Petar Jovanovic - Izrada Jamskih Prostorija Knjiga I

UNIVERZITET U BEOGRADU

prof. Dr. Petar Jovanovic

IZRADA

JAMSKIH PROSTORlJA

Knjiga I

Definicije i rudarske operacije

Rudarsko-geoioski fakuItet

Beograd,1982.

prof. Dr. Petar Jovanovic

IZRADA JAMSKIH PROSTORIJA, Knjiga I.

Recenzenti:

!prof. Milovan Antunovic~KobliSk~

prof. Dr. Mirko Zekovic

doc. Dr. Dragan MarkoviC

Glavni i odgovorni urednik.:

prof. Dr ."Mirko Zekovic

Tehnicki urednik:

ing. Olga Veljkovi6

Izdaje:

Rudarsko-geoloski fakultet Beograd, Dusina 7.

OOUR Rudarski odsek,

Odobreno od strane Komisije za udzbenike Univerziteta u Beogradu, br. 06-2619/1-81

TiraZ: 600 primeraka

Stampa:

Jugoslovensko udruzenje

"NAUKA I DRUSTVO"

Beograd, B.'Adzije llA

Beograd, 1982 .

U znak seeanja i trajni spomen ovaj udibenik posvecujem coveku, pedagogu, inienjeru i pro/esoru Milovanu Antunovicu Kobliski. Petar Jovanovic

SADRZAJ

PREDGOVOR ............................................. XIII

JEDINICE I MERE PO MEDUNARODNOM SISTEMU

MERNIH JEDINICA I KORELACIONA VEZA SA

STARIM I SADA VAZECIM SISTEMOM ........................... XV

PRVIDEO DEFINICUE, RADNA SREDINA. ENERGUA

l. OPSTI POJMOVI ......................................... . 2. JAMA I NJENI ELEMENTI .................................. .

3. JAMSKE PROSTORUE .................................... . 3.1. 3.2. 3.3. 3.4: 3.5. 3.6.

3

5

12

Vertikalne jamske prostorije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Horizontalne jamske prostorije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Kose jamske prostorije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Komore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

RaskriCa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Busotine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

~

4. RADNA SREDINA, OSOBINE, PONASANJE I KLASIFlKACUA ........ . 4.1. Stabilnost stenskog masiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Cvrstoca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2. Tecenje i polsedice tecenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : ....... . 4.1.3. Raspucanost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4. Kriterijum stabilnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4.1. Kriterijum stabilnosti kod cvrstih i slabih stena . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.4.2. J(riterijum stabilnosti kod stena sa plasticnim ponaSanjem ........ . 4.2. Fizicko-mehanicke osobine stenskog masiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Hidrofizicke osobine stenskog masiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Tehnoloske osobine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1. Otpor prema busenju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2. Otpor prema miniranju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.3. Otpor premarezanju i struganju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5. Klasiftkacija stenskog masiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.1. Podela stena prema slojevitosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '. ...... . 4.5.2. Podela stena prema padnom uglu slojeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3. Tehnicka podela stena i stenskog masiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3.1. Podela stena prema ponaSanju stenske mase . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3.2. Podela stena prema stabilnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3.3. Podela stena prema uslovima rada- " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21 22

23

25

26

27

27

29

30

35

36

37

39

40

41

41

41

41

42

43

47

vn



DRUGIDEO

RADNE OPERACIJE. ELEMENTI I OPREMA

S. PROIZVODNI PROCES I RADNA OPERACIJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 6. MEHANIZACIJA PROCESA IZRADE JAMSKIH PROSTORIJA .......... 6.1. Najvazniji pokazatelji u vezi sa primenom mehanizacije . . . . . . . . . . . . . 6.2. Ucinak (kapacitet) mehanizacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

53

53

54

7. POGONSKA ENERGIJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .'..... 7.1. Elektricna energija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Sabijeni vazduh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 J. Proracun potrebne kolicine sabijenog vazduha . . . . . . . . . . . . . . . 7.22. Cevovod za sabijeni vazduh . . . . . . . . . . . . . . . . . ' . . . . . . . . 7.2..3. Dimenzionisanje cevovoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7.3. Nafta i njeni derivati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4. Ostali vidovi energije .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...

56

56

57

58

59

60

63

63

8. RADOVI NA KOPANJU .......,.............................. . 8.1. Rucno bUSenje ....: ...... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1.1. Otkopni cekic . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1..2. Otkopni a.sov : . . . . . . . . . . . . . '.. , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.-2. Kopanje ui pomoc ma.sina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1. Ma.sine za izradu horizontalnih i blagonagnutih

jamskih prostorija ...... , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1.1. Rotaciono-lucne probojne kombinovane ma.sine . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1.2 . .LuCno-lancane probojne kombinovane masine . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.1.3. Rotacione probojne kombinovane ma.sine ... '. : . . . . . . . . . . . . . . . 8':2.2: Masine za izradu strmih vertikalnihjamskih

prostorija 8.3. Kopanje uz pomoc vodenog mlaza pod

pritiskom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65

65

66

9. RADOVI NA ZASECANJU [PODSECANJU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RADOVI NA BUSENJU MINSKIH BUSOTINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1. Udamo bwenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.1. Mehanizam razaranja stena udarom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.2. Brzina buSenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.3. Uticajni cinioci na brzinu buSenja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.4. Sredstva za udarno buSenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.5. Konstrukcija i cad pneumatskih buSacih cekiCa . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.6. CiScenje buSotina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.7. Podmazivanje buSacih cekica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . 10.1.8. Odczavanje pri"ora za busenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.9. Vrste pneumatskih cekica za male precnike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.9.1. Rucni buSaci cekic . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 .1.9.2. Uskopni buSaci cekic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......... . 10.1.9.3. Stubni busaci cekic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.9.4. Ostale vrste busacih cekica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

89

89

90

90

10.

VIII

67

68

74

74

78

80

81

84

91

96

96

103

106

107

108

108

112

114

119

10.1.10. Za.stitne mere pri radu sa pneumatskim buSacim cekicima ....... " 10.1.11. BuSaci cekici za buSenje buSotina i velikog preenika ............ 10.2. Rotaciono buSenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10.2.1. Mehanizam razaranja stene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.2. Snaga vrtalice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '. . .. 10.2.3. Sredstva za rotaciono buSenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.3.1. Ruene vrtalice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10.2.3.2. Stubne vrtalice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.3.3. Pribor za buSenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.3.4. CiScenje buSotine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.3:5. Odrzavanje buSaceg svrdla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3. Udarno-rotaciono buSenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

120

122

125

126

126

129

130

134

137

140

140

140

11. RADOVI NA MINIRANJU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1. Opste postavke 0 eksplozijii eksplozivu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.1.1. Eksplozija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.2. Hemijski eksplozivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.1. Eksplozivi oplite namene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.1.1. Amonijumnitratski pra.skasti eksplozivi .......... :......... 11.2.1.2. Amonijumnitratski uljni eksplozivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 J .3. Amonij umnitratski vodoplasticni eksplozivi . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.1.4. Amonijumnitratski pojaeani eksplozivi •........ '. . . . . . . . . . .. 11.2.1.5. Nitroglicerinski eksplozivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 .2. Sigurnosni (metanski) eksplozivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2.3. Pakovanje rudarskih eksploziva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3. Sredstva za zamenu eksploziva ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.3.1. Kardoks postupak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.3.2. Hajdroks postupak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,... 11.3.3. Erdoks postupak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4. Osnovi teorije detonacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4.1. Cinioci koji utieu na brzinu detonacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5. Dejstvo eksplozije na radnu sredinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,...... 11.5.1. Mehanizam razaranja stena eksplozivom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5.2. Dejstvo mine i njeni e1ementi kod rniniranja u steni .. . . . . . . . . . . .. 11.5.3. Uticaj broja slobodnih povrSina na efekat razranja . . . . . . . . . . . . . .. 11.5.4. Pravac de10vanja eksplozij e ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.5.5. Seizrnieko dejstvo eksplozije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.6. Odreaivanje optimalne vrste eksploziva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.7. Odreaivanje optimalnog milisekundnog intervala usporenja .......... 11.8. Ocena stepena razaranja stena eksplozivom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9. Konstrukcija i izrada mine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9.1. Udarna patrona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9.2. Uticaj polozaja udarne patrone na rezultat rniniranja . . . . . . . . . . . . . 11.9.3. Cep i zacepljenje minske buSotine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9.4. Punjenje minskih buSotina eksplozivom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 O. Paljenje rnina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.10.1. Paljenje elektrienim upaljacirna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.10.1.1. Sredstva za elektriCno paljenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

