Aspecte Ale Mecanizarii Subminarii Carbunelui

mailto:[email protected]




C U P R I N S

CAPITOLUL I NECESITATEA Şl OPORTUNITATEA ELABORĂRII STUDIULUI

CAPITOLUL II PREZENTAREA GENERALĂ GEOLOGICO - MINIERĂ A BAZINULUI CARBONIFER VALEA JIULUI

2.1. Studiul de condiţii geo - miniere a stratelor groase din bazin. Definirea factorilor naturali spccifici caro influenţează metodele şi mijloacele de exploatare a stratelor groase

CAPITOLULUI PREZENTAREA METODELOR DE EXPLOATARE CU ABATAJE FRONTALE CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT UTILIZATE ÎN MOD CURENT ÎN VALEA JIULUI

3.1. Evoluţia producţiei de cărbune extrasă din stratele groase din abataj

3.2. Metodele de exploatare cu subminare, aplicate la stratul 3 din bazin

3.2.1. Succintă prezentare a lucrărilor de deschidere, pregătire şi exploatare pentru metodele cu subminare în spatele liniei de front

3.2.2. Identificarea complexelor de operaţii mari consumatoare de muncă şi timp

3.2.3. Analiza critică a indicatorilor tehnico -economici pe metodele de exploatare aplicate în prezent

CAPITOLUL IV PREZENTAREA POSIBILITĂŢILOR DE MECANIZARE A ABATAJELOR FRONTALE CU SUBMINARE

4.1. Succintă prezentare a tehnologiilor de exploatare aplicate până în prezent pe plan mondial în cazul abatajelor frontale cu subminare

4.2. Posibilităţi de exploatare a stratului 3 utilizând complex mecanizat de abataj greu pentru subminare ...

Pagina 8

10

10

19

19

21

21

24

30

33

33

39

4.2.1. Soluţii tehnice de evacuare a cărbunelui din 40 bancul subminat

4.2.2. Posibilităţi privind dotarea abatajelor frontale cu 40 complex mecanizat greu pentru subminare, utilizabile în condiţiile bazinului Valea Jiului

4.3. Posibilităţi de exploatare a stratului 3 utilizând 42 complexe mecanizate de abataj uşoare

4.3.1. Pentru abatajele frontale clasice în felii de 3 m .... 42

4.3.1.1. Complexul mecanizat uşor pentru abatajele 44 frontale clasice (felii 3 m). Utilaje componente şi caracteristici tehnice principale

4.3.2. Pentru abataje frontale cu subminare (în 47 subetaje)

4.3.2.1. Prezentarea unor soluţii aplicate pe plan 47 mondial

4.3.2.2. Prezentarea posibilităţilor de mecanizare a 48 abatajelor frontale cu subminare, prin utilizarea unui complex mecanizat uşor

CAPITOLUL V PREZENTAREA ECHIPAMENTELOR POSIBILE DE 51 APLICAT PENTRU MECANIZAREA CU COMPLEXE UŞOARE A EXPLOATĂRII CU SUBMINARE A STRATULUI 3

5.1 Dotarea necesară în abataje, tehnologia şi fazele 51 principale de lucru

5.2 Grinda păşitoare GP 250/1200 52 5.3 Domeniul de aplicare al complexului mecanizat 57 uşor propus

5.4 Verificarea capacitătii portante a grinzii păşitoare 58 Gerom GP 250/1200

5.5 Unele aspecte critice privind grinzile păşitoare 64 pentru subminare

5.6 Cerinţe tehnice şi constructive care trebuie să fie 65 îndeplinite de grinzile păşitoare pentru subminare

CAPITOLUL VI MODELAREA ORGANIZĂRII PROCESULUI DE 68 PRODUCŢIE Şl A MUNCII ÎN ABATAJELE CU FRONT LUNG CU CADRE PĂŞITOARE Şl CU SUBMINARE

6.1. Modelarea matematică a procesului de abataj 69

39

6.2. Organizarea muncii în abataj 73

CAPITOLUL VII ANALIZA COMPARATIVĂ A INDICATORILOR TEHNICO 75 - ECONOMICI ÎN CAZUL TEHNOLOGIEI ACTUALE Şl A TEHNOLOGIILOR PROPUSE

7.1. Determinarea indicatorilor tehnici 75

7.2. Determinarea costurilor în abataj prin aplicarea 77 tehnologiilor propuse

7.3. Situaţia comparativă a indicatorilor 85

CAPITOLUL VIII CONCLUZII Şl PROPUNERI 86

BIBLIOGRAFIE 89

39

CAPITOLUL I

NECESITATEA Şl OPORTUNITATEA ELABORĂRII STUDIULUI

Metodele şi tehnologiile de exploatare utilizate în prezent în câmpurile miniere din

bazinul Valea Jiului, respectiv cu abataje frontale cu subminare şi susţinere individuală

(stâlpi SVJ + grinzi GSA în cruce), au posibilităţi tehnice limitate de exploatare, având

drept consecinţă obţinerea unor indicatori tehnico - financiari modeşti (productivităţi în

abataj de 7,9 - 8,4 tone/post şi cheltuieli de exploatare de 1530 - 1680 lei/1000 lei

producţie marfă.

Faţă de metodele clasice tradiţionale, implenentarea metodei de exploatare cu

subminare în spatele frontului utilizând susţinerea irdividuală a însemnat un pas înainte,

însă rezultatele obţinute, se reflectă în rezultatele financiare încă necorespunzătoare.

Pentru eficientizarea procesului de exploatare a stratului 3 din bazin, Compania

Naţională a Huilei Petroşani, are în vedere mecanizarea pe scară largă a complexelor de

operaţii mari consumatoare de forţă de muncă din structura ciclului de producţie, la

abatajele frontale cu banc de cărbune subminat.

Având în vedere actuala structură a ciclului de producţie soluţiile tehnice propuse

trebuie să asigure mecanizarea a trei complexe mari de operaţii din componenţa ciclului

de producţie, respectiv:

- tăierea şi evacuarea cărbunelui din frontul abatajului;

- susţinerea fâşiei nou tăiate;

- dirijarea presiunii miniere.

în acelaşi timp soluţia tehnică trebuie să asigure o durată minimă pentru evacuarea

cărbunelui provenit din bancul subminat şi să permită eliminarea unor operaţii auxiliare din

actuala structură a ciclului de abataj.

Principalele obiective urmărite prin mecanizarea abatajelor frontale cu banc de

cărbune subminat sunt următoarele:

- creşterea producţiei şi a productivităţii muncii de 1,5 - 2,5 ori;

- reducerea consumului de muncă şi timp în abataj;

- creşterea vitezelor de avansare;

39

- reducerea numărului de abataje frontale cu banc de cărbune subminat active,

creşterea gradului de concentrare a producţiei şi plasarea optimă a abatajelor;

- reducerea semnificativă a costurilor de producţie, la nivelul abatajelor frontale cu

banc de cărbune subminat;

- eliminarea treptată a subvenţiei, recuperarea investiţiei şi obţinerea unui profit care

să permită în mod eşalonat autofinanţarea pentru retehnologizarea altor abataje, prin

generalizarea soluţiilor propuse,

- creşterea gradului de mecanizare, reducerea efortului fizic şi creşterea gradului de

securitate şi sănătate în muncă.

Privită din acest context, perfecţionarea tehnologiilor de exploatare cu subminare

este necesară şi oportună, fiind în consens cu Strategia de Dezvoltare Socio - Economică

a bazinului carbonifer al Văii Jiului şi în acelaşi timp asigură premizele realizării

obiectivelor stabilite prin Strategia Energetică a României.

39

CAPITOLUL II

PREZENTAREA GENERALĂ GEOLOGICO - MINIERĂ

A BAZINULUI CARBONIFER VALEA JIULUI

2.1. Studiul de condiţii geo - miniere a stratelor groase din bazin

Definirea factorilor naturali specifici care influenţează metodele şi

mijloacele de exploatare a stratelor groase

Zăcământul carbonifer care constituie obiectul exploatării industriale, are forma unui

sinclinal asimetric faliat, orientat Est - Vest, având lungimea de circa 40 km şi lăţimea de

circa 9 km în Est şi 2 km în partea Vestică. Suprafaţa zăcământului este de circa 160 km2

şi în prezent cuprinde 7 perimetre în exploatare: Lonea, Petrila, Livezeni, Vulcan,

Paroşeni, Lupeni, Uricani.

Fundamentul zăcământului este alcătuit din şisturi cristaline paleo - mezozoice,

peste care s-au depus formaţiuni terţiare grupate fn trei orizonturi: bazai, productiv şi

superior.

Orizontul bazai este format din gresii, conglomerate şi argile, iar cel superior din roci

argiloase şi grezoase. între acestea se găseşte orizontul productiv de vârstă oligocenă, cu

o grosime de variază între 350 m la Vest şi 450 m în partea Centrală şi Estică a

zăcământului.

Rocile din care este constituit orizontul productiv sunt: gresii, argile şi marne, au

culoare cenuşie - negricioasă, sunt stratificate, conţin floră şi faună fosilă şi strate de

cărbune, a căror direcţie este NE - SV.

Au fost puse în evidenţă un număr de 21 strate de cărbune, dezvoltate neuniform

de la Vest la Est. Variaţiile de grosime ale complexului cărbunos sunt mai evidente la

stratele inferioare, în special pe înclinarea zăcământului.

Conform documentaţiei de licenţă aprobată, se exploatează stratele 3, 5 şi parţial

13. Stratele groase 3 şi 5 reprezintă circa 87 % din rezerva totală industrială, (din care

stratul 3 principal circa 70 %) şi asigură peste 90 % d n producţia totală a companiei.

Caracteristicile câmpurilor miniere în exploatare, sunt redate în tabelul 2.1, iar

volumul rezervelor din perimetrele concesionate în tabelul 2.2.

39

TABELUL 2.1 CARACTERISTICILE CÂMPURILOR MINIERE AFLATE ÎN

CONCESIUNEA CNH-SA

Mina si blocurile strat bloc Lungime înclinare cota Gros. cb/tot.str. Observaţii L=m (de la -la) or. (de la-la) H=m(dela - la) h=m(dela - la)

II 150-180 35-25 350 50 18/23-22/30 are continuitate III 400 - 350 35-25 325 100 10/14- 30/38 are continuitate

blocuri l-XII total. d.c. 3 IV 200 50-30 320 0 8/12 - 15/23 are 2 compari < bl. ll.lll.VII-expt. V rezerve afara de bilanţ - pilier lucrări miniere Ui z o bl., VI. IX -Xll-inchise VI epuizat -1 VII 250 40-20 420 380 8/12 -15/20

bl. III -expbatare II 150 30-20 375 200 2,2/2,4-2,8/3,3 I.V-XII - rez afara de bil. 5 III 350 25-20 350 175 2,5/3,2-2,7/3,5

IV 180 40-20 300 75 2.2/2.6-2.4/2.9

blocuri 0-V total, d.c. 0 350-150 80-50 75 -200 4,5/5 - 8/9 inchis bl. 0.1-inchise.ll -exploatare. I 100 80-60 75 -100 6,5/9-19/25 inchis

5 bl.lll-IV - intact 3 II 1000-300 60 -0 -150 -300 15/20-35/45 are continuitate or J- bl.V- pilier oras Ui Q. Petroşani lll-IV 200 - 500 4 0 - 0 -100 -350 10/14-30/38

bl.0,1 - rez. afara de bilanţ 5 II 450 - 200 2 0 - 0 -200 -250 3.4/5 - 5.2/6.8 bl.V - pilier oras 5,3/6,7 -Petroşani lll-IV 300 - 500 2 0 - 0 -175 -225 4.7/5.8 blocuri II - Vili total d.c. II 450 20-30 280 150 11/15-17/20 4 pan. bl. VI si VIA in exploatae III 450 25-15 250 50 10/14-19/30 4 pan. bl.lV-V- piler oras 3 VI 450 - 400 25-10 275 200 9/12-14/20

VIA 600 - 450 25-20 425 300 5/8-12/17

~2. VII 700 - >100 15 25 175 60 7/10 0/16

a VIII 600 - 700 16-25 275 150 5/8-8/12 > bl. VI. VIA - exploatate II 450 20-30 350 200 2.5/3 -3.2/3,6 are grosimi intre

bl. IV . V - pilier oras 5 III 450 25-15 325 125 3/3.4 - 3.6/4 2 si 3,5 m. 2,2/2,6 -

VII 700 - 400 15-25 250 125 2,4/2,8 VIII 600 - 700 16-25 325 200 2/2.3 - 2.6/3

zona Iscroni-in deschidere 13 IX 1200- 1300 5 - 1 5 220 60 2.8/3 - 3.8/4.2 4 panouri bl. 0 - III total, d.c. 0 100 - 400 60-10 200 -275 5/6 -15/20 bl. III -trecui in conservare 3 I 200-150 50-10 100 -250 8/12-10/16

< mina in curs de V) < închidere II 500 - 700 50-10 100 -250 3/5 - 24/30 mijJ.bl.se efileaza o 2 III 300 - 350 60-30 250 0 13/15-30/35 Z < 0 300 60-10 250 -175 3/3,5-4,5/6

I 100 40-10 150 -100 3/3.5 - 5,2/8 5 II 600 - 400 50-10 100 -100 1,5/2-4,6/5.4

III 100-400 40-10 75 -100 2.5/3 - 3/4

total bl. 1 - X, d.c. 1 250 - 300 70-10 560 250 5/8-11/18 bl. I.VIII-X - nchise IIN 150 - 300 70-50 580 250 6/9 - 8/14 bl. V pilier lucr.min. 113 500 15-45 200 330 6/9-12/15 bl. II-IV - inchise IIIS 600 15-40 250 150 6/10/ -8/12

z < bl. VI -VII in exploatare 3 IV 500 60-30 350 100 5/8-14/20 o _! VI 250 - 50 50-30 300 250 10/15-20/25 partial pilier > VII 150 60-20 360 -50 8/12-15/20

VIII 400 45-20 400 0 8/12-15/20 IX 300 65-35 470 150 8/12-10/15 X 300 70-50 480 250 10/15-20/26

total W.I-X, d.c. 1 300 30-10 375 200 4/4,5 - 3.5/4 39

bl. ii.iii - exploatate IV 400-100 30-20 300 200 3,5/4 - 3.7/4.3

bl.IV - propus închidere bl. VII X con3crv. inchid.

