-
Procedee si Utilaje pentru extragerea si ncrcarea materiilor
prime
Lucrri de extragere a mateiilor prime lucrri miniere. 2
tipuri:
1. Lucrri la suprafaa solului exploatare la zi;
2. Lucrri n adncime (galerii si puuri) lucrri subterane
Daca raportul se prefer exploatarea la zi
Daca se va face un studiu tehnico economic 1sterile roci
utile roci
VV
1sterile roci
utile roci
VV
Avantajele explotatrii la zi:
- Securitatea si igiena muncii mai mari
- Productivitatea muncii ridicat
- Cost redus
- Mecanizare usoar a operaiilor
-
Perimetrul unei expoatri la zi = CARIER
Fazele principale la expoatarea din carier:
-Pregtirea suprafeei zcmntului, prin nlturarea obstacolelor
naturale si artificiale
- Construcia drumurilor de acces si a cldirilor anex;
- Alimentarea cu energie electric, aer comprimat, ap, gaz
- Dezvelirea zcmntului prin ndeprtarea stratului de roci
sterile;
- Extragerea rocii utile = ABATAJUL
- ncrcarea si deplasarea rocii utile;
- Formarea haldelor si depozitelor de materii prime.
Elementele carierei:
-Suprafaa zacmntului de la exploatarea la zi = Cmpul
carierei.
Se formeaz din trepte orizontale de nline H (figura 1.1)
Treapta exploatat prin mijloace proprii de abataj = Treapt de
lucru ce are o cot a cii de transport
-
Exploatarea se face de sus n jos.
nlimea treptei de lucru depinde de natura rocii si procedeul de
abataj
Economic nlimi ct mai mari, dar exist o limit superioar.
Unghiul de taluz, , depinde de natura rocilor. Vezi Tabelul
1.
Lungimea frontului de abataj depinde de natura si modul de
prezentare al zacmntului dar si de producia cerut.
Frontul de lucru se mparte n mai multe sectoare.
-
Tip Categoria rocilor
Duritate Mohs
Rezistena la rupere
[MPa]
Unghiul de taluz, []
Exemple
I Foarte moi 1 2 10 35 45 Argile umede, argile nisipoare, loess,
grafit, talc, creta, bauxita,
II Moi 2 3 10 70 40 50 Argile uscate, gips, crbuni, marne,
isturi argiloase, dolomite moi, calcare si gresii moi
III Semi-tari 3 5 70 150 60 75 Calcare, gresii, dolomite,
serpentine, marmore
IV Tari 5 6 150 250 70 80 Granite, marmore si calcare dure
V Foarte tari 6 250 90 Cuarite, bazalte, gneiss
Tabelul 1. Tipuri de roci si caracteristicile lor
-
Abatajul (extragerea rocii utile) Procedeele de abataj in cont
de proprietile petrografice si caracteristicile geologice ale
zcmintelor. (tabelul 1)
Abatajul: - mecanic; - manual.
cu explozibili; fr explozibili; cu jet de ap
hidromecanizarea
Extragerea mecanic fr explozibili numai pt roci dezagregate sau
foarte moi: argile, marne, cret etc. Se folosesc direct
excavatoarele.
Abatajul cu explozibili se face pentru celelalte roci.
Explozia = reacie chimic foarte rapid a unei substane
(explozibil) cu formarea unui volum extrem de mare de gaze. Acestea
dizloc si frmieaz rocile.
n funcie de viteza de detonaie:
- expozibili leni sau deflagrani (vitez de detonaie = 300 400
m/s) :
pulberea neagr
- explozibili brizani (vitez de detonaie supersonic = 6100 6500
m/s) :
Dinamite, Trotil, Astralita, TNT, Azotat de amoniu + motorin,
Fulminat de mercur, Termit
-
Explozibili sunt introdui n guri de min sau camere de minare
Iniierea reaciei se face cu amorse pirotehnice (capse) sau
amorse electrice.
Amorsa pirotehnic (fig. 1.2) . Are sensibilitate mare, pericol
la manipulare
Amorsa electric (fig.1.3) aprinderea ncrcrurii se face printr-o
scnteie produs electric.
Amorsele electrice pot fi instantenee sau cu ntrziere (cnd se
creaz un decalaj)
-
Pentru aprinderea amorselor electrice - explozor.
Conductorii care leag explozorii de amorsele electrice reeaua de
mpucare (care trebuie s aib rezisten mic).
