Проф. др Слободан Трајковић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Милош Грујић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Борислав Зајић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Никола Лилић Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Славко Торбица, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Душан Гагић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Слободан Трајковић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Проф. др Небојша Гојковић Рударско-геолошки факултет, Београд

Асист. мр Раде Токалић, Рударско-геолошки факултет, Београд

Prof. dr Buličov Nikolaj Spiridonovič - Politehnički institut – Tula, Rusija

Доц. КТХ Венцислав Иванов – Минно-геоложки Университет, Софија, Бугарска

Prof. dr hab. inž. Adam Klich – University of Mining and Metallurgy, Krakow, Poljska

Senior Lectorer dr Lindsay Wade, University of Leeds – Department of Mining and Mineral Engineering England

Проф. др Милош Грујић; проф. др Борислав Зајић; проф. др Никола Лилић; проф. др Славко Торбица; проф. др Душан Гагић; проф. др Слободан Трајковић; проф. др Небојша Гојковић; асист. мр Раде Токалић; др Дејан Богдановић, Институт за бакар Бор; мр Владимир Настић, Рудник олова и цинка "Рудник"–Рудник; мр Златко Драгосављевић, Рембас – Ресавица; инж. Милош Килибарда, Рудници боксита Никшић; инж. Јово Ђурковић, Рудници магнезита "Шумадија" – Чачак; инж. Младен Поповић, Институт за бакар Бор; инж. Саша Огњановић, Рудник угља “Јасеновац”-Крепољин; инж. Слободан Михајловић, Пројметал – Београд; мр Небојша Илић, МРиЕ РС – Београд; инж. Менсуд Турковић, Рудник угља “Штаваљ”–Сјеница; инж. Милинко Кошанин, Ибарски рудници угља–Баљевац; инж. Ранко Радоја, Рудник угља “Соко”-Соко Бања; инж. Саша Митић, Рударски институт – Земун; инж. Дејан Поповић, Рембас – Ресавица;

Часопис је штампан уз финансијску помоћ Министарства за науку и заштиту животне средине Републике Србије и Рударско-геолошког факултета

Технички уредник: Асистент мр Раде Токалић, РГФ, Београд

Издавач: Рударско-геолошки факултет Универзитета у Београду

За издавача: Проф. др Михаило Миливојевић

Штампа: Центар за примењену психологију Друштва психолога Србије

Припремљено за штампу: 2004. год.

Тираж: 250 примерака

Научна, стручна и друга достигнућа, нарочито у области подземне експлоатације, готово се свакодневно мењају, усавршавају и прилагођавају новим економским и рударско-геолошким условима, што изискује, уколико се жели да прати тренд развоја у подземној експлоатацији, добру и благовремену информисаност. Из ових разлога је и покренут часопис ПОДЗЕМНИ РАДОВИ, како би наша научна и стручна јавност била благовремено информисана до којих научних и стручних резултата се дошло и какви се резултати постижу у рудницима код нас и у свету.

Часопис ПОДЗЕМНИ РАДОВИ по свом садржају, треба да обухвати целокупну проблематику из области подземних радова, од: истраживања, изградње, експлоатације, економије, екологије и заштите радова и околине рудника.

Часопис се издаје двојезично: на српском и енглеском језику.

Предвиђено је да часопис излази најмање једном годишње.

Ова информација представља позив на сарадњу свима онима који имају потребу за публиковањем својих истраживачких и стручних резултата.

РАД1ПОВРАТАК У САДРЖАЈ      ПОЧЕТНА СТРАНА  

Стручни рад

Мр Ђукановић Душко, инж. Ђукић Бранко, инж. Санковић Ћира

Задатак овог рада био је да се на бази прорачуна и искустава, одреде техничке карактеристике радног органа комбиноване машине, kоја може радити на изради подземних просторија у радној средини угаљ у условима наших рудника са подземном експлоатацијом угља. У раду су коришћени лаборатроријски подаци одређени за радну средину, а по утврђеној методологији извршен је прорачун потребне снаге погонског електромотора на радном органу комбиноване машине. Анализом добијених резултата дате су оквирне карактеристике радног органа комбиноване машине (за радну средину угаљ) и то пре свега број обртаја радног органа, број ножева и потребна снага погонског електромотора, за услове наших рудника угља.

Кључне речи: комбинована машина, подземна експлоатација

Експлаотација угља у ЈП за ПЕУ захтева стално усавршавање и увођење нових и савремених технолошких решења, која ће омогућити већу продуктивност, сигурност рада и хуманизовати тешки физички рад. У текућем периоду треба тежити осавремењавању технолошког процеса експлоатације угља увођењем самоходне хидрауличне подграде, чиме се знатно повећава производња угља, односно брзина откопавања експлоатационог поља.

Као последица овога јавља се последица за бржом и сигурнијом израдом припремних просторија, које морају пратити динамику откопавања. Како се у појединим рудницима ишло са припремним просторијама све даље од улаза у јаму, тако је оправданост увођења комбинованих машина за израду подземних просторија, све очигледнија.

Предмет ових истраживања су рудници који послују у саставу ЈП за ПЕУ и то: РМУ "Јасеновац"-Крепољин, РМУ РЕМБАС-Ресавица јама "Стрмостен", Рудник "Штаваљ"-Сјеница, РЛ "Лубница"-Лубница и РМУ "Соко"- Соко Бања. У наведеним рудницима угља највише се израђју подземне просторије трапезног и кружног облика попречног пресека, различите површине попречног пресека. Просторије трапезног попречног пресека имају површину од 7,125 до 10,5m², док се просторије са кружним обликом попречног пресека изарђују са површинама од 9,62 до 12,5m².

У рудницима са подземном експлаотацијом угља, до сада су у употреби биле комбиноване машине типа F-6А и АМ-50, док су у окружењу коришћени и други типови комбинованих машина (МК-2А, 4PU), које су у свом раду показале различите резултате.

Циљ овог рада је да се на бази прорачуна и искустава, одреде техничке карактеристике радног органа комбиноване машине и то пре свега број обртаја радног органа, број ножева и потребна снага погонског електромотора.

Рад резног органа комбиноване машине своди се на резање глодањем помоћу резних елемената (ножева) уграђених по ободу бубња, конуса или диска. На слици број 1. дата је анализа сила при раду резног органа.

