Αρχές υπόγειας εκμετάλλευσης

Transcript

1 Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών Αρχές υπόγειας εκμετάλλευσης Ανδρέας Μπενάρδος Δρ. Μηχανικός Μεταλλείων Μεταλλουργός Ε.Μ.Π.

2 Θεμελιώδεις αρχές σχεδιασμού Ο σχεδιασμός και κατασκευή κάθε υπόγειου μεταλλευτικού έργου χρειάζεται να πληροί τις εξής θεμελιώδεις αρχές: Τη μέγιστη δυνατή ασφάλεια του προσωπικού, του έργου και του περιβάλλοντος Την οικονομικότητα του εγχειρήματος Σεβασμός στο κοίτασμα μέσω ορθολογικής εκμετάλλευσης που θα εξασφαλίζει τη μέγιστη δυνατή απόληψή του Απόληψη: Το ποσοστό του κοιτάσματος που εξάγεται σε σχέση με το ποσοστό του κοιτάσματος που υπάρχει.

3 Η εκμετάλλευση πρέπει να εξασφαλίζει συνθήκες μέγιστης δυνατής ασφάλειας με τη μεγαλύτερη δυνατή απόληψη και το χαμηλότερο δυνατό κόστος. Επαρκής Γνώση του Κοιτάσματος Επιλογή Μεθόδου Εκμετ/σης Οικονομία Ασφάλεια Απόδοση / Παραγωγικότητα Υψηλή Απόληψη Προσόντα μηχανικού: Γνώσεις, Πείρα, Κρίση

4 Υπαίθρια ή Υπόγεια Εκμετάλλευση Πλεονεκτήματα: Δυναμικότητα Παραγωγής Υψηλότερη Παραγωγικότητα Ευκολότερη Διαχείριση Προσωπικού/Μηχανημάτων Μικρότερη Επένδυση ανά μονάδα Παραγωγής Χαμηλό Κόστος Παραγωγής Χαμηλή Οριακή Περιεκτικότητα (Μεγαλύτερα Κοιτάσματα) Καλύτερος Γεωλογικός Έλεγχος Μεγαλύτερα Μηχανήματα Υψηλή Απόληψη - Ελάχιστη Πρόσμιξη Ασφάλεια Υπαίθρια Μειονεκτήματα: Καιρικές Συνθήκες Απαιτείται Μεγάλη Έκταση για Απόθεση Στείρων Φωτισμός Οξείδωση Μεταλλεύματος Περιβαλλοντικά Προβλήματα

5 Υπαίθρια ή Υπόγεια Εκμετάλλευση Υπόγεια Πλεονεκτήματα: Περιβαλλοντικά Καιρικές Συνθήκες Μειονεκτήματα: Σε όλους τους τομείς

6 Γιατί Υπόγεια Εκμετάλλευση; Ηυπόγεια εκμετάλλευση των κοιτασμάτων υλοποιείται, κατά κύριο λόγο, όταν κρίνεται ασύμφορη η επιφανειακή τους εκμετάλλευση 3 V ( m ) B( t) = Σχέση Αποκάλυψης

7 Παράδειγμα 3 V ( cm ) B( ton) = m t 3 = 10 Δηλαδή Αναλογία 10:1 Ηαναλογία 10:1 δηλώνει ότι για κάθε τόνο μεταλλεύματος που θα πάρω θα πρέπει να εξορύξω, μεταφέρω αποθέσω 10 m³ αγόνων υλικών. Η αναλογία αυτή ονομάζεται Σχέση Αποκάλυψης (Stripping Ratio).

8 Παράδειγμα (συνεχ.) Έστω κόστος: 5 /m 3 άγονα (Αποκάλυψη) 10 /tn μετάλλευμα (Εξόρυξη) Τότε: Άγονα : 5 /m 3 x 10 = 50 Μετάλλευμα : 10 /tn x 1 = 10 Συν. κόστος: 60 /tn μεταλλεύματος Αν η: τιμή πώλησης του μεταλλεύματος > 60 /tn επιφανειακή εκμετάλλευση τιμή πώλησης του μεταλλεύματος < 60 /tn υπόγεια εκμετάλλευση?? Ηυπόγεια εκμετάλλευση αρχίζει να διερευνάται από τη στιγμή που η σχέση αποκάλυψης γίνεται απαγορευτική οικονομικά για την πραγματοποίηση ή συνέχιση της επιφανειακής

9 Ορισμοί Μετάλλευμα: Ονομάζουμε μετάλλευμα, τον ειδικό τύπο πετρώματος που στη σύνθεσή του υπάρχουν ωφέλιμα ορυκτά, σε αναλογία τέτοια ώστε να μπορεί να αποκτήσει βιομηχανική σημασία και να εκμεταλλευθεί. Εμφάνιση: Μη οικονομικά συμφέρουσα συγκέντρωση μεταλλικών ορυκτών, βιομηχανικών ορυκτών ή βιομηχανικών πετρωμάτων. Κοίτασμα: Οικονομικά συμφέρουσα συγκέντρωση μεταλλικών ορυκτών, βιομηχανικών ορυκτών ή βιομηχανικών πετρωμάτων ή Ο γεωμετρικός χώρος που καταλαμβάνει μια οικονομικά συμφέρουσα μεταλλοφορία