143

143

143

145

146

146

148

149

150

151

152

152

154 154

155

155

157

158

159

162

165

167

168

169

174

177

178

179

180

182

184

186

188

189

190

0

IX

11.10.1.1.1. Elektricni detonator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. 11.10.1.1.2. Parametri elektricnih upaljaca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.10.1'.2. MaSine za paljenje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.10.1.3. Sredstva za kontrolu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.10.1.4. Proracun rnreze za elektricno paljenje mina . . . . . . . . . • . . . . . .. 11.10.2. Paljenje sporogorecim stapinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11.10.3. Paljenje detonirajucim stapinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

190

192

194

196

197

203

203

12. RADOVI NA UTOVARU .................................... 207

12.1. Transportna sredstva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

12.2. Utovar u horizontalnim prostorijama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

12.2.1. Rucni utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

12.2.2. Polumehanizovani utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

12.2.3. Mehanizovani utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

12.2.3.1. Utovarne maSine diskontualnog delovanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

12.2.3.1.1. Skreper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

12.23.1.1.1. Vreme trajanja utovara i ucinak ........ . . . . . . . . . . . . . .. 221

12.2.3.1.2. MaSine za utovar sa koSem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 223

12.2.3 J .2.1. Vrem e traj anja utovara i uc inak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 228

12.2.3.2. Utovarne maSine kontinualnog delovanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

12.2.3.2.1. Utovarne maSine sa zahvatom odozdo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

12.2.3.2.2. Utovarne maSine sa zahvatom odozgo . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . 232

12.2.3.2.3. Utovarne maSine sa zahvatom sa strane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

12.2.3.2.3.1. Vreme trajanja utovara i ucinak ..... . . . . . . . . . . . . . . . . .. 235

12.2.3.3. Utovarno-transportna mehanizacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

12.2.3.3.1. Vreme trajanja utovara i ucinak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

12.3. Utovar u kosim prostorijama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

12.3.1. Utovar i otprema materijala kod uskopne izrade . . . . . . . . . . . . . . . . 242

12.3.1.1. Utovar i uklanjanje materijala kod izrade uskopa

sa blagim usponom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 242

12.3.12. Utovar i Uklanjanje materijala kod izrade uskopa

sa velikim usponom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

12.3.1.3. Utovar i uklanjanje materijala kod izrade strmih uskopa .... 0; • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 244

12.3.2. Utovar i otprema materijala kod niskopne izrade . . . . . . . . . . . . . . . 244

123.2.1. Rucni utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

12.3.2.2. Polumehanizovani utorar .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 245

12.3.2.3. Mehanizovani utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 245

12.3.2.3.1. Blago nagnute prostorije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

12.3.2.3.2. Srednje nagnute prostorije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 247

12.3.2.3.3. Jako nagnute i strme prostorije ...........•............. 247

12.4. Utovar u oknima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : .. 248

12.4.1. Rucni utovar ......... . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . 248

12.4.2. Polumehanizovani utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . • . . . . . . . 250

12.4.3. Mehanizovani utovar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . 251

12.4.3.1. Utovarne maSine sa grabilicom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

12.4.3.2. Utovarne maSine sa lopatom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 256

x

12.4.4. Proracun vremena i kapaciteta utovara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

12.4.5. Izvoz iskopine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

12.4.5.1. Kapacitet izvoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Dodatak . . .

265

Literatura . .

291

XI

PREDGOVOR Materija izlozena u ovom uzbeniku obuhvata deo materije koja se predaje studen­ tima rudarstva na Rudarsko.geoloSkom fakultetu u Beogradu u -okviru predmeta Izrada

. jamskih prostorija, ranije OpW rudarski radovi. Celokupna materija je podeljena u dye .

knjige, sa zeljom da se jasno diferencira materija koja se odnosi na radove i uslove pod

kojima se ovi radovi izvode od tehnoloSkih procesa izrade svm vrsta jamskih prostorija, ta­

ko da prva nosi naslov Defmicije i rudarske operacije a druga Tehnoloski procesi. Obe knjige

obuhvataju materiju vezanu za izradu jamskih prostorija pod tz. normalnim uslovima. Gradivo izlozeno u I-oj knjizi, podeljeno je u vise poglavlja i obraduje problematiku vezanu za oblast definicija osnovnih pojmova, definisanja radne sredine kao medijuma u kome se rudarski radovi izvode, rudarske radove i opremu. Radi lakseg pracenja izlozene materije tekstovi su propraceni velikim brojem ski­ ca, crteza, fotografija i tabela, sto je doprinelo da je ova knjiga ne~to veca po obimu od obima koji je uobicajen. Medutim autor je mHljenja da ce ovako iscrpno ilustrova­ na knjiga upravo olak~ti rad studentima na savladivanju ove materije. Prilikom izbora gradiva; iz obilja dokumenatcionog i drugog materijala, autor se od. lucio na one radove i onu opremu koja je u naSim jamskim uslovima najvise zastuplje­ na ill ima najvise uslova da bude uvedena. Isto tako autor se prilikom pisanja ovog udzbe­ nika rukovodio, da zbog nedostatka strucne literature udzbenik bude tako napisan da moZe da posluZi i diplomiranim rudarskim inzenjerima kao prirucnik. S obzirom na obimnost i slozenost izlozene materije koja je obraaena u ovoj knjizi, moguCi su i izvesni propusti, ~toga ce autor sa najvecom paznjom i zahvaino!tu prihvati­ ti sve korisne sugestije i primedbe. Autor.

JEDINICE I MERE PO MEDUNARODNOM SISTEMU MERNIH JEDINICA I KORELACIONA VEZA SA STARIM I SADA VAZECIM SISTEMOM . Prilikom pisanja ovog udzbenika javile su se poteSkoce oko primene Meounarodnog sistema jedinica i fizickih velicina, S obzirom da je materijal takve prirode da u najvecem broju slucajevea rezultati se iskazuju u izvedenim jedinicama. S obzirom na obavezu prema Zakonu, da se od 1. 01. 1981. godine obavezno mora primenjivati Meounarodni sistem jedinica, a i zbog objektivnih teSkoca da se nomogrami, dijagrami i drugi poka­ zatelji, koji su izraoeni po starom sistemu jedinica prevedu u novi sistem, autor se od­ lucio da na pocetku knjige. u obliku tabelarnog pregleda, prikaze stari sistem i njemu od­ govarajuCi novi sistem jedinica. U navedenom pregledu prikazane su sarno jedin!ce i mere koje su koriscene u ovom uzbeniku, kao i one jedinice sa kojima ce se citalac cesce susretati u svom radu. Prilikom prikazivanja pojedinih velicina koriscen je sistem uproscavanja, tako da su neke vrednosti jedinica date u pribliznim velicinama. Za pojedine vrednosti (u zagradarna) data je pri­ bliina vrednost, kao sto je to slucaj sa: silom, pritiskom i naponom, sa kojima je u tek­ stu udzbenika i racunato.Ovo uproscavanje autor je smatrao bez uticaja na rezultat racunanja, s obzirom da su odstupanja u pozitivnom smislu veca za neSto ispod 2%, te bitno ne uticu na resenje. Ovakva mera preduzeta je u svim onim sIucajevima kod ko­ jib je bilo ovo moguce koristiti bez stete po rezultat, a sa zadatkom da kod jos nedovolj­ no prilagooenog i pripremljenog citaoca novom sistemu jedinica, ne stvori odreoene za­ preke za razumevanje materije i shvatanje svega izlozenog. Prilikom izrade navedenog pregleda koriscen je Prirucnik koji je izdao Masinski fa­ kultet u Beogradu, autor Slobodan Veriga, pod nazivom Medunarodni sistem jedinica ft­ zickih velicina SI, Beograd 1976. god, kao i drugi materijali iz ove oblasti.