5 VII

VIII

400

300 - 400

23-10

30-10

280

400

100

100

2,5/3 - 3,8/4,3

3/4 - 5,5/7

bl. V-VI piler IX 100 30-10 475 225 2,5/3 - 3/4 X 150 30-20 400 250 3/3,5 - 4/4,5

total bl. 0 -VI, d.c. 0 400 10-30 250 350 8/13 - 12/20

bl. V, VI - exploatare 1 150 10-30 275 325 7/12 -11/18

z 3 II 150 10-30 175 225 9/14 - 20/28 LLI CO o <

III 150 10-30 225 300 7/12-9/14 LLI CO o < IV 100 10-30 225 275 5/8-12/19 CL V 150-350 10-30 225 325 8/12-9/14

VI 400 10-40 250 330 7/10-15/22

bl. 1 - VI .str. 5 exploatat 5 0 inchis

total bl.l - VI, d.c. 1 200 - 400 45-20 275 -75 7/10 - 16/20 bl. II -V in exploatare II 450 -550 45-20 400 175 15/20-25/35

_ bl. IIIA-inchis III 200 45-20 500 400 7/12-14/20 IU £L 3 IIIA 400 15-25 450 325 10/13-16/21

- 1 IV 200 - 300 20 -35 400 300 10/14 - 20^28 V 300 15-25 475 425 12/15-20/26

v s 300 - 400 15-25 350 300 11/14-20/28 VI 200 15-25 350 300 5/8 - 9/14

total bl.O - VI, d.c. bl.0,1, II - coserV. închidere

1

II

400

100

30-20

15-25

250

375

100

325

4/6-10/16

8/11 -12/16 bl.lll-IV - in exploatare 3 IMN 400 10-20 350 300 8/11-10/14 foarte fragmentat

IIIS 300 10-20 350 300 7/10-11/15 zona magistrala Z < IVN 300 - 400 10-20 325 250 5/7-11/13 foarte fragmentat O o: 3

IVS 200 10-20 350 200 8/11 - 11/16 O o: 3 V 200 - 300 15-25 350 250 3/5 -10/14 foarte fragmentat

VI 100 - 300 15-25 300 200 4/5-18/22 foarte fragmentat total bl.O - VI, d.c.

bl.lVS - in exploatare bl.0.1.II - inchise

5 aceleaşi caracteristici ca si la

str. 3. aprox sus

50 mai 1,5/2-3,3/4,8

Factorii naturali principali care influenţează metodele şi tehnologiile de exploatare

pot fi desemnaţi ca fiind: tectonica zăcământului, elementele geometrice ale stratelor

(înclinarea şi grosimea), proprietăţile fizico - mecanice ale rocilor înconjurătoare şi a

cărbunelui, adâncimea de exploatare, presiunea minieră asupra lucrărilor miniere de

deschidere, pregătire şi de abataj, pericolul de aprindere a cărbunelui, emanaţiile de gaze.

Zăcământul este caracterizat de o tectonică foarte complexă. Elementele tectonice

majore care afectează bazinul minier Valea Jiului sunt falia marginală Nordică şi falia

Jiului. între aceste două elemente majore care conturează în parte bazinul carbonifer, se

înscriu un număr mare de falii transversale, uneori diagonale sau longitudinale cu extinderi

şi ampli:udini variate, care compartimentează întreg bazinul într-un număr mare de blocuri

tectonice, de formă, mărimi şi orientări destul de diferite.

39

TABELUL 2.2 SITUAŢIA REZERVELOR DIN PERIMETRELE AFLATE ÎN CONCESIUNEA CNH - SA

Dovedite Probabile TOTAL Perimetru exploatare Strat Caracteristici strat mii to

Aanh <%)

Q (kal/kg) mii to

Aanh (%)

Q (kal/kg) mii to

Aanh <%)

Q (kal/kg)

3 bl. I I - I I I cota 200, bl. VII, cota 380 1509 38,64 4.003 12245 41,90 3.739 13754 41,£4 3.768 LONEA 5 bl. II - III cota 100 127 27,74 4.886 344 32,62 4.491 471 31,20 4.597

total 1636 37,79 4.072 12589 41,65 3.760 14225 41,20 3.796 3 bl. II cota -300. partea estica bl.II -200 -250 1931 40,28 3919 6158 47,14 3375 8089 45,£0 3505

PETRILA 5 parte estica bloc II intre cota -50 si -150 1231 41,05 3858 1231 41.C5 3858 total 1931 40,28 7389 46,13 3456 9320 44,91 3552

3 bl. VI, VIA. III. VII si VIII pina la cota 150 1796 46.04 3424 13075 49,97 3114 14871 49,50 3152

LIVEZENI 5 bloc VII intre cota 3159 38,75 3999 3159 38,75 3999 LIVEZENI 13 bloc X-VIII Iscroni, intre cota 50 si 200 276 40,08 3894 1121 30,85 4623 1397 32,67 4479

total 2072 45,2461 3487 17355 46,69 3373 19427 46,54 3385

3 bl VI, VII, VIII si IX pina la cota 260 1134 42,15 4.048 4468 35,22 4.623 5602 36,62 4.507 VULCAN 5 bl.VII pina la cota 250. bloc VIII-IX 55 49,52 3.437 1247 45,78 3.747 1302 45,94 3.734

total 1189 42,4909 4.020 5715 37,52 4.432 6904 38,38 4.361 3 bloc 0 - VI intre 350 si 200 433 40,10 4.219 11619 47,67 3.591 12052 47,40 3.613

PAROSENI b bloc 0,1 si II intre cota 200 si 400 476 40,31 4.201 1570 46,85 3.659 2046 45,33 3.785 PAROSENI 3 Lu bloc VI Lupeni intre 300 si 200 2802 48,68 3.507 2802 48,68 3.507 total 909 40,21 4.209 15991 47,77 3.583 16900 47,36 3.616

3 bl II pina la 200, blIIN. IV.Vsi VI 3368 45,27 3861 13567 44,35 3938 16935 44,53 3923 LUPENI 5 bl VI cota 300-350 7631 744 49,32 3524 744 49,32 3524

total 3368 45,27 3861 14311 44,61 3916 17679 44,73 3906 3 bl IIIN, IV, V si VI intre cola 350 si 250 674 44,41 3959 13475 48,79 3599 14149 48,58 3616

URICANI 5 bl IIIN, IV, V si VI intre cola 400 si 250 127 36,25 4629 2106 33,11 4887 2233 33,29 4872 total 801 43,12 4065 15581 46,67 3773 16382 46,50 3787

3 10845 43,00 3859 74607 45,94 3640 85452 45,56 3668

TOTAL VALEA JIULUI

5 785 38,26 4328 10401 40,50 4063 11186 40,34 4081 TOTAL VALEA JIULUI

subţiri 276 40,08 3894 3923 43,59 3826 4199 43,35 3830 TOTAL VALEA JIULUI total 11906 42,62 3891 88931 45,20 3698 100837 44,89 3721

13

La cele 7 unităţi miniere în exploatare, tectonica pronunţată împarte câmpurile

miniere în circa 56 blocuri de lungimi diferite pe direcţia stratelor.

O grupare a blocurilor în funcţie de lungimea lor, arată că circa 25 % din blocurile

tectonice au până la 200 m lungime, circa 55 % până la 400 m, circa 15 % până la 600 m

şi doar în proporţie de circa 5 % au lungimi de peste 600 m.

în cazul abatajelor cu front lung, lungimea blocurilor reprezintă de fapt lungimea

câmpurilor de abataj, caz în care este evidenţă influenţa negativă asupra eficienţei

economice în cazul blocurilor de lungimi mici, prin creşterea numărului remontărilor

complexelor mecanizate şi în mod implicit a cheltuielilor de întreţinere. în această situaţie

se justifică trecerea de la exploatarea pe orizontală (felii de 3 m) la exploatarea pe

verticală (subetaje >3 m cu subminare) şi pe de altă parte utilizarea unor susţineri

mecanizate uşoare de tipul cadrelor sau grinzilor păşitoare şi pentru blocuri de lungimi mici

până la 200 - 400 m în detrimentul complexelor mecanizate cu susţineri de abataj grele,

care se pretează cel mai bine la lungimi ale blocurilor mai mari de 400 m şi cu eficienţă

foarte bună pentru câmpurile de abataj cu extinderi de peste 600 m.

Elementele geometrice caracteristice de zăcământ ale stratelor de cărbune sunt

grosimea şi înclinarea acestora. Ele determină, în principal, dimensiunile câmpului de

abataj în exploatare, înălţimea subetajului, alegerea şi dimensionarea parametrilor

metodei de exploatare, a tehnologiei şi a mijloacelor de mecanizare.

Stratul 3, principalul strat din bazin, singurul care se pretează la exploatarea prin

metoda cu subminare, este situat la circa 25 - 50 m distanţă de limita rupelian - chattian,

prezintă grosimi foarte variate, de la peste 5 m până la 40 m, cu variaţii mari pe direcţie şi

înclinare.

îrţtf câmpurile miniere situate în jumătatea Estică a bazinului, stratul 3 prezintă

grosimi mai mari ce depăşesc, în general, 10 m (medie 18 m), iar în partea Vestică are

grosimi mai mici care scad în adâncime până la circa 5 , 5 - 6 m. Partea superioară a

stratului este mai uniformă, cu mai puţine intercalaţii sterile, iar spre culcuş bancurile

sterile cresc ca număr şi grosime fapt care a determinat ca în unele cazuri să fie împărţit în

două complexe. Pe măsură ce se coboară cu exploatarea, la minele care exploatează

flancul Nordic a crescut numărul şi grosimea bancurilor sterile, ceea ce conduce la o

înrăutăţire a calităţii cărbunelui, situaţie în care se recomandă abandonarea bancului de la

culcuş.

La abatajele frontale în felii sau subetaje orizontale, lungimea acestora depinde în

mod direct ce grosimea pe orizontală a stratului de cărbune, situaţie în care lungimea

abatajului va fi cuprinsă în general în limitele 25 - 60 m (mai rar 70 - 75 m).

39

Privind înclinarea stratului 3, se constată o variaţie accentuată cuprinsă între 0 -

80°. La nivelul actual de exploatare, predomină înclinările cuprinse între 25° - 4 5 ° (circa 35

%), urmate de înclinări până la 25° (circa 33 %) şi de peste 45° (circa 32 %).

Odată cu creşterea adâncimii de exploatare, înclinarea stratelor inclusiv a stratului 3

au tendinţa de scădere, astfel că vor predomina înclinările de până la 25° (circa 75 %),

urmare de înclinări de peste 25° - 45° (circa 19 %) şi numai circa 6 % cu înclinări de peste

45°, astfel că, din această perspectivă metodele, tehnologiile şi echipamentele trebuie să

fie alese în aşa fel încât să corespundă cel mai bine condiţiilor geo - miniere precizate mai

sus.

Acoperişul direct al stratului 3 este format din argilă grezoasă cu grosimea de 2,0 -

5 m, urmat de acoperişul principal constituit dintr-o alternanţă de gresii care în general se

surpă relativ uşor, favorizând dirijarea acestuia prin prăbuşire totală. Sunt unele zone mai

reduse însă, în care rocile din acoperişul principal de tipul gresiilor silicioase şi cuarţoare

cu arc>600 daN/cm2 rămân în consolă, se rup în urma frontului sub formă de blocuri

având drept implicaţii aşa zisele lovituri de acoperiş precum şi împingerea metanului din

golul creat spre front. în asemenea situaţii se impune exploatarea primei felii sub acoperiş

prin metoda clasică (felii de 3 m), coroborat cu procedeele de dirijare forţată a

acoperişului: umectarea cu apă sub presiune sau presfărâmarea prin împuşcarea rocilor

din acopcriş.

Cărbunele din stratul 3, în principal în partea Vestică a bazinului, conţine intercalaţii

sterile şi incluziuni neregulate de sferosiderită cu efect negativ atât asupra posibilităţilor de

tăiere mecanizată în abataj cât şi a conţinutului cenuşă a cărbunelui extras.

Valorile rezistenţei de rupere la compresiune a cărbunelui caracterizează stratul 3 şi

din punct de \/edere al indicelui de surpabilitate şi anume:

<7rc= 50 - 150 daN/cm2 - indice de surpabilitate ridicat, c = 3

a r c = 150 - 220 daN/cm2 - indice de surpabilitate mediu, c = 2

C 7 r c = 220 daN/cm2 - indice de surpabilitate scăzut, c = 1

Orientativ, principalele proprietăţi fizico - mecanice ale stratului 3 şi ale rocilor

înconjurătoare acestuia, se prezintă în tabelul 2.3.

Cunoaşterea proprietăţilor fizico - mecanice ale cărbunelui din bancul subminat şi a

rocilor din acoperiş, prezintă importanţă pentru stabilirea înălţimii optime a bancului de

cărbune subminat, a procesului de presfărâmare a acestuia, respectiv pentru a prognoza

dacă rocile din acoperiş se surpă uşor sau sunt predispuse la apariţia fenomenelor

dinamice. Rezistenţa de rupere la compresiune a cărbunelui şi a rocilor din culcuş prezintă

39

importanţă pentru determinarea presiunii specifice dezvoltată de susţinere pe vatra

abatajului.

