Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
• Zarušavanje rudničkih prostorija– Općenito: provala stijenskog materijala u podzemne prostorije zbog
narušene stabilnosti (naprezanje u odnosu na čvrstoću stijenske mase i/ili podgrade)
• Gorski udari– Iznenadno i trenutno oslobađanje akumuliranog pritiska u stijeni uslijed čega
dolazi do lomljenja i eksplozivnog izbacivanja stjenskog materijala
• Izboji plinova i stjenskog materijala– Naglo oslobađanje visokih pritisaka plinova koje sadrži stijena uzrokuje
frakturiranje stijene te izboj plinova i stijenskog materijala u prostoriju
• Prodori vode i žitkih materijala– Iznenadno potapanje rudničkih prostorija vodom iz podzemnih akumulacija i
eventualno prisutnim materijalima koji utjecajem vode postaju žitki
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Zarušavanje podzemnih prostorija
• Na mogućnost zarušavanja utječe– Stanje stijenskog masiva (struktura, čvrstoća)
– Dimenzije prostorija– Podgrada
– Naprezanja (povezano s dubinom rudnika):
– Koeficijent n veći od 1 ukazuje na vjerojatnost pojave zarušavanja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Zarušavanje podzemnih prostorija
• Uzrokuje čak 30% ozljeda i nezgoda u rudnicima– može uzrokovati pojedinačne ozljede ili pak velike katastrofe
• Nezgode najvećih razmjera nastaju:– Ako je zarušavanje povezano s gorskim udarima te izbojima plinova i
materijala na otkopnim radilištima– Zarušavanjem u slijepim prostorijama tj. zatvaranjem jedinog izlaza, čime
se mogu pojaviti problemi nedostatka zraka, pojave otrovnih i zagušljivih plinova te potapanje vodom
– Zarušavanjem u glavnim rudni čkim prostorijama koje služe za prolaz ljudi i materijala, vjetrenje i odvodnjavanje, čime se narušava režim vjetrenja i odvodnjavanja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Zarušavanje podzemnih prostorija
• Zarušavanje stropa hodnika
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari
• Zbog akumuliranog naprezanja dolazi do eksplozivnog izbacivanja materijala čija količina može biti preko 200 tona
• Pojava tutnjave, potresa i zračnog udarnog vala
• Najčešće u rudnicima ugljena i rudnicima metala na velikim dubinama• Stijene sklone krtom lomu
• Mogućnost gorskog udara se povećava s dubinom rudnika
i dimenzijama prostorija
• Najčešće se radi o slomu zaštitnih stupova i otkopnih čela
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari
• Laboratorijska
simulacija gorskog udarau ugljenom sloju
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari
• Dubina rudnika:– S aspekta ponašanja stijena duboki rudnici su oni u kojima izrada podzemnih
otvora uzrokuje preopterećenje stijene što dovodi do loma– Npr. rudnici u vrlo čvrstim stijenama (kvarciti, graniti...) se smatraju dubokima
preko 1800 m– Rudnici ugljena i slabih stijena se mogu smatrati dubokim već preko 450 m
dubine
• Svojstva stijena i rude– Krte stijene (rude metala, ugljeni visokog ranga) imaju male deformacije i
akumuliraju velika naprezanja na malom području– Manje krte stijene (soli, ugljeni niskog ranga) imaju sposobnost većih
deformacija pa čak i plastičnog tečenja, manja akumulacija naprezanja i raspored naprezanja na šire područje
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari• Slom stupa uslijed gorskog udara
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari
• Slom čela uslijed gorskog udara
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari – mjere suzbijanja• Općenito
– Izrada glavnih prostorija u pratećim stijenama radi izbjegavanja ostavljanja zaštitnih stupova u rudi
– Izbjegavanje izrade suvišnih prostorija i prostorija velikih dimenzija– Što manji opseg pripremnih radova– Gdje su potrebni zaštitni stupovi, dimenzioniranje s većim koeficijentom
sigurnosti (veće nosivosti)– Gdje se primjenjuje podgrada, dimenzioniranje na veću nosivost
• Utjecaj metode eksploatacije– Metode eksploatacije s ostavljanjem otvorenih prostora sklone su pojavama