10 Ορισμοί Κατώτερο όριο εκμεταλλευσιμότητας: Η κατώτερη περιεκτικότητα σε κάποιο χρήσιμο στοιχείο ή ορυκτό, προκειμένου να είναι δυνατή η εκμετάλλευση μιας μεταλλοφορίας. Σύνδρομα ορυκτά ή στείρα: Τα υπόλοιπα ορυκτά, που συνοδεύουν το μετάλλευμα και συνήθως, δεν τα εκμεταλλευόμαστε, τα ονομάζουμε στείρα ή σύνδρομα ορυκτά. Υποπροϊόντα: Ορισμένες φορές, εντούτοις, αξιοποιούμε και κάποια σύνδρομα ορυκτά, δεδομένης της εκμετάλλευσης των κύριων ορυκτών. Αν δεν εκμεταλλευόμασταν τα κύρια ορυκτά δεν θα ήταν ικανά, από μόνα τους, τα σύνδρομα ορυκτά να οδηγήσουν σε εκμετάλλευση.

11 Ορισμοί Εξόρυξη: Η τμηματική απόσπαση του πετρώματος από την φυσική του θέση. Η εργασία αυτή μπορεί να γίνεται σε μεγάλα ή μικρά τμήματα ανάλογα με την μέθοδο εκμετάλλευσης και τα μέσα που χρησιμοποιούνται. Μέτωπο εξόρυξης: Το περιορισμένο τμήμα του κοιτάσματος όπου εκτελείται η εξόρυξη του πετρώματος

12 Ορισμοί Μεταλλείο (Mine): Βιομηχανικό συγκρότημα παραγωγικής δραστηριότητας για την εκμετάλλευση κοιτάσματος

13 Τύποι Κοιτασμάτων Με βάση τη γενική τους μορφή τα μεταλλευτικά κοιτάσματα διακρίνονται σε: Στρωματοειδή Φλεβικά Σωληνοειδή Ανώμαλους όγκους

14 Τύποι Κοιτασμάτων Για το κοίτασμα χρειάζεται να υπάρχουν πληροφορίες για: τη μορφή, τις διαστάσεις του, τις παρυφές και εξάπλωσή του, τη θέση του προς την επιφάνεια, την περιεκτικότητα και κατανομή της μεταλλοφορίας του Υ Διεύθυνση Ζ Οριζ. Επίπεδο Άξονας κοιτάσματος Χ Διεύθυνση: Β30Α Κλίση: 30Ν

15 Τύποι Υπογείων Προσπελάσεων Υπόγεια μέτωπα διάνοιξης προσπελάσεων: οι σήραγγες (στοές), τα φρέατα, τα κεκλιμένα, τα ελικοειδή κεκλιμένα

16 Τύποι Υπογείων Προσπελάσεων Στοές: Διευθυντικές (Drifts) όταν ορύσσονται μέσα στο κοίτασμα και ακολουθούν τη διεύθυνσή του, Εγκάρσιες (Crosscuts) όταν τοποθετούνται κάθετα προς το κοίτασμα Εγκάρσια στοά Στις στοές δίνεται κάποια ελαφριά κλίση 0,5 έως 1% προς την κατεύθυνση της κίνησης των προϊόντων που μεταφέρονται Διευθυντική στοά

17

18 Τύποι Υπογείων Προσπελάσεων Φρέατα: Κατακόρυφες εκσκαφές συνήθως σημαντικού μήκους

19 Τύποι Υπογείων Προσπελάσεων Κεκλιμένα: Στοές που σχηματίζουν κάποια γωνία ως προς την κατακόρυφο (κεκλιμένες στοές ή κεκλιμένα φρέατα) Α. Ανερχόμενο κεκλιμένο, Β. Κατερχόμενο κεκλιμένο

20 Τύποι Υπογείων Προσπελάσεων Ελικοειδή κεκλιμένα: Μεγάλη διατομή εκσκαφής ( 12 m²) Περιορισμένη κλίση (1:6 έως 1:8) Ακτίνα καμπυλότητας τουλάχιστον 10 m Καλή κατάσταση οδοστρώματος Ύπαρξη συνεκτικών πετρωμάτων Η συνεχώς εντεινόμενη χρήση τροχοφόρων μέσων στις βασικές παραγωγικές φάσεις, καθώς και η υφιστάμενη τάση της διενέργειας της μεταφοράς με μέσα που δεν απαιτούν σταθερές μόνιμες εγκαταστάσεις οδήγησαν στην όρυξη ελικοειδών κεκλιμένων προσπελάσεως (ράμπες) μέσω των οποίων επιτυγχάνεται ταχεία κυκλοφορία των τροχοφόρων μηχανημάτων.