Valorile principalilor parametri fizico - mecanici ai cărbunelui şi rocilor

înconjurătoare sunt determinante în determinarea presiunii miniere care se manifestă pe

susţinerea abatajelor, valoarea acesteia determinând pe de o parte capacitatea portantă

necesară pentru susţinerea de abataj şi în caelaşi timp poate avea efecte benefice asupra

granulometriei cărbunelui din bancul subminat, o bună parte din presiune acţionând ca

energie de fisurare şi presfărâmare.

Pentru condiţiile stratului 3 din bazin, în abatajele cu front lung, stâlpii hidraulici SVJ

cu portanta de 300 kN asigură înălţimi normale de lucru (felii de 3 m) la o densitate de

armare de 1 stâlp/m2. în abatajele frontale cu subninare şi susţinere individuală,

densitatea de armare creşte la 1,3 - 1,6 stâlpi/m2 la înălţimi ale subetajului de 10 - 20 m,

rezultând o capacitate portantă a susţinerii de 390 - 400 kNi/m2.

- Ertanaţiile de metan sub formă lentă, sufaiuri sau erupţii, influenţează

deschiderea, pregătirea şi parametrii de exploatare. Conţinutul de gaz metan

pentru zăcământul din Valea Jiului, în conformitate cu măsurătorile efectuate la

staţiile centrale de degazare şi la staţiile principale de ventilatoare este de 21

nr/tona de cărbune extras, emanaţiile de metan în spaţiul exploatat şi în

lucrările miniere fiind de intensitate medie.

Creşterea producţiei de cărbune de circa 1,5 - 2,5 ori prin aplicarea tehnologiei cu

complex mecanizat uşor la abatajele frontale cu subminare, presupune un debit de aer în

abataje în general, mai mare de 600 m3/minut, coroborat cu necesitatea adoptării unor

măsuri generale şi specifice pentru menţinerea concentraţiei de metan sub limitele

admise.

Pericolul de autoaprindere al cărbunelui este prezent cu precădere la stratul 3 şi are

o influenţă importanţă la alegerea metodelor de exploatare. Programele de exploatare vor

trebui să cuprinsă măsurile specifice pentru prevenirea, combaterea şi lichidarea focurilor

endogene: închideri etanşe, substanţe antipirogene, înnămolire, inertizare cu azot etc.

Din studiul de condiţii geo - miniere prezentat, rezultă că factorii naturali specifici

stratului 3 din bazin au influenţă deosebită şi în majoritatea cazurilor hotărâtoare asupra

alegerii metodelor şi tehnologiilor de exploatare. Cunoaşterea şi stăpânirea tehnică a

problemelor specifice pe care le pun condiţiile geo - miniere grele ale zăcământului este

necesară şi oportună pentru perfecţionarea metodelor, tehnologiilor şi echipamentelor de

exploatare cu subminare a stratului 3 şi aplicarea lor cu maximă eficienţă economico -

financiară.

39

Nr. crt

45% Grad de răspândire

Gresii d

Şistoase

> <5 1 $

O fl> o B> O B $

O c «0 f «o VI <6

(A

9 o IU s

c Q. <t-

ax

PO jo b. *

IO JV> O»

ro N o> 9

io N Vi 9

ro N "o 9

Greutatea aparentă (t/m3)

2,62

2,65

ro N yi IO ro Vi <7>

u» ro jo co

ro N Vi 9

Greutatea specifică (t/m9) "0 73 o

8 ? «o Î2 w i

9 S * I

<o 2 l

Compactitatea (%) m

Vj cn co V bi i bi V -S " f Uniditatea (%)

n N o m

co w X> Vi

O) 9 V 9

o co V

_ UI 01 1 UI U* "co 1

Porozitatea (%)

n N o m

NJ - i g s

O» NJ O CO O O •t* co o o o o

co -g 8 8 1 1

Rezistenta la compresiune

(daN/cm2)

TJ § -0 73

1 2

Z O m

M Ş 8 £ 5 9 3 Ş 1 9 Rezistenţa la tracţiune / H a N / r m ^

TJ § -0 73

1 2

Z O m

g O 3 £ z i <J>

8 ? —* co g 9 o -c-o o

Coeziunea (daN/cm2)

TJ § -0 73

1 2

Z O m sa £ co NJ

o 9 ro UI -N w

o 9 a $ Unghi de frecare interioară

A

TJ § -0 73

1 2

Z O m

g s o <p ^ w § 9

co £ p o> 2

8 ? 1 i Edinamicx 10® (daN/cm2) •o

73 O -o

•o i £ 3 , § 5 £2 m m 5

§

•«o o i 2 9 § ş S ? s I i ş Estatic x 103 (daN/cm2)

•o 73 O -o

•o i £ 3 , § 5 £2 m m 5

§ § ? ro o

o 9 00

& 9 1 ş co ro o © o 9

Limita de

•o 73 O -o

•o i £ 3 , § 5 £2 m m 5

§ 0,16-

0.2 o "S "io (jo o ° «O yi P P O O

cn vî Coeficientul lui Poisson

•o 73 O -o

•o i £ 3 , § 5 £2 m m 5

§ co * 2 T4 S $ C7> ® ui 9 co "J ui 9 ^ a cn 9 RQD (%) "D

- 73

î ° f -w m

< 4

o

s O ro UI

© co

o

Ui ro

o Jh Ui

Coeficient de slăbire

structurală (C,)

"D - 73

î ° f -w m

< 4

0,633 0,712 0,726 «

5

g

7 ) m O 5 o o

0,6922 0.6987 0,7014

5

g

7 ) m O 5 o o

0,0306 0.0405 0,0327 ©-•

5

g

7 ) m O 5 o o

0.865 0.705 0,673 TZ

5

g

7 ) m O 5 o o

0.571 0.705 0,3596 X

5

g

7 ) m O 5 o o 0.66 0.497 0,543 p

5

g

7 ) m O 5 o o

N co IO o 2 S2

. w —* u S a

co ^ g v> cr p <• 3 o

5

g

7 ) m O 5 o o

A w ro

3% 29% 13%

Şisturi Argile Marne

Cărbunoase

> c3 o M

5 3 •o 0)

|

1" | o

03 c 3 o <0

<0

1 I CO 5 w <T>

0 0 3 •0 cu a a>

O DX 3-c 3 8 v> CO

2,2-

2.4

N> IV 8? 9 & s O) <J>

IO ro 8 9

ro ro 8 ' §

to ro 8 ' $

10 N "01 f-

2.4-

2.5

ro io oo 7»

ro ro 8 9

ro to Vi • b>

oi jo ro 8 9

ro N Vj yi

ro to '--j • b> CT> «0

IO jv> b> V

ro 00 M ÎS ş (O <£» CO -f- 2 o 8 Ş £ Ş <D <« Ol Ni <0 «f A 9

* -T* fO <J0 *CO >

ro jo bi w to

to N "o> -f A 00

ro r* to V» 05 î

Ol IO T CJ O» 09 V1 O) <•»

ro V O) '-j v*

o P to 7J

O) > cri ro ^ 9 ro >

01 co "10

g 9 N> rî g ş

00 jo B 9 g 9 « £

§ 9 s 1 UI w g ş

K. CO § ş

8 9 Ol Jţ> O V1 s Ş & w

rj. (O O <» Ol ~ Oi

§ 9 2 Ş

fe $ <J> o V1 s $ x» ro o <? CO £ Ol 9

-sj Ol 0 0 v 8 9

CO 5 V1 £ IO <» CO M Ol <» CO " Ol 0 3 $ £ £ to 10 O V

s s to IO £ 9 o Ş

CO — oi ro o o § ş § 9

S & 8 9 Ol fe S 0

» ? ro £ § $ to

io V1 01 ro S 0 -fc. to ro <» 8 0 O ^

g 9 1 9 S O § $ 1 ¥

o P to IO 5 ţ"

o P to o ?>

O P io zi 09 s §

0 P M £ 09 V

P 0 K V

0 p fc ş

p P 5 7J

CD O1

o V1 -o OI ro fo S Ş £> Ş N. CO

8 5? s ş S 9

o w o fn

o

tO

O -J u>

o .O 00 CO

0 IO (O

P CO

0 01 j».

0.186 0.7187 0.7014 0.691 0.711 0,707

0.6943 0.6999 0.6970 0.6956 0.6985 0,6079

0,06115 0,0533 0.0196 0,016 0,0445 C.0325

0.9449 0.69 0.697 0.7505 0.6907 C.7153

0.4974 0.2903 0,5067 0,5705 0.3362 C.3996

0.523 0,4206 0.7269 0.76 0,4867 C.5586

A H 51 5

ho s

Ol CD o» _-k

'<=> <0 to § •SJ 0

01 oj

CAPITOLUL III

PREZENTAREA METODELOR DE EXPLOATARE CU ABATAJE FRONTALE

CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT

UTILIZATE ÎN MOD CURENT ÎN VALEA JIULUI

3.1. Evoluţia producţiei de cărbune extrasă din stratele groase din bazin

Dinamica producţiei de cărbune la stratele groase pe metode de exploatare

realizată în bazin pe perioada 1995 - 2007, se prezintă în graficul 3.1., iar ponderea

producţiei pe metode de exploatare pentru perioada 1995 - 2007 în tabelul 3.1.

Analizând evoluţia producţiei de cărbune din această perioadă, se poate spune că

au avut loc mutaţii importante privind restrângerea ariei de aplicare a unor metode de

exploatare mai vechi, sau înlocuirea acestora în favoarea unora mai noi şi de o mai mare

productivitate şi eficienţă economică:

- abatajele cameră şi SCRI, în prezent nu se mai folosesc;

- abatajele frontale, în toate variantele răspund cel mai bine condiţiilor geo -

miniere, majoritatea producţiei fiind realizată din aceste abataje (77 % în 1990 - 94,84 %

în anul 2007);

- abatajele cu front lung mecanizate, înregistrează o scădere (de la 31 % în 1990, la

19,68 % în 2007) dar aceasta se datorează în principal lipsei surselor de finanţare

necesare realizării de investiţii majore pentru achiziţia de complexe mecanizate de ultimă

generaţie. Nivelul indicatorilor tehnico - economici obţinut sunt însă sub nivelul celor

programaţi şi departe de realizările medii obţinute în ţările cu minerit avansat (producţii

zilnice pe abataj de 450 - 550 tone/zi, faţă de 1500 - 2500 tone/zi şi a productivităţii de 9

- 12 tone/post, faţă de 20 - 25 tone/post);

- se constată o scădere continuă a producţiei din abatajele frontale cu susţinere

individuală (abatajele cu front lung scad de la 21,7 % în 1990, la 8 % în 2007, iar cele cu

front scurt de la 25 % în 1990 la 2,89 % în 2007), aceasta concentrându-se spre metoda

cu subminare introdusă în 1996 şi cu care s-a scontat pe obţinerea unor indicatori tehnico

- economici superiori.

39

TABELUL 3.1 EVOLUŢIA PRODUCŢIEI PE METODE DE EXPLOATARE ÎN PERIOADA 1995 - 2007

METODA DE EXPLOATARE

ANUL METODA DE EXPLOATARE 1995 1996 1997 1998

925,4 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Abataje frcntale mecanizate mii tone 1455.3 1441,1 1183,4 1998 925,4 809,8 926,4 933,5 891,7 455,3 376,5 656,6 456.0 519,0 Abataje frcntale mecanizate

% 27.1 24,1 24,0 23.4 23,1 25,0 23,1 22,4 13,8 12,5 22,5 17,7 19,7 Abataje frontale cu susţinere individuală

mii tone 1001.8 994.4 567,9 236,4 266,0 209,8 279,3 280,7 251,3 227,1 240,0 158,0 211,6 Abataje frontale cu susţinere individuală % 18.7 16,7 11,5 6,0 7,6 5.7 6,9 7.1 7,6 7.5 8,2 6,1 8,0 Abataje cu front scurt mii tone 1335.6 1380,8 899.3 658,0 613,0 600,5 506.1 286,8 186.0 97,2 51.4 46,9 76,3 Abataje cu front scurt

% 24.9 23,1 18,3 16,6 17,5 16,2 12,5 7,2 5,6 3,2 1.8 1,8 2.9 SCRI mii tone 251.2 592,2 634,1 724,3 526,8 613,1 626.4 521.3 116,0 0.0 0,0 0,0 0,0 SCRI

% . 4.7 9,9 12,9 18.3 15.0 16,6 15,5 13.1 3,5 0.0 0,0 0,0 0,0 Banc subminat mii tone 48,8 440,9 987,8 1063,5 995,5 1050.6 1251,2 1620,5 2026.9 2141,7 1827,6 1753,9 1694,3 Banc subminat

% 0.9 7,4 20.0 26,8 28,4 28,4 31.0 40,7 61,3 71.0 62,5 68,2 64,2 Alte metode + pregătiri mii tone 1275,1 1122,2 654,6 354,1 291 300,6 436,4 375,9 272,9 173.9 147,0 157,7 136,2 Alte metode + pregătiri

% 23,8 18,8 13,3 6,9 8,3 8,1 10.8 9,5 8,2 5,8 5,0 6,1 5,2 Total mii tone 5367,8 5971,6 4927,1 3961,7 3502,1 3701,1 4032,8 3976,8 3038,6 3016,3 2922,6 2572,4 2637,5 Total

% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

20

Graficul 3.1 Evoluţia producţiei pe metode de exploatare în perioada 1995 - 2007

2500

2000

| 1500

i 1000

500

-abataje frontale cu banc cie cjrbune subrrinat

- lucrări de pregătire

mecanizate —•—abataje frontale cu

susţinere incfividuala abataje cu front scurt

SCH

0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 200* 2005 2006 2007

Anul

Evoluţia producţiei extrase pe metode de exploatare abataje f ronţăie ccrrptex

3.2. Metodele de exploatare cu subminare, aplicate la stratul 3 din bazin

Aplicată pentru prima dată în bazin la mina Uricani pentru înclinări ale stratului 3 de

până la 22° , metoda cu subminare şi susţinere individuală a abatajului s-a extins şi la

celelalte mine din bazin, ponderea producţiei cu această metodă fiind de 64,24 %.

