Година XII	Број 14 n	Децембар 2005.
	ПОДЗЕМНИ РАДОВИ	Underground Mining Еngineering
Рударско-геолошки факултет Универзитета у Београду The Faculty of Mining and Geology, Belgrade, Serbia&Montenegro

Ò Сва права задржава издавач Ó Прештампавање или умножавање је забрањено

Одбор за енергетику и рударство Министарства за науку и технологију Републике Србије, на  XVI – седници – у оквиру својих надлежности и послова, разматрао је, између осталих питања и питање категоризације домаћих часописа.     На тражење Рударско-геолошког факултета у Београду – као издавача, да се часопис Подземни радови прихвати и уврсти у категорију часописа од међународног значаја, Одбор за енергетику и рударство је овом тражењу изашао у сусрет и питање његове категоризације уврстио у дневни ред XVI – седнице, одржане 16.02.1998. год. у Београду. На овој седници предлог је разматран и одлучено је да се часопис ПОДЗЕМНИ РАДОВИ (издавач: Рударско-геолошки факултет у Београду – двојезично издање: српски и енглески) уврсти у категорију домаћих часописа од међународног значаја, јер испуњава све по Правилнику прописане услове.     [Записник са XVI седнице Одбора, од 16. 02. 1998.год.]

	Ђукановић Д.; Ђукановић Д.; Илинчић Н.;	страна
1	Предлог методологије за одређивање зависности трошкова и времена израде подземних просторија у рудницима угља у Србији	1
	Милутиновић А.; Димитријевић С.;
2	Предлог садржаја ГИС-а подземних просторија у рударству	7
	Ганић А.; Ђорђевић Д.;
3	Геометријска контрола пројекта рудничке просторије облика косе завојнице	13
	Донева Н.; Десподов З.; Стојчева В.;
4	Примена комбинованих ротационо-пробојних машина у рударству	19
	Ђукановић Д.;
5	Истраживање могућности примене комбинованих машина за израду јамских  просторија у рудницима угља Србије	25
	Димитријевић Б.; Шубарановић Т.; Илић С.;
6	Техноекономска анализа припреме и провођења подземне гасификације угља	31
	Крстовић С.; Илић С.; Савић Љ.;
7	Прогнозирање стабилности зидова дубоких бушотина	37
	Митић С.; Поповић Н.; Токалић Р.;
8	Димензионисање и израда јамског магацина експлозивних средстава	41
	Милентијевић Г.; Недељковић Б.; Јакшић М.;
9	Заштита површинских токова од  утицаја рудничких вода лежишта  „Копорић - Жута Прлина - Јелакце-Шаторица“	49
	Лутовац С.; Трајковић С.; Станић С.;
10	Утицај интервала успорења на брзину осциловања тла за услове рудника "Рудник"	57
	Становá Е.; Молнáр В.;
11	Mогућност оптимизације и верификације попречног пресека челичних ужади	63
	Видановић Н.; Димитријевић Б.; Токалић Р.;
12	Налазишта борне сировине  и његова индустријска примена	69
	Павлисковá А.; Марасовá Д.;
13	Употреба одвојеног модела регенерације за одређивање поузданости транспортне траке	75

 

На врх

 

Назив радне операције	Радна средина
	“1”	“2”	“3”	“4”	“5”	“6”	“7”	“8”
Долазак на радилиште	52,84	90,00	77,23	91,00	94,38	167,78	90,10	160,00
Преглед радилишта	34,66	74,00	44,32	63,00	35,63	60,00	26,04	40,00
Бушење	75,57	181,00	71,02	169,00	83,75	190,00	70,83	174,55
Минирање	51,14	102,00	57,27	105,00	60,62	111,11	57,29	83,64
Одмор и проветравање	54,55	94,00	56,82	94,00	55,00	100,00	50,52	83,64
Утовар и одвоз	152,27	240,00	155,11	257,00	140,00	260,00	155,73	243,64
Подграђивање	116,48	192,00	117,61	213,00	123,75	214,44	125,52	223,64
Помоћни радови	110,84	140,00	61,93	139,00	92,50	138,89	32,81	47,27
Застој	117,05	237,00	104,55	220,00	139,38	227,78	47,40	78,18
Одлазак са радилишта	52,27	90,00	77,23	91,00	75,00	132,22	93,75	152,73
Укупно  (min)	=SUM(ABOVE) 817,67	1440	=SUM(ABOVE) 823,09	=SUM(ABOVE) 1442	=SUM(ABOVE) 900,01	=SUM(ABOVE) 1602,22	=SUM(ABOVE) 749,99	=SUM(ABOVE) 1287,29

Радна средина	“1”	“2”	“3”	“4”	“5”	“6”	“7”	“8”
Укупни трошкови израде 1 m¢ просторије (ЕUR/m¢)	=SUM(ABOVE) 552,01	886,657	563,9396	874,0312	568,516	901,874	540,871	864,2336

Радна средина	Трајање радова (min)		Стварни трошкови (ЕUR/m¢)
	остварено	"минимално"	остварено	"минимално"
	Т	t	C1)	C(0)
"1"	817,67	568,98	552,01	498,974
"2"	1440,00	978,26	886,657	791,219
"3"	823,09	601,63	563,9393	517,627
"4"	1442,00	988,30	874,0312	777,48
"5"	900,01	610,78	568,516	506,693
"6"	1602,22	1077,12	901,874	789,931
"7"	749,99	646,93	540,871	519,512
"8"	1287,29	1081,50	864,2336	818,02

