ПОДЗЕМНИ РАДОВИ 16 (2008) 9-17 UDK 62 РУДАРСКО-ГЕОЛОШКИ ФАКУЛТЕТ БЕОГРАД YU ISSN 0542904 РЕЗИМЕ ОЦЕНА ДРОБИВОСТИ РУДЕ ОЛОВА И ЦИНКА МИНИРАЊЕМ У РУДНИКУ ЦРНАЦ Петровић Миленко 1, Недељковић Благоје 1 Стручни рад Овим радом желимо да укажемо на решавање задатака дробивости руде методом минирања у условима рудника Црнац, са циљем изналажења оптималног технолошког поступка откопавања руде у руднику Црнац. Лежиште Црнац карактерише се разноврсним неповољним специфичностима и између осталих је специфичност дробивости руде при откопавању методом отворених поткопа и магазинском методом. Овим радом желимо такође да укажемо на могућност формирања математичких модела у функцији дробивости руде за наведене услове. Кључне речи: руде, дробљење, минирање, метода. УВОД Експлоатација P-Zn лежишта Црнац Рогозна, започела је званично 1968. године. Количина руде добијена пре 1968. године практично је из објеката рударских радова извршених у циљу истраживања, отварања и припреме лежишта [1]. ОТВАРАЊЕ ЛЕЖИШТА Рудно лежиште Црнац изнад нивоа 862,8м истраживано је и отворено са четири хоризонта поткопима и то: I хоризонт на коти 996,2м II хоризонт на коти 944,7м III хоризонт на коти 902,0м IV хоризонт на коти 862,0м I, II и IV хоризонти отворени су поткопима са површине (предње коте односе се на улазе поткопа), док је III хоризонт отворен са IV хоризонта као међухоризонт. Основни хоризонт је IV хоризонт, по њему 1 Факултет техничких наука, Косовска Митровица
10 Петровић М.; Недељковић Б.; се обавља целокупан транспорт руде и извоз руде на површину. Обим производње са овог хоризонта чини највећи део укупне производње рудника. Са њега се врши целокупна достава материјала потребног за рад, основна енергетска мрежа је на њему (компримирани ваздух, техничка вода и електро-енергија), улаз и излаз људства, вентилација, одводњавање, телефонске и остале везе са површином и спољним објектима. 1.ПРИМЕЊЕНЕ МЕТОДЕ ОТКОПАВАЊА У РУДНИКУ ЦРНАЦ За експлоатацију P-Zn лежишта Црнац-Рогозна у примени су следеће методе откопавања: а) метода откопавања у хоризонталним етажама са зарушавањем откопног простора сувим засипним материјалом и б) метода подетажног откопавања са отвореним откопима, разврстаним по пружању рудних тела (жица) [1]. До 1968. године производња руде вршена је само израдом истражно-припремних радова. 1969-1970 године производња руде поред истражно-припремних радова вршена је и методом отворених копова. Овде се ради углавном о подсецању рудних жица, а празни простори настали откопавањем запуњавани су у предвиђеном обиму касније. Припрема рудних жила за експлоатацију подетажном методом откопавања Обзиром на карактер орудњења и тип лежишта, истраживање је вршено у највећој мери истржним ходницима и ускопима по рудним жицама. Истражно дубинско бушење вршено је углавном у циљу детаљног истраживања појединих рудних жица. Оваквим начином истраживања вршена је донекле и припрема хоризоната, с обзиром да нису рађени други већи капитални објекти припреме. У циљу разрешавања појединих транспортних, пролазних и вентилационих проблема за уже делове појединих хоризоната, рађени су додатни ходници и ускопи који су имали припремни карактер.
Оцена дробивости руде олова и цинка... 11 2. ИЗБОР ОПТИМАЛНИХ РУДАРСКО-ТЕХНОЛОШКИХ ПАРАМЕТАРА Оцена дробивости руде минирањем Ниједна од физичко-механичких особина руде и пратећих стена у руднику Црнац нису одређиване, па ни дробивост. На основу аналогије и макроскопског опажања у јамским просторијама при минирању и ефектима рада дробилице на уситњавању руде и поређења са рудама чије су физичко-механичке особине одређене-познате, могуће је закључити да се физичко-механичке карактеристике рудника Црнац различите и да се у сваком конкретном услову различито и манифестују. За процес бушења и минирања поред бушивости и отпора руда минирању, дробивост руде је један од најважнијих рударскотехничких особина [2]. Слика 1. Дијаграм зависности дробивости руде од коефицијента чврстоће Корелациона веза показатеља дробивости V,cm max са коефицијентом чврстоће (по Протођаковову), је давно доказана, чиме је омогућен прорачун дробљивости по формули: 67 Vmax = 1, 7cm За рудник Црнац, цени се да коефицијент чврстоће руде има променљиве вредности од = 0, min 5 до 8 max =. Према томе и дробивост руде мења се према табели 1.