gorskih udara (komorno-stupna)– Metode za zasipavanjem otkopanih prostora gdje je zasipavanje nepotpuno i
deformacijske karakteristike zasipa nejednake su nepovoljne– Metode sa zarušavanjem krovine gdje je kretanje otkopnih čela sporo i
zarušavanje kasni za otkopom su nepovoljne– Metode bez ostavljanja stupova i otvorenih prostora te sa minimalnim
pripremnim radovima su povoljnije
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari – mjere suzbijanja
• Upravljanje krovinom kod metoda sa zarušavanjem– izbor opreme takav da otvoreni prostor na čelu otkopa bude što manje širine– zarušavanje krovine kontinuirano i na malom razmaku prati otkopno čelo– ravnomjerno napredovanje otkopnog čela po cijeloj duljini– vrijeme: brže napredovanje smanjuje akumulaciju naprezanja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari – mjere suzbijanja
• Otklanjanje uvjeta za nastanak gorskog udara– Prethodno vlaženje ugljenog sloja
• Vlaženje ugljenog sloja i pratećih stijena umanjuje njihovu čvrstoću
• Povećava se deformabilnost što umanjuje akumulaciju naprezanja
• Pogodno i za smanjenje zaprašenosti radilišta
– Torpediranje krovine• Krovina koja se neravnomjerno zarušava
• Bušenje dubokih minskih bušotina i miniranje krovine dalje od čela
• Raspucavanjem se krovini povećava deformabilnost što smanjuje naprezanja na čelu
– Prethodno rastresanje ugljenog sloja miniranjem• Rastresanjem ugljenog sloja smanjuju se naprezanja u sloju
• Moguće su pojave gorskog udara pri miniranju, međutim to je inducirani (očekivani) udar zbog čega se iniciranje mina vrši s površine, bez prisustva radnika u podzemlju
• Rijetko se primjenjuje zbog nesigurnosti i nemogućnosti rada za vrijeme miniranja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Gorski udari – otkrivanje• Praćenje stanja naprezanja stijene (stupova, ugljenog sloja, otkopnog čela…) i porasta naprezanja radi predviđanja gorskog udara
– Mjerenja deformacija (pomaka) krovine – brze deformacije nakon iskopa ukazuju na brzi porast (akumulaciju) naprezanja
– Direktno mjerenje naprezanja primjenom instrumenata– Primjena geofizičkih i seizmičkih metoda – praćenje seizmičke aktivnosti
stijene (impulsa pri nastanku pukotina uslijed naprezanja)
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala
• Akumulacije plinova pod tlakom u nepropusnim zonama pri nailasku radova (otvaranje slobodne površine) uzrokuju nagli izboj plinova i frakturirane stijene– Razmjeri štete mogu biti različiti: od nezamjetnih izboja pa do uništenja
cijelog horizonta
– Zabilježeni su slučajevi izboja 350 t ugljena i stijene te preko 3000 m3 plina
• Utjecajni faktori– Poroznost stijene utječe na tok plinova i oslobađanje pritiska– Postojanje nepropusnih barijera (geoloških struktura)– Čvrstoća stijene (gradijent tlaka plinova koji može podnijeti)– Naprezanje na čelu iskopa (veće naprezanje uzrokuje zatvaranje pora i
pukotina što umanjuje propusnost stijene i povećava gradijent tlaka)
– Za ugljen – slojevi s većim sadržajem CO2 su skloniji izbojima nego oni sa većim sadržajem CH4
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala
• Izboj plina i materijala
pri nailasku podzemnog rada na akumulaciju
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala
• Kaverne zaostale nakon izboja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala
• Potencijalni izboj metana zarobljenog nepropusnom glinenom ispunom
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala – mjere suzbij anja
• Najčešće se primjenjuje otplinjavanje bušotinama radi smanjenja gradijenta tlaka– Istovremeno ova metoda omogućuje praćenje tlakova i uzimanje uzoraka
plina, te otkrivanje opasnih zona
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stjenskog materijala – mjere suzbij anja
• bušotine duljine 25-50m
• ukoliko bušotina otkrije zonu pod tlakom pristupa se otplinjavanju• otplinjavanje se obavlja dok se tlak plina ne smanji na 0,2 MPa• kontrola: usporedba naprezanja u stijeni, pritiska plina i čvrstoće stijene