Радна средина	Коефицијенти		Функција трошкова
	а	b	C =     (ЕUR/m¢)
"1"	0,213	377,63	0,213 ´ Тcikl. + 377,63
"2"	0,207	589,02	0,207 ´ Тcikl. + 598,02
"3"	0,209	391,81	0,209 ´ Тcikl. + 391,81
"4"	0,213	567,16	0,213 ´ Тcikl. + 567,16
"5"	0,214	376,14	0,214 ´ Тcikl. + 376,14
"6"	0,213	560,31	0,213 ´ Тcikl. + 560,31
"7"	0,207	385,44	0,207 ´ Тcikl. + 385,44
"8"	0,225	575,15	0,225 ´ Тcikl. + 575,15

На врх

Садржај

[1] Рударско-геолошки факултет, Београд

 

 

Стручни рад

ГЕОМЕТРИЈСКА КОНТРОЛА ПРОЈЕКТА РУДНИЧКЕ ПРОСТОРИЈЕ ОБЛИКА КОСЕ ЗАВОЈНИЦЕ

Ганић Александар [1], Ђорђевић Драган ¹

ИЗВОД

            Геометријска контрола представља проверу и комплетирање података датих у пројекту, на основу којих се рачунају елементи за обележавање. У раду је приказана геометријска контрола пројекта рампе облика косе завојнице, рађеног за потребе јаме Стари Трг.

Кључне речи: рударска мерења, пројекат, контрола

УВОД

            За потребе јаме Стари Трг рудника Трепча, пре десетак година је урађен пројекат транспортног ходника облика косе завојнице. Пројектом је предвиђено да се овом просторијом споје ходници на IX и X, односно X и XI хоризонту. Такође, пројектовано је да се између свака два хоризонта ураде по 6 етажних ходника којима се улази у рудно тело. Рудно тело је масивно, са падним углом од око 60°. Да би дужине етажних ходника биле приближно једнаке, рампа је пројектована као коса завојница са вертикалном осом чији угао одговара падном углу рудног тела (слика 1).

ГЕОМЕТРИЈСКА КОНТРОЛА ТАЧНОСТИ ПРОЈЕКТА

            Задатак службе за рударска мерења је да пројектовани објекат „пренесу“ – обележе на или испод Земљине површи. Обележавање објекта обавља се у две фазе: обележавање карактеристичних тачака објекта (основно обележавање) и детаљно обележавање објекта. Обележавање се обавља на основу елемената за обележавање, а то су: углови, дужине и висинске разлике. Пројекат треба да садржи све елементе објекта који се обележава, али то обично није случај.

            С аспекта елемената објекта који треба обележити, пројекти могу бити: непотпуни, погрешни и предимензионирани (превише елемената објекта који се разликују, па се при обележавању једна иста тачка објекта може обележити на више различитих места).

 

Слика 1. Транспортна рампа између IX и X хоризонта у хоризонталној пројекцији и аксонометрији

 

            Зато је пре обележавања објекта потребно извршити геометријску контролу пројекта, односно проверу података из пројекта или евентуално њихову допуну, на основу којих се рачунају елементи за обележавање. Ово је нарочито важно при обележавању подземних објеката, с обзиром на немогућност независне контроле у току обележавања и најчешће, немогућност или скупо исправљање начињених грешака.

            Пројекат може да буде дат у графичком, графичко-аналитичком и аналитичком облику, па се и контрола може базирати на графичким, аналитичким или комбинованим подацима.

            Све ове контроле обављају се на аналитички начин, која се заснива на формирању затворених и уметнутих полигонских влакова. У овим влаковима полигонске тачке су темена (преломне–карактеристичне тачке) објекта, а дужине су фронтови или стране објекта. Показатељ тачности ових података је величина угловних и линеарних одступања влака. Уколико је:

 

                                                                    (1)

 

подаци у пројекту су тачни и са њима се могу рачунати елементи за обележавање. У супротном, подаци се прво морају поправити на основу угловних и линеарних одступања.

            На сличан начин, обавља се и контрола пројекта у вертикалној равни, формирањем уметнутих или затворених нивелманских влакова. Ако је одступање:

 

                                                                                                 (2)

 

рачунају се елементи за обележавање у вертикалној равни. У супротном, висинске разлике се морају поправити.

            Специфичност обележавања подземних објеката је, да се не развијају посебне мреже за обележавање, већ су осовинске - карактеристичне тачке објекта уједно и тачке полигонског односно нивелманског влака. С тога, развијање подземних влакова  представља основно обележавање објекта, па је зато значај геометријске контроле пројекта већи при обележавању подземних објеката.

 

ГЕОМЕТРИЈСКА КОНТРОЛА ПРОЈЕКТА НА ПРИМЕРУ РАМПЕ ОБЛИКА КОСЕ ЗАВОЈНИЦЕ

 

            Како је раније наведено, пројектованом рампом облика косе завојнице, повезују се IX и X, односно X и XI хоризонт, које су међусобно удаљени по 60m у вертикалној равни. Због сличности завојница и ограниченог простора, пример геометријске контроле пројекта биће приказан на завојници између IX и X хоризонта.

            Висинску разлику од 60m предвиђено је да завојница премости са 6 етажа, са висинском разликом од 9m између етажа. Завојница није кружног облика и нема константни пад/успон. Између два кружна дела завојнице са централним угловима од по 180°, пројектована су по два правца различитих дужина на свакој појединачној етажи. Један кружни лук, оба правца и два сегмента другог кружног лука са централним углом од по 45° су у паду/успону, а преостали део кружног лука над углом од 90° је хоризонталан. Из средина хоризонталних делова кружног лука полазе етажни ходници према рудном телу.