1. Osnovne merne jedinice.

Velicina Masa DuZina Vreme Jacina elektricne struje Termodinarnicka temperatura Svetlosna jacina Kolicina materije

Merna jedinica

Oznaka

kilogram metar sekunda amper kelvin kandel mol

kg m s A

K cd moi

xv

2. SI predmetci za obrazovanje decimalnih mernih jedinica

I

Cillilac Oznaka Umnosci

Naziv eksa peta tera giga mega kilo hekto dcla

1O 11l

E P

1015 1012

T

109 108 10 3 10 2 10 1

G M k

h da

3. Izvedene jedillke Vclicilla

Merna jedillica

Definidia po sI8rom po novom

i oZllaka

1 Povrsina Zapremina Ugao u ravni Bruna Ubrzanje Poduwa masa Zapreminska masa (gustina) Sila

2

3 m2

kvadratni metar kubni metar, m 3 radijan, rad metar u sec, m/s metar u sekundi na kvadrat, m/s2 kilogram po metru, kg/ml kilogram po kubnom metru, kg/m 3 njutn, N

4

1 m2 1 m3 1° Im/s

1 m2 1m 3 "/180 Im/s

Im/s2

Im/s2

lkg/m

lkg/m

lkg/m 3 1 kp 1 kp 1 kpm 1 kp/cm 2 1 kp/cm 2 1 kp/cm 2

lkg/m 3 9,81 N (10 N) 1 daN 9,81 Nm'(l0 Nm) 98066,5 Pa (1 OS Pa) 0,98 bara (1 bar) 1 daN/cm 2

Momenat sHe Pritisak, napon, modul elasticnosti, modul smicanja

njutnmetar, Nm paskal,Pa bar

Energija, rad kolicina toplote Snaga

dzul, J

1 cal

4.19J

vat, W

1 KS -1 erg/s 1 kp.m/s

735,5 W 10-7W .9,81 W

XVI

PRVI DEO

DEFINIClJE, RADNA SREDINA, ENERGIJA

]" OP8TI POJMOVI

Vestacld izraaene supljine u zemljinoj kori naZlvaJu se podzemnim pro­ storijama. Ove prostorije izraauju se u najrazlicitije svrhe i imaju razlicite oblike i dimen­ zije, Ukoliko se podzemne prostorije izraduju sa ciljem da leziSta mineralnih sirovina uCine dostupnim i omoguce njihovu eksploataciju, tada se one nazivaju rudarskim pro­ storijamll. Radovi koji se izvode pri izradi rudarskih prostorija nazivaju se rudarskim radovima. a alat i maSine koji se tom prilikom koriste nazivaju se rudarskim alatom i rudarskim maSinama. Skup podzemnih rudarskih prostorija u jednom leZistu naziva se jamom, a. skup povrsinskih rudarskih prostorija povrSinskim kopom. . ?odzemne prostorije, koje su namenjene podzemnoj eksploataciji mineralnih si­ rovina i saCinjavaju jamu, nazivaju se jamskim prostorijama, za razliku od prostorija ko. je ,su izradene za potrebe saobracaja saobracajne, razne hidrotehnicke potrebe . hidro­ tehnicke, vojne potrebe - vojne, komunalne i druge svrhe. Privredna organizacija koja se bavi eksploatacijom mineralnih sirovina naziva se rudarskim preduzecem ill rudnikom, a sarna delatnost rudarstvom. Rudarska preduze­ ca ill rudnici u svome sastavu mogu da imaju jednu ill vise jama (proizvodnih jedinica u okviru cije delatnosti se ruda eksploatiSe podzemnim putem). Isto tako u sastav rudni­ ka (rudarskog preduzeca) ulaze i povrSinski kopovi (proizvodne jedinice u, okviru Cije delatnosli se ruda eksploatiSe povrsinskim putem). Prema mestu gde se rudarsld radovi izvode razlikuju se povrSinski rudarski radovi (povrsinske rudarske prostorije) - radovi koji se izvode neposredno na povrSini i pod­ zemni rudarski radovi Gamske prostorije) - radovi koji se izvode ispod povrSine zem­ Ije. Na slikama I i 2 prikazane su jamske i povrSinske prostorije sa semama tehnolos­ kog procesa eksploaticije. Kako je predmet ovog kursa izrada jarnskih prostorija i radovi koji se u vezi nji­ hove izrade izvode, to ce u narednim izlaganjima paznja biti posvecena sarno jarnskim prostorijama, radovima koii se u ovu svrhu izvode i opremi koja se za njihovo izvoaenje koristi

3

ka separaciji

10

"Slika I. 'Serna jamc sa'povrsinskim j',podzcmnim objcktima. 1- izvozno'okno, 2, '3 i 4 - hodnici, 5 - izvozni toranj, 6 zgrada izvoznc masinc, 7 izvozni kos, 8 - ventilaciono okno, 9 - pomocna izvozna masina, 10 - Icstvicc, II - ventilator, 12 i 21 - slcpo okno, 13 otkopi, 14,16 i 17 - uto­ varni Icvkovi za rudu, 15 - minske bUSotine, 18 - vagoneti, 19 lokomotiva, 20 - izvoziSte, 23 ce­ 10 radiJiilta, 24 - ventilacioni kana I, 25 - zgrada za ventilator, 26 vodosabirnik,27 pumpnu ko­ mora, 28 -pume, B I , B2 i B3 - delovi lciista priprcmljeni za otkopavanje.

i

8

Slika 2. Povrsinskc fudnicke prostorijc sa scmom tchnoloskog procesa otkopavanja. I bager,2 - ka­ mion,3 - buldozcr, 4 buSalica,5 - etata, 6 miniran stcnski materijal, 7 rudno telo (IeiiStc), 8 minske busotine, 9 usek, 10 - kamionski put, 11 jaloviSte.

4

2. JAMA I NJENI ELEMENTI U cHju istraZivanja, otvaranja i pripreIl).anja leZista evrstih mineralnih sirovina za otkopavanje podzemnim putem, izraduju se jamske prostorije. Prema nameni jamske prostorije mogu biti: prostorije istraZivanja, prostorije otvaranja, prostorije pripremanja i prostorije specijalne namene. Prostorije istrafivanja izraduju se u cHju utvrilivanja velieine leZi!lta evr· stih mineralnih sirovina (u daljem tekstu leZista), polozaja leziSta u prostoru i utvrdiva­ nja vrste i sadrZaja kOrisnog minerala. Ova vrsta jamskih prostodja izraauje se u fazi istraZivanja, na osnovu projekta istraznih radova, i iskljueivo se koristi za utvrilivanje najvaznijih parametara ieZista. Po zavrsetku istraznih radova, i izradi druge tehnieke dokumentacije, ukoliko se po· kaze da je istrazeno leZiste -ekonomski opravdano da se ekspioatise, pristupa se izradi prostorija otvarartja. Pod radovima vezanim za izradu prostorija otvaranja. iii kako je to prihvaceno u strucnoj literaturi otvaranjem, podrazumeva se izrada jamskih prostorija sa zadatkom da se leZiste, ill njegovi delovi koji se nalaze ispod povrSine zemlje, ucine do. stupnim. Ovakva vrsta jamskih prostorija, s obzirom na znacaj koji ima u Zivotu i radu jedne jame, naziva se osnovnim iii kapitalnim jamskim prostorijama. Od pravilnog izbora naeina i mesta otvaranja zavise i ekonomski pokazatelji ne· kog rudnika. Tako na primer od polozaja objekata otvaranja zavisi vek eksploatacije i obim finansiskih ulaganja, stepen mehanizovanosti i uopste tehnologija eksploatacije. Prema tome neracionalno otvoreno leZiste u toku jednog dureg vremenskog perioda mo· ze uticati na ogranicenje visine proizvodnje i cenu proizvoda. Kod izbora nacina otvaranja nekog leZista znaeajan je veci broj einilaca, medu kojima se isticu: geoloSki i tehnicki cinioci. U osnovne geoloske einioce spadaju: broj siojeva (kod uglja) ill mineralnih nago· rnilanja (kod neslojevitih leziSta), poiozaj u prostoru ovih mineralnih nagomiianja, osobine pratecih stenskih nasiaga, rastojanje meau leZistima (siojevima), debljina jaiovog prekri· vaca, hidroloSke osobine pratecih stena i rude, stepen sveZine leZista i pratecih stena, tek· tonika, dubina leZista i reljef povrSine terena. 5