Слика 1. Анализа сила при раду резног органа

Код резања глодањем дубину захвата можемо одредити по обрасцу:

h = h_{mаx ´} sinj (cm) (1)

обзиром на ротационо кретање бубња, конуса или диска полупречника R = const. за било које место или положај зуба (ножа).

Наведена дубина захвата (h) представља помак ротационе главе услед брзине резања (V_r) и брзине напредовања (V_n).

Познато је да отпор резања мора бити савладан силом резања или

Z_r ³ Т (2)

где је :

Z_r - сила резања (daN)

Т- отпор резања (daN)

Како је

Z_r = q_r ´ k_{f ´} h (daN) (3)

q_r - отпор резања (daN/cm)

k_f - коефицијент форме чела

Према томе познавањем наведених елемената могуће је изразити елементарни рад изразом:

dА = Z_r ´ R _´ dj (daNcm) (4)

заменом

dА = q_r ´ k_{f ´} h_mаx ´ R _´ sinj ´ dj (5)

j - угао помака (° )

или горњи израз у интегралном облику :

А = q_r ´ k_{f ´} h_mаx ´ R _´ (6)

решењем се добија

А = q_r ´ k_{f ´} h_mаx ´ R _´ (7)

за j = 0 - cosj = 1

за j = p - cosj = (-1)

односно

А = 2´ q_r ´ k_{f ´} h_mаx ´ R (daNcm) (8)

Потребна погонска снага

N = (А/102´ t) (kW) (9)

где је :

t = S/V_r = (2´ r´ p )/(2´ r´ p ´ (n_о/60)) = 60/n_о (10)

За радни ход који врши рад

t = (1/2) ´ (60/n_о) = 30/n_о (11)

Заменом вредности добијамо :

За избор комбинованих машина за израду подземних просторија, један од најзначајнијих услова је радна средина, која се изражава отпором резања.

У табели број 1. наведени су отпори резања угља који су одређени лабораторијски (РГФ-Београд, 1996 год.).

Табела број 1. Отпори резања угља по рудницима

Обзиром да су у нашим рудницима угља биле у употреби комбиноване машине за израду подземних просторија типа F-6А и АМ-50 и у окружењу МК-2А. Како би смо добили потребне карактеристике радног органа, то ће мо извршити прорачун потребне снаге електромотора за наведене комбиноване машине. У табели број 2. су наведени основни подаци о комбинованој машини који су битни за прорачун.

Табела број 2. Средњи полупречник(R), број обртаја (n_о) и број ножева (m) на глави радног органа

Подаци који су наведени у табели број 2. су из проспеката наведених машина.

Прорачун потребне снаге електромотора на радном органу комбиноване машине извршиће мо за дубине резања 2,0 и 4,0 cm. За прорачун је такође битан и коефицијент форме чела, који за наше услове износи 1,1.

На основу утврђене методологије извршен је прорачун потребне снаге по једном ножу, број ножева у истовременом раду и потребна снага електромотора, а резултати прорачуна су дати у табелама број 3 и број 4.

Табела број 3. Резултати прорачуна потребне снаге електромотора на радном органу за дубину реза од 2 cm

Табела број 4. Резултати прорачуна потребне снаге електромотора на радном органу за дубину реза од 4 cm

На основу података који су наведени у табелама број 3 и број 4, а које се односе на потребну снагу електромотора на радном органу у односу на максималну вредност отпора резања и инсталисане снаге електромотора на радном органу сачињена је табела број 5. у којој је дат упоредни преглед снага електро-мотора.

Табела број 5. Упоредни преглед прорачунате и инсталисане снаге електромотора на радном органу комбиноване машине

На основу добијених резултата из предходне табеле се види да поједине комбиноване машине не одговарају за рад у појединим јамама, а што је и у пракси потврђено јер су радиле на границама својих техничких и конструктивних могућности. Ово се посебо односи на избор дубине реза од 2 cm. За веће дубине реза (од 4,0 cm) ове машине се не могу применити.

На бази података наведених у горњој табели може се констатовати, да у зависности од отпора резања за услове рудника угља са подземном експлоатацијом одговара комбинована машина са техничким каркетистикама радног органа (број обртаја и број ножева), које има комбинована машина типа МК-2А. Избором комбиноване машине са сличним техничким карактеристикама радног органа постигли би се задовољавајући резултати у погледу брзине израде подземних просторија, што до сада није био случај.

Код избора комбиноване машине осим што морамо водити рачуна о габаритима машине, облику попречног пресека и нагибу просторије у којој ће комбинована машина да ради, посебну пажњу морамо обратити и на конструктивне карактеристике радног органа (пречник, број обртаја и снага електромотора).

На бази извршеног истраживања можемо закључити да се за услове рудника са подземоном експлаотацијом угља може набавити комбинаована машина чије би техничке карактеристике радног органа биле приближно и то: број обртаја радног органа око 60 ^о/min; број ножева око 30 комада и снага електромотора од 70 до 100 kW.

РАД2ПОВРАТАК У САДРЖАЈ      ПОЧЕТНА СТРАНА    

Стручни рад

Др Недељковић Благоје, др Јакшић Миљан, др Петровић Миленко

У раду су презентирани резултати истраживања односа између времена израде хоризонталних просторија и чврстоће стенског материјала као најзначајнијег параметра стенске масе. За оцену времена израде просторија узето је: дужина радног циклуса и његових елемената, дужина трајања радних операција и искоришћење времена циклуса за извођење радних операција. Сва истраживања су извршена у подземним просторијама комбината "Трепча" ископног профила 6,25м² у 12 различитих радних средина чија се притисна чврстоћа кретала од 23 до 123MPa.

Анализом добијених резултата установљена је аналитичка (обрасцима) и графичка (дијаграмима) зависност између параметара времена трајања радних операција и притисне чврстоће стенске масе.

Кључне речи: стенска маса, притисна чврстоћа, време израде просторије и дијаграми

У рудницима комбината "Трепча" изради се годишње од 10.000 -15.000м припремно истражних ходника површине 6,25-9м² у различитим радним срединама. Израда јамских просторија обавља се методом бушачко-минерских радова, са слободним (невезаним) радним циклусима, са утврђеним радним операцијама и редоследом истих, које се у току читавог испитивања није мењао. Испитивања су вршена при постојећој технологији рада, при чему је величина попречног пресека ходника била 6,25м².

