Metode_otkopavanja_slojevita_1.pdf

UNIVERZITET

..

U

BEOGRADU

Dr in!. BRAN1SLAV GENCrĆ

TEHNOLOŠKI PROCESI PODZEMNE EKSPLOATACIJE SLOJEVITIH LEŽIŠTA OTVARANJE, PRIPREMA I METODE OTKOPAVANJA

ZAVOD ZA unZBENlKE [NASTAVNA SREDSTVA

BEOGRAD

•

UNIVERZITET

U

BEOGRADU

Dr ;01. 8RANJSLAV GENC,Ć

TEHNOLOŠKI PROCESI PODZEMNE EKSPLOATACIJE SLOJEVITIH LEŽIŠTA OTVARANJE, PRIPREMA l METODE OTKOPAVANJA

ZAVOD ZA UDZBENlKE l NASTAVNA SREDSTVA BEOGRAD

Ovaj udžbenik, kao stalni univerzJtetsld udžbenik, odobrila je za upotrebu Komisija za udžbenike Unlven:iteta u Beogradu svojim rešenjem broj 06-29411 od 24. marta 1972. godine

OOobođeno

pore:u na promet na OlInovu čJana :M. .ltav 1. tačka 1. zakona o oporezivanju proIzvoda I usluga u prometu (.SIu.fbenl Ust SFRJ4 33fj2) I m1lljenja RepubUčkog lekrtltartjata za kulturu SRS broj tl3_lItm-02 od s. februara 1173. godine.

SADRZAJ Strana

PREDGOVOR Uvod

7

• DEO -

OTVARANJE LEZI$TA

GLAVA I - OPSTE POSTAVKE I TERMINOLOGIJA l, Opne postavke 2 Tehnička dokumentacija za projekat otvaranja letlJta

13 13 14

G L A V A II -

16

NACIN OTVARANJA l UTICAJNI FAKTORI

I. NaBo otvaranja Jef.lJta

2. Uticajni faktori f izbor

-

-

načina

otvaranja -

-

-

le 17

-

G LA V A m - NACINl I SEME OTVARANJA JAME 1. Otvaranje horizontalnih I blalo nagnutih slojeva na malim t srednjim dubinama -------1.1. Otvaranje horizontalnim prostorijama 1.2.. otvaranje kosim prostorijama 1.3. Otvaranje vertikalnim prostorijama 2. Otvaranje horlz.onlalnih I blago nagnutih leWta na velikim dubinama 3. Otvaranje nagnutih I nnnlh lef.i!ta na malim l srednjim dubinama 3.1. otvaranje horizontalnim prostorijama 3.2. Otvaranje kosim prostorijama 3.3. Otvaranje vertikalnim prostorijama 3.3.1. Otvaranje nagnutog sloja vertikalnim oknom 1 jednim izvoznim horlzontom----------3.3.2. Otvaranje nagnutog sloja vertikalnim oknom sa dva Izvozna horizonta _ 3.3.3. Otvaranje stnnog sloja vertikalnim oknom 3.4. Otvaranje kombinac.ljom jamskih prostorija 4, Olvaranje paralelnih slojeva 4.1. Otvaranje sa koncentracijom proizvodnje na jedan horizont 4.2. Otvaranje sa separatnim horizontima 4..3. Otvaranje glavnim poprečnim hodnikom 4.4. Otvaranje poprečnim hodnicima na svakom izvoznom horizontu 4.5. Otvaranje kombinovanIm načinom -

20 20 20 22 28 28 29 29 30 32 32 33 38 38 43

44 45 46 47 49

GLAVA rv - OTVARANJE LEZISTA NATRIJUMOVE I KALLJUMOVE WU ---------

52

l. Opite geološke karakterist1ke letina soli -

52

-

-

-

-

-

-

-

-

3

..

