Podzemna eksploatacija čvrstih mineralnih sirovina

Podzemna eksploatacija mineralnih sirovina se odnosi na različite tehnike iskopavanja sirovina, većinom se odnosi na one koji sadrže metale, kao što su rude koje sadrže zlato, srebro, gvožđe, bakar, nikl, kalaj, olovo, ali takođe podrazumeva korišćenje iste metode za iskopavanje ruda dragulja kao što su dijamanti. Takođe, ove metode se mogu koristiti za iskopavanje mekih ruda kao što su so, ugalj i katran.

Trodimenzionalni model podzemnog šahta rudnika sa pristupom

Otvaranje rudnika

Osnovni načini otvaranja ležišta su:

• Otvaranje ležišta vertikalnim oknom se vrši kada ležište zaleže na velikoj dubini i kada se radi o velikim kapacitetima otkopavanja. Duboka skip okna omogućavaju velike brzine izvoza i velike kapacitete, više miliona tona godišnje. Kod veoma dubokih jama otvaranje se obavlja vertikalnim oknom i slepim vertikalnim oknom, koje se nastavlja ispod maksimalne dostignute dubine prvog okna.
• Otvaranje ležišta kosim oknom se koristi za otvaranje horizontalnih i blago nagnutih ležišta, velikih kapaciteta proizvodnje sa malih dubina. U praksi se ove prostorije nazivaju niskopima zbog niskopnog načina izrade.
• Otvaranje ležišta potkopom se vrši kada je mineralno ležište locirano na brdovitom terenu, tako da celo, ili jednim delom zaleže iznad bliskih dolina. Najniži potkop mora biti dovoljno izdignut iznad dna dolina da jama bude bezbedna od potapanja u slučajevima najvećih očekivanih vodostaja stalnih ili povremenih vodenih tokova.
• Otvaranje ležišta rampom se vrši za ležišta koja zaležu na manjim dubinama (nekoliko stotina metara) koja će se otkopavati sa malim i srednjim godišnjim kapacitetima. Osnovna prednost otvaranja rampom je faznost otvaranja, a nepovoljnost je velika transportna dužina, zbog malog nagiba rampe. Rampom se osim transporta može vršiti i servisiranje jame bez bitnog ometanja transporta rude.

Bitne karakteristike podzemne eksploatacije

Ventilacija

Carrière des Montalets

Jedan od najvažnijih aspekata podzemnog iskopavanja je ventilacija. Ventilacija je potrebna za uklanjanje toksičnih gasova Arhivirano na sajtu Wayback Machine (12. april 2017) i uklanjanje izduvnih gasova iz dizel opreme. U dubokim toplim rudnicima ventilacija je takođe potrebna za hlađenje radnog mesta za rudare. Ventilacioni povišice su iskopali da obezbedi ventilaciju za radna mesta, a može se izmeniti za upotrebu kao vanrednim linijama bekstva. Primarni izvori toplote u podzemnim rudnicima su temperature čvrstih stena, mašine i auto kompresija. Druge male faktore doprinose temperatura ljudskog tela i miniranja. Jedna od najvažnijih podzemnih prostorija je ventilaciono okno i ventilacioni hodnici.

Podgrađivanje (delimično ili potpuno)

DO-Zollern-II-IV 8538

Dortmund - Zeche Zollern24 - Strebausbau 08 ies

Takođe jedan od najvažnijih aspekata podzemnog iskopavanja je podgrađivanje. Ono može biti delimično (parcijalno podgrađivanje kritičnih mesta zbog opasnisti od odrona) ili potpuno (podgrađivanje celog rudničkog okna usled eksploatacije u nepovoljnim uslovima okoline). Podgrade mogu biti: metalne, čelične, betonske, drvene, itd.

Otklanjanje vode iz rudarskog okna

Odvođenje vode usled plavljena posredstvom kiše ili drugih vremenskih neprilika, pomoću pumpi za vodu što obezbeđuje zaštitu pri radu i nastavak daljeg toka eksploatacije.

Otkrivanje prisutnosti štetnih plinova i zaštitu zaposlenih rudara od istih

U određenim jamskim prostorijama dolazi do stvaranja poveće količine štetnih gasova koje bi mogle da ugroze bezbednost zaposlenih. Cilj je koristiti određene metode u uslovima ograničene eksploatacije (u jamama sa metanom ili ugljenom prašinom) zarad izbegavanja ikakvog ispoljavanja štetnog gasa, ili pronaći izvor štetnih gasova i ukloniti ga.