12 Петровић М.; Недељковић Б.; Табела 1. 0,5 1 2 4 5 6 7 8 67: 14 67 22 17 1 11 10 8 V = (67 : ) 1,7 12 65 1 20 15 11 9 8 6 max Из табелe 1 види се да P-Zn руда у руднику Црнац по дробљивости припада V-тој класи лако дробљиве руде и стене са V max = 6 9. Оцену дробљивости руде минирањем у руднику Црнац, извршићемо и у условима када се минирање врши усмерено (према слици 2), тј. коришћењем кинетичке енергије минирањем одбачене руде за међусобно сударање кретајућих маса руде и при томе њено допунско дробљење. Основна формула за одређивање критичне брзине пролета (одбацивања) комада руде када се ови крећу по једној линији, па се сударање врши под углом од 180 гласи: 2 i g Vkp = δ, m / s Y E где су: δ i = 80MPa, отпорност руде на разарање кидањем, 2 g = 9,81m / s, убрзање силе земљине теже, Y = 10 E = 4 10 MPa, модул еластичности руде. =,t / m 00kg / m, запреминска тежина руде, ( 6 ) 2 8 10 9,81 = 6m s V kp = /, 9 00 4 10 Брзина кретања минирањем одбачене рудне масе у чврстим стенама по А.Н.Хашукаеву износи 18 40м/с, а као што се види из прорачуна неопходна брзина за накнадно дробљење руде Црнца међусобним сударањем комада износи 6м/с, тј. треба очекивати висок степен дробљења. У том циљу на средини откопног чела треба нижим серијама упаљача формирати круг. На тај начин, више серије би одбацивале руду од оба бока ка средини односно у слободан простор образован заломним минама. Оцена бушивости P-Zn руде у црнцу Бушивост руде је показатељ брзине бушења стандардним условима (јединствена класификација руда и стена по бушивости А.Н.ССР). По тој класификацији P-Zn руди у руднику Црнац, најприближније одговара класа...9.
Оцена дробивости руде олова и цинка... 1 Слика 2. Шема обарања руде у откопима Р = 1 : 50: Слика. Графички приказ специфичне потрошње експлозива у зависности од коефицијента чврстоће руде брзина чистог бушења (мм/мин)...160 време чистог бушења (мин)...6 коефицијент чврстоће...6-8 Прва два показатеља усвојићемо као меродавна до дубине бушења l=1,6м. У интервалу између 1,6м 4,0м бушење ће ићи знатно спорије, међутим не мање од 50% брзине бушења до дужине l=1,6м. Због свих сигурности усвојићемо да је средња брзина чистог бушења 75% од наведене:
14 Петровић М.; Недељковић Б.; V = 0,12m / min Време бушења 1м минске бушотине биће: t = 8min Ако чисто време бушења у току једне смене са 60% тј. T = 0,6 T h s, T = 288min Односно учинак на бушењу U м/смени биће: U = T V м/смени U = 5 м/смени Односно U = 5 :2 = 17,5м/надници n. ТЕХНИЧКИ ЗАХТЕВИ КОЈЕ МОРАЈУ ДА ЗАДОВОЉЕ БУШАЧКИ-МИНЕРСКИ РАДОВИ T s = 8h усвојимo Не рачунајући негативне утицаје бушачко-минерских радова на стабилности отвореног откопног простора и друго, њихови ефекти у знатној мери условљавају капацитет утоварно транспортних објеката (пролазност кроз сипке) и опреме (утоварне машине, вагонете и др.) []. Дробљење P-Znруде у руднику Црнац мора да одговара: 1. краћим странама отвора за истакање руде из рудних сипки и отвора дробилица (=0,4м) и 2. запремини кашике утоварних и утоварно-транспортних машина-скрепера. По овим критеријумима максимална величина (димензија) комада оборене руде D треба да је: m D m = 0,8, m D m = 0, 2m Најмања запремина кашике-корпе утоварних средстава треба да буде: Dm V =, m 0,75 V = 0,08m што одговара запремини утоварних кашика и најмањих утоварнотранспортних машина као што су LM-6.