U osnovne tehnicke Cinioce spadaju: obim proizvodnje, velicina lame, vek eksplo­ atadje i stepen mehanizovanostL Osim ovih najvainijih tehnickih cinilaca na nacin otva­ ranja i izbor mesta otvaranja mogu uticati i drugi manje vazni cinioci. Prilikom izbora nacina otvaranja jame, kao i izbora mesta otvaranja ponekad je nemoguce udovoljiti svim zahtevima, koji cesto i protivurece jedan drugome, tako da bez specijalne ekonomsko-telmicke analize, u pojedinim slucajevima, veoma je teSko naCi pra· vilno resenje. Bez obzira na veliku raznovrsnost tipova leziSta, njihovog meausobnog odnosa i odnosa prema povrSini, svako leziSte moguce je otvoriti na jedan od sledecih nacina: oknom, kosim oknom. potkopom, kosim, potkopom i - kombinovano. Otvaranje oknom veoma Siroko se primenjuje, a znacaj mu je sve veCi ukoliko se otvaraju leZista u vecim dubinama. Na slid 3 prikazano je nekoliko slucajeva otvaranja oknom.

-

0) \

i ;"

", \

i

.­'-==:;;===;;;::::==:::::;~::Ji y~

\

\r~

I

I

;"

\

\. \

/

\

\

\

\.~::=======~

c)

I

!

i

i

i

i

i

\

\,

\/L. \

\. 3

Slika 3. Otvaranje oknom. Lokacija okna a) u podini leZi~ta, b) u krovini lezista, c) kroz leZiste. 1 - okno,2 - precni hodnici, 3 - smerni hodnici. 4 granica zone deformacije terena.

Otvaranje kosim oknom najcesce je kod otvaranja strmih slojevitih i Zilnih leZi­ sta. !J zavisnosti od broja slojeva (Zila) i osobina pratecih naslaga, otvaranje kosim oknom' izvodi se Hi po sloju (Zili) ill u podini. Na slici 4 prikazana su oba ova slucaja otvaranja. 6

0) \

\

'\/. , \.

'.

\.JI~uc........-::/"

, SJika 4. Otvaranje kosirn oknorn. a) otvaranje u podini leZiSta. b) otvaranje kroz ieZi~te. 1 okno,2 - prccni hodnici, 3 - srncrni hodnici. 4 granicazone deforrnacije terena.

koso

Otvaranje potkopom moguce je primeniti u brdovitim predelima, k~da se ovom pro­ storijom otvaranja poduhvata dec leZista koji se nalazi iznad nivoa potkopa. Obicno u ovakvim sluacjevima potkopom se otvaraju delovi leZista koji se nalaze iznad nivoa potkopa a niZi delovi IeZiSta vertikalnim ill kosim oknima. Na slici 5 prlk.azan je slucaj kada je leZiste otvoreno na jeoan 00 opisanih nacina. Ovakvo otvaranje obicno se smatra kombinovanim otvaranje.

Slika 5. Kombinovano otvaranje. 1 i 2 - potkop, 3 i 4 - siepo okno, 5

najvm nivo povrsinskih voda.

Otvarartje kosim potkopom koristi se u slucajevima kada je sloj ili rudna IDa blago nagnuta (ispod 18°). U ovakvim slucajevima prostorija otvaranja obicno se izraauje kroz sIoj, odnosno iilu, na nacin kako je to prikazano na slici 6.

z

stika 6. Otvaranje kosim potkopom. 1 - kosi potkop, 2 3 - smerni hodnici.

z

ventilacioni kanali,

7'

Kosi potkopi, u poslednje vreme, izraauju se ne samo u obliku izduzene podzem­ ne wostorije (v. s1. 6), vee i u obliku spirale, kako je to prikazano na slici 7. Otvaranje leZista podzemnom prostorijom u obliku spirale primenjuje se u slucajevima kada ova pro­ storija treba da sluZi za kretanje motornih vozila i kada je neophodno savladati velike vi­ sinske razlike.

Stika 7. Aksonometriski izgled spiralnog p~tkopa. 1 spiralni potkop, 2 - okno, 3 gradevinana povrSini.

Po zavrSetku objekata otvaranja pristupa se izradi objekata pripreme, Ciji je zada­ tak da leZiste u celini, ill samo pojedine delove leZista ucine pristupatnim, i stvore usIo­ ve za radove na otkopavanju. Radovi pripreme, po pravilu, izvode se po leZi~tu, izuzev ukoUko to ne diktiraju ne· ki posebni uslovi (nepovoljan poloiaj i oblik leZiSta, loSe osobine stenskog materijala i ru· de, visoki troSkovi odrzavanja). Na sUeL8. prikazan je plan prostorija otvaranja i pripre. me jednog slojevitog leZista. U zavisnosti od oblika, dimenzija i polozaja leZista zavise i objekti pripreme. Tako u slucaju horizontalnog polozaja leZista objekti ptipreme predstavljaju hodnike po \Ina· pred utvraenoj Semi rasporeda m~usobnihodnosa (v. s1. 8). Meautim, kod strmih leZi­ Ata, pored osnovnih horizontalnih prostorija pripreme, znatno su zastupljene i kose pro. s~orlje (kosa okna, rudne sipke, uskopi, niskopi).

8

\0

"0,60

28~52

288,9:1

"020 178.9J

175.!XJ

2!JlBS "070

"Qn

289.28

"0,35

289.57

17b.12 .

Stika 8. Plan prostorija otvaranja i priprcmc ujcdnom rudniku ugtja.

m.B5

legendo g

17t.81

77167 '"0.50

Koto tererll .- Mocrost uglrnog sloJo KOto podilY slop Granica eiluriJ'), ell!

lO1l1: 'l •• stJk

I'll !..Ulllu"IUIll 1I,,:.JlJuju

KuJ uLJi':lIug 1Il1'Il1Juja

3

123

155

6

24 11

45

M.5

76

Vdiclfla raspucanc zone nastal" kao poslcJica miniranja (prema P JA. Taranovu i dr.)

4.1.4. KRHERIJU:v1 ST ABILNOSTI Sklonost ka obruSavanju konture podzemne prostorije vezana je za: petrografski sastav i cvrstocu stenskog materijala, zatim makrostrukturu i gustinu i orijentaciju pukoti­ na u masiva. Uticaj dubine je tek sekundarnog znacaja. Ispitivanja koja su izvrsena u Sov­ jetskom Savezu pokazala su da 64 % od svih obruSavanja u oknima desavaju se do dubine do 200 111. Isto tako statisticki je utvrdeno da oko 80 % svih obrusavanja stena iz boko­ va deSava se u slucajevima kada je okno sa precnikom preko 7 m. Ovaj podatak ukazuje da na sklonost ka obruSavanju ima uticaja i velicina prostorije. Sa stanovista izrade jamskih i drugih podzemnih prostorija, kao i izvodenja radova pod zemljom, od prakticnog znacaja su, kada ie u pitanju procena stabilnosti stenskog ll1asiva, dva slucaja: slucaj kada se prostorije izgraduje u cvrstim i slabim stenama sa krtim ponasanjel11 i stenama koje sc ponasaju plasticno. S obzirom da su oba ova slucaja znacajna za rudarsku praksu bie.: I Jctaljllije, svaki posebno, i obradeni.