Strana

2.. Rudarsko-lehnl~k1 uslovi eksploatacije 3. Otvaranje letiJta Kill GLAVA V - BROJ. RASPORED I POLOZAJ OBJEKATA OTVARANJA 1. Broj objdtata otvaranja u jamskom polju 2.. Raspored i polotaj objekata otvaranja 3. Izbor lokadje ul objekte otvaranja jame 4. OCena ~ikunMti otvaranj. jame -

SI

58 M 80

eo s5

G L A V A VI NAVOZ!STA IZVOZNIH OBJEKATA l. Tipovi navoz.lJta 2. Jamske prOltorlje i oprema navoziJta vertikalnih okana 3. Jamske prostorije I oprema navoillta kosih izvomlh prostorij. 4. Uzdutni proti.U izvoznih prostorij. na navomtu 5. zapremina jamskIh prostorija na..'OZitta e. Propusni kapadtet naYOZilta -

110

GLAVA VIJ IZVOZISTA IZVOZNIH OB.JEKATA I. Tipovi lZVOZi..tU 2.. TehnoloikI kompleks na povrtini -

83 83 II

II D E O -

aa 73 75

71 7t

PRIPREMA LEUSTA

G L A V A VUI - PRINCIPI PRIPREME LEZISTA -

I. Uvod -

2. Priprema pl"OlzYOdnlh otkopnih jedinica G L A V A ot - SISTEMI PRIPREME LEZISTA l. Sistem pripreme za horizontalne i blago nagnute slojeve 1.1. Sistem pripreme horizontalnih lli nagnutih poj.... ).2. Sistem prIpreme horizontalnih lli nagnutih stubova 1.3. Uporf!denje sistema pripreme olkopnl.h pojasa l otkopnih stubova 2. 0St.aU Wtemi pripreme horizontalnih i blago nqnutJh letlJta 2.1. SlJtem prl~e za vHeetatno otkopavanje 2..2. Sistem pripreme za otkopavanje u komorama 2.3. Sistem pripreme za otkopavanje kratkim čelom 3. SistemI pripreme za nagnute I strme slojeve 3.1. Opjtc napomene 3.2. Osnovna kl8.llitlkaclja alstema "ta nagnute I strme slojeve 3.3. Sistem pripreme za otkopavanje u horizontalnIm ela!ama 3.4. Sistemi pripreme za otkopavanje u kosim elalama 3.4.1. Opite postavke _ _ _ 3.4.2. S1Btem pripreme za otkopavanje u kosLrn eta!ama sa zarutavonjem 3.4.3. SI,tem pripreme za otkopavanje u kosim elaŽ8ma sa za,lpavanjem 3.4.4. SI'lem pripreme za poprečno otkopavanje u kosim etatama 3.5. Sistem pripreme za podetaf.no otkopavanje 3.8. Sistem pripreme za magazinsko otkopavanje _ 3.7. S!5tem pripreme za otkopavanje primeDom ~t1tne podgrade 3.8. Sistem pripreme "ta otkopavanje u komorama - .. Sistem pripreme za primenu tehnologije kombInovanoa otkopavanja G L A V A X - OSNOVNI KONSTRUKTIVNI PARAMETRI PRIPREME I. Opite )XlItavke _ _ _ _ _ -

4

88

13 93 94 96 96 98 99 102 103 104 105 107 1I3 113 114 114 J21

121 125 125 130 132 132

133 137 140 loU 142

2. 3. 4. 5.

Određivanje Određivanje Određivanje

Određivanje

~j~e

Strana broja otkopnih krila u otkopnom polju 14' optimalne dUŽine otkopnog bloka 146 optimalnog rastojanja poprečnih hodnika 146 optimalne visine otkopne etaže kod otkopavanja slojeva veće - - - - - - - - - - - - - - 149 lU DEO -

METODE OTKOPAVANJA

GLAV XI - IZBOR I KLASIFIKACIJA METODA OTKOPAVANJA l. OpAte postavke 2. Analiza proizvodno-tehničkih uslova 2.1. Rudarsko-geološkl faktori 2.1.1. Rezerve korisne supstance 2.1.2. Morfološke i tektonske karakteristike sloja 2.1.3. Debljina sloja 2.1.4. Ugao pada sloja 2.1.5. Struktura ležilIta I sloja 2.1.6. Gasonosnost sloja 2.1.7. Samozapaljivost sloja 2.1.8. Vodonosnost sloja i okolnih stena 2.1.9. Gorski udari 2.1.10. Stepen mehanizacije otkopavanja 2.1.11. Fi:dčko-mehaničke karakteristike sloja, krovine I podine 2.2. Tehničko-ekonomski faktori 2.3. Organizacioni faktori 3. Osnovni parametri metode otkopavanja 4. Ostvareni tehničko-ekonomski parametri otkopavanja 4.1. Tehničko-ekonomski parametri postignuti u SFRJ 4.2. Tehničko-ekonomski parametri u nekim zemljama značajnim proizvođačima uglja -----------