            Полупречник кружних лукова је мали, и износи 6,75m. Укупна пројектована хоризонтална дужина сваког корака завојнице је 52,9m, од чега је 10,6m завојнице хоризонтално, а преосталих 42,3m у успону, што представља падни угао од 12°. У табели 1, приказани су пројектовани елементи завојнице.

 

Табела 1. Пројектовани подаци завојнице између X и IX хоризонта

            Почетак и крај завојнице повезани су ходницима са тачком А на хоризонту X и тачком B на хоризонту IX. Ови ходници немају константан пад, већ се састоје од хоризонталних делова и дела ходника у паду/успону. Ходник од тачке А до почетка завојнице састоји се од правца укупне дужине 22m и кружног лука полупречника 6,75m, као и од краја завојнице до тачке B,  с тим што дужина правца износи 35m.

 

Табела 2. Геометријска контрола пројектованих података

            Никада се не поправљају подаци који се односе на кривине, већ само они који се односе на објекте у правцу. Зато су поправљене дужине ходника између хоризоната и почетка, односна краја завојнице и дужине завојнице у правцу. Са овако поправљеним подацима формиран је полигонски влак који задовољава услов координатних разлика (једначина 1) и који је приказан у табели 2.

Слика 2. Полигонски влак на етажи E 13

 

 

Табела 3. Тетивни полигон и коте тачака на етажи E 13

            На основу познатих координата тачака А и B и података из пројекта, формира се уметнути полигонски влак између ових тачака. Ако су подаци тачни, полазећи од координата тачке А добиће се координате тачке B. У овом примеру, међутим, то није случај. Добијена је укупна положајна грешка тачке B од 2,25m па је неопходно поправити податке из пројекта.

            Поправљени подаци служе за рачунање елемената за обележавање пројектованог објекта. У конкретном случају, рачунају се елементи тетивног полигона у кружним деловима завојнице којим се обележава осовина рудничке просторије у кривини, и то за сваку етажу посебно. Ови елементи, на примеру етаже E13 (слика 2) приказани су у табели 3.

ЗАКЉУЧАК

            Геометријска контрола пројекта је поступак који се мора обавити пре него што се приступи обележавању пројектованог објекта. Ово је нарочито важно при обележавању подземних објеката, с обзиром на често неотклоњиве и катастрофалне последице погрешног обележавања.

            У наведеном примеру контроле пројекта једног специфичног подземног објекта за наше подручје, откривена је грешка. Не улазећи у разлоге настанка грешака, с обзиром да то и није задатак служби за рударска мерења, желимо само да покажемо значај и потребу за једном оваквом контролом.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.      Беговић, А., (1990), Инжењерска геодезија 2, Научна књига, Београд

2.      Димитријевић, С., Ђорђевић, Д., Ганић, А., Милутиновић, А., (2005), Одређивање елемената за обележавање транспортне рампе облика завојнице, Зборник радова, VI Интернационални симпозијум о транспорту и извозу, Будва, 290-293,

3.      Ђорђевић, Д., (1989), Геометријска контрола пројекта, Зборник радова, VII Југословенски симпозијум о рударским мерењима, Мајданпек-Доњи Милановац, 137-142.

 

 

На врх

Садржај

Стручни рад

ПРИМЕНА КОМБИНОВАНИХ РОТАЦИОНО-ПРОБОЈНИХ

МАШИНА У РУДАРСТВУ

Донева Николинка,[1] Десподов Зоран,¹ Стојчева В. ¹

 

ИЗВОД

            У овом раду су презентоване комбиноване ротационо-пробојне машине, као и могућности и ограничења њихове примене у рударству. Такође су приказана нека светска искуства о при­ме­ни ком­бинованих ротационо-пробојних машина у рударству.

 

Кључне речи: комбиноване ротационо-пробојне машине, рударство

 

1. УВОД

 

            Приликом разраде рудника са подземном експлоатацијом поне­кад се постављају одређена временска ограничења са аспекта израде капиталних ходника, који ће служити као главни транспортни и вентилациони објекти, чиме би се омогућио бржи прилаз до рудног тела и његово откопавање. Због ове чињенице јавља се неопхо­дност примене ротационо-пробојних машина, као машина са већом брзином напредовања у односу на брзине које се постижу са бушачко-минерским радовима и као машине које немају ограничења у односу  на карактеристике радне средине.

 

2. КОМБИНОВАНЕ РОТАЦИОНО-ПРОБОЈНЕ МАШИНЕ

            Реч “комбиноване” значи да су то машине које су тако кон­ст­ру­­исане да могу извршавати две или више операција. Основна опе­рација код ових машина представља механичко разарање (нај­чеш­ће глодање) и то “пуним профилом” објекта који се израђује. Појам “пуни профил” подразумева пробијање целог профила објекта јед­ним захватом машине. Друга значајна операција је захватање и  одс­трањивање откопаног материјала. Остале радне операције зави­се од типа машине и њеног конструктивног решења.

            Ове машине у пракси су познате као tunnel boring machines, т.ј. TBM -машине. Овај  се тип машина најчешће може применити:

-          у тунелоградњи, независно од тога о каквом тунелу је реч, путнички или железнички;

-          приликом израде хоризонталних рударских просторија - ходника.            

Треба напоменути и ограничења која се јављају приликом њих­ове примене:

-          ротационо-пробојне машине се користе при изради правих тра­са или траса са благим кривинама (ово ограничење је ре­зултат велике дужине машине);

-          економска исплативост примене ових машина је за трасе ду­же од 1km;

-          почетна дужина објеката, око 100m уобичајено се израђује са неком другом методом (зависно од карактеристике радне сре­­­­дине: са ротационо-лучним машинама или бушачко-минер­­ским радовима).           