4.1.4.1. Kriterijutn stabilnosti kod cvrstih i slabih stena Jedan od u praksi prihvacenih kriterijul11a, kada je u pitanju procena stabilnosti stenske mase, zasnovan j~ na veliCini naponskog stanja i nosivosti dela stenske mase koja se analizira. Opsti kritcriJum, nu bazi teorije elasticnosti, moguce je napisati u obliku: I . II

~~.

n . R

( 4.1.)

koeficijent konccl1tracije naponu (od 1,3 3:0), "I zapreminska teZina stenskog matcrijala (gpstina), H dubina posmatrane tacke{prostorije) , em ~ koeficijent tecenja, n - koeficijent ostecenja stenske mase, R cvrstoca (pritisna iii zatezna), daN/cm 2 .

gdc su: k

27

Ukoliko je leva strana jednacina (4.1) manja od desne stral1e, moze se smatrati da opterecellje izazvano hidrostatickim pritiskom i poremecajima nastalim izradom pod­ zemne prostorije, nece preCi kriticnu granicu cvrstoce i prostorija ce biti stabilna. Oslin kriterijuma iskazanog nejednacinom (4.1.), 0 stabilnosti stenskog masiva, moze se donositi sud ina osnovu tz. koejicijenta stabilnosti prikazanog u obliku: II

"Y

S

(4.2.)

Rp

Prema ovom koeficijentu JU Z _Zaslavski je za cvrste i slabe stene sa krtim ponasanjem predloZio klasifikaciju stenske mase prema. stab ilnosti, koja je data u tabeli 5. TABELAS. SlL'pen

VrcJnu>1 S u za\l>llo,1I oJ paclnog ugla ,knJ

~tJbil-

l1,,~ti

I

, B1Jgullagllul~ StJbilne Sn:unjc stabil­ ne I\

VI.

a

evrstoca, Pk' tlaN!IllIll~

450

II

Cvrstl Skriljci, sltnozrni i srctlnjozrni pelicari, IIlcrmer. cVTsti krccnjacl. \lnoge rutle metala, apati!, tlijabaz, sitlcrit, skar­ lIovi i sl. stene. (,ra lIlt I, kvardti, skarn, grallllioriti, pirok selllt i is!. stene. V CO III a tvrdi skarnovi. grand ioriti i drugc ,kIlt".

Radi sagledavanja povezanosti vrste sknskog materijala, njeogovg porekla i minera­ lnog sastava, sa mehanickim ponaSanjem i fizickim osobinama, u narednoj tabeli (tahela 12) date su sarno neke od fizickih i mehaniCkih osobina za razlicite grupe stena. Prikaza­ ne podatke treba shvatiti sarno ilustrativno, jer s obzirom na ranije recene, svaki podatak vezan za mehanicke osobine stenske mase mora biti podvrgnut posebnoj analizi i odnosi­ ti se za konkretne uslove. I A 131 LA 11.

Stena

Gustina t/m 3

Kvarcit lJijabaz 5 ilifikoV".Ini pcilcar Granit Krcenjak \t()rmcr \'c!icar Kamcna so Sluiljac Ka meni ugalj

JcdnooslI.I evrstoca lIa priti­ sak, R p ' daN I em 2

Moeitll d •• s­ ticnosti. E,

\: 10 5

Plastie­ nost, p

daN/cm 2

2.66 2.97

2600 2600

8,14 8,70

1,03 1,08

2.70 2.61 2,81 2,71 2,28 2,13 2.07 1.30

2640 1720 1340 1200 920 150

6,52 6,58 7,10 4,00 3,60 1,84

1,06 1,01 1,03 1,30 1,00 6,21 1,44 1.61-2.43

20

-

170

-

Prc!!kJ nckili oJ fiLi'::kil i 'lI,·'IJlih:,!-.I', o".lhill.• SkllSkc mas,", po grupallla (vrednosti Johlvcnc na malim uzorcima).

'34

U praksi se, obicno, kao osnovni mehanicki pokazatelj prihvata jednoaksijalna cvrstoca na pritisak iz koje se, kada ispitivanja ostalih osobina nisu vrsena, izracunavaju ostali mehanicki parametri. Tako, na osnovu statisticke analize rezultata dobivenih ispi. tivanjem, ustanovljeno je da prosecna cvrstoca na smicanje je za 10 15 puta manja od pritisne jednoaksijalne cvrstoCe uzorka. SIicno je i sa zateznom cvrstocom, koja je 20 - 40 puta manja od jednoaksijalne 'cvrstoCe uzorka na pritisak. Ispitivanja su pokazala da dvoaksijalna cvrstoca je za 1,5 - 2 puta veca od jednoak­ sijalne cvrstoce iste stene. Za prakticne proracune obicno se prihvata da je dvoaksijalna cvrstoca za 2 puta veca od jednoaksijalne.

4.3. HIDROFIZICKE OSOBINE STENSKOG MASIVA Za rad pod zemljom od posebnog su znaeaja hidrofIzicke osobine stenskog mate­ rijala. Nije svejedno da li stenski masiv sadrZi vece kolieine vode, da Ii je podlotan nekim promenama pod uticajem vode iIi je hidroloSki stabilan. HidroloSlco ponliSanje stenskog masiva zavisi od vise cinilaca, medu kojima se istieu: vrsta stenskog materijala' koji izgraduje masiv, u koju grupu stenskog materijala prema stepenu kohezije stenski masiv se moze ravrstati (cvrste, slabe, nevezane iIi tecne), stepen raspucalosti, poroznost, nivo pod. zemnih voda, pritisak pod kojim se nalaze podzemne vode i s1. Svi ovi elementi odredu­ ju ponasanje stenske rnase, koja sa stanovista vodoprovodljivosti i sposobnosti da omoguCi kretanje vode kroz masiv, moze biti vodonepropusna iIi vodopropusna. Vodopropusnost se karakterise primanjem vode bez zadrzavanja. Ova osobina narocito je izrazena kod raspucanih cvrstih i nevezanih stena. Vodopropusnost kod stena odreduje se koeficijentom filtracije (kf), koji predstavlja brojnu vrednost brzine gravi­ tacionog kretanja vode i oznacava se sa em/sec, m/sec, mjdan. Vodonepropusnost se karakterise zadrzavanjem upijene vode i malim stepenom flltracije. Da Ii Ce stena biti manje ill viSe propusna to zavisi od velicine, oblika i broja pora i stepena raspucanosti i ostecenosti stenske mase. Uopste uzevSi vodopropusnost se pove­ cava sa povecanjem poroznosti i ostecenja stenskog masiva. HidrofIzicko ponaSanje stena od uticja je na metode izrade podzemnih prostorija i njihovu eksploataciju. U tabeli 13, u zavisnosti od koefIcijenta flltracije,prikazanaje podela stena prerna vodopropustnosti. TABELA 13. Klasa I II III

IV V

Ol'b vr>h

Kod1ci)l:llt, kr, 1lI/ ';as

Vcoma propusm: sl.:nc PropuSIlC Slabo propusnc Vrlo slabo propusnc Prakticno ncpropusnc

prcko 10

10-1 1,0-0,01 0,01-0,001 ispod 0,001

Podela stena prcma stcpcnu vuuupropustnosti,

35

Pored vodopropusnosti od znaCaja za rad u steni je i hldrofizieka pojava stena poz­ nata pod imenom bubrenje. Pod bubrenjem podrazumeva se osobina nekih stima da kada upiju vodu poveeavaju svoju zapreminu. Ova pojava se obieno prikazuje preko koefici­ ~enta bubrenja (kb», koji se preraeunava iz odnosa. Vb kb=-~ 1, Vo gde su: Vb - zapremina uzorka posle upijanja vode, V0 - zapremina uzorka pre upijanja vode. Bubrenju su naroeito podloZne gline i stene koje sadrze glinene komponente. Koefi­ cijent bubrenja kod glina kcece se u granicama od 1,5 - 2,0; kod glinovitih peskova od 1,05 - 1,5 ,kod eistog peska kb = 1. , Ova pojava posebno je neprijatna kod podzernnih radova, jer zbog poveeanja zapre­ mine stenske mase dolarl do poveeanog pritiSka I],a podgradu podzemnih prostorija, sto izaziva njeno razaranje, a sa ovim u vezi pomeranje koloseka, smanjenje profJla i druge nedaCe, v. sliku 22-1.

