osobinama rude i prate}ih stena i uslovima zalegawa, mogu}e je izvr{iti izbor odgovaraju}e tehnologije podzemne eksploatacije. Potom je verifikovanim metodama mogu}e do}i do svih relevantnih tehno-ekonomskih pokazateqa metode, pa i do prognoze direktnih tro{kova otkopavawa. Ukoliko se razlikom vrednosti rude i tro{kova otkopavawa mogu pokriti minimalna investiciona ulagawa, onda je leì{te svakako eksploatabilno. Osnovni principi projektovawa rudnika na malim eksploatabilnim leì{tima

Na malim eksploatabilnim leì{tima mogu se otvarati rudnici bez kapitalnih objekata i pri projektovawu ovakvih rudnika trebalo bi se rukovoditi slede}im principima:

• Ne predvi|ati ulagawa u infrastrukturne objekte.

• Rudni~ki krug treba da bude dimenzionisan po principu najneophodnijeg minimuma.

• Gra|evinski objekti neophodni za funkcionisawe rudnika treba da budu monta`ni ili da se umesto wih koriste kontejneri.

• Glavne prostorije otvarawa raditi kao privremene.

• Pomo}ne prostorije otvarawa ne raditi.

• Objediniti prostorije otvarawa, osnovne i otkopne pripreme.

• Ventilaciju rudnika i eventualno odvodwavawe obavqati mobilnim ma{inama i ure|ajima bez stabilnih postrojewa i posebnih rudarskih objekata za te namene.

• Za obavqawe svih radnih operacija utovara i odvoza koristiti mobilne ma{ine, najboqe dizel utovariva~e (i kamione po potrebi) koji su nezavisni po pitawu snabdevawa energijom, sa neograni~enim radijusom kretawa i mogu}im raznovrsnim kori{}ewem van osnovne namene.

• Za otkopavawe koristiti jednostavnije tehnologije, potvr|ene u praksi, koje su elasti~nije i ne zahtevaju veliku tehnolo{ku disciplinu i skupu rudarsku opremu.

Projekat eksploatacije malog leì{ta ura|en uz po{tovawe ovih principa ni u

kom slu~aju ne moè dovesti u pitawe po{tovawe dva osnovna principa rudarske proizvodwe, a to su: princip maksimalnog iskori{}ewa i princip minimalnog o{te}ewa prirodnog masiva.


230

Otvarawe rudnika rampom

Rukovode}i se principom smawewa investicionih ulagawa potrebnih za otvarawe i razradu malih leì{ta, name}e se potreba za {to mawim obimom radova na izgradwi objekata otvarawa, osnovne i otkopne pripreme.

Razmatraju}i problematiku otvarawa i pripreme malih leì{ta sa stanovi{ta

isplativosti investicionih ulagawa zna~ajan pomak, ka ispuwewu ovog zahteva, predstavqa tehni~ko re{ewe izrade prostorije koja bi imala funkciju prostorije otvarawa, osnovne i otkopne pripreme. Prostorija ~ija bi izrada zna~ila generalno ispuwewe zahteva po pitawu funkcionalnosti, je rampa spiralnog oblika kako sa tehni~ke tako i sa ekonomske ta~ke gledi{ta.

Prednost izrade rampe kao tehni~kog re{ewa otvarawa i pripreme leì{ta se ogleda prvenstveno u tome {to se prili~no jednostavnom kombinacijom pravaca i polukru`nih krivina obezbe|uje pra}ewe konture leì{ta sa unutra{we strane. Ovim se zna~ajno smawuje potreba za naknadnim pripremnim radovima u ciqu otkopne pripreme, {to uz izbor fleksibilne metode otkopavawa (mogu}nost formirawa ve}eg broja radnih ~ela u otkopu, nizak koeficijent pripreme...) predstavqa optimalno re{ewe eksploatacije malih rudnih leì{ta.

Slika D.1 - Prikaz otvarawa malog leì{ta rampom

Sa ekonomske ta~ke gledi{ta prednost ovakvog na~ina otvarawa i pripreme se ogleda u tome {to izrada rampe optere}uje investiciona ulagawa do onog trenutka dok se ne ostvari kontakt sa leì{tem u wegovoj najvi{oj ta~ki. Daqe napredovawe izrade rampe se svrstava u pripremne radove u rudi, te tro{kovi wene izrade optere}uju ovako otkopanu jedinicu (tonu) rude.

Dodatak D

231

U daqem tekstu bi}e dat tehni~ki opis otvarawa i pripreme so~ivastog rudnog

tela strmog zalegawa (nagibni ugao 70°) i ve}e mo}nosti (40 m).

Izrada rampe kre}e sa povr{ine, odnosno sa kote +500, ta prate}i generalni pad rampe od 14 % na stacionaì +1050.00 m od ulaza (kota +350) ostvaruje se kontakt sa leì{tem. Vode}i ra~una o poloàju projektovanih za{titnih stubova, kao sistematske za{tite otkopa pri otkopavawu leì{ta poststubnom otkopnom metodom, nastavqa se vo|ewe rampe kroz leì{te. Pomenuti stubovi, kvadratnog oblika popre~nog preseka sa dimenzijom stranice a = 4 m, su sistematski raspore|eni sa rasponom otkopa l = 13 m.