în prezent, metoda de exploatare cu subminare şi susţinere individuală, se foloseşte

în 4 variante, clasificate în funcţie de principalii factori naturali ai stratului 3, grosimea şi

înclinarea, iar condiţiile de aplicare cadru sunt prezentate în tabelul 3.2.

3.2.1. Succintă prezentare a lucrărilor de deschidere, pregătire şi exploatare pentru metodele cu subminare în spatele liniei do front

în principiu, pentru deschiderea stratului 3 se utilizează aceleaşi tipuri de lucrări

miniere care s-au folosit la exploatarea stratului cu ajutorul metodelor clasice, tradiţionale:

- puţuri principale verticale executate de la zi;

- puţuri oarbe pentru deschidere în adâncime;

-galerii transversale şi direcţionale de orizont şi bloc;

- suitori principali de aeraj.

Ţinând seama de durata mare de funcţionare a acestor lucrări, amplasarea lor se

face în culcuşul pachetelor de strate respectiv a stratului 3, în roci sterile şi stabile

utilizându-se profite mari, pentru a asigura necesităţile de transport, aeraj şi circulaţia

personalului.

Aplicarea metodelor de exploatare cu subminare, presupune executarea unor

lucrări de pregătire specifice înclinării stratului.

39

TABELUL 3.2 CONDIŢIILE DE APLICARE ALE METODEI DE EXPLOATARE CU ABATAJE FRONTALE

CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT Şl SUSŢINERE INDIVIDUALĂ

c

Nr. SPECIFICAŢIE METODA DE EXPLOATARE Crt. Varianta I de exploatare Varianta II de Varianta III în subetaje Varianta IV în subetaje

pe înclinare sub tavan exploatare în felii pe orizontale sub tavan orizontale sub tavan

natural înclinare sub tavan

artificial

artificial artificial

înclinarea stratului la culcuş (a °) Max. 22° şi local maxim

25°

Max. 22° şi local maxim

25°

2 5 - 4 5 ° Minim 45°

2 înălţimea subetajului (feiei) (hsb, m) Maxim 10 m Maxim 12,5 m Maxim 10 m Maxim 10 m

3 înălţimea abatajului (habl m ) 2,5 m 2,5 m 2,5 m 2,5 m L înălţimea (grosimea) bancului de cărbune

subminat (hb, m)

7,5 m 10 m 7,5 m 7,5 m

5 Rezitenţa de rupere la complesiune a

cărbunelui (CJ,Ci Mpa)

Maxim 18-22 MPa Maxim 18-22 MPa Maxim 18-22 MPa Maxim 13-22 MPa

6 Gradul de surpabilitate a cărbunelui (is) 2 - 3 2-3 2-3 2-3

/ Unghiul de taluz natural (6, °) 48 -60° 48 -60° 48 -60° 48-60°

8 Modul de descărcare a cărbunelui din bancul

subminat

Pe 3 grinzi Pe 3 grinzi Pe 3 grinzi Pe 3 grinzi

S Gradul de recuperare a rezervei (%) Minim 85 % Minim 85 % Minim 85 % Minin 85 %

1C Diluţia tehnologică (externă) (DŢ) 8 - 1 0 % 8 - 1 0 % 8 - 1 0 % 8 - 1 0 %

22

Pentru ... <22° (local 25°):

- Varianta I cu executarea lucrărilor de pregătire pe strat (planşa nr. 3.1.):

- plane înclinate de transport şi aeraj;

- galerii direcţionale de transport (preabatajul de bază) şi de aeraj

(preabatajul de cap);

- planul de atac (viitorul abataj).

- Varianta II, cu executarea lucrărilor de pregătire atât pe strat cât şi în culcuşul

stratului:

- galerii direcţionale de transport (bază) şi aeraj (cap), executate în culcuşul

stratului;

- galerii transversale de transport (bază) şl aeraj (cap); executate în culcuşul

stratului;

- contrasuitori de interceptare a stratului;

- galerii direcţionale de transport (preabatajul de bază) şi aeraj (preabatajul

de cap), executate pe stratul de cărbune;

- plan de atac (viitorul abataj).

Pentru ... strat 25° -45° :

- Varianta III, cu executarea lucrărilor de pregătire în culcuş, pe strat şi în acoperişul

acestuia (planşa 3.2.):

- galerii transversale de număr (transport şi aeraj) executate în culcuş, strat şi

acoperiş;

- suitorii de număr (plane înclinate), executaţi între galeriile transversale, în

rocile sterile din culcuş, la minim 10 m de strat;

- suitori (plane înclinate) executaţi în acoperişul stratului;

- galeriile (preabatajele) direcţionale de pregătire executate în cărbune sub

acoperiş, respectiv în rocile sterile din culcjş, până la limita câmpului de

abataj;

- galeria (preabatajul) de atac, (viitorul abataj).

Pentru înclinări ale stratului > 45°, (varianta IV, planşa nr. 3.3.), lucrările de

pregătire sunt aceleaşi, singura deosebire constând în faptul că, preabatajul direcţional din

culcuş se execută pe culcuşul stratului până la limita câmpului de abataj.

în general, exploatarea cu banc subminat constă din extragerea cărbunelui la

nivelul feliei de bază a abatajului, urmată de evacuarea prin descărcare gravitaţională a

cărbunelui din bancul subminat, în spatele liniei frontului de lucru.

39

Ca etape aferente tehnologiei de lucru la exploatarea cu banc subminat, se

evidenţiază:

- execuţia planului de atac (pentru aslJat < 25°) , respectiv a galeriei de atac a

abatajului (pentru astrat = 25 - 45° şi >45°);

- forrrarea şcarpării la pornirea abatajului cu subminare;

- extragerea cărbunelui din abataj.

Tehnologia propriu - zisă de lucru, pentru cele 3 metode cu subminare (variantele I

- IV) este aceeaşi, presupunând următoarele faze (planşa nr. 3.4.):

- tăierea cărbunelui din frontul feliei de bază, prin perforare - împuşcare şi cu

ajutorul ciocanelor de abataj;

- ridicarea grinzii în consolă şi bandajarea tavanului

- evacuarea cărbunelui dislocat din frontul feliei de bază, susţinerea grinzilor aflate

în consolă şi bandajarea cu plasă a frontului;

- evacuarea/ descărcarea în mod gradual a cărbunelui din bancul subminat;

- montarea transportorului din abataj pe noul aliniament (culoarul din mijloc al

şirurilor de grinzi), scurtarea transportorului din preabatajul de transport (bază) şi

susţinerea intersecţiilor;

- dirijarea presiunii miniere, prin răpirea stâlpilor şi a ultimului rând de grinzi.

3.2.2. Identificarea complexelor de operaţii mari consumatoare de muncă şi

timp

Urmare a contactelor specialiştilor din Valea Jiului cu cei din Ungaria, a condus la

adoptarea şi aplicarea pentru prima dată a tehnologiei cu subminare în spatele liniei de

front, utilizând susţinerea individuală în condiţiile stratului 3 panoul 12 - pilier, blocul III de

la mina Uricani, la o înclinare a stratului de 18°. Exploatarea s-a realizat prin amplasarea

unui front de abataj cu o lungime de circa 40 m pe culcuşul stratului, rezultând un banc

subminat cu grosimea medie de 10 m.

în cadrul tehnologiei, pentru susţinerea abatajului s-au utilizat stâlpi hidraulici SVJ

2500 şi grinzi articulate în cruce (1200 + 570 mm), fazele tehnologice de lucru fiind cele

prezentate în planşa 3.4.

Tehnologia de lucru adoptată, prin utilizarea susţinerii individuale formată din grinzi

articulate motate în reţea şi stâlpi hidraulici cu circuit deschis, cu tăierea cărbunelui din

frontul abatajului prin perforare - împuşcare şi parţial prin cerocare cu utilizarea ciocanelor

de abataj, are însă unele deficienţe majore care în ansamblu influenţează negativ

39

indicatori tehnico - economici obţinuţi. Principalele deficienţe ale tehnologiei utilizate în

prezent constau în:

- toate complexele de operaţii din cadrul tehnologiei, se realizează manual cu

importante consumuri de forţă de muncă şi timp;

- tehnologia utilizată pentru tăierea cărbunelui din front (perforare împuşcare şi tăiere

din ciocan de abataj) presupune împuşcarea de tronsoane scurte din frontul

abatajului, tronsoane de 3-5 m, astfel că pentru lungimi de front cu valorii de 50 - 60

m sunt necesare 1 0 - 2 0 cicluri de împuşcare. Dacă se are în vedere cerinţa de

aerisire a frontului de lucru (minim 15 minute), rezultă o prelungire a duratei ciclului

de abataj cu 150 - 300 minute, numai din raţiuni de securitate şi sănătate în muncă.

- utilizarea susţinerii formată din grinzi de susţinere articulate montate în reţea,

presuoune consumuri de muncă suplimentare atât în faza de susţinere a fâşiei nou

tăiate cât şi în faza de dirijare a presiunii, datorită multiplelor îmbinări pană - bolţ

care t'ebuiesc realizate.

- durata mare a ciclului de abataj 1 2 - 2 0 schimburi favorizează fenomenul de

penet'are a vetrei abatajului de către stâlpii hidraulici cu circuit deschis, fapt care

presuoune consumuri suplimentare de muncă în faza de dirijare a presiunii, pentru

degajarea stâlpilor din vatră.

- densitatea de armare cu stâlpi hidraulici este mare, ceea ce îngreunează atât

manipularea acestora, cât şi circulaţia personalului prin abataj (5 stâlpi pentru

fiecare coloană);

- operaţia de demontare şi remontare a transportorului din spate la frontul de bază,

este una din cele mai neproductive soluţii adoptate;

- tehnologia adoptată nu permite mecanizarea nici uneia din complexele de operaţii

din cadrul acesteia;

- producţiile şi productivităţile mici obţinute, se răsfrâng în mod negativ asupra

rezultatelor economico - financiare.

Urmare a acestor deficienţe, se impun ca soluţii alternative mecanizarea

tehnologiilor de exploatare, la toate cele 3 metode de exploatare cu subminare aplicate în

prezent.

39

L £ G E N 0 A

1 , 2 - P L A N E IKCL1NATE DE A E R A J SI TRANSPORT.

- LUCRĂRI DE LEQATURA, SUBETAJ T BANC SUBMINAI •

5 . 6 ~ GALERII DIRECŢIONALE O £ AERAJ SI TRANSPORT, SUBETAJ I BANC SUBWNF

7 - PLAN OE ATAC SUB ETAJ I 8ANC SUBMINAT

6 , 9 - GALERIR Q.HKTCKAJ.E OE AERAJ SI TRANSPORT SUBETAJ D BANC SLBMINAT.

10 ~ PLAN OE ATAC SUBETAJ II BANC SUBMINAT-

11 - LEGĂTURĂ SUBETAJ K BANC SUBMINAT.

O - DECALAJ PE ORIZONTALA, M.

Lp - LUNGIME PANOU OE EXPLOATARE PE OIRECTLE, M .

H B - Î N Ă L Ţ I M E BANC S U B M I N A T , ™

h S.b-t. - ÎNĂLŢIME SUBETAJ BANC SUBMINAT, m. h f.b.s. :

2 . 5 « . INALTLME PTLIE OE BAZA BANC SUBMINAT

V - OECALAJ PE VERTICALA, M •

T - NISÂ A C C E S P L A N Î N C L I N A T S U B E T A J I

- AER PROASPAT

-AER VICIAT . - USA OE AERAJ

- OIG OE IZOLARE

N'OTA: înclinarea urmului la culcuş, local poate înregistra până la 25°

UCU s

PLANŞA 3.1 METODA DE EXPLOATARE CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT VARIANTA I

(astrat< 22° şi local a«trat< 25°)

26

ORir oţ CAP

PROIECTL ^ PE P L A N V E R T I C A L X.1:tOO .

4 â H v IU HO. GţMP. gt ABATAJ _ LUUO CAMPOE AQAIAJ j tcoOOr cca«Om " "t

SECŢIUNEA A-_A SC. « «00

HUND je «PlHfflf. CENUŞA

SECŢIUNEA p - B S C . 1 - 1 0 0

LE O E N Q A

1.2 - 5*URll 0MCC11QNM.C OECAP S< BAZA IN STSRFL.