Amorsele pirotehnice se aprind cu fitil, ce arde cu o vitez de
circa 110 130 m/s.
Operaiile de mpucare mpucare operaia de explodare a ncrcturilor
explozive.
La dizlocarea prin mpucare trebuie s se asigure ruperea complet
a rocii n zona aleas si roca rupt s aib o anumit granulaie, ce
permite operaiile ulterioare de ncrcare, transport si
concasare.
Un grad bun de sfrimare se realizeaz prin alegerea unei
anticipante a corespunzatoare (distana n linie dreapt de la gaura
de min si suprafata liber a masivului) si printr-o repartizare
uniform a ncrcturilor de exploziv.
-
Procedee de abataj cu exploziv 1. mpucarea cu guri de min
obinuite
2. mpucarea cu guri de min cu diametru mare
3. mpucare cu camere de minare
mpucarea cu guri de min obinuite
Diametru 80 mm; lungime 10 m
Fig. 1.4
- cu gaur normal
- cu gaur cu cuptor
Eficacitatea exploziei este determinat de:
- Mrimea i calitatea expozibilului
- Diametrul i lungimea gurilor de min
- Distanele ntre gaurile de min i marginea frontului de abataj,
ntre gaurile de min pe rnd
Fig. 1.5
-
mpucarea cu guri de min cu diametru mare
Diametru 100 300 mm, lumgime : 100 m
Gurile de min pot fi
- Verticale
- nclinate
Fig. 1.6
-
Pentru o mrunire bun a rocii se practic aprinderea succesiv cu
ntrzieri de cte 20 30 ms a ncrcturilor de explozibil. (Fig.
1.7)
n fig. 1.8 se arat proporia de buci agabaritice funcie de timpul
de ntrziere i de anticipant. (minim la 50 ms)
-
mpucare cu camere de minare
Se execut camere de minare prin lucrri miniere unde se plaseaz
explozibilul
Dezavantaj:
- Lucrri miniere dificile i costisitoare
- Probleme majore de protectia muncii (pericol de explozie)
- Procent ridicat de agabaritice. Acest lucru determin o sfrmare
secundar costisitoare (fig.1.11)
-
n zonele unde condiiile climaterice o permit, se poate realiza
explotarea carierelor de calcar prin procedeul prin plnie i galerii
- Fig. 1.10
-
Perforarea gurilor de min
Se realizeaz, mecanic, cu ciocane pneumatice, cu perforatoare i
cu sondeze.
Perforarea mecanic se realizeaz cu utilaje acionate cu aer
comprimat sau hidraulic.
Procedee : - prin rotaie; - prin percuie
Procedeele prin rotaie pentru roci foarte moi i moi
Procedeele prin percuie pentru celelalte roci.
Mainile pentru perforare sunt fixate pe roi sau pe enile.(Fig.
1.13)
-
Maini pentru extragerea i ncrcarea materialului extras -
Excavatoarele cu o cup
- Autoncrctoarele cu o cup
- Excavatoarele cu mai multe cupe
- Screperele
Excavatoarele cu o cup
-Sunt cele mai rspndite utilaje pentru excavare i ncrcare
- Sunt pe roi i pe enile
- In general cuprind urmtoarele pri
asiul cu dispozitivul de deplasare
Cabina pe platforma turnant cu mecanismele de comand i
propulsie
Echipamentul de lucru: cup rigid, graifr, cup cu lan etc.
-
Excavatoare cu o cupa: a) pe senile; b) pe roi
-
Procesul de funcionare are 4 etape:
1. nfigerea cupei n material i umplerea sa
2. Deplasarea cupei, prin ridicarea sa
3. Rotirea bratului pn la locul de golire
4. Golirea cupei n punctul de descrcare
Variante:
Draglina - fig. 1.16
Poate aciona i pe pante negative, la distane relativ mari
Capacitatea cupei:
4 100 m3
-
Graifrul fig. 1.17
Se folosete mai ales n depozitele de materii prime: argil,
calcar, crbune, bauxit, alte materiale granulare
Se utilizeaz Excavatorul universal, cu diferite echipamente de
lucru (draglin, graifr, cup fix, sonet, macara, nivelator,
electromagnet)
Acionarea excavatoarelor se face cu motoare cu ardere intern,
cel mai des Diesel, sau motoare electrice.