Овим радом желимо да укажемо какав утицај чврстоћа стенске масе има на време израде просторија у рудницима комбината "Трепча", што може да послужи за измену појединих радних операција у технолошком процесу израде код неких радних средина, што би свакако утицало на смањење трошкова укупне експлоатације.

Истраживања су обављена у различитим радним срединама, са коефицијентом чврстоће пратећих стена и руде од 23 до 113MPa са истим пројектованим профилом од 6,25м². Током обраде прикупљених материјала спроведена је јединствена методологија за све испитиване радне средине и по јединственој методологији извршена је анализа целокупног материјала за постојећи технолошки процес израде просторија.

У табели 1. за све радне средине приказан је утрошак надница, при изради ходника за испитивање радне средине по м' постојећом технологијом рада.

Табела 1.

Дужина радног циклуса утврђена је мерењем трајања радних операција у свим опитним деоницама и у свим радним срединама. На основу података из табеле 1. сачињен је преглед утрошка времена по радним операцијама и укупно време за цео радни циклус и све радне средине (табела 2.). На основу података из табеле 2. за све радне средине прорачунато је % учешће сваке радне операције у одговарајућем радном циклусу, а подаци приказани у табели 2а.

Графички приказ дужине трајања радног циклуса по радним срединама дат је на слици 1., а аналитичка зависност промене дужине циклуса обрасцем 3.1.

T_cikl.=538,67× f^0,05 , min (r=0,40) (3.1)

Слика 1. Графички приказ дужине трајања радног циклуса

по радним срединама

Потребно време за припрему радње пре почетка рада на обављању процеса израде - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 2., дата је једначином 4.1, а графички приказ на слици 2.

t₁=108,39× f^-0,1, min (r=0,51) (4.1)

Слика 2. Графички приказ трајања припремних радњи за почетак рада по рудницима и радним срединама

Трајање радне операције бушења - по радним срединама - на основу података из табеле 2. - позиција 3., дато је једначином 4.2, а графички приказ на слици 3.

t₂=66,56+5,79× f, min (r=0,80) (4.2)

Слика 3. Графички приказ трајања бушења по радним срединама

Трајање операције чишћења минских бушотина по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 4., дато је једначином 4.3, а графички приказ на слици 4.

t₃=13,8× f^0,09, min (r=0,37) (4.3)

Слика 4. Графички приказ трајања процеса чишћења минских

бушотина по радним срединама

Трајање радне операције пуњења и паљење мина - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 5., дата је следећом једначином 4.4, а графички приказ на слици 5.

t₄=41,63× f^0,13, min (r=0,30) (4.4)

Слика 5. Графички приказ трајања процеса пуњења и паљења

мина по радним срединама

Трајање радне операције проветравање радилишта - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 6., дата је једначином 4.5, а графички приказ на слици 6.

t₅=28,28× f^0,17, min (r=0,35) (4.5)

Слика 6. Графички приказ трајања процеса проветравање радилишта по радним срединама

Трајање радне операције преглед радилишта, утовар и одвоз ископине - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 7., дато је једначином 4.6, а графички приказ на слици 7.

t₆=209,21× f^0,3, min (r=0,16) (4.6)

Слика 7. Графички приказ трајања процеса преглед радилишта, утовар и одвоз ископине по радним срединама

Трајање радне операције подграђивање радилишта - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 8., дато је једначином 4.7, а графички приказ на слици 8.

t₇=40,73-2,76× f, min (r=0,79) (4.7)

Слика 8. Графички приказ трајања процеса подграђивања радилишта по радним срединама

Трајање радне операције помоћни радови и одлазак са радилишта - по радним срединама, на основу података из табеле 2. - позиција 9., дато је једначином 4.8, а графички приказ на слици 9.

t₈=36,78× f^0,09, min (r=0,38) (4.8)

Слика 9. Графички приказ трајања процеса помоћни радови и одлазак са радилиште по радним срединама

Анализирајући добијене резултате у функцији чврстоће стенске масе, долазимо до сазнања да добијени резултати указују на одређене неправилности у понашању анализираних параметара у функцији чврстоће стенске масе без обзира на значајна одступања појединих резултата од општег тренда, тако да се законитости ових појава могу дефинисати следећим општим закључцима:

Стручни рад

Мр Ђукановић Душко, инж. Ђукановић Драган, др Савић Љубинко

Задатак овог рада био је анализа остварених техничких параметара при изради подземних просторија у рудницима угља са подземном експлоатацијом у Србији. У ту сврху извршено је мерење одређених техничких параметара у технолошком процесу израде, као и њихова статистичка обрада.

Кључне речи: технички параметри, подземна експлоатација, угаљ

У овом раду биће приказани резултати статистичке обраде техничких параметара израде подземне просторије за руднике угља, који послују у оквиру ЈП за ПЕУ. У оквиру истраживања обухваћене су карактеритичне радне средине кроз које се израђују просторије, а то су генерално: угаљ и јаловина. Снимања су вршена у трајању од 15 везаних смена, однсно 5 радних дана. У оквиру ових истраживања је поред снимања техничких параметара, снимано и трајања радних операција, као и праћење осталих параметара битних за дефинисање брзине израде просторија, квалитета, економских показатеља и др.

Као објекат истраживања узети су рудници угља који послују у саставу ЈП за ПЕУ Ресавица, из више разлога:

Наведени услови омогућавају да се добијени резултати по различитим јамама и различитим радним срединама, могу међусобно упоређивати и доносити закључци са истом статистичком тежином.

Снимање и прикупљање података о технолошком циклусу израде просторија у успитним јамама обављено је у следећим опитним деоницама:

У свакој опитној деоници мерења су вршена у 15 узастопних смена. Снимањем и мерењем су добијени подаци о оствареним техничким параметрима, као и о утрошку времена, за: захвате, радне операције и циклусе. Ови подаци - за сваку радну средину, статистички су обрађени и приказани у одговарајућим прегледима – табелама. Истраживања су обављена у различитим радним срединама, а опитне просторије имају кружни облик и површину попречног пресека од 9,62m².

