Saparea lucrarilor miniere

Saparea lucrarilor miniere

Saparea lucrarilor miniere orizontale

Saparea unei lucrari miniere presupune construirea propriu-zisa a lucrarii subterane si consta intr-un proces continuu de executie a unor operatii tehnologice pentru dislocarea rocii din masiv si sustinerea spatiului excavat.

Principalele operatii care se executa in procesul de sapare sunt: excavarea rocilor, incarcarea si evacuarea materialului extras, sustinerea lucrarii, atunci cand este cazul. Intervin o serie de operatii secundare in procesul saparii, cum sunt: montarea caii ferate, a conductelor de aeraj si de evacuare a apelor, a conductelor si cablurilor electrice, probarea frontului de lucru, cartarea geologica si ridicarea topografica.

Alegerea profilului de sapare a lucrarii miniere este influentata de anumiti factori:

• Proprietatile fizico-mecanice ale rocilor;
• Volumul transportului;
• Gabaritul locomotivelor si vagoanelor cu care se face transportul;
• Aerajul minei;
• Modul de sustinere;
• Viteza de sapare a galeriei respective;
• Norme de tehnica securitatii.

Forma profilului poate fi: trapezoidala, dreptunghiulara, poligonala, circulara, eliptica, dreptunghiulara cu tavan boltit, dreptunghiulara cu radier si potcoava.

La alegerea profilului se tine seama de:

La lucrarile dreptunghiulare se produc concentrari de tensiuni (compresiune si forfecare) in punctele unghiulare;

La lucrarile dreptunghiulare si trapezoidale apar tensiuni de tractiune in tavanul lucrarilor;

Boltirea tavanului mareste rezistenta tavanului prin disparitia tensiunilor de tractiune;

Avand in vedere aceste observatii se recomanda:

Profil trapezoidal pentru lucrarile cu sustinere in lemn, cu durata mica de existenta;

Profil dreptunghiular cu tavan boltit, atunci cand apar presiuni mari in tavan;

Profil dreptunghilar cu radier, atunci cand apar tensiuni mari in talpa;

Profil potcoava cand presiunile laterale sunt puternice;

Profil circular cand presiunile mari se manifesta din toate directiile.

Dimensionarea sectiunii transversale a galeriilor se face cu ajutorul unor metode grafice si analitice. Exista albume cu lucrari miniere tipizate la unitatile specializate (institutele de cercetari miniere). Se constata astfel ca:

Inaltimea minima admisa a unei galerii de la coroana sinei la tavan, este de 2000mm, la galeriile simple sustinute in lemn, daca nu exista pentru transport locomotiva cu troleu (caz in care inaltimea minima este de 2200mm);

Latimea galeriei se determina la inaltimea de 1600mm de la coroana sinei;

Alegerea metodei de sapare se face functie de proprietatile rocilor traversate. Metodele de sapare se impart in acest caz in obisnuite si speciale.

Metodele obisnuite se aplica in roci suficient de tari, pentru a nu necesita sustinere, cel putin cat dureaza perforarea si evacuarea materialului. La randul lor pot fi de doua categorii:

q  metoda de sapare in roci omogene, care functie de taria rocilor sunt in roci omogene tari (saparea cu explozivi) si in roci omogene moi (saparea cu combine).

q  metoda de sapare in roci neomogene, atunci cand in front sunt cel putin doua tipuri de roci (util si steril). Se pune problema extragerii selective, adica separarea celor doua pentru a reduce dilutia substantei minerale utile.

Metodele speciale se aplica la rocile curgatoare si la rocile cu afluenta mare de apa.

1.1. Saparea lucrarilor miniere orizontale cu ajutorul explozivilor

Peste 70% din rocile sterile si cele utile se extrag astazi cu ajutorul explozivilor. Pentru saparea lucrarilor miniere se aplica procedeul de perforare-impuscare. Acesta consta in perforarea gaurilor de mina, incarcarea lor cu exploziv, burarea, legarea capselor si impuscarea incarcaturii de exploziv.

Numarul gaurilor de mina se aleg functie de proprietatile fizico-mecanice ale rocilor, sectiunea lucrarii, caracteristicile explozivului utilizat, diametrul si lungimea gaurilor de mina.

Amplasarea gaurilor in frontul de lucru se face in concordanta cu schemele de plasare a gaurilor de mina.

1.2. Aerajul frontului de lucru

In frontul de lucru atmosfera este viciata din cauza gazelor produse de detonarea explozivilor din gaurile de mina. Aerul este condus spre fronturi cu ajutorul unei coloane de tuburi, in care sunt montate ventilatoare.

• Aerajul refulant consta in refularea curentului de aer proaspat prin coloana de tuburi pana in frontul de lucru. Aerul viciat este evacuat pe intreaga sectiune a lucrarii.
• Aerajul aspirant consta in aspirarea aerului viciat prin coloana de tuburi, alimentarea cu aer proaspat a frontului de lucru realizandu-se prin toata sectiunea lucrarii miniere.
• Aerajul combinat utilizeaza doua coloane de tuburi (principala si secundara). Prin coloana principala de tuburi este aspirat aerul viciat, cu ajutorul unui ventilator aspirant, iar prin coloana secundara de tuburi (maxim 40m lungime) este refulat simultan aer proaspat.

Incarcarea si evacuarea rocii sau utilului din frontul de lucru se face manual sau cu masini de incarcat.

Sapare galeriilor in roci slab consolidate si acvifere se face cu metoda cu palplanse (pilot de lemn sau otel profilat, ascutit la un capat, folosit ca element de sustinere provizorie), cu scut (cu bandajarea lucrarilor in tavan, pereti, vatra) si prin consolidarea artificiala a rocilor (injectarea cu suspensii de ciment). Bandajele sunt bucati de lemn, crapat, prefabricate din beton, plase de sarma, etc.

2. Saparea lucrarilor miniere inclinate

Planele inclinate sunt lucrari miniere utilizate pentru deschiderea si pregatirea zacamintelor de substante minerale utile. Aceste lucrari au inclinare mai mare decat galeriile si se sapa de sus in jos.

Profilul se alege in conformitate cu scopul lucrarii. Poate avea unul, doua, sau trei compartimente.

Forma profilului este in general trapezoidala, sau dreptunghiulara, dar la presiuni foarte mari sunt preferate profilele poligonale sau circulare.

Metodele de sapare sunt asemanatoare celor utilizate la lucrarile miniere orizontale, cu unele particularitati generate de dificultatile legate de acumularea apelor, a gazelor, de incarcarea si evacuarea rocilor dislocate din frontul de lucru.