Tokom izrade rampa se provetrava separatno. Nakon izrade izvesne duìne rampe, iz we se do projektovane lokacije ventilacionog okna (u daqem tekstu V.O.) izra|uje spojni hodnik. Potom se uskopnom platformom izra|uje V.O. do povr{ine (kota +550), koje se oprema stubi{tem, ~ime se izra|enom duìnom rampe uspostavqa proto~no provetravawe. Paralelno sa izradom spojnog hodnika i V.O. nastavqa se sa izradom rampe do slede}e pozicije bliske projektovanoj lokaciji V.O. , kao {to je prikazano na slici G.1. Sa ove pozicije se izra|uje spojni hodnik do projektovane lokacije V.O., odakle se ponavqa postupak izrade V.O. do spoja sa ranije izra|enom deonicom istog. Pomenuti postupak se ponavqa dok se ne dostigne najnià kota leì{ta.

Tokom napredovawa izrade rampe kroz rudu, pored spojnih hodnika, moè se vr{iti izrada smernih i pre~nih istra`nih hodnika. Ovim se dodatno moè definisati leì{te, ukoliko pre pristupa otvarawu nije bilo dovoqno istraèno. Na stacionaì +1470.00 m od ulaza, prate}i generalni pad od 14 %, zavr{ava se izrada rampe ~ime je dosegnuta najnià kota leì{ta (+290). Na tom nivou otpo~iwe se sa frontalnim otkopavawem rude, saglasno principima poststubne otkopne metode, sa sukcesivnim zasipavawem otkopanih prostora.


233

L I T E R A T U R A

1.Agoshkow M., Borisov S., Boyarsky V., 1988; Mining of Ores and Non-Metalic Minerals, Mir Publishers, Moscow.

2.Atlas Copco, 1994; Underground Rock Excavation, Atlas Copco Tunneling and Mining AB, 23 Stocholm, Sweden.

3.Atlas Powder Company,1987; Explosives and Rock Blasting, Dallas, Texas, USA.

4.Barton N., Lien R., Lunde J.; "Engineering Classification of Rock Masses for the Design of Tunnel Support"; Journal of the International Society for Rock Mechanics, Vol. 6, No 4.

5.Bieniawski Z.T., 1984; Rock Mechanics Design in Mining and Tunneling, A.A.Balkema.

6.Veselinovi} V., Oktobar 1984; "Efekti podzemnog otkopavawa metali~nih ruda pri

primeni VCR metode", IV Jugoslovenski simpozijum o podzemnoj eksploataciji mineralnih sirovina, Zbornik radova, Bor.

7.Gen-Hua Shi & Richard Goodman, 1983; "Keyblock bolting"; Proceedings of the International

Symposium on Rock Bolting, Abisko.

8.Glu{~evi} B., 1974; Otvarawe i metode podzemnog otkopavawa rudnih leì{ta, Minerva, Subotica-Beograd.

9.Goodman R.E., 1976; Methods of Geological Engineering in Discontinuous Rocks, West Publishing Company. 10.Diering J.A.C., Laubscher D.H., 1987; "Practical approach to the numerical stress analysis of

mass mining operations", Trans. Inst. Min. Metall. (Sect. A:Min. industry), 96, A141-200 11.Dimitrijevi} M.D., Petrovi} R.S., 1965; Upotreba projekcije lopte u geologiji,

Geolo{ki zavod Qubqana. 12.Imenitov B.R., (1984); Process„ podzemn„h gorn„h rabot pri razrabotke rudn„h

mestoro`deni€, Nedra, Moskva. 13.Laubsher D.H., 1977; "Geomechanics classification of jointed rock mass - mining

applications"; Trans. Inst. Min. Metall. (sec A), 86. London. 14.Laubscher D.H., 1984; "Design aspects and effectiveness of support systems in different

mining conditions"; Trans.Inst Min. Metall.(Sect.A: Min. Industry), 93, A 70-81. 15.Milanovi} P., Torbica S., 1997; Klasifikacije stenskog masiva i wihova primena,

Beograd. 16.Mitchell S.T., 1981; "Vertical Crater Retreat as applied at the Homestake Mine", Design and

Operation of Caving and Sublevel Stoping Mines, AIME; New York. 17.Persson Per-Anders et. al., 1994; Rock Blasting and Explosives Engineering, CRC Press, USA. 18.Petrovi} N., 1994; Uporedna analiza naponskog stawa sigurnosnih stubova na

prostornim i ravanskim numeri~kim modelima, Magistarski rad, RGF Beograd. 19.Petrovi} N., Glu{~evi} A., 1995; "Uticajni faktori na efekte kraternih minirawa u

podzemnoj eksploataciji", I Jugoslovenski simpozijum : Bu{ewe i minirawe, Beograd.