Да би услови били исти и на тај начин остварен захтева да сви добијени резултати имају исту статистичку тежину (без обзира на локацију опитне деонице и врсте радне средине). У току ових истраживања одржаван је исти режим рада, коришћена иста опрема радна снага и организација, односно:

Да би се што објективније сагледали утицајни чиниоци који делују у оквиру захвата, радног процеса или радног циклуса извршено је снимање и одређивање одређених техничких параметара технолошког процеса израде просторије. Код ових истраживања одређени и обрађени су следећи технички параметри : број бушотина, време израде 1m¢ бушотине, напредовање по једном минирању, искоришћење минске бушотине, време пуњења и паљења једне минске бушотине, специфична потрошња експлозива, запремина минираног материјала, запремина вишка обореног стенског материјала, одступање од пројектованог профила, коефицијент растреситости, време утовара и одвоза једног метра кубног материјала. Подаци добијени снимањем технолошког процеса статистички су обрађени, а ради лакшег праћења дати су табеларно и графички, што је омогућило да се на једноставнији начин изврши анализа и дају одређени закључци. Због ограниченог обима овог рада неће бити приказани записници снимања радних операција, већ ће бити дати збирни, обрађени подаци, по рудницима, односно радним срединама. У табели број 1. дат је преглед остварених техничких параметара израде подземне просторије. Сви ови елементи добијени су на основу прикупљених података за сваку опитну деоницу и радну средину посебно.

Табела број 1. Остварени технички параметри

Анализом наведених техничких параметара постојећег технолошког процеса израде просторија технологијом бушачко-минерског рада може се констатовати следеће:

На основу обављених истраживања постојећег технолошког процеса израде просторија технологијом бушачко-минерског рада, може се закључити да су остварени технички параметри у директној зависности од квалитета радне средине и растојања подградних оквира. Такође извршеном анализом техничких параметара видимо да се у радној средини јаловина морају извршити посебне провере бушачко-минерских радова у погледу броја и распореда минских бушотина и количине експлозива.

Овакав приступ сагледавања технолошког процеса тј. његових техничких параметара, омогућава сагледавање њихових међузависности, што нам омогућава да се код постојећег технолошког процеса, могу извршити одговарајуће измене, а код новопројектованих већ у самом старту ускладити међуодноси, с циљем да технолошки процес беспрекорно технички функционише, у границама постизања максималне ефикасности тј. брзине израде.

ПРИМЕНА НУМЕРИЧКИХ МЕТОДА ЗА ОДРЕЂИВАЊЕ СИЛЕ РАЗАРАЊА БЛОКА СТЕНЕ

	3D елементи са повећаном крутошћу
	3D елементи за моделирање стенске масе
	Танак слој 3D елемената за моделирање разарањем

Сл. бр. 3. Модел коначних елемената (поглед у правцу oсе бушотине; зелени – нормални, тамно плави – са условом отказа, светло плави – са повећаном крутошћу да би моделирали остали део стене, црвено – крути пасивни клин).

Ови елементи нацртани су светло плавом бојом и има их 96. Преношење оптерећења са пасивног клина на површину бушотине остварено је преко елемента круто тело чије су везе са 3D моделом приказане линијама црвене боје на сликама бр. 3 и бр. 4 (сл. 4 - модел коначних елемената, поглед управан на раван разарања, растојање између отвора 150 mm, висина блока 1250 mm).

Главни чвор крутог тела преко кога је задавано померање у правцу управном на раван разарања налази се на сре­дини висине пасивног кли­на.          При моделирању узорака разарања блока коришћене су следеће димензије узорка:    -          висина блока 1250mm, -          дебљина (ширина) блока 1250mm, -          растојање између бушот. 150mm, -          дубина бушотине 1250mm и -          пречник бушотине Æ 30mm.   Физичко-механичке особине блока:   -          Модул еласт. - Е = 7000daN/mm2, -          Поасонов однос - n = 0.22 и -          Максимални дозвољени напон на затезање - sz = 2daN/mm2.

Сл. бр. 4.

Нелинеарна зависност између укупне вертикалне силе на активном клину и хоризонталног померања пасивног клина приказана је на сликама бр. 7 и бр. 8 за углове активног клина 5⁰ и 8⁰.

Сл. бр. 7. Зависност вертикалне силе од хоризонталног  померања (угао клина 5 ⁰).

На слици бр.5 могу се приметити три карактеристичне тачке и то: почетак разарања у тачки број 4, максимална сила разарања у тачки број 13 и почетак приближно константне силе разарања у тачки 20. Зависност вертикалне силе од хоризонталног померања за углове 5⁰ и 8⁰ приказано је на сликама 7 и бр. 8. Поље нормалног и ефективног напона на површини блока за максималну силу разарања у тачки бр. 13 приказано је на сликама бр. 9 до бр. 10.

Кључне речи: челично уже, струк, жица, параметарске једначине, истосмерно и унакрсно уже

Слика. 1.  Локација ужета у односу на координатни систем

Кретање тачке S може се добити помоћу неколико математичких трансформација. Узмимо да је a угао увијања жице у струку и b да је угао увијања струка у ужету. Ротирајмо координатни систем око x-осе за угао b и померајмо га у правцу вектора . Онда ће -оса у промењеном координатном систему постати тангента завојнице осе струка у тачки P. Ова промена може се исказати помоћу следеће матрице

Следећи корак је ротација тачке S око -осе за угао , при чему се добија следећа матрица

где i=1,...,n представља i-ту жицу у струку.

У координатном систему тачка S врши завојно кретање у супротном смеру од окретања казаљки на сату. Кретање се састоји од ротације око -осе за угао y у негативном смеру и од транслаторног кретања у правцу -осе. Пошто се тачка P креће по завојници, правац -осе се сходно томе мења у свакој тачки кретања тачке P. Тачка S се при томе помера у правцу тачке P на завојници. Величина њене транслације износи

и он одговара дужини ротације за угао y , која је једнака дужини кретања по завојници тачке P за одређени угао j .