 

Ротационо-пробојне машине уобичајено се конструишу стро­го наменски. Какво ће бити њихово конструктивно решење зависи пре свега од тога у каквој ће средини машина радити. До сада је конструисано много различитих типова машина, чије тех­ничке пер­формансе одговарају одређеној радној средини. Међутим, трасе рударско-инжењерских објеката пролазе кроз неколико различитих сре­дина, као и кроз раседне зоне, тако да конструкција машине мо­ра обезбедити непрекидно пробијање кроз све радне средине на тра­си објекта. Да би машина могла радити на неком другом објекту,  неопходна је њена реконструкција и прилагођивање новим условима рада. Изазов за инжењере је конструисање универзалне ротационо-пробојне машине (машине која би могла радити у свакој радној сре­дини), али то се до сада није десило и вероватно и неће у бли­ској бу­дућности.

            У глобалу може се рећи да овај тип машина, зависно од њи­хове конструктивне израде, може радити у различним радним усло­вима, као на пример: у условима велике оводњености, у рас­пу­цалим, глиновито-песковитим, чврстим, као и чврстим и абра­зивним стенским формацијама. Практично, велики низ комби­нација радних средина и осталих услова који се могу јавити при­ли­ком пробијања рудаско-инжињерских објеката ствара огромну раз­лику у погледу ти­пова и перформанси код конструисања ротационо-пробојних маш­и­на.

            Најпознатији светски произвођачи ротационо-пробојних ма­шина су: Robbins (SAD), Wirth group - NFM technology (Немачка и Француска), Herrenknecht (Немачка), Akkerman (SAD) и др. Све ове компаније имају своје подружнице у великом броју земаља у свету.

 

2.1. Конструкциона решења

 

            У глобалу ротационо-пробојне машине (сл.2.1.) се састоје од неколико конструктивних целина и то:

- радни орган;           

- систем за изношење откопаног материјала;

- метални прстен - штит;

- систем за отпрашивање;

- систем за уравнотежење подземног притиска;

- систем за ињектирање итд.         

Сл. 2.1. Ротационо-пробојна машина: 1-ротациона резна глава са штитом; 2-пена која учвршћује и стабилизује откопно чело; 3-пужни транспортер;     4-тракасти транспортер; 5-вагонети; 6-систем за припрему смесе за запуњавање; 7-смеса која испуњaва прос­­­тор између бетонских сегмената и ископног профила; 8-бетонски сегменти; 9-завршна бетонска облога;        10-водена завеса.

 

Радни орган ротационо-пробојних машина је ротациона рез­на глава (catter head), чији је пречник исти са пречником ископног профила. Резна глава ротира око своје осе и на њој могу бити пос­тављени различити типови елемената за сечење (сл. 2.2.), у за­висности од типа средине у којој машина треба да ради.

 

 

Сл. 2.2. Типови резних  елемената

На резној глави се могу распоредити резни елементи једног типа или комбинација више типова елемената у зависности од карактеристика радне средине.

Да би се омогућио непрекидни рад машине потребно је обез­бедити довољан притисак на радном челу, што омогућава савла­ђи­вање отпора који стена пружа приликом продора резних еле­мената и довољну стабилност машине током рада, која се обез­беђује суп­ротстављањем обртном моменту, који настаје приликом рада маши­не. Најчешће примењени системи за подупирање и стабилизацију су:

1. Систем који се састоји од папуче које се упире у већ изра­ђени део објеката (помоћу овога се обезбеђује  стабилност машине) и хидроцилиндара који су причвршћени на папуче (за обезбе­ђи­ва­ње неопходног притиска). Овај систем се мо­же применити само у случају када машина ради у стабилној средини.

2. Систем који се састоји од хидрауличних преса, које су рав­но­мерно распоређене на спољашњем венцу, на задњем делу машине и подупиру се на већ постављену сталну или привре­мену подграду. На овај начин се обезбеђује и потре­бан при­ти­­сак на радном челу и стабилност машине. Овај систем се мо­же применити и када машина ради у слабом, распуцаном и невезаном материјалу.

           

На ротационој глави  постоје специјални отвори који служе за пролаз откопаног материјала. Са ових отвора материјал пада у ко­мору за екстракцију, а одатле иде на транспортни систем. Тран­с­портни систем може бити пужни или тракасти транспортер. Како ће се даље одвијати транспорт ископаног материјала зависи од проје­ктног решења, и то, може се продужити тракастим транс­портером или шинским транспортом (сл. 2.1.).        

            У зависности од типа машине она може бити са штитом (једи­нични или двојни) или да буде без штита. Штит представља метал­ни заштитни прстен са дебљином од око 5¸120mm и има двојну улогу, да штити машину од изненадног зарушавања и да привре­мено држи откопани простор. Историјски гледано немеха­низовани штитови (без ископа) су претходница ротационо-пробојних машина. У зависности од услова рада, иза штита се може вршити подгра­ђи­вање, ако се ради у релативно стабилнијој средини, или, уколико се ради у слабодржећој средини, потребно је бетонске се­г­ме­нте по­с­тав­љати у самом штиту, а када се машина помери на­пред, простор између бетонских сегмената и ископа запуњује се ињекти­рањем бен­то­нитом или цементном кашом (сл. 2.1)

Независно од тога који ће се резни елементи користити, при­ликом разарања стенског материјала долази до стварања пра­ши­не. Због тога саствни део овог типа машине је и систем за отпра­ши­вање, који третира прашину водом распршеном на микрон­ску вели­чину капи  помоћу специјалних млазница.