— $Ai.ţflll I RAMS'iEBSAii Di CAP SI 3AJA <0E tUNARI 5 -SJIlOfl' OE XUMAFT IN CULC41$ 6 - GALCW ^ RAKSVERSAU SCURŢI ct ATAC

7 — SUITORI DE HUMAFL JN ACOPfUlS $9 -CAURII nKECKOMAlC ac PREGĂTIRI EXECUTATE K CJlCVS SI RESPECTIV Sl/B ACOPWISUl STftATUlUf W - OALERir 0£ Aî/c

• ) • TOC DC o;s tt', DlG K IZOLARE I ] USI DE AERAJ

.——. AER PTOAJOAT V AfS VICI Al

OOP OE CENUŞA ifiW INKAMOIIŢA

filNO Ot Ham ERE CWfSA

PLANŞA 3.2 METODA DE EXPLOATAREA CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT VARIANTA II

(25°< astrat< 45°)

27

Oft'Z. PE CAP

- } BIWP «XRfcT|H£RE • I ( EXECUTAT IN SUITOttJL 5 01N ACOPERIŞ AFERfNT SUBEAJUUil SJJPEH Oft •I t9

P R O I E C Ţ I E P E P L A N V E R T I C A L o SC. 1-IOD A

V

| SECŢIUNEA A - A

SC.1--H0

SECTIUNEA B-8 SC ' -100

ZOKA umaam*

L E C E H Q A

1.2 OALE Rit BfltCTICKAijE KCAP SI BMA IK STERIL 3l4 —OAICRII TRWfERSAlţ Ofi {AP SI BAZA | DC KIMAR) 5 - SUIT0« DE NU HAR IN CULCUŞ 6 - CALE» TAAMSVEftSALE SCURTE OE ATAC 7 -SUITOR' OE NUMĂR IKACOfERlS 89 —GALERII OiRtCTIONAU £1E PRCGATIRt (MUTATE P£ STRAT, PE CULCUŞ Si SUB ACOPERIŞ W - OALcR'f DE

TOC OE DIG || «0 DE iZOtARE

• [•[ CSI DE AERAJ _». AER PROASPĂT

' & » AER VXIAT

s

- L w a

PLANŞA 3.3 METODA DE EXPLOATAREA CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT VARIANTA III

(«strat >45°)

Montare SVJ nr. 5 la front si banda-jarea cu plasa a frontului. Montarea stilpului nr. 4 sub grinda ,,c", bucata cu bucata.

Montarea transportorului pe culoarul din mijloc al şirului de grinzi. Scurtarea transportorului din preabatajul de transport. Susţinerea intersecţiilor.

Dirijarea presiunii miniere (rapirea stilpilor 1 si 2, montarea stilpului 1 la grinda „b"

FAZA II FAZA III

Taierea cărbunelui din fata. Perforarea impuscarea găurilor. Taierea cu ciocan de abataj (secvenţial).

Ridicarea grinzii Mc" in consola. Bandajare tavan.

FAZA I

Faza de incepere a ciclului la abatajul cu banc subminat.

FAZA V

Evacuarea in mod gradual a cărbunelui din bancul subminat.

PLANŞA 3.4 PRINCIPALELE FAZE TEHNOLOGICE DE LUCRU ÎN CAZUL UTILIZĂRII SUSŢINERII INDVIDUALĂ

29

3.2.3. Analiza critică a indicatorilor tehnico — economici pe metodele de

exploatare aplicate în prezent

h anul 2007, Compania Naţională a Huilei a realizat o producţie totală de huilă de

2.637.484 tone, din care prin metoda cu subminare 1.694.321 tone, reprezentând 64,24

%, restul de 35,76 % obţinându-se cu celelalte metode aplicate: abataje cu front scurt,

abataje frontale mecanizate sau cu susţinere individuală şi din pregătiri (tabel 3.3.).

Productivităţile obţinute în abataje în acelaşi an 2007 sunt foarte modeste. Aşa cum

reiese din tabelul nr.3.4., randamentele realizate pe metode de exploatare se prezintă

astfel:

- abataje frontale cu complexe mecanizate 10,214 t/p

- abataje frontale cu susţinere individuală 5,26 t/p

- abataje frontale cu subminare 7,975 - 8,407 t/p (media 8,114 t/p)

Productivităţile slabe obţinute, au avut drept consecinţă realizarea unor indicatori

economico - financiari necorespunzători pe anul 2007, aşa cum rezultă, de altfel, şi din

tabelul 3.5.

Cu toate că gradul de subvenţionare a producţiei extrase a fost cuprins între 43,5 -

62,1 %; cheltuielile totale la 1000 lei PM sunt încă ridicate, respectiv între 1533,8 - 2435,4

lei/1000 lei PM ceea ce a condus la pierderi care oe întreaga companie s-au ridicat la

valoarea de 563454 mii lei.

Strategia energetică a României, prevede ca până în anul 2015 producţia de huilă

să atingă cifra de 4.500.000 tone/an.

Procesul d© restructurare şi disponibilizările masive de personal care au avut loc

începând cu anul 1997, au condus la necesitatea reorientării CNH către metode de

exploatare care să suplinească prin productivităţi ridicate reducerea semnificativă a

personalului direct productiv.

Pentru realizarea obiectivelor pe termen scurt şi mediu prevăzută în strategia

energetică naţională pentru extracţia de huilă de huilă, a devenit absolut necesară

creşterea productivităţii muncii la metodele de exploatare aplicate în prezent, creştere care

în condiţiile actuale nu se poate realiza decât prin perfecţionarea tehnologiilor de

exploatare, respectiv prin adoptarea de soluţii de mecanizare complexă a proceselor de

muncă, soluţii care să răspundă condiţiilor geo - miniere specifice acestui bazin.

39

TABELUL 3.4 PRODUCTIVITATEA MUNCII PE METODE DE EXPLOATARE

LUNA DECEMBRIE Şl CUMULAT ANUL 2007

LONEA cum 5,170 5.294 6.506 6,506 1.874 5,727 5.259 1,445

PETRI LA

LIVEZENI

VULCAN

PAROSENI

LUPENI

URICANI

luna 8,726 8,726

cum 8,407 8.407

4.079

3068

2,115 8.322 7.827

0.970 8,149 6.863

luna 12,817 0,000 0,000 10.007 10,007 2,307 11.399 10,664

cum 11,908 4,952 5,085 8,667 8.667 2,153 7,502 6,686

luna 11.190 11.190 4,129 11,190 11,080 9,210 9.210 2.738 9.210 8.873

luna 9.252 5,825 0,000 1,955 8,441 6,335

cum 9.406 5,998 1.679 9.588364 8.815 7,348

luna 14,100 8.040 8.040 0,000 1,622 9,867 8.834

12.433 7.629 7,629 2,340 1.263537 7.957 6,462

luna 5,196 0,C00 7,816 7,816 2,288 6,675 6,032

5,278 5,708

1,778

1.723

2,034

1.379

2,126

1,883

1,522

1,786

2.235

1,473

1,682

31

TABELUL 3.5 INDICATORI ECONOMICO - FINANCIARI PE ANUL 2007 Şl PROGRAMAŢI PENTRU ANUL 2008

Nr.

crt.

INDICATORUL LONEA PETRILA LIVEZENI VULCAN PAROŞENI LUPENI URICANI

1 Costuri de producţie (lei/tonă) Realizat 2007 305,59 250,02 292,57 216,34 210,63 269,17 250,24 1 Costuri de producţie (lei/tonă)

Program 2008 295,63 271,90 236,82 247,90 248,52 261,91 254,71

2 Cheltuieli materiale (lei/tonă) Realizat 2007 93,30 72,94 84,86 58,31 59,54 70,15 70,89 2 Cheltuieli materiale (lei/tonă)

Program 2008 65,5 60,2 47,9 735 88,8 76,7 53,7

3 Cheltuieli cu munca vie (lei/tonâ) Realizat 2007 212,29 177,08 207,70 158,03 151,09 199,01 179,35 3 Cheltuieli cu munca vie (lei/tonâ)

Program 2008 243,3 217,9 188,9 182.1 159,9 188,9 207,9

4 Preţ livrare (lei/tonă) Realizat 2007 148,96 148,12 120,13 140,67 97,76 145,58 148,02 4 Preţ livrare (lei/tonă)

Program 2008 139,87 142,88 135,34 132,32 134,92 133,45 136,27

5 Subvenţie unitară (lei/Gcal)

Grad de subvenţionare (%)

Realizat 2007 40,74 40,74 40,74 40,74 40,74 40,74 40,74 5 Subvenţie unitară (lei/Gcal)


Program 2008 31,6 31,6 31,6 31,6 31,6 31,6 31.6


Grad de subvenţionare (%) Realizat 2007 48,1 58,8 43,5 62,1 55,7 51,4 55,6



Program 2008 35,4 39,5 39,6 35,3 41,9 41,2 37,0

6 Cheltuieli totale la 1000 lei

producţie marfă (lei)

Realizat 2007 2051,5 1687,9 2435,4 1533,8 2154,6 1848,9 1690,6 6 Cheltuieli totale la 1000 lei

producţie marfă (lei) Program 2008 2113,6 1902,9 1749,8 1873,4 1842 1962,6 1869,1

32

CAPITOLUL IV

PREZENTAREA POSIBILITĂŢILOR DE MECANIZARE

A ABATAJELOR FRONTALE CU SUBMINARE

4.1. Succintă prezentare a tehnologiilor de exploatare aplicate până în prezent pe plan mondial în cazul abatajelor frontale cu subminare

Metoda de exploatare cu subminare, are ca procedeu specific, creşterea înălţimii de

exploatare pe verticală a subetajului şi anume în cazul proiectelor cadru avizate la

înălţimea de 10 -M 2,5 m, faţă de metodele clasice ale căror felii sunt de 3 5 m.

Tehnologia de exploatare cu subminare, ca faze tehnologice în principiu este

aceeaş, însă, de-a lungul anilor a evoluat şi s-a diferenţiat în funcţie de tipul de susţinere

adoptat şi respectiv de procedeul de excavare a cărbunelui din frontul de bază, astfel:

a. Cu susţinere individuală din lemn (planşa nr. 4.1.);

b. Cu grinzi tubulare şi stâlpi cu fricţiune (planşa nr. 4.2.);

c. Cu grinzi articulate şi stâlpi hidraulici (planşa nr. 4.3.);

d. Cu cadre sau rame păşitoare uşoare (planşa nr.4.4.);

e. Cu susţinere mecanizate de abataj grele (planşa nr. 4.5.).

Exploatarea cu subminare cu grinzi articulate aşezate perpendicular pe front, este

prezentată în literatura de specialitate încă din 1956 în Franţa, tehnologie care a fost

preluata şi dezvoltată şi în alte ţări din străinătate.

Conceperea grinzilor articulate în cruce, a reprezentat un pas înainte privind

dezvoltarea tehnologiei de exploatare cu subminare şi o mai bună stabilitate a susţinerii în

abataj, grinzile prin cuplare între şiruri cu strângători formând o adevărată reţea de

susţinere.,

Susţinerile individuale clasice, însă, deşi permit preluarea variaţiilor de lungime ale

fronturilor abatajelor de bază, necesită un consum mare de muncă şi timp pentru

realizarea operaţiei de susţinere a abatajelor.

39

1. REALIZAREA BANCULUI SUBMINAT

go/er/e pregâ/tre

2. SURPAREA CĂRBUNELUI DUPA CONFECŢIONAREA TAVANULUI ARTIFICIAL

cu!a/*

3. SURPAREA GALERIEI DE PREGĂTIRE SI RECUPE-RAREA CĂRBUNELUI DE SUB ACOPERIŞ

/ / s v\ .ov.

rtonfore? oreo/odt/â o fer vcr na/or or//'//'aer/

PLANŞA 4.1 METODA DE EXPLOATARE A STRATELOR GROASE CU ÎNCLINARE

MARE ÎN FÂŞII TRANSVERSALE Şl BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT

39

FAZA 1-a _ J.OQm

FAZA a ll-a jQvOfl OrMt'ciof Uin . )Jm

i i / / Ici 1 <!

, / l i

5 / Q I i j

t î M?n>C/?f d/o r/S

FAZA a Ifl-a

Mrrnrn # 1 A A . ^ r i /

W h

PRINCIPALELE FAZE IN CADRUL TEHNOLOGIEI DE EXPLOATARE CU BANC SUBMINAT FRONT LUNG DE ABATAJ SUSTINUT CU GRINZI TUBULARE SI STÂLPI CU FRICŢIUNE

TAIERE CULOAR 4 DEMONTARE TRANSPORTOR

• SUBMINARE CULOAR 1 • SUSŢINERE CULOAR 3 • TAIERE CULOAR 5 • DEMONTARE TRANSPORTOR • SURPARE CULOAR 2 • SUBMINARE CULOAR 2 • SUSŢINERE CULOAR 4 • SURPARE CULOAR 3 • SUBMINARE CULOAR 3

SCHIMBUL I

ii WW m j M

SCHIMBUL II SCHIMBUL HI

PLANŞA 4.2 ORGANIZAREA PROCESULUI DE PRODUCŢIE ÎNTR-UN FRONT LUNG

DE ABATAJ CU SUBMINARE SUSŢINUT CU GRINZI TUBULARE Şl STÂLPI CU

FRICŢIUNE

39

cairo/; «WIOKV

grilaj de ptotecti» FAZA l-a FAZA II-Q FAZA IIl-a

FAZA IV-a

PLANŞA 4.3 PRINCIPALELE FAZE ALE TEHNOLOGIEI DE EXPLOATARE CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT ÎN CAZUL

UTILIZĂRII SUSŢINERII INDIVIDUALE

PLANŞA 4.4 PRINCIPALELE FAZE ALE TEHNOLOGIEI DE EXPLOATARE CU BANC

DE CĂRBUNE SUBMINAT ÎN CAZUL UTILIZĂRII SUSŢINERII BD - 340 T

39

-20C0

550

I - Susţinerea se afla la front pentru un nou ciclu.

II - Taierea unei fisii, deschiderea grinzi» glisante si a prinzatorului de front, ripare transportor

I - Pasirea secţiei glisante

IV - Susîinerea se afl3 la front dupa trei pasiri

V- Descarcarea cărbunelui pfin subar - rostogol.

PLANŞA 4.5 PRINCIPALELE FAZE ALE TEHNOLOGIEI DE EXPLOATARE CU BANC

DE CĂRBUNE SUBMINAT ÎN CAZUL UTILIZĂRII SUSŢINERII MECANIZATE SMAS

39

4.2. Posibilităţi de exploatare a stratului 3 utilizând complex mecanizat de abataj greu pentru subminare

Metoda de exploatare a stratelor groase cu aoataje cu front lung mecanizate şi cu

banc de cărbune subminat, a fost concepută şi s-a putut dezvolta numai pe baza adaptării

şi perfecţionării în continuare a susţinerilor mecanizate clasice (felii de 2,5 - 3,5 m).