између величине ротације за угао y тачке S око осе струка и величине ротације за угао j тачке P око осе ужета. Завојно кретање тачке S око -осе у смеру супротном од окретања казаљки на сату може се онда изразити помоћу матрице

Онда се завојно кретање у смеру окретања казаљки на сату око z-осе за угао увијања струка у ужету b може дати следећом матрицом

Крајње кретање тачке S је дато помоћу матрице

добијају се параметарске једначине путање кретања тачке S и то

где је угао y одређен изразом (7), а за један намотај при плетењу ужета, i=1,...,n. Горњи знаци у изразима (14) – (± и ) узимају се за унакрсно уже (сл. 2), а доњи за истосмерно уже (сл. 3).

Површина у ужету која настаје при увијању једне жице у струку састоји се из кружнице, чији је пречник једнак пречнику жице, а центар S се креће по кривој, која је одређена једначином (14). Попречни пресек ове површине у свакој тачки криве има облик кружнице.

Слика 2. Оса жице у струку код унакрсног ужета	Слика 3. Оса жице у струку код истосмерног ужета

Слика 4. Математички модел 6-струког унакрсног челичног ужета

Слика 5. Математички модел 6-струког истосмерног челичног ужета

Оригинални научни рад

Др Трифуновић Првослав, др Миличић Нада, др Миличић Милош

У овом раду даје се оцена квалитета челичног извозног ужета тако што се на основу добијених лабораторијских података израчунава средина узорка, дисперзија узорка и стандардна девијација узорка затезне чврстоће жица, а затим се на основу ових вредности налазе 90%-ни и 99%-ни интервали поузданости (поверења) за средњу вредност затезне чврстоће. На основу добијених интервала поверења може се донети закључак о даљем коришћењу ужета.

Кључне речи: уже, рудник, девијација

Челична извозна ужад за потребе рударства производе се од изузетно квалитетних материјала, који су у стању да издрже велика механичка напрезања, као и изражена корозиона дејства рударске радне средине на само уже.

За производњу челичних извозних ужади користи се патентирана челична жица од виско квалитетног угљеничног конструкционог челика, оријентационг хемијског састава: око 99%Fe; 0,4¸ 0,9%C; 0,15¸ 0,30%Si; 0,30¸ 0,90%Mn; max 0,035%P и max 0,035%S.

Називна затезна чврстоћа материјала жица за извозну ужад у рударству износи 1570MPa или 1770MPa, зависно од конструкције и врсте ужета. Истовремено то је и минимална затезна чврстоћа до које сме опасти чврстоћа жица у току експлоатације ужета.

У циљу повећања трајности извозних ужади и заштите жица од корозије, врши се пресвлачење челичних жица танким слојем цинка, тј. врши се поцинковавање жице. Ужад са поцинкованим жицама показују далеко већу издржљивост у рудницима са агресивном радном средином.

У току експлоатације ужета долази до промена на самом ужету и појединим жицама услед механичког хабања, замора материјала жица, динамичких напрезања, дејства корозије и др. Наведени фактори могу се појавити појединачно или комбиновано зависно од услова који владају у окну, квалитета ужета, квалитета подмазивања и одржавања и др.

Све ово указује да је радни век извозног ужета дефинисан врло сложеним условима механичког и корозионог хабања.

Праћењем рада ужета, инструменталним и лабораторијским методама, током његове експлоатације може се костатовати број прекинутих жица, смањење површине попречног пресека ужета, промена прекидне силе ужета и затезне чврстоће материјала жица, недостатак подмазивања итд.

Прекид експлоатације ужета и његова замена новим врши се онда када број прекинутих жица на дефинисаној дужини ужета и/или збирна прекидна сила ужета пређу прописима нормиране вредности.

За извоз људи и материјала у окнима рудника могу се користити само испитана-атестирана извозна ужад.

Лабораторија за Технологију материјала у рударству Рударско-геолошког факултета у Београду врши периодично испитивање челичних извозних ужади индиректном методом.

Индиректан начин испитивања челичних извозних ужади за потребе рударства обухваћен је стандардом JUS C.H1.030 и Правилником о техничким нормативима при превозу људи и материјала окнима рудника.

Жице из ужета су одговарајућег квалитета ако су после испитивања испуниле захтеве које прописују горе наведени прописи, при чему је дозвољено да укупан проценат жица које не испуњавају постављене захтеве не прелази 10%.

У циљу процене стања ужета за његову даљу употребу, на основу добијених лабораторијских података рачунаћемо средину узорка, дисперзију ( варијансу) узорка и стандардну девијацију, тј. средње квадратно одступање узорка затезне чврстоће жица. На основу ових вредности налазићемо 90%-не и 99%-не интервале поузданости (поверења) за средњу вредност затезне чврстоће, а посредно и силе кидања по слојевима.

За анализу наведених параметара узети су резултати лабораторијског испитивања "десног” челичног ужета са рудника «Рудник», које је провело у експлоатацији на руднику око 12 година. Посматрано уже састоји се од 6 струкова са по 19 жица, тј. 114 жица. Конструкција сваког појединачног струка је: 9 жица у спољашњем слоју, 9 жица у унутрашњем слоју и једна централна жица (језгро струка). Све жице у ужету израђене су од високоугљеничног конструкционог челика квалитета R_m=1770 [ MPa] .

Табела 1. Вредности затезне чврстоће R₁ и њихове фрекфенције за спољашњи слој жица

Средина узорка затезне чврстоће R₁ износи:

,

па је стандардна девијација узорка:

.

Табела 3. Вредности затезне чврстоће R₂ и њихове фрекфенције

за унутрашњи слој жица

Средина узорка затезне чврстоће R₂ износи:

,

па је стандардна девијација узорка:

.

Нађимо интервале поверења за средњу вредност затезне чврстоће по слојевима.

b × 100%-ни интервал поверења за средњу вредност (математичко очекивања) Е(R₁) затезне чврстоће спољашњег слоја жица налазимо из услова:

Стављајући: за

На исти начин, за средњу вредност затезне чврстоће R₂ унутрашњег слоја жица, за: , добијамо да је 90%-ни интервал поверења:

,

где је: e =1,678, док је 99%-ни интервал поверења [ 1862,086; 1880,614] , при чему је e =2,682.

Имајући у виду да је за спољашњи слој:

R_{1 min}=1770МРа, R_{1 max}=2060МРа,

за унутрашњи слој:

R_{2 min}=1770МРа, R_{2 max}=2090МРа

и за језгро:

закључујемо да добијени 90%-ни и 99%-ни интервали поверења за средњу вредност затезне чврстоће по слојевима, као и измерене вредности за језгро, потврђују да се уже може и даље користити у експлоатацији.