Slika 22 -1. Serna izdizanja (bujanja) padirie~

4.4. TEHNOWSKE OSOBINE

Proueavanje otpora koje pru:za stenska masa pri razaranju postupcima vezanim za tehnoloSki proces izrade podzemnih prostorija, i kod rada u steiu uopste (bilSenje, re­ zanje, struganje, drobljenje, miniranje), naroeito je intenzivno za poslednjih nekoliko decenija. Ova istraZivanja su pokazala da veliiSina ovih otpora ne zavisi sarno od osobina 'stenskog materijala, vee i od vrste opreme i reZima rada pri izvoaenju odreaene radne operacije. Svi ovi otpori, bez obzira na vrstu opreme i reZim rada, nazivaju se jednim zajednickim imenom tehnoloike osobine stena i .ruda. Proueavanja u obalsti tehnoloSkih osobina stenske mase uglavnom su orijentisana na izoalazenje najadekvatnijih parametara za razlieite radne operacije, meau kojima se posebno iSticu: bilSenje, miniranje, kopanje, rezanje, struganje i sl. Prema V.V. R:zevskom opSti kriterijum prema razaranju stena i rada zavisi od pojedinacnih prostih cvrstoea (pritiSna, smicuea i zatezna), stepena raspucaJosti stenske mase i gustine. OpSti obrazac, prema R:zevskom, moguCe je napisati u obliku: Kraz == 0,005 . A (Rp + Rs + Rz) + 0,5 . 'Y,

36

(49)

gde su: A

Vmas)2 =(Vuz

akusticki pokazateij raspueanosti,

Vmas Vuz 'Y

brzina poduinih talasa kroz masiv, brzina poduinih talasa kroz uzorak, - gustina (zaprerninska tezina).

Prema autorima navedenog obrasca sve stene mogu se podeliti u pet klasa. Klasifi· kacija stena u klase P9 pokazatelju prema razaranju data je u tabeli 14. TAllEL\ 14. Vrl.!t1nmt kocll 10 m banaka..

4.5 2. PODELA STENA PREMA PADNOM UGLU SLOJEVA (BANAKA) 1. 2. 3. 4.

Blago nagnuti slojevi, Strmiji siojevi Strmi slojevi Veoma strmi slojevi

a

<

18°

a::: 19 0:

35° - 55° 56 - 90°

= 36

0: :::

4.5.3. TEHNICKA PODELA STENA I STENSKOG MASIVA Sa stanovista izrade podzemnih prostorija i rada u steni uopste, od posebnog su znacaja podele stena i stenskog masiva prema: ponasanju stenske rnase, prema stabil­ 41

~esta klasa saSiOll se od Kamemtih stena u kojima se za lSKOp pored alata mora koristiti 1 eKspio2'lV (oko 0.3 kg/m 3). Za iskop 1 m 3 u ovakvom materialu potrebno je utroSiU 4.5 6 casova rucnog rada. Ovde spadaju: dobro vezani pescari, konglomera­ ti, krecnjaci, mermeri, dolomiti, gnajsevi i vecina magmatskih stena. Sedma klasa sastoji se od cvrstih i Zilavih stena u kojima se:r.a razaranje mora primeniti oko 0,5 kg/m 3 jaceg eskploziva. Za iskop 1 m 3 u ovakvom materijalu po­ trebno je 6 - 10 casova rada. U OYU klasu spadaju: gabro, bazalti, dijabazi, amfiboliti i

SL

s~~n(:.

I pored toga sto je zvanicno prihvacena u mnogim zemljama, ~to opisno definise svaku sredinu i uslove rada u istoi. klasiftkacija po Brauns-Stiniju u rudarstvu se sarno izuzetno pnmenJuJe, Jer Je zasnovana na pokazateljinla vezani za rad na povrsini , ogranicenom obunu 1 rucnom radu. Za razliku od svih predhodnih klasifikacija, prof. Protodakonov (1926 god.) predloZio je jednu klasiftkaciju na osnovu koeficijenta cvrstoCe (t). On je sve stene pode­ lio u 15 kategorija, sa koeficijentima cvrstoCe od 0,3 - 20. Ova klasifikacija data je uta­ beli 18. Osim navedenih podela postoje i druge koje su manje poznate i rede se koriste.

4.5.3.2. Podela stena prema stabilnosti U poglavlju 4.1.4. detaljno je obja~njeno sta je to stabilnost i od cega stabilnost za­ visi. Stoga 0 samoj pojavi i njenom znacaju za rad u steni nije potrebno posebno nista vise reci. U navedenom pog1avlju istaknuti su svi parametri od kojih stabilnost izradene prostorije zavisi, pri cemu je posebna paznja bila posvecena stenskoj masi kao rna­ terijalu. Medutim ako se posmatra sarno ponaSanje konture izradene podzemne prosto­ rije i ceni njena stabilnost, tada se moze zakljuciti da u raznirn radnirn uslovima i pona­ ~je ove konture je razlicito. Prema jednoj od predlozenih klasifikacija stenski masiv se moze podeliti u sledeee klase: I klasa prostorija je nestabilna i bez pod grade ne moze se odrzati. II klasa - prostorijaje neSto stabilnija i dozvoljava da se ostavi nepodgradena dunna prostorije do 1 m, najvise 2 - 3 casa. III klasa prostorijaje srednje· stabilna i moguce je ostaviti nepodgradenu du­ nnu prostorije do 2 m, najvise jedan dan. IVklasa prostorija je stabilna i u ovakvoj sredini moguCe je ostaviti nepo­ dgradenu duZinu prostorije do 2 m, najvise do 2 dana. V klasa - prostorija je veoma stabilna i u ovakvoj sredini moguce je ostaviti nepodgradenu duZinu prostorije 5 - 6 m neogranicene dugo vreme. Veoma korisno moze poslunti i podela radne sredine prema stabilnosti konture, ako se ovaj problem posmatra na nacin kako je to ucinio V.A. Giljenko sa saradnicima. Nairne on je podelio radnu sredinu prema potrebnom broju drvenih podgradnih okvira za o~guranje 1 m horizontalne prostorije. Ova podela prikazana je u tabeli 19.

43

TABELA 19. Kak~orija

I II

III IV V

Stepen stabilnosti stcnskc mase

Potn:ban broj drvenih okvira za 1 m prosto­ rije

Slabilna Ograniccno stabilna Nesto nestabilnija Ncstabilna Vcoma ncstabilna

Bcz podgradc 1 okvir 1 ­ 2 okvira 2 - 2:S okvira 50kvira

Podcla radnc srcdinc prema stabilnosti (po Giljcnku).

Ako su u pitanju p6dzenme prostorije velikih sirina (15 - 20 m), tad a je prepo­ rucljivo koristiti podelu stena po H. Lauferu. Na slid 23 prikazan je graflk na osnovu koga se utvrduje klasa stenskog masiva, a u tabeli 20 dat je tekst sa potrebnim objasnje­ njima, koja slure kao kljuc za de~ifrovanje ove klasifikacije.

!

1 min

lh

!

1dan 1ned lmes 19od 10gOd

Stika 23. Dijgram za odrcdlvanjc klasc stcnskog masiva sa stanovista stabilnosti nepodgradene pod­ zemnc prostonje shine 15 -;- 20 m. (prema Lauferu)_

45

TABELA 20. I\.I.I$J.