Оцена дробивости руде олова и цинка... 15 4. ИЗБОР И ВРСТЕ ЕКСПЛОЗИВА Примењени експлозив за пуњење минских бушотина, правилно је одабран, ако је услов да је : D ρ V Y K где су: D детонациона брзина експлозива, м/с ρ густина експлозива у кг/л V брзина простирања сеизмичких таласа кроз руду. За P- Zn руду Црнца може се усвојити да је V = 500м/с Y запреминска маса руде,, т/м³ K - коефицијент рефлексије ( K =0,7 1 средње K =0,85) V Y K = 500, 0,85 = 9800m / s. Што приближно одговара витезитету 20 са: D ρ = 6200 1,54 = 9550 5. ОДРЕЂИВАЊЕ ПАРАМЕТАРА БУШАЧКО-МИНЕРСКИХ РАДОВА 1. Растојање између минских бушотина а, м одређује се из услова да је минимални степен дробљења d = min, а максимална величина комада D = 0,0m' max a = Dmax = 0, 9m 2. Линија најмањег отпора м, израчунава се из односа: a W =, m k2 где је k 2 - коефицијент зближавања минских бушотина (0,75 1,5, усвајамо 1) 0,90 W = = 0,90m' 1. Растојање између редова минских бушотина, м усваја се да је =W = 0,90 м 4. Минске бушотине су углавном паралелне у вертикалној равни, а њихов број n у једном реду зависи од моћности рудне жиле подсечене на дотичном нивоу, а срачунава се по једначини: š + a n =, komada a где је: š већа ширина блока руде између нивоа подетажа м.
16 Петровић М.; Недељковић Б.; За различите моћности рудних жица у табели 2 даје се и број минских бушотина. Табела 2. š, м 1 2 4 5 6 7 8 9 10 š+а 1,9 2,9,9 4,9 5,9 6,9 7,9 8,9 9,9 10,9 n=(š+а):а 2 4 5 7 8 9 10 11 12 5. Специфична потрошња експлозива q, кг/м³ чврсте рудне масе, из услова да је: q = 0,27, kg / m Пошто је коефицијент чврстоће руде променљиве вредности у табели дају се срачунате вредности специфичне потрошње експлозива q за те различите вредности коефицијента. Табела. 1 2 4 5 6 7 8 9 10 1 1,26 1,45 1,59 1,71 1,82 1,92 2 2,08 2,16 q 0.27 0,4 0,9 0,4 0,46 0,49 0,52 0,54 0,56 0,58 На основу табеле конструисан је дијаграм на слици. Пошто коефицијент чврстоће руде Црнац има врло широк дијапазон =0,5 8, то конкретно за сваку вредност треба употребити и одговарајућу количину експлозива како је то приказано у табели и дијаграму на слици. 6. Средња дужина минских бушотина износи l =4м. Међусобни положај минских бушотина је углавном паралелан. 7. Количина руде која се обори једном минском бушотином износи: Q = a W h 2, m Q = 11, 75t 8. Количина експлозива којом треба напунити минску бушотину износи: Q e = q : Q = 1, 92kg 9. Укупна дужина минског пуњења износи: l p = n p l p' = 2m' 10. Пошто су минске бушотине дужине 4м то је очигледно да минско пуњење мора бити стубно-испрекидано, а минирање детонирајућим штапином. Број и дужина прекида (размака између патрона) треба да је једнако, а мање од дужине патрона.
Оцена дробивости руде олова и цинка... 17 11. Пречник минских бушотина d, d m добија се из једначине (за коефицијент пуњења k = 0, 5 ) p w d = = 27mm 7,85 1,54 0,5 q k Што значи да се могу употребити патроне експлозива Ø22мм 12. Обзиром да је пречник детонирајућег штапина Øд.ш.= 6мм, тада треба усвојити пречник сечива длета или круне за израду минских бушотина Øк, мм Øк=Øп+Øд.ш, мм Øк = 4 мм Пречник минске бушотине увек је већи од пречника крунедлета односно: Øб>Øк>Øп>Øд.ш. ЗАКЉУЧАК Избор оптималних параметара бушачко-минерских радова, код било које методе откопавања рудних лежишта и површинских копова, допунског-секундарног минирања, има огроман утицај. Знајући да су било које методе откопавања, како на површинским коповима тако и у подземној експлоатацији на једну тону произведене руде, бушачко-минерски радови учествују са 80% од свих осталих операција. Такође да од укупне количине енергије којом располаже одређена количина експлозива само 15% се утроши као користан механички рад док остатак до 100% је некористан механички рад. Стога нам се намеће да од правилног избора параметара бушачко-минерских радова зависи и економичност пословања рудника Црнац. ЛИТЕРАТУРА (1) Б. Глушчевић: Отварање и методе подземног откопавања рудних лежишта, Београд 1974. (2) Р. Џодић: Технологија бушрња и минирања, Приштина 1978. () Р. Џодић: Избор оптималног технолошког програма откопавања у руднику Црнац математичким моделом и другим методама, Научно истраживачки пројекат, Косовска Митровица 1968 2