Додајмо овоме да се исти закључак може учинити и за силу кидања, с обзиром да је затезна чврстоћа жице R једнака количнику силе кидања F и површине попречног пресека жице.

Оцена квалитета ужета на основу резултата лабораторијских испитивања показала се недовољном, јер не узима у обзир промену напона у ужету током експлоатације услед хабања и корозије жица, анализира се само један пресек ужета, не узимају се у обзир динамичке силе и отпори кретања итд.

Методологија оцене квалитета материјала жица одређивањем интервала поверења средње вредности затезне чврстоће, примењена у овом раду, даје боље и прецизније податке за проверу квалитета ужета и одређивање тренутка његове замене.

Код новог ужета поље промена средње вредности затезне чврстоће је уско, јер су вредности затезне чврстоће жица груписане око номиналне вредности прописане стандардом за израду ужета.

За уже у експлоатацији које је претрпело промене услед механичког и корозионог хабања, интервал поверења средње вредности затезне чврстоће је знатно шири, због већег расипања мерених вредности затезне чврстоће жица.

Kад интервал поверења средње вредности затезне чврстоће обухвати граничне вредности R_min и R_max тада уже треба заменити, јер је квалитет материјала жица опао испод вредности које прописује стандард за израду ужета.

Стручни рад

Мр Каровић-Маричић Весна, мр Лековић Бранко

У току живота лежишта угљоводоничних флуида од истраживања до напуштања сакупи се огромна количина података. Кључни фактори интеграције и синергизма података у процесу управљања разрадом и експлоатацијом лежишта нафте и гаса су: 1) план, просуђивање, време и приоритети; 2) сакупљање и анализа и 3) оцена/база података.

У раду се презентују типови података неопходни за процес менаџмента лежишта нафте и гаса, процеси сакупљања, анализе и примене података са мултидисциплинарног аспекта.

Кључне речи: нафта и гас, менаџмент, производња, интеграција података

Процес управљања разрадом и експлоатацијом лежишта нафте и гаса почевши од развоја плана, реализације, надзора и евалуације понашања захтева познавање лежишта нафте и гаса које се добија кроз сакупљање интегрисаних података и програм анализе. У току живота лежишта угљоводоничних флуида од истраживања до напуштања сакупи се огромна количина података. Анализа података захтева велики напор и иновативност. Ефикасни програм управљања подацима састоји се од сакупљања, анализе, процене и формирања базе података. То је велики изазов који захтева планирање, просуђивање, утврђивање приоритета сакупљања података по значају и временском ограничењу.

Слика 1. даје листу потребних података који се сакупљају пре и за време производње нафте и гаса.

У табели 1. су подаци под широком класификацијом укључујући време сакупљања. Стручњаци одговорни за сакупљање и анализу података су: сеизмолози, геофизичари, истражни и разрадни геолози, петрофизичари, разрадни и производни инжењери. Од изузетног значаја је да мултидисциплинарни кадрови треба да раде као интегрисани тим са циљем развоја и реализације ефикасног програма управљања подацима.

Из табеле 1. је видљиво да се највише података осим за произведену количину и ињектирање сакупља током оконтурења и разраде лежишта нафте и гаса.

Одређени типови података као што су добијање информација из језгра, почетне особине флуида, контакти флуида и почетни притисци слоја се добијају у фази ране разраде.

                                                                                                                               Табела 1.

Све бушотине се каротирају, а адекватан број се језгрује због оцене каротажних података. Суштина је утврдити спецификацију количине и врсте података које треба сакупити као и процедуру и учестаност. Логичан и методичан след сакупљања података у виду програма је приказан у табели 2.

                                                                                                            Табела 2.

Теренски подаци лежишта нафте и гаса су изложени грешкама. Због тога их треба пажљиво прегледати и проверити због тачности и конзистенције. Да би се утврдила валидност, каротажна и језгрена анализа треба да се корелишу. Особине лежишних флуида могу се евалуирати применом калкулација једначина стања и емпиријским корелацијама. Присуство раседа и дисконтинуитета протока може се испитати и оценити тестовима пулса, интерференције и тестом обележавања.

Ако су расположиви подаци притисака и историјата производње, конвенционалне методе материјал баланса и лежишног моделовања су корисне за оцену почетних геолошких резерви, величине и снаге аквифера. Лабораторијске особине стене и особине флуида (PVT подаци) нису увек расположиви. За генерисање ових података користе се емпиријске корелације.

Процењени подаци из различитих извора се складиште у општу компјутерску базу доступну свим интердисциплинарним крајњим корисницима. Чување и коришћење података за време животног циклуса лежишта нафте и гаса је највећи проблем у нафтној привреди данас због некомуникативне природе и некомпатибилности софтвера и сетова података из различитих дисциплина. Организација »Petrotehnical Оpen Sоftware Corporation« (POSC) ради на формирању индустријских стандарда и општег сета правила за примену и формирање база података унутар целокупне индустрије.

Укупно представљање лежишта се добија на основу 3D сеизмичких информација. Геолошке мапе се раде на основу анализе сеизмичких, језгрених и каротажних података и користе се за оконтурење, карактеризацију лежишта, локацију бушотина и оцену почетних геолошких резерви.

Особине флуида се одређују у лабораторији или на основу корелација. Подаци флуида се користе за волуметријску методу оцене резерви, типа лежишта и анализу лежишног понашања, количину протока у каналу бушотине и губитка текућег притиска.

Тестови бушотина као што су пораст и пад притиска, лимит тест, тестови пулса и интерференције су неопходни за лежишну карактеризацију. Производни и ињекциони подаци се примењују у евалуацији понашања лежишта.

Основни предуслов за успешан и ефикасан процес управљања разрадом и експлоатацијом лежишта нафте и гаса је рана дефинисаност и евалуација лежишног система, која се базира на квалитетним и релевантним параметрима колектора и флуида.

Напредак у развоју хардвера, технологије и софтвера је побољшао интеграцију мултидисциплинарних активности и кадрова.

За решавање проблема коришћења јединствене базе података образована је организација »POSC« чији је циљ омогућити корисницима приступ мултидисциплинарним информацијама из заједничке базе.