            У пракси машине код којих је уграђен систем за уравно­те­же­ње подземног притиска познати су као EPB штитови (Earth Pressure Balance) и примењују се приликом рада у слабо кохе­зи­о­ним и неко­хезионим срединама. Да би се могло обезбедити ста­билно откопно чело и да би се правилно одговорило промен­љивом подзе­меном при­тиску, овај систем користи део откопаног материјала и третира га специјалним адитивом, и на тај начин га прерађује у меко тло. Ова­ко створена суспензија ствара потребни притисак и обез­беђује ста­бил­нији рад машине.

           

3. ПРИМЕНА  КОМБИНОВАНИХ РОТАЦИОНО-ПРОБОЈНИХ МАШИНА У РУДАРСТВУ

 

            Као што је већ било напоменуто ротационо-пробојне машине могу се применити и у рударству за израду ходника, као машине са већом брзином напредовања у поређењу са брзинама  које се могу постићи методом бушачко-минерских радова и као машине које не­мају ограничења у односу на карактериските радне средине, као што је случај са ротационо-лучним машинама.      

Пример примене комбиновано ротационо-пробојне машине у рударству је пројекат реализован у руднику бакра, лоциран 11km западно од San Manual, Аризона. Ради бржег отварања новог рудног тела, било је неопходно израдити два ходника на различитим ниво­има (сл.3.1.), са дужином од 12000m. За ову намену коришћена је ротационо-пробојна машина, конструисана од фирме ROBBINS, са откопним пречником 4,62m. На резној глави распоређена су 33 сечива у облику диска, са пречником 432mm. Инсталисана снага резне главе је 1259kW, а променљива обртна брзина креће се од 4 до 12o/min. Машина има минимални радијус окретања 105m, а укупна тежина је 225t (сл. 3.2.).

 

Радна средина кроз коју пролази траса ових рударских прос­торија, био је кварцмонцонитом, чија је једноаксијална притисна чврс­тоћа од 150¸180MPa, и који је више пута пресецан рудним те­лом, затим дацит, андензит, глина, као и распуцале стене захва­ћене хидротермалном метаморфозом.

Приликом рада дошло је до извесних проблема, као на пр. леп­љење глине на резну главу и тешкоћа приликом одржавања ро­тације резне главе у меким и распуцалим стенама. Да би се избегле ове потешкоће урађене су неке измене:

-          повећано је растојање између два резна елемената; на овај се начин повећава простор за пријем и одстрањивање отко­паног материјала;

-          ротациона брзина резне главе смањена је од 12 на 9,3o/min, што је омогућило повећање обртног момента за 29% и обе­збеђење непрекидног рада у слабој и распуцалој средини;

-          урађене су и промене у подршци и заштити машине, ради обе­збеђењa стабилнијег рада машине.

 

После овако изведене промене машина је остварила средње месечно напредовање од 678m.

ЗАКЉУЧАК

            Из напред изнетих података о ротационо-пробојним маши­нама, као и о њиховој примени у рударству, може се закључити да ротационо-пробојне машине треба примењивати и у рударству, при­ликом израде капиталних ходника, јер се тиме скраћује време изра­де тог објекта.

            Као што је већ речено то су машине са много већом брзином напредовања и машине које немају ограничења у погледу типа рад­не средине.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.      Донева, Н., Современи технологии за изработка на специјални рударско-инженерски објекти, Магистерски труд, РГФ Штип, 2005;

2.      Јовановић, П., Израда подземних просторија великог профила, Грађевинска књига, Београд, 1984;

3.      Cigla, M., Yagis, S., Ozdemir, L.: Application of tunnel boring machines in underground mine development, Eart Machanics Institute, Colorado School of Mines, Golden, Colorado,1998;

4.      Pelizza, S.: TBM borred long rock tunnels, ITA president, Politecnico di Torino,1998;

 

 

На врх

Садржај

Прегледни рад

ИСТРАЖИВАЊЕ МОГУЋНОСТИ ПРИМЕНЕ КОМБИНОВАНИХ МАШИНА ЗА ИЗРАДУ ЈАМСКИХ  ПРОСТОРИЈА

У РУДНИЦИМА УГЉА СРБИЈЕ

 

Ђукановић Душко[1]

 

ИЗВОД

 

У раду је дат приказ резултата истраживања могућности при­мене комбинованих машина за израду јамских просторија у руд­ни­­цима угља Србије. У оквиру рада су обрађени основни фак­тори који утичу на избор технологије израде и опреме за израду јамских прос­торија. Дат је приказ постојећег стања израде јамских прос­то­рија у рудницима угља Србије, на основу чега је размотрена мо­г­ућ­ност при­мене комбинованих машина на изради јамских прос­торија.

 

Кључне речи: комбинована машина, рудници, угаљ.

 

УВОД

 

У рудницима угља Србије тренутно се јамске просторије из­ра­ђују технологијом бушачко-минерског рада. Класичан систем из­ра­де подземних просторија технологијом бушачко-минерскоих ра­до­ва, показао је да својим учинком, трошковима и другим еле­ментима не задовољава потребне услове које треба да испуни тех­нологија из­ра­де просторија у највећем броју наших рудника угља. Овако ста­ње по питању технологије и организације израде под­земних про­с­то­рија у рудницима угља у нашој земљи, захтева уво­ђење проду­ктив­нијих, али и сложенијих технологија израде.

Када се говори о продуктивнијим и сложенијим технологијама изра­де јамских просторија у рудницима угља првенствено се мисли на механизовану израду јамских просторија, механизовано разарање ма­сива односно примену комбинованих машина.

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 се израђују подземне просторије различитих облика (трапезног, лучног и круж­ног) и површина попречног пресека.