Pr.:Jlog za kon,trul.C:IIU i vrstu poJgraJc

A

Cvr,k I IIIJS1VIlC stene kod kojiil odsustvujc" pojava podzcmnog pritiska.

Ikz podgradc. Poncko sidro. To­ rkrcl belon debljine 3-5 em.

II

Cvrstc i slaboraspucanc slcne kod kojiil je fllOgucc odvaljivanjc po­ jcdinih komaJa.

ViscCa podgrada (sidra). Torkel belon debljinc 5 10 em.

v

Srednjc evrslc i slaboraspucanje i siaboizllll!njclle slene sa moguc­ noscu pojava obruSavanja.

ViscCa podgrada (sidra) sa lurkcl bclonam ojaeanim iicanom mrc­ iom. Dcbljina lorkn:1 belona 10- 15 em.

G

SreJ nje cvrslc' raspucane stene kod kojih Jolazi do priliska iz krovine.

-ViscCa podgrada sa torkret beto­ nom dcbljinc 15 - 20 em. I'odupiruea pOdgrada.

D

:.rcdnjl! evrsll~ raspucane slene kod I}ojill do lazi do pojavc znalnog priliska.

Torkret beton ojaean iicanom mreiom u dcbljini od 20 - 25 em. Pod upiruea bctonska podgra­ da od livcllOg bctona, armiranog bclona iii bctonskih clementa.

L

Srcdnjc evrsle i mckc. jako raspucale slene kojc pokazuju znalne pritiskc iz krovine i bokoYJ.

Pod upiruea podgrada izradena od tivcnog betona, armirallog bctolla iii betonskih clemcnata

Siabe (mckc) i zdrobljcnc sle­ ne koJ kojih se ispoljava vcli­ ki poJzcmni prili,,,'-.

I'od upiruea podgrada izradcna od . livcnog bctona, armiranog bctona III IIlOIllJlllih cil:mellJ l".

KlasifibdJJ

st~nskog

masiva prcma Laufcru (1.lJuc uz sliku 23).

Klasifikacija prema Lauferu podesna je u slucajevirna kada je u pitanju izrada pod­ zemnih prostorija veceg profila i kada se izvodacu postavi zadatak izgradnje stalne podgrade. Medutim kako se u rudarstvu, za sada, koriste prostorije manjih raspona i te­ Zi izbegavaju betonske podgrade (s obzirom na karakter jamskih prostorija), to pode­ la stenskog masiva po Lauferu moze teSko da se uklopi u zahteve pO nasim rudnicima (na primer: zahtev elasticnosti, popustljivosti i s1.). lz ovih razloga autor ovog udzbenika predloZio je svoju klasiflkaciju. Prilikom formulisanja ovog predloga poslo se od slede­ Cih uslova: izradenu podzemnu supljinu treba osigurati da bi se bezbedno mogli obavi­ ti radovi na izradi jamske prostorije, s tim da ovo obezbedenje treba da pruZi dovolj­ nu sigurnost sve dok se ne postavi neka stalna podgrada ill prestane interes za ovom pros­ torijol11. U tabeli 21 prikazana je ova klasiftkacija.

46

TABLLA 21

o

pI'

II

Prostorija jc stabilna bez podgradivanja, s tim sto sc samo komadi i blokovi koji vise osiguruvuJu sidrima. Bokovi i krov prostorijc mogu bili zasticcni torkrct bctonom dcbljinc do 3 em.

III

Prostorija sc mora pougraditi rdkom ncpotpullOl1l okvirnol1l drve· nom podgradom (trapCZlla, pravougaona ili ncpotpun drveni okvir).

IV

Prostorija sc mora pougraditi cciicnim iIi armiranobetonskim okvirim3.

V

Prostorija sc mora podt,raditi gustom okvirnom podgradolll, gustom drvcnom poligunainom podgradom, bctonom, bctonskim iii kamcnim blokovima.

VI

Prostorija sc mora podgrauiti cdicnim iIi armiranobctol1skim tibinzima. Iskop sc vrsi pou normalnim uslovima.

VII

Prostorija 5C izradujc pomocu probojnc podgrade (Sistcm Bernold, tao Ipe i 51.) Izrada 5C izvoJ.i pou normalnim uslovima.

VIIl

Prostorija sc izradlujc pod posebno tdkim uslovil1la i zahteva ncku od 5l'cdl.dnih IIlduda rada (injcktirJnjc,

UTOVARAC ICA

-.----~~.----

TRANSPORTNA

---

---

TRAKA, GUMENA

------------CELl~NI CLANKASTl

-'--' --

TRANSPORTER

----GRABULJAS TI TRANSPORTER, JEDNOLANCANI

II

Ii

_\--:-1­

I! 287

,

premQ JUS-u TRANSPORTNE MA~INE I UREOJAJI NAlIV

OZNAKE

GRABULJASTI

OZNAKA

TRANSPORTER

-~-

OVOhANI

GRABULJASTI

B. A3.023

TRANSPORTER

TROLANCANI

-~-

KOCIONI

_'C:::Y._

TRANSPORTER

. STRESALJKA

~\ Sk

SKREPER

SKLIZNICA

SPIRAL NA

BUNKER

288

~-

SKLlZNICA

~ .~

~

PRUGE I

PRUZNA

premo JUS·u B. A3.023

P~S TROJE NJA

NAZIV OZNAKE

1 !

i I

OZNAKA

KOLOSEK

600mm

600

KOLOSEK

760mm

760

KOLOSEK 900 mm

900

KOLOSEK

1435

,

1435mm

T=

-.z::­ R= L=

KRIVINA

~



247,20 0 \

PAD

ILl

USPON

PRUGE

~o

i

+ 1

~

SKRETNICA - DESNA

2

~

TRIPLA SKRETNICA

3

,:,~

DUPLA SKRETNICA

4r:

SKRETNICA - LEVA

I!

POLUGA SKRETNICE

POMERAC

KOLOSEKA

~

1""-1 289

LITERATURA 1. M. Ant. Koblgka, OPSTI RUDARSKI RADOVI, Gradevinska knjiga 1973 g. Beograd. 2. M. Ant. Koblgka i M. Zekovic, TEHNOLOGUA MATERIJALA U RUDARSTVU, Rudarsko-geoloSki fakultet, 1979, Beograd. 3. Vasilije Pavlovic, TRANSPORT I IZVOZ U RUDNICIMA, Zavod za izdavanje udzbe­ nika SR Srbije, 1963, Beograd. 4. Branko GluScevic, OTVARANJE I METODE PODZEMNOG OTKOPAVANJA RUDNIH LEZISTA, Minerva, 1974, Subotica-Beograd. 5. Branko GluScevic, PODZEMNE OTKOPNE METODE NESLOJEVITIH RUDISTA, Ministarstvo rudarstva FNRJ, 1948, Beograd. 6. Branko GluSceviC, ISTRAZNI RADOVI, Rudarsko-geoloski fakultet, 1976, Beograd . . 7. Branislav Gencic, TEHNOLOSKI PROCESI PODZEMNE EKSPLOATACIJE SLOJE­ VITIH LEZISTA - Parametri proizvodnih jedinica, Zavod za udzbenike i nastavna sredstva Srbije, 1972, Beograd. 7. Dratutin Damjanovic, GRADEVINARSTVO U RUDARSTVU, Zavod za izdavanje udzbenika SR Srbije, 1965, Beograd. 8. Milorad Petrovic, OTV ARANJE, RAZREDA I METODE OTKOPAVANJA, Grade­ vinska knjiga, 1959, Beograd. 9. Budimir Filipovic i Rodoljub Valjarevic, HIDROGEOLOGIJA LEZISTA MINERAL­ LNIH SIROVINA, Univerzitet u Sarajevu, 1974, Sarajevo. to. Vladimir Gifing, PRIBOR ZA UDARNO BUSENJE' Univerzal, 1969, Beograd. 11. Petar Jovanovic, IZRADA JAMSKIH PROSTORIJA - Ideo, Interno izdanje au­ tora, 1977, Beograd. 12. Petar Jovanovic, IZRADA PODZEMNIH PROSTORIJA VELIKOG PROFlLA, Gradevinska knjiga, 1978, Beograd. 13. Petar Jovanovic, OSNOVI MEHANIKE STENA U RUDARSTVU, Privatno izda­ nje, 1969, Beograd. 14. Petar Jovanovic, RAZARANJE STENA I RUDA EKSPLOZNOM - Teorija pozna­ vanja procesa detonacije i eksplozije, Rudarsko.geolosko.metaluriki fakultet, 1970 g. Beograd. 15. Petar Jovanovic, ZADACI SA TUMACENJIMA I RESENJIMA IZ RUDARSKIH RA· DOVA I IZRADE RUDNICKIH PROSTORIJA, Rudarsko.geolo~ko.metaluriki fakultet, 1979, Beograd. 16. Petar Jovanovic, PRIRUCNIK ZA IZVODENJE RUDARSKIH RADOVA I IZRADU PODZEMNIH PROSTORIJA, Rudarsko.geoloSki fakultet, 1977, Beograd.