Faţă de susţinerile clasice, susţinerile mecanizate pentru subminare trebuie să mai

asigure suplimentar prin soluţiile sale tehnice, constructive şi funcţionale: realizarea

evacuării intensive a cărbunelui din bancul subminat, preluarea unor presiuni suplimentare

la ruperea acoperişului direct şi a celui principal, reducerea pierderilor de cărbune şi în

acest fel a pericolului apariţiei focurilor endogene.

în prezent, în diferite ţări s-au realizat numeroase modificări, adaptări şi

perfecţionări a susţinerilor mecanizate destinate pentru subminare. Aceste modificări au

permis extinderea a 5 grupe de susţineri mecanizate, caracterizate prin soluţii tehnice

specifice de adaptare la exploatarea cu banc subminat, (fig. 4.1).

Fig.4.1 Soluţii constructive pentru secţiile de susţinere mecanizată pentru subminare, a - cu descărcare prin

faţa grinzii; b - cu descărcare prin grindă; c - agregat pentru subminare (metoda de exploatare cu stâlpi

lungi pe înclinare descendent); d - cu descărcare prin scut; e - cu descărcare pe la baza scutului

Tehnologia de exploatare mecanizată cu subminare se utilizează în mineritul

mondial, de peste 20 de ani, în ţări ca: Rusia, Iugoslavia, Slovenia, Ungaria, Germania,

Franţa, Spania, Anglia, etc., pentru strate ale căror grosime depăşeşte 5 - 6 m.

Ce dată mai recentă, o dezvoltare vertiginoasă a căpătat exploatare cu subminare

cu complexe mecanizate de fabricaţie proprie în Chha, ceea ce a făcut ca specialiştii şi

firmele din SUA, Australia şi alte ţări cu industrie carboniferă dezvoltată aă preia

experienţa Chinei în domeniu.

d

39

în planşa nr. 4.6., figura a, este arătat modelul conceptual al dirijării presiunii

elaborat de specialiştii din Australia pentru susţinerea de fabricaţie chineză arătată în

figura b.

Dintre firmele de tradiţie, firma DBT care în ultimul timp a concentrat toate firmele

de construcţii de maşini miniere din Europa, mai produce două modele de susţineri pentru

subminare, prezentate în planşa nr.4.6., figurile c şi d.

4.2.1. Soluţii tehnice de evacuare a cărbunelui din bancul subminat

Pentru descărcarea bancului de cărbune, s-au definitivat 3 variante sau procedee:

a. Procedeul de descărcare al cărbunelui la frontul de lucru din faţă, reprezentat

prin susţinerile din grupa l-a de tipul KTU (Rusia) sau VHP - 412 (Ungaria);

b. Procedeul de descărcare al cărbunelui prin spate, reprezentat de susţinerile din

grupele II, III şi IV cum sunt cele de tipul B.S.2P Westfalia Lunen (Germania) sau ESO-

2/3000 Dowty (Anglia);

c. Procedeul de descărcare a cărbunelui prin partea de sus (jumătatea din spate a

grinzii), reprezentat prin susţinerile din grupa a V-a de tipul VHP.730 sau 731 (Ungaria);

KNK (Rusia), DBT sau SMA-S (România).

Analizând cele 3 variante, s-a apreciat că la nivelul actual de cunoaştere din

experienţa folosită pe plan mondial, procedeul de descărcare al cărbunelui prin grindă (de

sus), prezintă interes. Forma constructivă a secţiei şi tehnologia aplicată cu un singur

transportor face posibilă susţinerea imediată a cărbunelui subminat şi a frontului de abataj,

iar pierderea de cărbune în această variantă este cea mai mică acesta fiind un argument

foarte important la aplicarea acestei tehnologii la condiţiile stratului 3 din bazin.

4.2.2. Posibilităţi privind dotarea abatajelor frontale cu complex mecanizat

greu pentru subminare, utilizabile în condiţiile bazinului Valea Jiului

Frin procesul Verbal nr 3/24 01 2006 al CNH Petroşani, CTE a stabilit ca soluţia de

mecanizare cu un astfel de complex pentru subminare să se dezvolte în blocul VI A de la

mina Livezeni, bloc care asigură din punct de vedere geo - minier condiţiile de aplicare,

respectiv un câmp de abataj cât mai mare spre a reduce cheltuielile ocazionate de

lucrările de menţinere (lucrări de pregătire şi de remontare).

Parametrii principali care fac posibil utilizarea unui astfel de complex în blocul VI A

zona sudică a stratului 3 sunt:

lungimea blocului pe direcţia stratului: 450 - 650 m; 40

PLANŞA 4.6 SECŢII DE SUSŢINERE MECANIZATĂ PENTRU ABATAJELE

FRONTALE CU BANC DE CĂRBUNE SUBMINAT

39

- lungimea câmpurilor de abataj pentru viitoarele panouri cu subminare: 410-560 m.

Prin proiectul tehnologic de exploatare, pentru acest bloc s-a preconizat echiparea

abatajelor frontale cu subminare cu un complex mecanizat greu, având în componenţă

- susţinerea mecanizata pentru subminare cu descărcarea cărbunelui prin grindă:

SMA-S (România) sau DBT sau similară;

- combina de abataj: KS-3M (Rusia) sau ESA-150L (Eickhoff) sau similară);

- transportorul de abataj: TR-7A (România) sau DBT sau similar

Ca element de noutate, în componenţa complexului mecanizat de abataj propus, se

remarcă secţia de susţinere pentru subminare de concepţie românească de tip SMA-S. Un

astfel de model de referinţă se află deja executat la uzina GEROM SA Petroşani.

De asemenea, o caracteristică importantă a dotării cu utilajele prevăzute este faptul

că susţinerea mecanizată SMA-S şi transportorul de abataj TR-7A se fabrică în ţară, mai

puţin combina de abataj KS-3M, dar care se află în dotarea EM Livezeni şi a altor unităţi

miniere aparţinând CNH Petroşani.

Caracteristicile tehnice ale susţinerii SMA-S, componentă a complexului mecanizat,

sunt prezentate în planşa nr. 4.7.

Tehnologia şi fazele principale de lucru din abataj, este prezentată în planşa nr. 4.5.

Un ciclu întreg, cuprinde tăierea cu combina a trei fâşii la frontul din faţă (3 x 0,65

m), ceea ce presupune efectuarea repetată a operaţiilor de păşire a secţiilor de susţinere

şi de ripare a transportorului şi a combinei la front, urmate de descărcarea graduală a

cărbunelui din bancul subminat prin ferestrele de evacuare ale secţiilor, pasul de

subminare creat în urma a trei păşiri fiind de 1,95 m.

Prin aplicarea acestei tehnologii, faţă de tehnologia clasică cu subminare, se

scontează pe obţinerea unor indicatori tehnico - economici superiori, cu producţii medii

zilnice de peste 1500 tone/zi, productivităţi de peste 30 tone/post şi costuri unitare relativ

mici obţinute la nivelul costurilor directe din abataj (de circa 3 ori mai reduse).

4.3. Posibilităţi de exploatare a stratului 3 utilizând complexe mecanizate de

abataj uşoare

4.3.1. Pentru abatajele frontale clasice în felii de 3 m

Metodele şi tehnologiile de exploatare utilizate în prezent în câmpurile miniere:

Lonea, Livezeni, Paroşeni, Uricani, respectiv cu abataje frontale cu susţinere individuală

(stâlpi SVJ + grinzi GSA) şi evacuarea cărbunelui din front prin perforare - împuşcare, au

posibilităţi tehnice limitate de exploatare, având drept consecinţă obţinerea unor indicatori 42

Caracteristici tehnice

- înălţimea susţinerii

- pasul de avansare

- distanţa dintre axele secţiilor

- portanţa maximă

- presiunea de lucru

- înclinarea maximă a abatajului

pe direcţie

transversală

- masa

2720 - 3225 mm;

650 mm;

1500 nm;

4x1000 kN;

315 bar;

15°;

15°;

12500 kg.

PLANŞA 4.7 SECŢIA DE SUSŢINERE MECANIZATĂ SMA -

tehnico - financiari foarte modeşti: productivităţii medii în abataj de 5,26 - 5,33 tone/post

şi cheltuieli de exploatare de peste 2000 lei/1000 lei producţie marfă.

Pentru eficientizarea procesului de exploatare a stratului 3 de la mina Lonea şi prin

extindere şi în câmpurile miniere amintite, la solicitarea CNH Petroşani, firma KOPEX SA

Polonia a propus utilizarea unui complex mecanizat uşor, care să aibă în componenţă ca

principae utilaje:

- cadru păşitor uşor pentru înălţimi de 1,8 - 3,2 m;

- combină de abataj uşoară pentru fronturi scune: ESA-60L;

- transportor de abataj: BW-EKF-OV.

Susţinerea asigură exploatarea în siguranţă, în cazul acoperişurilor şi culcuşurilor

formate din roci de rezistenţă redusă şi accidente tectonice, atunci când aplicarea

susţinerilor mecanizate grele este neeconomică.

4.3.1.1. Complexul mecanizat uşor pentru abatajele frontale clasice (felii 3 m).

Utilaje componente şi caracteristici tehnice principale

a. Cadrul păşitor tip KOPEX:

-înălţimea minimă = 1,8 m

-înălţimea maximă = 3,2 m

-domeniul de lucru pe verticală = 2 , 0 - 3 , 0 m

-înclinarea longitudinală a abatajului = 15°

-înclinarea transversală a abatajului = 15°

-numărul de stâlpi = 4

- sarcina maximă = 500 KN

-sarcina nominală = 404 KPa

- presiunea fluidului de lucru = 16 MPa

- greutatea = 2000 kg

Păşirea grinzilor este realizată cu cilindrii hidraulici cu comanda amplasată

unităţile vecine.

în cazul în care înclinarea transversală depăşeşte 5°, se pot utiliza dispozitive de

stabilizare transversală.

b. Combina de abataj ESA-60L:

- înălţime constructivă

- înălţime totală cu transportor

= 1775 mm

= 1900 mm 39

• lăţime (fără braţ)

• lăţime (cu braţ)

• lungime

• lungimea braţului

diametrul tamburului

• adâncime făgaş

•înălţime de tăiere

• adâncimea de tăiere sub nivelul transportorului

• viteza tamburei

puterea instalată

• greutatea totală

• sistem de avans

sarcina de deplasare

• viteza de tăiere

= 1085 mm

= 1963 mm

= 2200 mm

= 750 mm

= 1600 mm

= 400 mm

= 2900 mm

= 200 mm

= 32 rot/minut

= 60 KW

= 8,4 tone

= EICOTRACK

= 110 KN

= 0 * 6 m/minut

c. Transportorul de abataj BW-EKF-OV:

- lungimea maximă

-înălţimea maximă

- lăţimea totală

- lanţ cu zale

- viteză lanţ

- capacitatea de transport

- putere de acţionare:

- motoare electrice

- reductoare

- cuplaje

= 65 m

= 1232 mm

= 1449 mm

= 0 22 x 86

= 0,92 m/s; 1,13 m/s

= 160 t/h; 200 t/h

= 2 x 55 KW

= 2 x KST III — 55

= 2 x Tschan-duplex

Combina de abataj ESA-60L, împreună cu transportorul de abataj tip BW-EKF-OV

sunt proiectate pentru pilieri şi fronturi scurte.

Oferta pentru complex poate fi echipată cu sistem independent de ripare a

transportorului.

Complexul mecanizat uşor tip KOPEX, este prezentat în planşa nr. 4.8.

Cu un astfel de complex, se scontează pe obţinerea unor indicatori tehnico -

economici superiori comparativ cu tehnologia clasică de exploatare prin perforare -

împuşcare şi susţinere individuală, apreciindu-se următoarele:

39

400 550 3500+S

PLANŞA 4.8 COMPLEX MECANIZAT UŞOR PROPUS DE FIRMA KOPEX

46

- dublarea productivităţii muncii (de la 5,25 la 6 tone/post la 12 - 13 tone/post) şi

implicita producţiei medii zilnice;

- viteza medie zilnică, creşte de peste 2 ori;

- costurile directe în abataj pe tona de cărbune, se reduc cu până la 40 %.

4.3.2. Pentru abataje frontale cu subminare (în subetaje)

4.3.2.1. Prezentarea unor soluţii aplicate pe plan mondial

Aşa cum s-a mai precizat, susţinerile individuale clasice, deşi permit preluarea

variaţiilor de lungime a frontului, necesită un consum mare de muncă şi timp pentru

realizarea operaţiilor de execuţie din abataje pe durata unui ciclu.

Pentru eliminarea acestor deficienţe, pe plan mondial, în Spania de exemplu, se

folosesc cadre de susţinere cu grinzi culisante tip BD-340T (planşa nr. 4.9).

Susţinerea BD-340T se compune din două elemente constructive profilate în

cheson: asamblate prin intermediul unui resort, cu lamele deplasabile. în acest scop, este

dotată la partea anterioară a grinzii cu un cilindru hidraulic cu dublu efect, cu o cursă de

1000 mm. Tija cilindrului este unită cu resortul cu lamele, în timp ce corpul este legat la

grindă îi faţă.

Ansamblul grinzii se sprijină pe trei stâlpi hidraulici, doi la partea din faţă şi unul la

partea din spate, care se fixează de grindă cu ajutorul unor furci sudate la capătul stâlpilor

şi asamblate la grindă cu ajutorul unui bulon.

Distribuţia stâlpilor pe grindă asigură console în faţă de 1200 mm sau 1575 mm, în

timp ce în partea din spate a grinzii este de 850 mm, în toate cazurile.