Циљ овог рада је да се истражи могућност примене комби­но­ваних машина за израду јамских просторија, за услове наших ру­дни­ка са подземном експлоатацијом угља.

ОСНОВНИ ФАКТОРИ КОЈИ УТИЧУ НА ИЗБОР ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ И  ОПРЕМЕ ЗА ИЗРАДУ ЈАМСКИХ ПРОСТОРИЈА

 

На избор технологије израде и опреме за израду јамских про­сто­рија утичу многи рударско-геолошки и производно-технолошки фактори.

Рударско-геолошки фактори који утичу на избор технологије изра­де су: дебљина угљеног слоја у коме се израђује просторија, угао пада слоја, физичко-механичке осoбине угља и стене, гасоно­сност слоја, склоност избојима гаса и материјала, водообилност, ста­билност израђене просторије итд.

Рударско-геолошки фактори имају примарни значај за избор једног од два распрострањена и принципијелно различита начина из­ра­де просторија:

            - израда комбинованим пробојним машинама и

            - израда бушачко-минерским радовима.

 

Израда јамских просторија бушачко-минерским радовима може се применити, у свим компактним радним срединама. Примена ко­м­би­нованих машина за израду јамских просторија је ограничена и иста се може применити у радним срединама до коефицијента чврстоће од f=8 уз одговарајућу технолошку шему.

Производно-технички фактори који утичу на избор техно­ло­гије израде су: површина попречног пресека просторије, дужина про­с­­торије, век трајања просторије, врста радне средине (угаљ или сте­на), услови транспорта ископине, допреме потребне опреме и мате­ри­јала и неопходна брзина израде просторије.

Производно-технички фактори такође имају велики значај: за избор начина израде просторија, непосредан утицај на избор шеме рада, а такође и на избор опреме за израду просторија.

 

ПОСТОЈЕЋЕ СТАЊЕ ИЗРАДЕ ЈАМСКИХ ПРОСТОРИЈА У РУДНИЦИМА УГЉА СРБИЈЕ

 

Јамске просторије у рудницима угља Србије се израђују у различитим радним срединама. Најзаступљеније радне средине су: угаљ, јаловина и мешовита радна средина. У табели 1. наведене су физичко-механичке особине угља  по рудницима.

 

Табела 1. Физичко-механичке особине  угља по рудницима

Најчешћи облици попречног пресека јамских просторија, који се примењују код израде јамских просторија су: трапезни (17%),  зас­во­ђени (22%), лучни (25%) и кружни (36%). Тренутно се јамске просторије израђују у трапезном и кружном облику попречног пре­сека.

Најзаступљеније врсте подграде за подграђивање јамских про­сторија су: дрвена трапезна (11%), челична кружна (36%), челич­на лучна (22%) и подграда од бетона (18%). Тренутно се јамске про­с­торије подграђују дрвеном и челичном трапезном под­градом и челичном кружном подградом.

Најчешће величине попречног пресека јамских просторија у ру­д­ницима угља су: 7,5 и 8,6m², код израде просторија трапезног попреч­ног пресека; 9,62 и 12,56m², код израде просторија кружног по­пречног пресека и 8,6 и 10,75m², код израде просторија лучног по­п­­речног пре­сека. Најчешће се израђују хоризонталне и косе јамске просторије, чији нагиб веома ретко прелази 16°.

 

МОГУЋНОСТ ПРИМЕНЕ КОМБИНОВАНИХ МАШИНА ЗА ИЗРАДУ ЈАМСКИХ  ПРОСТОРИЈА У РУДНИЦИМА УГЉА СРБИЈЕ

 

Код избора комбинованих машина за израду јамских про­сто­рија, мора се узети у обзир читав низ параметара, као што су: физичко-механичке особине радне средине, величина и облик попречног пре­­се­ка просторије, снага електромотора за покретање радног орга­на, тежи­на и  величина комбинованих машина, технички капацитет, спе­цифично опте­рећење на подлогу, нагиб просторије, дужина прос­торија, брзина напредовања и трошкови израде про­сторије. У да­љем излагању укратко је обрађен сваки параметар појединачно.

Физичко-механичке особине радне средине; Комбиноване машине за израду јамских просторија могу да раде како у хомогеном тако и хетрогеном стенском материјалу, до максималне чврстоће на при­ти­сак стенског материјала од 120MPа.

Из података, који су наведени у табели 1. се види да једно­осна чврстоћа на притисак угља износи од 13,8 до 25MPа, те се мо­же сматрати да је радна средина угаљ подесна за механизовану изра­ду јамских просторија.

Величина и облик попречног пресека просторије; Ком­би­но­ване машине претежно раде на принципу резања у поја­севима, што им даје могућност примене код израде просторија раз­ли­читих облика и величина попречних пресека. Величине и облици поп­реч­ног пресека јамских просторија у рудницима угља Србије су такви, да су за њихову израду најподесније комбиноване ротацино-лучне машине.

Снага електромотора на радном органу комбиноване машине; На основу одговарајуће методологије извршен је прорачун по­тре­бне снаге електромотора на радном органу комбиноване ма­ши­­не и одре­ђене су конструктивне карактеристике радног органа ко­м­­­би­новане ротационо-лучне машине (пречник, број обртаја и број но­же­ва). Ре­зу­л­тати прорачуна потербне снаге електромотора на ра­д­­­ном органу ком­би­новане ротационо-лучне машине, по рудни­цима су наведени у табели 2.

