Dobór systemu eksploatacji

Transkrypt

1 Dobór systemu eksploatacji Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Górnictwa Podziemnego mgr inż. Łukasz Herezy

2 Czynniki decydujące o wyborze systemu eksploatacji - Warunki geologiczne, człowiek nie ma na nie wpływu oprócz możliwości wyboru rejonów złóż zalegających w dogodniejszych warunkach (grubość złoża, kąt nachylenia złoża, własności skał stropowych, złoża i skał spągowych, zaburzenia w zaleganiu) - Warunki górniczo-geologiczne, człowiek w pewnym stopniu potrafi nad nimi panować (pożary, wybuchy gazów, tąpania, zbiorniki wodne, ciśnienie eksploatacyjne) - Możliwość zastosowania środków techniczno-organizacyjnych, które zależą wyłącznie od człowieka (mechanizacja i automatyzacja oraz organizacja poszczególnych procesów produkcyjnych) - Warunki ekonomiczne, koszty wydobycia powinny być najniższe z możliwych przy zachowaniu bezpieczeństwa robót i wymogów dotyczących wykorzystania zasobów (straty, zubożenie)

3 Warunki geologiczne Grubość złoża Dla systemów ścianowych stosowanych w kopalniach kamiennego wydziela się warstwy o grubości 2,5 3,0 [m]. Zależnie od kąta nachylenia i grubości złoża wydziela się warstwy równoległe do uławicenia, warstwy poziome lub pochyłe. Podziału na warstwy równoległe do uławicenia dokonuje się w złożach poziomych i słabo nachylonych. W przypadku stosowania systemów z podsadzką hydrauliczną korzystniej jest wydzielać warstwy pochyłe z uwagi na odprowadzanie grawitacyjne wód podsadzkowych w kierunku zrobów. Podział pokładów ze względu na grubość: - Pokłady cienkie o grubości do 1,5 [m] - Pokłady średnie o grubości od 1,5 [m] do 4,0 [m] - Pokłady grube o grubości od 4,0 [m]

4 Warunki geologiczne Kąt nachylenia złoża Najkorzystniejsze warunki eksploatacji występują w złożach poziomych lub prawie poziomych. Ze wzrostem kąta nachylenia wzrastają trudności i koszty wybierania. Przy katach nachylenia powyżej 30 wykorzystuje się systemy z krótkimi przodkami, krótkie wybierki wybierane pasami, systemy zabierkowe lub wybieranie schodowe. W złożach stromych stosuje się systemy z grawitacyjną odstawą urobku, wykorzystując naturalną cechę złoża i możliwości samostaczania się urobku. Podział złóż ze względu na kąt nachylenia: - Pokłady poziome lub prawie poziome Pokłady słabo nachylone Pokłady silnie nachylone Pokłady strome 45 90

5 Warunki geologiczne Własności skał Rodzaj skał stropowych ma bezpośredni wpływ na wybór sposobu likwidacji przestrzeni poeksploatacyjnej. Dla ułatwienia wyboru systemu eksploatacji opracowano różne klasyfikacje skał stropowych. Jedną z najczęściej stosowanych jest klasyfikacja Sałustowicza (klasyfikacja jakościowo-opisowa): Klasa I strop bezpośredni utworzony ze skał kruchych, łatwo się rabujących, przy czym miąższość ich jest większa, niż 5-krotna grubość pokładu, Klasa II strop bezpośredni utworzony ze skał kruchych, łatwo się urabiających, przy czy miąższości ich jest mniejsza niż 5-krotna grubość pokładu, Klasa III stropu bezpośredniego brak, strop zasadniczy nad pokładem utworzony z grubej warstwy skał mocnych i nieuginających się, Klasa IV strop utworzony ze skał zdolnych do uginania się, a wiec plastycznych lub drobnouwarstwionych.

6 Warunki geologiczne Przy I klasie stropu zaleca się stosowanie stropów z zawałem stropu, przy II klasie stropu systemy z zawałem częściowym lub podtrzymywaniem stropu zasadniczego pasami podsadzki suchej, przy III klasie systemy z podsadzką hydrauliczną a przy IV klasie systemy z ugięciem stropu. Do klasyfikacji ilościowej dla warunków GZW należy klsayfikacja Głównego Instytutu Górnictwa. Wg tej klasyfikacji kryterium oceny stropu są wytrzymałość skał stropowych na ściskanie oraz uwarstwienie skał stropowych, zdefiniowane jako liczba wskaźnikowa L Wpływ na zachowanie się stropu mają powierzchnie uławicenia i łupności. Ważnym zagadnieniem jest usytuowanie czoła frontu eksploatacji w stosunku do łupności. Przy stropach skłonnych do obwałów czoło frontu ustawia się pod kątem od 15 do 25 w stosunku do biegu płaszczyzn łupności.

7 Warunki geologiczne Ukośne usytuowanie czoła frontu względem biegu powierzchni łupności poprawia stateczność wyrobisk i wpływa korzystnie na efekt urabiania. W przekroju pionowym powierzchnie łupności mogą tworzyć bloki wiszące lub leżące.

8 Klasyfikacja systemów podziemnej eksploatacji złóż Cecha podziału Grupy Kryterium podziału na grupy Podgrupy Ścianowe Ubierkowe Długość przodka Filarowo-ubierkowe Ubierkowe pasami Zabierkowe Długość zabierki Długich zabierek Filarowo-zabierkowe Rodzaj wyrobiska eksploatacyjnego Komorowe Sposób wybierania złoża Komorowe właściwe Komorowo-filarowe Ubierkowo-komorowe Blokowe Sposób wypuszczania urobku Z czołowym wypuszczaniem urobku Z dennym wypuszczaniem urobku

9 Klasyfikacja systemów podziemnej eksploatacji złóż Cecha podziału Sposób kierowania stropem Grupy Z ochroną stropu Z zawałem stropu Kryterium podziału na grupy Sposób utrzymania stropu Grubość stropu bezpośredniego Podgrupy Utrzymanie przestrzeni eksploatacyjnej (systemy komorowe) Z podsadzką (hydrauliczną, suchą, utwardzoną) Z magazynowaniem urobku Zawał pełny Zawał częściowy Z ugięciem stropu Własności skał stopowych i grubość złoża Ugięcie całkowite Ugięcie częściowe Kierunek wybierania Grubość złoża Podłużne - - Poprzeczne - - Przekątne - - Na całą grubość złoża Eksploatacja warstwami - - Sposoby podziału na warstwy Warstwami równoległymi do uławicenia Warstwami poziomymi Warstwami pochyłymi

10 Informacje zaczerpnięte z: S. Piechota, Technika podziemnej eksploatacji złóż i likwidacji kopalń. W celu uzupełnienia wiadomości polecam ww. literaturę.