153 153 155 155 155 156 156 157 158 156 159 159 159 160 160 160 161 162 164 164

GLAVA A. Podela B. Podela C. Podela D. Podela

xn - KLASIFIKACIJA METODA OTKOPAVANJA metoda otkopavanja po načinu saniranja otkopnog prostora metoda otkopavanja po stepenu mehanizovanosti procesa otkopavanja metoda otkopavanja po debljini otkopavanog sloja metoda otkopavanja po uglu pada otkopavanog sloja

168 168 168 169 169

G L A V A XIll - METODE OTKOPAVANJA KRATKIM CELOM 1. Tehničke karakteristike metoda otkopavanja kratkim čelom 2. Proizvodno-tehnički uslovi za primenu metoda otkopavanja kratkim čelom 3. Podela metoda otkopavanja kratkim čelom 4. Metode stubnog otkopavanja U. OpAle tehničke karakteristike metoda stubnog otkopavanja 4.2. Tehničko-ekonomski efekti metoda stubnog otkopavanja 5. Metode poprečnog otkopavanja 5.1. OpAte tehničke karakteristike metoda poprečnog otkopavanja 5.2. Tehničko-ekonomski efekti metoda poprečnog otkopavanja 6. Metode otkopavanja u horizontalnim etažama 6.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja u horizontalnim eta!ama 6.2. Tehničko-ekonomski efekti metoda otkopavanja II horizontalnim etažama

171 171 172 172 173 173 180 182 182 187 188

167

188 193

5

Strana 7. Metode otkopavanja u kosim etažama _ _ _ 194 7.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja u kosim etažama 194 7.2. Tehničko-ekonomski efekti metoda otkopavanja II kosim et8žama 197 8. Metode otkopavanja II komorama _ 198 8.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja II komorama 198 8.2. Tehničko-ekonomski elektl metoda otkopavanja u komorama 205 GLAVA XIV - METODE OTKOPAVANJA SIROKIM CELOM l. Tehničke karakterIstike metoda otkopavanja širokim čelom 2. Proizvodno-tehnički uslovi za primenu metoda otkopavanja širokim čelom 3. Podela metoda otkoPavanja ,širokim čelom 4. Metode otkopavanja širokim čelom miniranjem otkopa 4.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja širokim čelom sa miniranjem otkopa _ _ 4.2. Tehničko-ekonomskl efekti metoda otkopavanja širokim čelom sa miniranjem otkopa 5. Metode otkopavanja širokim čelom sa podsecanjem I miniranjem 5.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja širokim čelom sa podsecanjem I mlnlranjem 5.2. Tehničko-ekonomski elektl metoda otkopavanja ,širokim čelom sa podsecanjem i miniranjem _ _ _ _ _ _ _ 6. Metode otkopavanja širokim čelom mehanIzovanim procesom 6.1. Opšte tehničke karakteristike metoda otkopavanja širokim čelom mehanizovanim procesom _ _ _ _ _ _ 6.2. Metode otkopavanja širokim čelom sa direktnim upravljanjem tehnološkim fazama l mehanizacijom 6.3. Metode otkopavanja širokim čelom sa Indirektnim upravljanjem tehnoloIkim fazama 1 mehanizacijom -

206 206 207 208 :ID9

G L A V A XV - METODE OTKOPAVANJA KOMBINOVANIM CELOM l. Opšte tehničke karakteristike metoda oikopavanja kombinovanim čelom 2. Metode kombinovanog komorsko-stubnog otkopavanja 3. Metode podetažnog otkopavanja 4. Metode magazinskog otkopavanja 5. Metode otkopavanja pod zaštitom specijalne podgrade (štitova) 6. Tehnlčko-ekonomskI efekti metoda otkopavanja kombinovanim čelom