(prema nekim istraživanjima opasnost postoji ako je naprezanje u stijeni 10×veće od njene čvrstoće, a tlak plina veći od 0,3 MPa)
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Izboji plinova i stijenskog materijala – mjere suzbi janja
• Ostale mjere– Daljinsko upravljanje mehanizacijom (operater nije izložen u slučaju
izboja)– Iskop miniranjem umjesto mehaniziranog (ciklički proces u kojem pri
miniranju radnici nisu prisutni na čelu otkopa, bušenje minskih bušotine ne može prouzrokovati izboj a može ukazati na opasnu zonu, najveća je vjerojatnost da do izboja dođe pri fazi miniranja a ne pri utovaru i transportu)
– Inducirani izboj (prethodno miniranje čela radi testiranja i induciranja izboja ako je poznata opasna zona)
– Minimalan broj ljudi na čelu, oklopljene kabine strojeva, zaštitne maske i odjela (danas neprihvatljivi pristup jer su radnici ugroženi bez obzira na ove mjere)
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala
• Nagli dotok vode iz podzemnih ili površinskih akumulacija, gdje je nailaskom radova (hodnika, otkopnih čela) omogućen put vodi u podzemne prostorije
• U prisustvu žitkih materijala (pijesak, šljunak, mulj, natopljena glina) dolazi i do toka materijala u podzemnu prostoriju
• Pri tome projektirani sustav odvodnjavanja nije dovoljnog kapaciteta da savlada pritok vode
• Uvjeti za pojavu prodora:– postojanje podzemnih ili površinskih akumulacija, vodonosnika
– postojanje komunikacijakih veza dovoljnog protoka (poroznosti, pukotinski sustavi, kaverne)
– visoki vodostaji rijeka i potoka– velike oborine
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – otkrivanje
• Otkrivanje opasnih zona– Prethodno – za vrijeme istraživanja ležišta, mapiranje potencijalnih lokacija
– Kontrolno - za vrijeme otkopavanja
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite
• bušotine su većeg promjera (obično 75 mm) da omoguće veći protok
• ušće bušotine je zaštićeno cijevnom kolonom sa zapornim ventilom• omogućuju drenažu vode iz akumulacije pritokom koji sustav
odvodnjavanja može savladati
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite
• Uobičajeni sustav odvodnjavanja se sastoji od sabirnih kanala za vodu, vodosabirnika, taložnika za mulj i krute čestice, crpnih stanica i cjevovoda
• Mjere zaštite u rudnicima ugroženim provalama vode:– rezervne pumpe većeg kapaciteta– rezervni cijevovod od pumpe do površine– rezervni kabel za napajanje pumpe el. energijom– izrada baraža (brana) i vodnih vrata– crpne stanice se smještaju što bliže prostorijama otvaranja– prostorije razrade se rade s nagibom prema prostorijama otvaranja
– vodosabirnici se dimenzioniraju tako da mogu primiti smjenski (osmosatni) priliv vode
– kod opasnosti od prodora žitkih materijala izrađuju se predtaložnici vodosabirnika
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite• Baraže (brane) i vodna vrata
– izrađuju se na početku hodnika koji se izrađuje prema zonama akumulacije– zone su određene istražnim radovima– dio su projektnog rješenja zaštite (rudarski projekt)
– postoje filtracijske, nepropusne baraže i vodna vrata
• Filtracijske baraže – propuštaju vodu a zaustavljaju žitke materijale (pijesak, mulj…)
filtracijska baraža s vrećama
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite
• nepropusne baraže – zaustavljaju i vodu i žitke materijale
• vodna vrata – omogućuju prolaz ljudi i opreme a zatvaraju se u slučaju opasnosti
betonska baraža s ventilom zakontrolirano ispuštanje vode
vodna vrata s ventilom za ispuštanje vode i cijevima za kablove
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite
Dinamičke pojave u rudnicimaDinamičke pojave u rudnicima
Prodori vode i žitkih materijala – mjere zaštite
• Prethodno odvodnjavanje ležišta– isušivanje ležišta crpljenjem kroz bušotine s površine– potrebno je spriječiti površinski dotok vode na terenu iznad rudnika– izmještanje potoka i rijeka– izrada odvodnih kanala za površinske oborine– lociranje prostorija ulaza tako da oborinska voda ne može prodrijeti u rudnik
Top Related