Стручни рад

Др Крстовић Слободанка, мр Токалић Раде

Различити рударски објекти, њихова сложеност и припадност различитим типовима кojи су различитих димензија и форми, намећу неопходност примене најразноврснијих метода њиховог графичког приказивања. За лакшу перцепцију облика и просторног положаја објекта неопходна је примена очигледног приказивања на рударским цртежима. У овом раду је објашњен и приказан поступак афиног пресликавања као један од специфичних поступака очигледног приказивања применљивих у рударској графици.

Кључне речи: руднички објекти, пројекција, афино пресликавање

Ради бољег представљања облика и положаја рудничких објеката у простору који су приказани на рударским цртежима (рударске просторије, лежишта минералних сировина, елементи залегања рудног тела и др.) неопходно је више примењивати прегледне тј. очигледне пројекције.Треба узети у обзир да објекти који се приказују у рударству имају по правилу веома сложене контуре као и да се главни њихов део налази испод површине земље. С тога је за лакшу перцепцију објекта и његовог просторног положаја неопходна примена очигледног приказивања на рударским цртежима. Треба узети у обзир да су стандардне аксонометријске методе често тешко применљиве због сложености конструисања тела која имају неправилне облике. Из тог разлога се поред ортогоналног пројицирања и котиране пројекције, што за већину рударских цртежа представља главни вид приказивања, примењује и метод афиног пресликавања.

Ова метода се огледа у паралелном пројицирању равнима заједно са објектом кога желимо да прикажемо на нову раван у новом правцу. Дакле, може се рећи да је метода афинитета посредно паралелно пројицирање двеју равни које се секу.

Ако су две фигуре афине са неком трећом, тада су и оне између себе афине. Одатле следи да су и две ортогоналне пројекције неке фигуре између себе афине.

Слика 1. Паралелно пројицирање тачака у датом правцу s

При оформљењу прегледних цртежа, просторни објекат се пресликава на предметну раван П померањем равни слике, окрећући прву раван у круг афине осе под углом Y или ( 180 - Y ).

У рударско-инжењерској пракси углавном се користе планови топографских површина и рударских објеката који су представљени у котираној пројекцији. Применом методе афиног приказивања углавном се скраћује и упрошћава стварање прегледних пројекција. Том методом се између планова са преображеном сликом било ког рударског објекта и сликом у равни успоставља непосредна пројекцијска веза, што дозвољава да се било која форма у простору може представити овом методом.

На слици 2. у основној (хоризонталној) равни је представљен план двеју паралелних просторија повезаних ходницима. Раван слике W је под углом Y у односу на основну раван П.

Димензије и облик слике зависе од величине и облика објекта као и од правца пројицирања s и угла Y између основне и равни слике.

Слика 2. Афина пројекција рударских просторија

Правац пројицирања s и угао Y представљају задате параметре пројицирања. Основни параметри афиног пресликавања при задатим условима пројектовања су:

Величина представља коефицијент деформације висине:

(2)

Правац осе афинитета је нормално усмерен у односу на правац пројицирања који се бира зависно од положаја објекта. Правац пројицирања не треба да буде једнак правцу хоризонталних линија нацртаног објекта, јер се тако смањује прегледност слике. Веома је важно предходно проверити да делови цртежа не заклањају једни друге при изабраном правцу пројицирања.Тако на пример, при усмерењу пројицирања s₂ (слика 4) отвор N₂ биће заклоњен, па се бира ново усмерење у правцу s₁ при чему ће цртеж бити много прегледнији. Приликом избора правца пројицирања неопходно је имати у виду и услове залегања слојева. Тај правац је неопходно изабрати тако да се приликом приказивања не преклапају хоризонти, што у сваком случају смањује прегледност приказивања. Најоптималнији избор правца осе афинитета представља правац пројицирања на плану под углом од 30 – 60^о.

Треба имати у виду да дужину објеката можемо смањити, смањујући угао између пројицираних зракова и правца подземних просторија. Ако се не угрожавају наведени захтеви најбоље је узети правац пројицирања низ једну од координатних оса геодетске мреже.

Слика 4. Избор правца пројицирања

Прегледност приказаних објеката зависи од угла пројицираних зракова (j ) према хоризонту. Задатак се своди на избор коефицијената q и k_z. Одредићемо зависност између угла j и коефицијената q и k_z. На основу предходних формула (1) и (2) имамо:

(3)

одакле следи:

tgj ; (4)

При мањим угловима j добијају се велике вредности коефицијента деформације хоризонта.

Практично се, при оформљењу прегледних пројекција, препоручује да изабрани коефицијент q буде у интервалу од 0,3¸ 0,8, јер при већој вредности q слика постаје извитоперена.

Коефицијент k_z треба да се бира узимајући у виду погодну размеру. Рударски цртежи обично имају веома издужену форму, тако да се добијају недовољно прегледни цртежи. Да би се смањило међусобно заклањање хоризоната и што рељефније изразила форма сложених површина топографског карактера, користе се веће вредности k_z, али не веће од 5, јер при k_z5 облик објекта који приказујемо је веома деформисан.

Из формуле (2) видимо да се може повећати k_z уколико се смањи угао j пројицираног зрака ка хоризонту. Избор коефицијента k_z такође зависи од односа растојања између хоризоната и ширине експлоатационог поља. На слици 5. приказане су шематски две равни, ширине 500m са хоризоната +70m и –30m. Коефицијент k_z је неопходно изабрати тако да горња раван не покрива доњу. Предпоставимо да је коефицијент , а растојање међу равнима је 100m. Значи, однос тих растојања је 100/500 1/5.

Слика 5. Избор коефицијента k_z

Очигледно, преклапања равни нема при па следи 2,5.

На слици 5. је видно да се при k избегава преклапање равни.

Вредности коефицијената q и k_z могу се израчунати из формула (1) и (2) или из табела 1. и 2.

Рударски објекти се одликују великом разноликошћу због чега се примењују и различите методе њиховог приказивања.

У овом раду је приказана метода афинитета која спада у поступке очигледног приказивања. Очигледно приказивање је неопходно примењивати за представљање рударских објеката због бољег сагледавања њиховог сложеног облика и положаја у простору.

Slobodan Trajković D.Sc.