 

Табела 2. Потребне снаге електромотора на радном органу комбиноване ротационо-лучне машине по рудницима

 

На основу података из табеле  2. може се за­к­љу­­чити да за пот­ре­бе оптималног рада комбиноване машине при изра­ди јамских про­сто­рија инста­лисана снага електромотора треба да буде већа од 40 kW за рудник „Штаваљ“, док за ру­днике угља „Лубница“, „Соко“ и јаму „Стрмо­стен“ треба да буде већа од 80 kW и за рудник „Јасеновац“ треба да буде већа од 115 kW. Подаци се односе на израду јамских просторија у ра­д­ној средини угаљ. Потребне техничке карактеристике радног органа су приближно: број обртаја радног органа 60о/min; полу­пречник радног органа 27cm и број ножева 30 комада.

Капацитет машине; Kомбинована машина наведених ка­рак­­­теристика радног органа имала би технички капацитет око 21m³/час ч.м., док би њен експлоатациони капацитет износио између 13,2 и 14,4m³/час ч.м., зависно од површине попречног пресека јамске про­сторије која се израђује.

Специфично оптерећење на под просторије; Израда јам­с­ких просторија у рудницима угља Србије обавља се у угљу и пра­те­ћим сте­нама које могу бити тектонски поремећене и тектонски непо­ре­ме­ћене (без раседа).

У зонама које су тектонски поремећене (раседне зоне) пракса је показала да долази до нарушавања пода просторије. Машина пропада у под просторије и онемогућава се њено маневрисање. У раседним зо­на­ма кохезија C опада и приближава се нули. На основу оговарајуће ме­то­­дологије прорачуна, одређена је носивости пода јамске просторије за руднике са подземном експлаотацијом угља, а резултати су прика­за­ни у табели 3.

 

Табела 3. Носивост пода јамске просторије за поједине руднике угља у Србији

 

На основу података који су наведени у табели 3. може се зак­ључити да је носивост пода код израде јамских просторија у радној средини угаљ, која је тектонски поремећена веома мала. Код избора комбинованих машина, ово се мора имати у виду, као и то да маши­на при раду, врши веће специфично оптерећење на под про­сторије, него у стању мировања.

Нагиб просторије; Обзиром да се у нашим рудницима угља ве­­­ома ретко израђују јамске просторије са нагибом већим од 16°, то се може сматрати да је овај услов испуњен.

Дужина просторије, брзина и трошкови израде просторије; На економску оправданост примене комбинованих машина за изра­ду јамских просторија од битног утицаја је дужина просторије која се изра­ђује комбинованом машином. Поред дужине просторије која се ради ком­бинованим машинама, на економску оправданост израде, има ути­цаја и брзина израде. Као правило важи да се повећањем брзине изра­де добијају повољнији техно-економски параметри израде. Када је брз­и­на израде у питању, тада сем капацитета и мо­гу­ћности комбиноване машине видну улогу има и организација рада. Када су све основне и по­моћне радне опера­ције међусобно ускла­ђене, благоврмено обезбеђени потребан репро материјал и енергија (допрема репроматеријала и транспорт ископине), тада су се стекли сви услови за постизање већих брзина израде.

 

ЗАКЉУЧАК

 

У оквиру овог рада изучена је могућност примене комбино­ва­них машина у условима наших руд­ника са подземном експлоатацијом угља. 

У раду су појединачно обрађени основни параметари, о који­ма се мора водити рачуна код избора комбинованих машина. Ана­лизом на­ведених параметара може се закључити да су радна сре­дина у којој се изарађују јамске просторије у нашим рудницима угља, величина и облик попречног пресека просторија, нагиб прос­торија подесни за ме­ха­низовану израду. На бази наведених услова радне средине извршен је прорачун, потребне снаге еле­ктро­мотора за покретање радног орга­на, могућег техничког капацитета, као и специфичног оптерећења на под­логу.

Израда просторија комбинованим машинама са становишта техно-економских параметара и сигурности рада, посебно у специ­фи­ч­ним условима рада, у односу на бушачко-минерске радове има предности, ко­­је се огледају у повећаној брзини израде, продукти­вно­сти рада, сигурности рада, као и стабилности контуре израђене просторије.

На основу свега изложеног Рудницима се пружа могућност да на основу рударско-геолошких услова лежишта, техничких и мате­ри­јалних могућности, сагледају оправданост увођења комби­нованих машина у процес израде јамских просторија.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Ђукановић, Д.; Утицај техничко-организационих параметара на брзину израде подземних просторија у рудницима угља Србије, Магистарски рад, РГФ, Београд, 2002;

2. Ђукановић, Д.; Модел оптимизације техно-економских показа­теља при изради подземних просторија у рудницима угља Србије, Докторска дисер­тација, РГФ, Београд, 2005;

3. Токалић, Р., Трајковић, С., Ђукановић, Д.; Анализа постигнутих учи­нака на изради подземних просторија у рудницима угља у Србији, Под­земни ра­до­ви 11, стр. 33-38 (150 стр.), РГФ, Београд, 2002;

4. Савић, Љ., Ђукановић, Д., Крстовић, С.; Карактер односа између брзине бушења и промене дужине бушотине, Подземни радови 12, стр.17-21, (163 стр.), РГФ, Београд, 2003;

5. Ђукановић, Д., Ђукановић, Д., Савић, Љ.; Оцена потребе по­д­гра­ђи­вања подземних просторија на основу класифик­а­ц­ије стенске ма­се, Подземни ра­дови 12, стр. 29-36 (163 стр.), РГФ, Београд, 2003;

6. Ђукановић, Д., Ђукић, Б., Санковић, Ћ.; Избор комбиноване машине за из­ра­ду подземних просторија за услове руд­н­и­ка угља са подземном експлоатацијом, Подземни радови 13, стр. 1-7 (145 стр.), РГФ, Београд, 2004;