Acest cadru de susţinere se poate utiliza atât la metoda de exploatare în felii, cât şi

în subetaje cu subminare, în care caz este recomandabil a se plasa în spatele cadrului un

element scurt, care se adaptează la partea posterioară a acestuia, având posibilitatea de

a-şi varia lungimea cu ajutorul unui cilindru hidraulic.

Principalele faze de lucru cu susţinerea TAIM-TFG/BD-340T, sunt prezentate în

schema de principiu din planşa nr.4.4.

Folosirea acestui tip de susţinere, reprezintă un pas înainte faţă de susţinerea

individuală, cu unele efecte pozitive cum ar fi:

- reprezintă o susţinere uşoară şi mecanizată a operaţiei de susţinere a abatajului;

- permite utilizarea unei combine uşoare la tăierea cărbunelui din abataj;

- se obţin productivităţi şi producţii superioare, faţă de susţinerea individuală

utilizată în prezent; 47

- se poate utiliza atât la metoda de exploatare în felii, cât şi la metoda în subetaje cu

banc de cărbune subminat.

4.3.2.2. Prezentarea posibilităţilor de mecanizare a abatajelor frontale cu

subminare, prin utilizarea unui complex mecanizat uşor

Prin procesul Verbal de avizare nr.3/24.01.2006, CTE-CNH Petroşani a stabilit ca

oportună dezvoltarea şi elaborarea unei soluţii tehnice de mecanizare a abatajelor frontale

cu banc subminat cu utilizarea unor cadre păşitoare pentru susţinere şi a combinelor

uşoare, soluţie care să aibă un grad mai ridicat de a da stabilitate la diferite clase de

condiţii geologico - miniere ale bazinului.

Cerinţele care trebuie să le îndeplinească cadrele păşitoare pentru subminare,

recomandate de comisia de avizare:

- să poată fi utilizate şi în condiţiile în care parametrii tehnologici ai câmpurilor de

abataj aflate în exploatare se încadrează în intervalul Lca = 150 - 250 m;

- să se aibă în vedere o uniformizare a utilajelor folosite, indiferent de condiţiile de

aplicare (înclinare mică £ 22°; înclinare medie, între 25° - 45° şi înclinare mare peste 45°),

cu menţiunea că pentru înclinări medii şi mari metoda de exploatare este metoda în

subetaje orizontale cu banc subminat;

- la abatajele în subetaje orizontale cu banc subminat, trebuie să se aibă în vedere

dificultăţile ce apar la transportul utilajelor (reţeaua de lucrări de pregătire presupune

existenţa suitorilor) fapt ce presupune ca utilajele să aibă gabarite reduse;

- soluţia de mecanizare cu cadre păşitoare şi combine de abataj uşoare (cu un

simplu oraţ), să poată fi utilizată şi pentru aplicarea în cazul abatajelor clasice în felii

orizontale sau înclinate la stratul 3 sau la stratele de grosime medie;

- să poată fi utilizată şi pentru grosimi ale stratului 3 de la 10 - 12 ,5 m cu

exploatarea unei felii sub acoperiş sau pentru grosimi mai mari de 17 m, unde se va

recurge la exploatarea a 2-3 subetaje, cu subminare (cazul stratului cu înclinare mică <

22°); se va avea în vedere stabilitatea susţinerii în cazul utilizării acesteia la înclinări care

se situează în limitele 15 - 22°.

Pornind de la acest concept, un grup de specialişti de la CNH Petroşani şi GEROM

Petroşani, având ca bază de asimilare un model SALZGITTER (Germania), au conceput o

grindă păşitoare tip GEROM-GP 250/1200.

Acest tip de cadru păşitor, este estimat să deservească abatajele subterane din

mine de cărbune în atmosfere normale şi potenţial explozive cu regim grizutos categoriile I 48

a) Cadrul de susţinere cu grinzi culisante BD - 340Tpentru surpare

b) Cadrul de susţinere cu grinzi culisante BD - 340T şi element scut pentru subminare (fabricat de firma TAIM - TFG, Spania

PLANŞA 4.9 C A D R U L DE SUSŢINERE CU GRINZI CULISANTE BD - 340 T

49

şi II, în care tăierea cărbunelui se poate face prin procedeul clasic de perforare împuşcare

sau cu combina de abataj.

Grinzile GEROM-GP.250/1200, sunt destinate să echipeze abataje frontale de

lungimi medii, cu înclinări de până la 10°, în cadrul metodelor de exploatare clasice (în felii

orizontale sau înclinate cu înălţimea maximă de 3,0 m) şi abatajele frontale cu subminare

atât în varianta cu subetaje orizontale aplicată în cazul înclinărilor medii şi mari ale

stratului, cât şi în cazul exploatării stratelor groase în subetaje pe înclinare.

50

CAPITOLUL V

PREZENTAREA ECHIPAMENTELOR POSIBILE DE APLICAT

PENTRU MECANIZAREA CU COMPLEXE UŞOARE A

EXPLOATĂRII CU SUBMINARE A STRATULUI 3

5.1. Dotarea necesară în abataje, tehnologia şi fazele principale de lucru

Cadrul păşitor GEROM-GP.250/1200 adaptat pentru subminare, permite utilizarea a

două variante tehnologice de exploatare şi anume:

A. Tehnologia de exploatare cu tăierea cărbunelui din abatajul de bază prin

perforare - împuşcare.

B. Tehnologia de exploatare cu tăierea mecanizată cu combina a cărbunelui din

abatajul de bază.

A. în varianta tăierii cărbunelui cu explozivi, abatajul va fi dotat cu următorul

echipament:

- perforatoare rotative uşoare - PR.8;

-cadre păşitoare GEROM-GP.250/1200;

- transportor cu raclete TR 3.

Cu o astfel de dotare, tehnologia de lucru prezentată, în principiu, în planşa nr. 5.1.,

presupune ca operaţii principale:

Faza 1 - perforarea găurilor de mină la frontul de bază.

Faza 2 - împuşcarea găurilor, bandajarea cu plasă metalică şi susţinerea tavanului

dezvelit cu prinzătorul de front, evacuarea cărbunelui derocat.

Faza 3 - decuplarea lanţurilor de la cadrul ce urmează să fie păşit şi păşirea pe

rând a grinzilor principale la un pas de 0,65 - 0,8 m.

Faza 4 - păşirea pe rând a grinzilor secundare la acelaşi pas de 0,65 - 0,8 m.

Faza 5 - repetarea păşirii grinzilor principale şi secundare la pasul de 0,65 - 0,8 m

şi recuplarea cadrelor cu lanţuri; evacuarea graduală a cărbunelui din bancul subminat din

spatele liniei de front.

în funcţie de tăria cărbunelui, pasul de împuşcare care va fi echivalent cu pasul de

subminare, va fi de 1,3 + 1,6 m.

51

B. în varianta tăierii mecanizate a cărbunelui, cu complexul mecanizat uşor, va

avea în componenţă:

- cadre păşitoare GEROM-GP.250/1200, sau similare;

- combina de abataj ESA-150L, sau similară;

- transportor TR-7A, sau similar (pentru frontul din faţă);

- transport TR-3 (pentru subminare).

Tehnologia de lucru prin procedeul de tăiere mecanizată a cărbunelui, în principiu,

presupune ca operaţii principale (planşa nr.5.2.),:

Faza l-a - tăierea făgaşului 1 al frontului de bază cu combina de abataj pe

adâncimea egală cu lăţimea tamburei combinei (0,65 m);

Faza ll-a - bandajarea cu plasă metalică şi susţinerea tavanului dezvelit cu

prinzătorul de front, curăţirea vetrei abatajului de cărbune între transportor şi front, riparea

transportorului;

Fara lll-a - replierea prinzătorului de front, decuplarea lanţurilor de la cadru ce

urmează să fie păşit şi păşirea pe rând a grinzilor principale la un pas egal cu lăţimea

făgaşului tăiat;

Faza IV-a - riparea celui de-al doilea transportor şi păşirea pe rând a grinzilor

secundare la acelaşi pas egal cu lăţimea făgaşului tăiat;

Faza V-a - tăierea celui de al 2-lea făgaş cu combina;

Fazele VI, VII, VIII - repetarea operaţiilor fazelor II, III, IV şi recuplarea cadrelor cu

lanţuri;

Faza IX-a - evacuarea graduală a cărbunelui din bancul subminat din spatele liniei

de front, pe cel de-al doilea transportor.

5.2. Grinda păşitoare GP.250/1200

Grinda păşitoare, este alcătuit din următoarele componente (planşa nr.5.3.):

- grinda principală (1);

- grinda secundară (2);

- elementul glisant (3);

- cilindrul hidraulic de păşire (4);

- prinzătorul de front (5);

- cilindrul hidraulic prinzător de front (6);

- stâlpi hidraulici susţinere grinzi (7).

52

PLANŞA 5.1 TEHNOLOGIA DE LUCRU DIN ABATAJELE FRONTALE CU BANC SUBMINAT CU UTILIZAREA GRINZII PĂŞITOARE GP 250/1200 Şl PERFORARE ÎMPUŞCARE

53

I iiiiiiiiniimiini

Faza V tăiere fişic II

y—m

PLANŞA 5.1 TEHNOLOGIA DE LUCRU DIN ABATAJELE FRONTALE CU BANC SUBMINAT CU UTILIZAREA GRINZII PĂŞITOARE GP 250/1200 Şl TĂIERE CU COMBINA

54

800

2300

V, o Ci <M

re .E E E

3650

X 1350 •j •

)

350

PLANŞA 5.3 GRINDA PASITOARE GEROM GP 250/1250

55

PLANŞA 5.4 POZIŢIILE DE LUCRU ALE GRINZII PĂŞITOARE GP 250/1200

56

Ambele grinzi sunt confecţii metalice sudate, chesonate, racordate între ele prin

elementul glisant confecţionat din oţel arc şi cilindrul hidraulic de păşire 0 110/60 — 900.

Grinda principală este echipată la partea frontală cu prinzătorul de front, acţionat cu

cilindrul hidraulic 90/60 - 350 (planşa 5.4).

Cele două grinzi păşitoare sunt susţinute fiecare în parte cu câte doi stâlpi hidraulici

cu circulaţie deschisă ATLAS - S 250, cu portanţa reglabilă la valoarea de 300 KN fiecare.

Caracteristicile tehnice principale:

-înălţimea maximă = 2500 mm

-înălţimea minimă = 2000 mm

- pasul de instalare = 800 mm

- capacitatea portantă maximă = 1200 KN

- nr. stâlpi hidraulici portanţi = 4 bucăţi

- pas de păşire = 900 mm

- pas de instalare = 800 mm

- forţa dezvoltată de cilindrul de păşire 0 110/60 - 900

(Fîmp/FFr) la Pnom = 315 bar = 299,2 KN/210 KN

- domeniul de lucru al prinzătorului de front = 0 * 1 35°

- forţa dezvoltată de cilindrul prinzător de front

0 110/60-350 (Fîmp/FFr) la Pn0m = 315 bar = 200,3 KN/111,3 KN

- masa grinzii (inclusiv stâlpii ATLAS S 250) = aprox. 1250 kg

5.3. Domeniul de aplicare al complexului mecanizat uşor propus

Analizând caracteristicile principale ale cadrjlui păşitor, GEROM-GP.250/1200,

coroborat cu principalii factori naturali ai stratului 3 din bazin şi condiţiile cadru ale

metodelor cu subminare aplicate în prezent, se apreciază că noul cadru păşitor poate fi

utilizat, astfel:

- La abatajele frontale cu subminare într-un singur subetaj sub tavan natural, în

care:

- înclinare strat <10°

- înălţimea subetajului, hsbmax = 10,0 m

- înălţimea abatajului, hab = 2,5 m

- înălţimea bancului subminat, hb = maxim 7,5 m

- La abatajele frontale cu subminare în mai multe subetaje, sub tavan artificial, în

care:

57

-... strat £ 10°

-înălţimea subetajului, h s b max = 12,5 m

-înălţimea abatajului, hab = 2,5 m

-înălţimea bancului subminat, hb = maxim 10,0 m

- La abatajele frontale cu subminare în subetaje orizontale, în care:

.. strat < 2 5 ° - 4 5 ° şi >45°

-înălţimea subetajului, hSbmax = 10,0 m

-înălţimea abatajului, hab = 2,5 m

-înălţimea bancului subminat, hb = maxim 7,5 m

Celelalte condiţii de aplicare, sunt cele stabilite pe cele 4 variante ale metodelor

cadru cu subminare, prezentate în tabelul 3.2.

5.4. Verificarea capacităţilor portante a grinzii păşitoare GEROM-GP.250/1200

Pentru funcţionarea în condiţii depline de siguranţă a susţinerilor mecanizate de

abataj pentru subminare, trebuie să aibă loc condiţia:

Ps > Qas (portanţa susţinerii > sarcina/m2 de susţinere)

Ps = Pst ' "st , KNJm2 s b d

Unde:

rs t = numărul de stâlpi/cadru

Pst = portanţa unui stâlp, KN

b = lungimea cadrului de susţinere (deschiderea maximă a abatajului), m

b = 4,45 m

d = pasul de armare, m

d = 0,8 m

Coeficientul de utilizare, sau de rezervă a capacităţii portante a susţinerii:

Cw = - 5 - = min 1,2 ^ 1.5

Sarcinile dezvoltate pe susţinerea abatajelor frontale sunt în directă corelaţie cu

starea de tensiune - deformare dezvoltată în jurul fronturilor de abataj, respectiv cu modul

cum acţionează sarcinile dezvoltate de bancul de cărbune şi rocile din acoperiş asupra

susţinerii din abataj. 58

Modelele de calcul al presiunii pe susţinere sunt foarte diferite, funcţie de condiţiile

geo — miniere şi tehnice de situare a abatajelor.