Literatura

234

20.Petrovi} N., 1996; Tehnologija otkopavawa sigurnosnog stuba 57/4 na II horizontu

rudnika "Trep~a" - Stari Trg, Stru~ni rad, SIT Srbije, Beograd. 21.Petrovi} N., Glu{~evi} A., Lutovac S., 1997; "Izbor najpovoqnijeg eksploziva za

otkopavawe VCR metodom", Podzemni radovi br.7(u pripremi), RGF - Beograd, Beograd.

22.Roesner E.K., Poppen S.A.G., Konopka J.C., 1983; "Stability during shaft sinking - a design

guideline for ground support of circular shaft", Proc. of 1st. Int. Conf. on stability in Underground Mining. (AIME, New York, , pp. 749-769).

23.Seminar: Metodologija istraìvawa ispucalosti stenskih masa u geotehnici, 1990;

Rudarsko-geolo{ki fakultet Beograd, Beograd. 24.Torbica S.,Petrovi} N., Glu{~evi} B., 1993; "Mogu}nost podzemne eksploatacije malih

leì{ta", Nau~no-stru~ni skup: Istraìvawe i kori{}ewe malih leì{ta mineralnih sirovina i koncesije, Beograd.

25.Torbica S., Petrovi} N., 1993; "Zasipavawe otkopa pastama velike gustine", XXV Oktobarsko savetovawe rudara i metlurga, Bor. 26.Torbica S., Petrovi} N., 1994; "Izbor parametara minirawa u funkciji granulacije

odminirane rude upotrebom KUZ-RAM modela", Drugo nau~no savetovawe iz oblasti podzemne eksploatacije leì{ta ~vrstih mineralnih sirovina, Beograd.

27.Torbica S., Milanovi} P., 1994; "Uticaj ispucalosti na stabilnost podzemnih

prostorija i izbor parametara sidrewa", XXVI oktobarsko savetovawe rudara i metalurga, Dowi Milanovac.

28.Torbica S., Milanovi} P., Ljubojev M., 1995; "Computer Aided Design of Underground

Excavations in Jointed Rocks", Ostrava. 29.Torbica S., 1995; "Klasifikacija i definicija jamskih prostorija", Tehnika, RGM 46(1995) 9-10, str.10-12. 30.Torbica S., Jakovqevi} D., 1996; "Rudnici, ~ovekova ìvotna sredina", Jugoslovensko

savetovawe sa me|unarodnim u~e{}em Rudarstvo i za{tita ìvotne sredine, Beograd. 31.Torbica S., Mihajlovi} B., 1996; "Ekolo{ki prihvatqiviji na~in otkopavawa velikih

dubokih rudnih leì{ta", Jugoslovensko savetovawe sa me|unarodnim u~e{}em Rudarstvo i za{tita ìvotne sredine, RGF Beograd.

32.Hamrin H., 1986; Guide to Underground Mining Methods and Applications, No. 9851 5073 01C, Atlas Copco MCT AB, Stockholm. 33.Hartman H.L., 1992; SME Mining engineering Handbook, Vol.2, Society for Mining,

Metalurgy, and Exploration, Inc., Littleton, Colorado. 34.Herget G., 1988; Stresses in Rock, Balkema. 35.Hoek E., Brown E.T., 1980; Underground excavations in rock, London, IMM. 36.Hoek E., 1995; "Strength of Rock & Rock Masses", News Journal,vol.2,no.2, ISRM. 37.Hoek E., Kaiser P.K., Bawden W.F., 1995; Support of Underground Excavations in Hard

Rock, A.A, Balkema. 38.Woodruff D., 1966; Methods of Working Coal and Metal Mines, SET Vol. 1,2,3, Pergamon Press, London. 39.[ami} M., 1980; Kako nastaje nau~no djelo, Svjetlost, Sarajevo.

CIP - Ka t a l o g i z a c i j a u p u b l i k a c i j i N a r o d na b i b l i o t e k a S r b i j e , B e o g r a d 622.012.22(075.8) (076) T O R B I C A , S l av k o

M e t o d e i t e h no l o g i j a p o d z e m ne e k s p l o a t a c i j e n e s l o j e v i t i h l e ` i { t a : p r i r u ~ ni k u na s t av i / S . [S l a v k o ] T o r b i c a , N . [N e n a d ] P e t r o v i } . - B e o g r a d : R u d a r s k o - g e o l o { k i f a k u l t e t , 1997 ( B e o g r a d : G o r a g r a f ) . - 234 s t r . : i l u s t r . ; 29 cm T i r a` 150 . - B i b l i o g r a f i j a : s t r . 233-234 . ISBN 86-7352-010-X 1 . P e t r o v i } , N e n a d a ) R u d n i c i - E k s p l o a t a c i j a - V e ` b e I D = 58904332

Documents

Metode podzemne eksploatacije