Miloš Grujić, D.Sc.

Borislav Zajić, D.Sc.

Nikola Lilić, D.Sc.

Slavko Torbica, D.Sc.

Dušan Gagić, D.Sc.

Slobodan Trajković, D.Sc.

Nebojša Gojković, D.Sc.

Rade Tokalić, M. Sc.

Buličov Nikolaj Spiridonovič, D.Sc.

Adam Klich, D.Sc.

Vencislav Ivanov, D.Sc.

Lindsay Wade D.Sc.

Miloš Grujić, D.Sc., Borislav Zajić, D.Sc., Nikola Lilić, D.Sc., Slavko Torbica, D.Sc., Dušan Gagić, D.Sc., Slobodan Trajković, D.Sc., Nebojša Gojković, D.Sc., Rade Tokalić; M. Sc., Dejan Bogdanović, D.Sc., Vladimir Nastić, M. Sc., Zlatko Dragosavljević, M. Sc., Miloš Kilibarda, B.Sc., Jovo Đurković, B.Sc., Mladen Popović, B.Sc., Saša Ognjanović, B.Sc., Slobodan Mihajlović, B.Sc., Nebojša Ilić, M.Sc., Mensud Turković, B.Sc., Milinko Košanin, B.Sc., Ranko Radoja, B.Sc., Saša Mitić, B.Sc., Dejan Popović, B.Sc.

The periodical printing has been financed by the Ministry of Science and Environmental Protection of the Serbian Republic` s Government and Faculty of Mining and Geology, Belgrade, Serbia and Montenegro

Rade Tokalić, M.Sc.

The Faculty of Mining and Geology, Belgrade, Serbia&Montenegro

Mihailo Milivojević, DSc

Centar za primenjenu psihologiju Društva psihologa Srbije, Belgrade

Published: 2004.

Circulation: 250 copies

The new developments, especially in underground mining, are constantly being redesigned for further improvements and adjustment to new economic and varied mining-geological conditions. It follows from this that a reliable and timely information is an absolute necessilty for all those who want to follow the new trends in underground mining. It is exactly for this reason that publication of the journal PODZEMNI RADOVI (Underground mining engineering) has been undertaken. Its objective is to provide Yugoslav sholarly circles, as well as those concerned with mining practice, with up-to date information on the results obtained on the field of research, and also to publish reports on efficient exploitation carried out both in this country and abroad.

The intention of the journal Underground Mining Engineering is to deal integrally with problems encountered in the field underground mine engineering involving exploration mine development, exploitation, menagement, ecology and protection of both the mine and its surrounding area.

The journal is published in Serbian with the English version of articles attached at the end. It is to be issued at least once a year.

This annoucement is at the same time a cordial invitation to all those who want to publish their scholarly and professional reports.

Editor

Expert paper

Đukanović Duško, M.Sc., Đukić Branko, B. Sc., Sanković Ćira, B. Sc.

The task of this paper was to determine technical characteristics of the combined machine working part, based on the calculations and working experiences, which could be applicated for the development works in the working conditions – coal, in the domestic underground coal mines. Laboratory data for specific working conditions are used, and calculations of necessary power of the electrical engine with driving working part, are realised by the determined methodology. Framework of the working tool characteristics (for the working enviroment – coal) are given by the analysis of the received data, which include number of rotation of the driving electrical engine, number of knives, and necessary power of the driving electrical engine.

Key words: combined machine, underground excavation

Coal excavation in the JP PEU (Public Enterprise For Underground Coal Excavation) demands constant improving and introducing of some new and modern technological solutions, which will enable better productivity, safer work, and humanization of the men-work. In the current period, it is necessary to make some improvements of the technological process of the coal excavation, and this should be achieved by introducing a self-moving hydraulic support, which will significantly increase coal production and, therefore, make excavation of the exploitation field faster.

Аs consequence, need for faster and safer underground development works, which must follow excavation dynamics, has occured. As development works reached very far from pit enters, it became obviously justified to introduce combined machines for underground works. Subject of these researches are underground coal mines associated in the JP PEU: RMU (Brown Coal MIne) »Jasenovac«-Krepoljin, RMU »Rembas« - Resavica (»Strmosten« pit), »Štavalj« Mine near Sjenica, RL (Lignite Mine) »Lubnica«-Lubnica and RMU »Soko«-Soko Banja. In these coal mines, most common shapes of the development rooms cross section are trapezoidal and circular, with different dimensions. Trapezoidally shaped rooms are from 7,125 to 10,5m², and circulary shaped rooms are made from 9,62 to 12,5m² large cross section.

Up to now, combined machines type F-6A and AM-50 are used in domestic underground coal mines, and other types of combined machines (MK-2A,4PU) are used in the neighbouring countries, with different results.

The target of this paper is to determine technical characteristics of the working tool of the combined machine, based on the calculations and experience, which include, first of all, number of rotations of the working tool, number of knives, and required power of the driving electrical engine.

Figure 1: Analysis of the forces occuring during cutting tool work

Cutting depth, in the case of mill cutting, should be determined by the equation:

h = h_{mаx ´} sinj (cm) (1)

concerning rotation moving of drum, conus or disc, with semiradius of R=const., for any location or position of the cutting tooth (knife).

Mentioned cut depht (h) is representing rotation head movement during cutting (v_r), and advancing (v_n) speed.

It is well known that cutting resistance must be overcome by the cutting force, or:

Z_r ³ Т (2)

which is:

Z_r - cutting force (daN)

Т- cutting resistance (daN)

As it is

q_r - cutting resistance, (daN/cm)

k_f - head forming ratio

Therefore, as mentioned elements are known, it is possible to express the elementary work by the equation:

in change

j - moving angle (° )

or upper equation in its original shape:

solution of this equation leads to:

for j = 0 - cosj = 1

for j = p - cosj = (-1)

i.e.

А = 2´ q_r ´ k_{f ´} h_mаx ´ R (daNcm) (8)

Required driving power is:

N = (А/102´ t) (kW) (9)

which is:

For working executive step:

Value exchange is leading to:

For mining develoment combined machines selection, one of the most important conditions is working enviroment, which is expressed by the cutting resistance.

Table No.1 shows cutting resistances which were determined in the laboratory (RGF- Belgrade,1996.).