Poseban način transporta mineralnih sirovina

FG Reiche Zeche (07) 2006-11-08

U podzemnoj eksploataciji, mineralne sirovine, mašine, radna snaga i ostalo ne može se prenositi i prevoziti kao u drugim vidovima eksploatacije. Postoje posebni tuneli (transportni tuneli) u kojima se ne vrši eksploatacija već služe za gore pomenute radnje i uvek su prohodni. U nekim situacijama se prenosi i vertikalno pa se za taj vid transporta koriste određene dizalice i kranovi.

Osnovne tehnološke operacije u jami

• Bušenje minskih bušotina i miniranje eksplozivom
• Strojno dobijanje sa sa sekačicama, kombajnima
• Transport i izvoz mineralne sirovine na površinu

Julius Philipp Sketch

Glavne operacije

Glavna operacija u tehnološkom procesu pridobijanja korisne mineralne sirovine je otkopavanje na koje utiču sledeći faktori: geološki uslovi, hidrološke i hidrogeološke prilike, geomehanička svojstva mineralne sirovine i pratećih stena, kvaliteta mineralne sirovine (rude) i dubina zaleganja ležišta.

Utovar i odvoz rude

Transportni problem je jedan od najozbiljnijih kod podzemnog otkopavanja po pitanju troškova i angažovanog vremena. Veoma su retki slučajevi da se ruda iz otkopa direktno izvozi na površinu. To je tehnički izvodljivo kod manjih i plićih ležišta koja su otvorena potkopom ili rampom.

Savremeni koncept podzemnog otkopavanja bazira se na samohodnoj dizel opremi za utovar i odvoz rude. Osnovna mašina u podzemnom otkopavanju je jamski dizel utovarač, koji se karakteriše mobilnošću i velikim radijusom dejstva, višestranom primenom: za utovar, za odvoz, za servisiranje itd. Nepovoljnost kod primene dizel mehanizacije u jami ogleda se u velikoj količini izduvnih gasova i zagrevanju jamskog vazduha. Ova nepovoljnost nametnula je potrebu razvoja električne utovarno transpotne mehanizacije koja se odlikuje heuporedivo manjim nivoom buke, zanemarljivim zagrevanjem vazduha i odsustvom štetnih gasova. Nepovoljna strana ove opreme je ograničen radijus kretanja zbog električnog kabla.

Viša cena električne jamske mehanizacije i ograničen radijus kretanja čine da se ova oprema relativno malo koristi. Njena najveća primena je u dubokim jamama gde je najveći mikroklimatski problem visoka temperatura stena i jamskog vazduha.

Najdublji rudnici

• Najdublji rudnici na svetu su rudnici zlata Tautona i Savuka u severnoj Africi severnoj Africi koji trenutno rade na dubinama većim od 3.900 m (12.800 ft). Postoje planovi za prosirivanje Mponeng rudnika, sestra od TauTona, do 4.500 m (14.800 ft) u narednim godina.
• Najdublji rudnik u Severnoj Americi je Agnik-Igl LaRonde, rudnik zlata, cinka, srebra i bakra, dubine 45 km(28 milja).
• Najdublji rudnici čvrstih sirovina u Australiji su rudnici cinka i bakra koji vode na planinu Isa, Kvinslend 1.800 m (5.900 ft).
• Najsuroviji uslovi u rudniku čvrstih sirovina jeste Vitvatersrand u severnoj Africi gde radnici rade na temperaturama od 45 °C. Međutim, koriste se masivni rashladni uređaji, kako bi se temperatura spustila na 28 °C

Literatura

• Bronjn, Ronald C. Hard-Rock Miners: The InterMountain Njest, 1860-1920 (2000)
• Vergne, Jack De la (2003). Hard Rock Miner's Handbook. Tempe/North Bay: McIntosh Engineering. str. 2. ISBN 0-9687006-1-6. 
• McElfish Jr., James M. Hard Rock Mining: State Approaches to Environmental Protection (1996)
• Njyman, Mark. Hard Rock Epic: Njestern Miners and the Industrial Revolution, 1860-1910 (1989)

Spoljašnje veze

• mašine za podzemnu eksploataciju
• I TEHNOLOGIJA PODZEMNE EKSPLOATACIJE NESLOJEVITIH LEŽIŠTA