247 247 248 249 252 253 256

209 219 220 220 226 227 227 228 242

Predgovor

U području podzemne eksploatacije slojevitih ležišta (uglja) otvaranje, priprema i metode otkopavanja predstavijaju, po svojoj složenosti i obimu, najznačajniji deo discipline Tehnologija podzemne eksploatacije slojevitih ležišta. Predavanja iz ovog predmeta autor drži 2.8 studente Rudarskog odseka Rudarsko-geološko-metalurškog fakulteta II Beogradu. Metodološki pristup izučavanju problema tehnologije podzemne eksploatacije slojevitih lellAta izabran je tako da je materija II ovom udžbeniku podeljena prema logičnom tehnološkom redosledu razvojn1h stadijuma II Izgradnji proizvodnog kapaciteta jame 111 rudnika. Između otvaranja, pripreme i metode otkopavanja mogu se postaviti jasne granice II tehničkom i ekonomskom pogledu, čime se pri projektovanju 1 operativnom rukovođenju proizvodnim procesom olakšava formiranje osnovne tehničke dokumentacije za kompleksne tehničko-ekonomske analize. Tehnička rdenja otvaranja obuhvataju primere iz svetske i j~oslovenske prakse i ona se danas mogu efikasno primeniti pri otvaranju novih eksploataclonih polja i rekonstrukciji postojećih jamskih pogona. Sistemi pripreme ležišta su tretiranI u neposrednoj vezi sa metodama i tehnologijom otkopavanja, odnosno kao kategorija jamskih prostorija koja Bni dvostranu vezu između prostorija otvaranja ležišta i otkopavanja. Selekcija metoda otkopavanja urađena je sa orijentacijom na one metode koje danas imaju najširu primenu u podzemnoj eksploataciji ležišta uglja. Ova knjiga, zajedno sa dvema knjigama koje je autor objavio pod Istim naslovom. čini inte~ralnu celInu I može poslužiti ne samo studentima Rudarsko~ odseka već i drugim stručnjacima zalnteresovanlm za ovu oblast. S obzirom da se u jugoslovenskoj stručnoj literaturi problem podzemne eksploatacije slojevItih ležišta prvi put tretira na izloženi način, nisu isključeni propusti i nedostaci knjiga. Radi poboljšanja i dopune materije autor će sa izvanrednom pažnjom i zahvalnošću prihvatiti sve korisne sugestije I pr1m.edbe. AUTOR

7

Uod Krajnji cilj u podz mnoj eksploataciji slojevitih i drugih ležišta mineralnih sirovina, koji se sastoji u proizvodnji mineralne sirovine racionalnim iskorišćenjem min ralnog ležišta, pos ize se prlmenom različitih tehniloških procesa eksploatacije. Eksploatacija mineralnog ležišta, b z obzira na vrstu mineralne irovine, ostvaruje se u postupnom razvoju j odgovarajućim fazama rada. Postupni razvoj eksploatacije i izgradnja jamskog proizvodnog kapaci eta moze imati sp cifične karakteristike u za . nosti od vrste mineralne sirovine, rudar o-tebničkih uslova eksploatacije . načina prerade i primene, ali u podzemnoj eksploataciji ležišta čvrstih mineralnih sirovina jasno se razlikujU tri razvojna stadijuma: o aranje, priprema i otkopavanje ležišta. Ovak a terminološka podela nema samo formalni značaj et je takođe ehnički i ekonomski opravdana. Sa ehničk:og ano' ta razvojni stadiJUUl1 eba da budu jasno definisani, tako da se mo diferencirati po VTS i . kolicini radova i jamskih pro orija. kao i da se mogu odnositi i primeni' na s e vrste leziš a č . mineralnih iro 'na. a ekonomskog slanoviš a treba takođe potavi . o jasnije granice između pojedinih raz ojnih s adijuma u podz mnoj eksploatacij', Ovo j od podjednake dnosti kako u fazi tako zvane investicione izgradnj projektovanog jamskog proizvodnog kapaciteta tako i u rekonstrukciji rudnika ili odrzavanju proizvodnog kapaciteta jame. Ukoliko u granice razvojnih stadijuma proizvodnog kapacit ta ehnički jasnije, utoliko je lakše, efika nije . za tehničku operativu korisnije obavljanje ekonomskih analiza u lizgradnji i kasnijem korišćenju i održavanju jamskog proizvodnog kapaciteta. Upoređenja radi, navodimo da se u većem broju zemalja i inostranoj literaturi koristi identična terminologija. Tako, na primer, u ruskoj literaturi usvojeni su tertrlli i BCKpblTHe, no,lt1'OT Ka u CKCTeM1>I pa3pa6OTl