291

17. Petar iovaf\6vic, MEHANICKI POSTUPCI RAZARANJA STAN PRI IZVODENJU RUDARSKliH RADOVA, Rudarsko-geoloski fakultet, 1980, Beograd. 18. Petar Jova~ovic, PODELA RADNE SREDINE SA STANOVISTIMA TEZINE IZRADE JAMSKllI PROSTORIJA, II jugoslovenski simpozijum 0 podzemnoj ek­ sploataciji mineralnih sirovina, Struga, 20 - 24 novembar 1979. 19. Milorad Dimitrijevic, GEOLOSKO KARTlRANJE, Izdavacko-informativni centar studenata, 1978, Beograd. 20. L.D. Sevjakov, PROJEKTOVANJE JAMA, prevod sa ruskog, Novinsko-izdavacka ustanova "Zaiitita" Skoplje, 1971, Skoplje. 21. S.A.Brylov,GORNOE DELO, Nedra, 1975,Moskva. 22. A.F. Suhanov, B.N. Kutuzov, RAZRUSENIE GORNYH POROD, Nedra, 1976, Moskva. 23. A.S. Burcakov i dr. TEHNOLOGIJA PODZEMNOJ RAZRABOTKI PLASTOVNlli MESTOROZDENIJ POLEZNYH ISKOPAEMYH, Nedra, 1969, Moskva. 24. Sobornih naucnyh trudov, RAZRABOTKA MESTOROZDENIJ POLEZNYH ISKO­ PAMEYH NA BOLSlli GLUBINAH, Naukova durnka, 1979 ,Kiev. 25. N.G. Kapustin, S.S. Kvon, OSNOVI PROEKTIROV ANIJA SAHT, Nedra, 1964, Moskva. 26. K.N. Tkacuk, P.1. Fedorenko, VZRIVNIE RABOTI V GORNORUDNOJ PROMI­ SLENOSTI, ViSa skola, 1978, Kiev. 27. Sbornik naucnih trudov, PRIMENENIE VZRIVA V GORNOM I STROITELNOM DELE, Akademia nauk Kirgizskoj SSR, 1976, Frunze. 28. G.1. Pokrovskij, VZRYV, Nedra, 1980, Moskva. 29. A.A. Vovk i dr. ZRYVNYE RABOTY V SLOZENYH GORNO-GEOLOGICESKIH USLOVIJAH, Naukova durnka, 1980, Kiev. 30. b.N. Kutuzov, VZRIVNIE RABOTI, Nedra, 1980, Moskva. 31. M.A. Magojcenkov i dr. MASTER-VZERYVNIK, Nedra, 1975, Moskva. 32. V.N. Zajakin, ISLEDOVANIJA SEJSMICESKOGO DEJSTVIJA KOROTKOZA­ MEDLENYH VZRYVOV, Izdatelstvo AN Armjanskoj SSR, 1981, Erevan. 33. N.D. Krasnikov, SEJSMOSTOJKOST GIDROTEHNICESKllI SOORUZENIJ IZ GRUNTOVYH MATERIJALOV, Energeizdat, 1981, Moskva. . 34. I.I. Gurvic, G.N. Boganik, SEJSMICESKAJA RAZVEDKA, Nedra, 1980, Moskva; 35. V.F. Bogackij, V.H.Pergament,SEJSMICESKAJA BEZOPASNOSTPRI VZRIVNIH RABOTAH, Nedra, 1978, Moskva. 36. EDINIE PRAVILA BEZOPASNOSTI VZRYVNYH RABOTAH, Nedra, 1968, Mo· skva. ­ 37. P.V. Koval, GORNOPROHODCESKIE I STROITELNYE MASINY, Gosudarstvenoe naucno-tehniceskoe izdatelstvo literatury po gornomu delu, 1960, Moskva. 38. P.S. Malyj i dr. MEHANIZACIJA PROVEDENIJA VIRABOTOK V KREPKllI PORODAH, Nedra, Moskva, 1977. 39. MEHANIZACIJA PROVEDENIJA VYRABOTOK MALOGO SECENIJA, Ilim, 1978, Frunze. 40. Ja.1. Aliiic i dr. GORNIE MASINI, Gosgortehizdat, 1961, Moskva. 41. PROBLEMI MEHANIZACII GORNYH RAOBT, Ak/ldemia nauk SSSR, 1963, Moskva. 42. N.V. Tihonov, A.M. Limitovskij, GORNAJA MEHANIKA, Nedra, 1978, Moskva.

292

43. G.G. Muhlarov i dr. SOVERSENSTVOVANIE KREPLENIJA GORIZONTALNIH VIRABOTOK PRI RAZRABOTKE ZILNIH MESTORIZDENIJ, Nedra, 1976, Moskva. 44. N.S. Bulicev, RASCET KREPI ICj\PITALNYH GORNYH VYRABOTOK, Nedra, 1974, Moskva. 45. GORNOE DELO - Enciklopediceskij spravocnik, Tom 4, Tom 5 Tom 7, Ugletehniz­ dat, Moskva, 1957,1958,1959. 46. A.V. Topciev, MASINY DUA OCISTNYH I PODGOTOVITELNYH RABOT, Gosgortehizdat, 1962, Moskva. 47. V.S. Evseev i dr. PRIMENENIE PROHODCESKlH KOMBAJNOV NA SAHTAH, Nedra, 1981, Moskva. 48. A. Ja. Kondencov i dr. PROVEDENIE GORNYH VYRABOTOK SPOSOBOM GIDROMEHANIZACII, Nedra, 1971, Moskva. 49. GESTEINSBOHREN, Vulkan-Verlag Dr. W. Classen, 1952; Essen. 50. C. Hoffman, LEHRBUH DER BERGWERKSMASHINEN, Springer-Verlag, 1962, Berlin (Gotingen) Heidelberg. 51. F. Mohr, SCHACHTBAUTECHNIK, Hubner Verlag, Goslar, 1964. 52. C.H. Fritzsche, BERBAUKUNDE I - II, Springer, 1958, Berlin. 53. G. Lathan, BOHR UND SCHIESSARBEIT 1M BERGBAU, Fachbuchverlag Leip­ zig,1960. 54. R. Gustafsson, SWEDISH BLASTING TEHCNIQUE, SPI, Gethenburg, Sweden. 55. LARGE PERMANENT UNDERGROUND OPENING, Proceedings of the Interna­ tional simposimu, Oslo 23-23 September 1969, Universitetsforlaget, 1970, Oslo-Bergen-Tromso. 56. D. Onika, EXCAVATION FO MINE OPENINGS,Mir, 1972, Moscow, SSSR. 57. Artur Beben i dr. MASZYNY DO KOMPLEKSOWEJ MECHANIZACIJI PROZOT­ KOW W KOPALNIACH PODZIEMNYCH, Panstwowe widawnicstwo naukowe, 1973, Warszawa-Krakow. ' 58. Prospekti i instrukcioni materijali proizvoaaca rudarskih m~ina, eksploziva i materi­ jala.

293