7. Ђукановић, Д., Ђукановић, Д., Савић, Љ.; Анализа остварених техничких параметара при изради подземних просторија у рудни­цима угља у Србији, Подземни радови 13, стр. 17-22 (145 стр.), РГФ, Београд, 2004;

8. Санковић, Ћ., Ђукановић, Д., Ђукић, Б.; Анализа постојећих система за допрему репроматеријала у рудницима угља са по­дземном експлоатацијом, Зборник радова VI Интернационални симпозијум о транспо­рту и извозу, стр. 229-233 (355 стр.), Будва, 2005;

9. Ђукановић, Д., Ђукић, Б., Санковић, Ћ.; Аутоматизација транс­порта као вид рационализације трошкова у рудницима угља са подземном експ­ло­ата­цијом, Зборник радова VI Интернационални симпозијум о транспорту и извозу, стр. 250-253 (355 стр.), Будва, 2005;

10. Милисављевић, В., Ђукановић, Д.; Present situation and pe­rspective of roadways development in underg­r­o­und coal mines in Serbia, Technicka Dia­gno­stika стр. 253-257 (431 стр.), ТU, Острава, 2005;

11. Ђукановић, Д., Ђукић, Б., Санковић, Ћ.; Повећање ефикасности постој­ећих транспортних система у рудницима угља са подземном експлоата­ци­јом, Рударски радови 01/2005, стр. 34-38 (90 стр.), Комитет за подз­емну експлоатацију минералних сировина, Бор, 2005;

12. Ђукановић, Д., Ђукановић, Д.; Предлог подграђивања подземних про­сторија у јами „Стрмостен“-РМУ „РЕМБАС“-Ресавица на основу класифи­кације стенске масе, Рударски радови 01/2005, стр. 39-43 (90 стр.), Комитет за подземну експлоатацију минералних сировина, Бор, 2005;

13. Ђукановић, Д., Ђукановић, Д.; Анализа зависности остварених трошкова и брзине израде подземних просто­р­ија у рудницима угља у Србији, Рударски радови 01/2005, стр. 51-55 (90 стр.), Комитет за подземну експлоатацију минералних сировина, Бор, 2005;

14. Ристовић, И., Поповић, Д., Ђукановић, Д.; Специфичности стра­тешке консолидације рудника угља са подземном експл­о­атацијом у ре­пу­блици Србији, Енергија, стр. 241-243 (309 стр.), Савез енер­ге­тичара, Београд, 2005;

15. Јовановић, П.: Израда јамских просторија, РГФ-Београд 1990.

 

На врх

Садржај

Стручни рад

ТЕХНОЕКОНОМСКА АНАЛИЗА ПРИПРЕМЕ И ПРОВОЂЕЊА ПОДЗЕМНЕ ГАСИФИКАЦИЈЕ УГЉА

 

Димитријевић Бојан [1], Шубарановић Томислав¹, Илић Саша¹

 

ИЗВОД

 

            Имајући у виду квантитет и квалитет енергетских ресу­р­са ко­ји­ма располажемо, а посебно све израженије потребе за што ра­цио­­нал­ни­јим коришћењем примарних енергетских реурса, нашли смо се у ситуа­цији да освајамо технологију експлоатације ван­би­ла­нсних резерви, као и откопних губитака билансних ре­зер­ви. Као једна од так­вих метода пока­зала се подземна гасифи­ка­ција угља.

            При опредељењу за активности на том плану најважнији је прис­туп што савеснијем избору оптималне локације за подземну гаси­фи­кацију угља. При томе је неопходно сагледати количине угља које ће се моћи изгасификовати, а тиме и одредити коли­чи­на укупно произведеног гаса из подземне гасификације угља. Трет­ман капи­тал­них улагања и тех­ничких трошкова производње заузима при томе врло значајно место, па му је и због тога посве­ћена посебна пажња у овом раду.

 

Кључне речи: угаљ, подземна гасификација, капитална улагања, трош­кови текуће производње.

 

УВОД

 

Имајући у виду да су све већи прохтеви за енергијом довели до по­ве­ћане експлоатације угља, а самим тим и до смањења би­ланс­них резерви, то је све израженија потреба за што рацио­нал­ни­јим коришћењем примар­них енергетских ресурса.

Са оваквим стањем, нашли смо се у ситуацији да морамо изна­­ћи нове технологије експлоатације ванбилансних резерви, као и откопних губи­така билансних резерви. Као погодна метода за такве резерве угља је под­земна гасификација угља (ПГУ).

            При опредељењу за активности на том плану најважнији је при­с­туп што савеснијем избору оптималне локације за ПГУ. При томе је неопходно сагледати количине угља које ће се моћи изгаси­фи­ковати, а тиме и одре­дити количина укупно произведеног гаса из ПГУ.

 

УТИЦАЈНИ ПАРАМЕТРИ ПГУ

 

            Параметри који утичу на одлучивање да ли ће одређено ле­жиште угља бити погодно за подземну гасификацију су и: резерве угља (ван­билансне резерве и откопни губици билансних ре­зе­р­ви), дубина слоја, дебљина слоја, нагиб зале­гања слоја, пе­пео, влага и летеће честице из угља. Са тог аспекта зна­чајне су не­ке опште поставке, као:

 

-    Код рудника са довољно истраженим резервама, изграђеним об­је­к­­тима битно је да ли се у оквиру истражних простора и ист­ра­жених резерви угља предвиђа подземна гасификација читавих откопних поља или делимично.

-    Рудници који могу нормално да се развијају као у претходном слу­­­чају, с тим што њихо