-
Autoncrctoarele cu o cup
Sunt utilaje foarte rspndite n ultimul timp. (fig. 1.19)
Avantajul principal: sunt mici, cu pre redus.
-
Excavatoarele cu mai multe cupe
Au o aciune continu (fa de cele cu o cup care au o acine
intermitent)
Toate operaiile se execut simultan:
- sparea i umplerea cupelor
- transportul la locul de descrcare
- descrcarea i revenirea cupelor n poziia iniial
- deplasarea excavatorului
2 principii constructive:
1. cupele tietoare sunt legate de lan fr sfrit excavator cu lan,
sau excavator cu elind fig. 1.20
2. cupele tietoare sunt plasate pe periferia unui disc rotativ -
excavator cu roat cu cupe fig. 1.21
-
Excavatoarele cu lan
Capacitatea E a excavatorului, n m3
n numrul de cupe pe minut
Cu coeficientul de utilizare n timp al excavatorului
Ce coeficientul de excavare al terenului
Sunt folosite pentru roci din categoria 1 i 2.
Pot realiza excavarea superioar (cu treapta pn la 30 m) i
inferioar (cu treapta pn la 40 m).
Se folosesc pentru operaiile de dezvelire i extragere
Capacitatea cupei: 0,3 1 m3
eu CCnE
-
Excavatoarele cu roat cu cupe
Cupele sunt fixate rigid pe o roat
Funcionare asemntoare cu excavatoarele cu lan, dar operaia de
excavare este separat de operaia de transport. Rezult uzur mai mic
i consum specific mai mic.
Relaia de calcul a capacitii este aceeai:
eu CCnE
Cu preciarea ca n = i.N, unde i este numrul de cupe de pe roat,
iar N turaia roii.
Capacitatea unei cupe : 0,1 2 m3.
-
Screperele Maini pentru sparea i transportul rocilor. Sunt 2
tipuri: 1. semistaionare, (cu cablu) 2. mobile pe roi,
remorcate
Screpere cu cablu
Fig. 1.22
- pt transport din A in B
- varianta fig. 1.23
-
Viteza util: 1 1,5 m/s, in gol: 2 3 m/s
Distana de transport: 100 400 m
Capacitatea cupei: 0,2 6 m3
Pentru terenuri moi, varianta din fig. 1.24.
Are cupa mare, 12 m3, (pentru calcar), realizeaz i mrunirea
-
Avantaje:
- instalaie simpl, ntreinere uoar,
Dezavantaje:
- uzura cablurilor, degajare praf.
-
Screpere pe roi
Se folosesc pt dizlocarea rocii i ncrcarea rocii
Capacitatea cupei: max. 30 m3
Este antrenat de un tractor. Comanda este hidraulica
Se coboar lama tietoare i se dizloc o lime de strat de
material
Productivitatea scade rapid cu creterea distanei de
transport
-
Hidromecanizarea
Procesul de hidromecanizare utilizeaz energia cinetic a unui jet
de ap sub presiune pentru executarea tuturor operaiilor principale
de exploatare a rocii: dislocarea, deplasarea rocii i depozitarea
ei.
Apa sub presiune, 4 30 bari intr ntr-un dispozitiv special,
hidromonitor, de unde iese cu vitez mare: 20 90 m/s,
Sub aciunea jetului, roca este dislocat i formeaz cu apa, o
suspensie numit pulp sau hidromas.
Transportul pulpei se poate face:
1. prin jgheaburi, gravitaional, ctre bazinele de decantare
2. pe conducte, cnd relieful nu permite deplasarea gravitaional.
Se folosesc pompe dintr-o staie de pompare.
Hidromecanizarea este folosit i pentru ndeprtarea rocilor
sterile care acoper zcmintele. n acest caz nu se depoziteaz
hidromasa.
Hidromecanizarea este aplicabil pentru rocile foarte moi i moi
(categoriile 1 i 2) cand exist o surs de ap disponibil
-
Avantaje:
- simplitate
- producie ridicat
- posibilitatea separrilor granulometrice ale materialului
dizlocat
- transportul rocilor (prin transportul pulpei)
Eficacitatea procedeului depinde de natura rocii, debitul i
presiunea apei.
Dezavantaje:
- consum specific de ap ridicat
4 6 m3 la presiunea 3 4 bari (pt roci categoria I)
12 16 m3 la presiuni 15 18 bari (pt roci categoria II)
Trebuie s se dispun de o surs important de ap.