Indiferent de metodele de calcul folosite (analitice, numerice, etc.), modelele geo -

mecanice care pot simula modul de manifestare a presiunii în abataj şi determina valoarea

aproximativă a presiunii şi comportarea susţinerii în anumite condiţii concrete din teren,

pot fi cuprinse în principal în schemele din figura 5.1.

c) în ipoteza blocurilor pulverulente

Fig. 5.1 Reprezentarea grafică a condiţiilor geo-miniere de situare a abatajelor frontale cu banc de cărbune

subminat necesare pentru elaborarea modelelor analitice de calcul a presiunii

Conform ipotezei plăcilor şi grinzilor în consolă, pentru determinarea presiunii pe

susţinere, se admit în calcul două modele distincte:

1. Acoperişul principal se încovoaie faţă de accperişul direct şi nu generează sarcini

suplimentare pe susţinere.

2. Acoperişul principal se încovoaie odată cu acoperişul direct, transmiţând o

sarcină suplimentară pe susţinere.

1. Pentru primul model, se estimează că sarcina asupra susţinerii se poate

determina cu relaţia recomandată în literatura de specialitate [1] şi anume:

Sarcina pe stâlpii susţinerii:

h = h - 3V , KN Im2

în care:

59

h = grosimea acoperişului direct (bancul subminat de cărbune + rocile din

acoperişul direct), metri:

h = hb + had, m; hb = 10 m; had = 2,5 + 5 m

= greutatea volumetrică a rocilor din acoperişul direct, KN/m3

£vc = greutatea volumetrică a cărbunelui, KN/ri3

$ v c = 1 ,4 -1 ,7 t /m 3 = 1 4 - 1 7 KN/m3

i9 vad = greutatea volumetrică a rocilor din acopsrişul direct, KN/m3

«9 vad = 2,6 t/m3 = 26 KN/m3

Qas = 10 x 17 ? 5 x 26 = 300 KN/m2

Cunoscând sarcina pe susţinere, vom verifica rezistenţa de lucru a cadrului păşitor,

conform condiţiilor stabilite.

Adoptând a = 0,8 m (echivalent cu distanţa dintre şirurile de grinzi GSA de la

susţinerea individuală), capacitatea portantă specifică a susţinerii este:

__4__X_300_ _ K N / M 2

S 4,45 X 0,8

(după tăierea frontului şi ridicarea prinzătorului de front ca susţinător al tavanului, în

prelungirea grinzii principale)

Condiţia de rezistenţă:

337 > 300 KN/m2 - condiţie îndeplinită

Coeficientul de utilizare:

337 C = — = 112 "F 300 M "

întrucât coeficientul de utilizare este sub limita prescrisă de literatura de specialitate

[2], se impune astfel o creştere a capacităţii portante a cadrului păşitor, pentru care se

întrevede ca soluţie reglarea stâlpilor existenţi la capacitatea de 400 KN, caz în care

portanţa totală pe cadru va fi:

pTC = 4 x 4 0 0 = 1600 KN

Rezerva de capacitate va fi:

_ 4 x 400 . . . „ „ . 2 P, = = 449 KN/m2

' 4,45 X 0,8

449 C... = = 1,49 - condiţie îndeplinita

300 60

2. Pentru al doilea modul, în care pentru determinarea presiunii asupra susţinerii

intervine şi sarcina suplimentară generată de structura de roci din acoperişul principal

atunci când acesta îşi pierde echilibrul, conform ipotezei „blocurilor articulate" elaborată de

C.M.Kuzneţov (figura 5.2.), presiunea pe susţinere este dată de greutatea QT a rocilor

(cărbune + steril), cuprinse în suprafaţa ABCDEFA':

a?

Fig.5.2 Schema de calcul a sarcinii pe susţinere şi de verificare a portanţei acesteia

în care:

Qr = Qi + Q2 + Qa

Qi = i9ai x h x hi

KN/m

KN/m

Q2 = £«>2 x l2 x h2 KN/m

Q3 = & a3 X l 3 X h 3 KN/m

K = 1,2 + 1,4 - coeficient de omogenitate a cărbunelui, K = 1,3 di, d2) d3 = distanţele de la frontul de abataj

di = 2,0 m; d2 = 2,95 m; d3 = 4,1m

C = distanţa de la front, la vectorul greutăţii QT

c = \ {h + h • tgr)

lt = lăţimea medie frontală a bancului 61

h = deschiderea maximă a abatajului

h =4,45 m

l2l b = lungimile consolelor rupte ale acoperişului direct, respectiv principal, m

4 -2 K

hi = înălţimea bancului de cărbune, m ;

h2 = înălţimea acoperişului direct, m;

h3 = înălţimea acoperişului principal, m

h = înălţimea totală a blocului, m;

hi = 10 m

h2 = 2,5 5 m

hz = 5 m

h = 10 + 5 + 5 = 20m

X ri = (0,1 -0 ,15) , r rc . daN/cm2

r rc = rezistenţa de rupere la compresiune a rocilor, daN/cm2

T = 280 - 350 daN/cm2 - pentru gresii normale din acoperişul principal

y = 15- 30°, unghiul dintre linia de prăbuşire şi verticala frontului de abataj, /= 20°

«9 ai, «9a2, «9 a3 = greutăţile volumetrice ale cărbunelui şi a rocilor din acoperişul direct,

respectiv principal

^31 = 1,7 t/m3, Sa2- 2,65 t/m3, ,9a3=2,7t/m3

Calculul sarcinii pe susţinere:

5.32-10'

m

62

c 4 ( M 5 + 1 4 3 1 8 + 1 1 , 5 4 ) + 2 Q ' ^ 2 Q 0 = 8 - 6 6 m

Qt = 1,7 x 4,45 x 10+ 2,65 x 14,18 x 5 + 2,7 x 11 ,54x5

= 75,65 + 187,88+ 155,79 =

= 4193,2 KN/m

4193,21 8 , 6 6 - - ^ ! - c o s 20° Q = V. 1 7

= 14323 = 3 ? 3 K N j m l AS 1,3(2 +2 ,95 +4,1 ) 38,36

Pornind de la ipoteza „mediului pulverulent" elaborată de Van Iterson, coroborată cu

ipoteza lui Labass (ipoteza fisurării prealabile) care în esenţă sunt asemănătoare, s-a

ajuns la următoarea formulă de calcul a susţinerii pe susţinere:

Ps = 1,5 x 3 a i x hb x cos a 1 + 0,5 x h x 3 a2 x cos or 1 , KN/m [3]

în care:

«9ai= greutatea volumetrică a cărbunelui din banc, t/m3

«9ai = 1,7 t/m3

hb = înălţimea bancului subminat, m; hb = 10 m

cr 1 = 90°, grade, 1 = 90 - 45 = 45°

a - unghiul de înclinare al stratului de cărbune, grade, se adoptă a = 45°

h = înălţimea bancului + acoperişul superior, m

h = 10 + 5 + 5 = 2 0 m

3 a2 - greutatea volumetrică a rocilor surpate, <9a 1 = 2,67 t/m3

P 1 P = — , KN f m

a în care: a = deschiderea maximă a abatajului, m ; a = 4,45 m

Ps = 1,5 x 1,7 x 10 x cos 450 + 0,5 x 20 x 2,67 x cos 450 =

= 1,5 x 1,7 x 10 x 0,70711 + 0,5 x 20 x 2 x 2,67 x 0,70711 =

= 18,03 + 18,87 =

= 36,909 t/m =

= 369,09 KN/m 63

4,45

Verificarea rezistenţei cadrului păşitor GP.250/1200:

449 > 82,94 KN/m2 - condiţie îndeplinită

449 C = = 5,4 - condiţie îndeplinita 82,94

în concluzie, ţinând seama de rezultatele obţinute cu ipotezele de calcul (relaţiile 1,

2, 3, 4), precum şi de portanţa, comportamentul şi rezultatele obţinute în subteran cu

susţinerea individuală la metoda cu subminare, propunem ca pentru a acoperi gama largă

a condiţiilor geo - miniere din bazin, portanţa cadrului să crească de la 300 KN/stâlp, la

400 KN/stâlp, portanţa totală a cadrului păşitor fiind în acest caz de 4 x 400 KN = 1600

KN, iar cadrul păşitor va deveni GEROM-GP.250/1600.

5.5. Unele aspecte critice privind grinzile păşitoare pentru subminare

Cu toate avantajele pe care le are faţă de susţinerea individuală clasică, grinda

păşitoare GP.250/1200 şi în general, grinzile păşitoare pentru subminare, prezintă unele

deficienţe tehnice şi constructiv - funcţionale care redate sintetic constau în următoarele:

- nu acoperă în totalitate domeniul de aplicare la exploatare cu subminare în

subetaje cu înclinări până la 22 (local 25°), utilizarea cadrelor fiind limitată, conform

caracteristicilor, până la 10°;

- cu toate că permite tăierea mecanizată a cărbunelui la frontul de bază, unele

complexe de operaţii se execută manual, cum ar fi: bandajarea cu plasă a tavanului,

decuplarea şi recuplarea grinzilor la operaţia de păşire, riparea transportoarelor, tăierea

plasei metalice pentru crearea ferestrei de descărcare a cărbunelui din banc;

- pentru varianta tehnologică cu tăiere mecanizată, necesită folosirea celui de-al

doilea transportor la descărcarea cărbunelui din banc, cu unele implicaţii privind modul şi

tipul susţinerii în intersecţia din galeria de bază unde se situează staţiile de acţionare ale

transportoarelor;

- cadrele păşitoare nu sunt dotate cu diuze aer - apă pentru stropirea cărbunelui în

timpul descărcării din bancul subminat;

64

- lungimea cozorocului nu este corelată cu pasul de împuşcare şi respectiv de tăiere

a unui făgaş cu combina în situaţia tranzitorie de util zare a acestuia ca element susţinător

al tavanului; lungimea cozorocului fiind de 800 mm, distanţa de la front la capătul acestuia

va fi de 450 + 800 mm (după cum pasul de împuşcare va fi de 1250 respectiv 1600 mm);

în cazul tăierii cu combina, adâncimea făgaşului fiind de 650 mm, pentru plierea

cozorocului ar fi necesară o excavare manuală la tavan de 150 mm;

- cadrul păşitor GP.250/1200, conform proiectului elaborat, nu asigură portanţa

necesară la întreaga gamă a condiţiilor geo - miniere din bazin; pentru exploatarea cu

subminare sub tavan natural, coeficientul de rezervă de capacitate este situat, conform

calculu'ui sub 1,2, coeficientul minim necesar recomandat de literatura de specialitate.

5.6. Cerinţe tehnice şi constructive care trebuie să fie îndeplinite de grinzile

păşitoare pentru subminare

- secţiunea transversală liberă suficient de mare pentru asigurarea circulaţiei aerului

la debitul determinat prin proiect şi la viteza prevăzută de normele în vigoare (Va < 4 m/s);

- evitarea pătrunderii cărbunelui sau a rocilor din tavan sau spaţiul exploatat în

spaţiul de lucru al abatajului (cadre păşitoare + plasă metalică);

- stropirea în timpul descărcării cărbunelui din bancul subminat prin diuze montate

câte două la fiecare cadru păşitor, amplasate lateral de ferestrele sau sistemele de

descărcare a cărbunelui;

- la abatajele cu front lung pe înclinare, ordinea de păşire va fi în sensul ascendent al

înclinări, pentru a preveni pătrunderea în spaţiul abatajului şi rostogolirea unor bucăţi sau

fragmente de cărbune sau rocă din spaţiul exploatat;

- asigurarea unor condiţii de lucru corespunzătoare, avându-se în vedere în acest

sens:

• circulaţia în siguranţă a personalului prin asigurarea unui culoar de circulaţie

de cel puţin 0,6 m lăţime;

• iluminat corespunzător, cu corpuri de iluminat care să asigure o bună

vizibilitate; la distanţe de 4 - 6 m să fie montat un corp de iluminat sus la

grinda cadrului păşitor;

• mijloacele de comunicare cu semnalizare rapidă optică şi acustică în caz de

avarie sau pentru transmitere de comenzi, mesaje, etc;

• evitarea din construcţie a muchiilor ascuţite şi tăietoare (rotunjirea acestora).

65

- cursa hidraulică a stâlpilor să asigure o gamă de variaţie a înălţimii cât mai mare,

pentru:

• a permite o convergenţă de 300 - 400 mm, ca efect al presiunii miniere,

inclusiv o rezervă a cursei cilindrilor hidraulici care să asigure portanţa

susţinerii;

• spaţiul de lucru suficient pentru combina de abataj, respectiv o diferenţă de

înălţime de cel puţin 200 mm între subansamblul cel mai înalt al combinei şi

grinda cadrului păşitor (cazul înălţimii miniere a cadrului).

- menţinerea pe cât posibil a unui contact permanent între vârful grinzii şi frontul de

lucru sau un interval maxim de 200 mm; ataşarea unei grinzi şi/sau a unui dispozitiv

(cozoroc) rabatabil sau alt sistem similar, acţionate hidraulic, capabile să preia o sarcină

suficient de mare pentru a susţine tavanul frontului dezvelit în urma tăierii cu combina şi de

a sprijini frontul spre a preveni fisurarea cărbunelui şi eventualele surpări din front;

- portanţa specifică a susţinerii mare, capabilă să susţină activ spaţiul de lucru din

abataj; să se opună presiunii miniere şi să preia o presiune suplimentară care poată să

apară uneori la desprinderea acoperişului direct şi principal în cazul tavanului natural;

coeficientul de rezervă al capacităţii portante al cadrului păşitor, trebuie să fie de cel puţin

1.2; - adaptarea la condiţii de lucru pentru înclinări de până la 25° de-a lungul frontului şi

până la 10° pe direcţia de avans a acestuia, prin:

• prevederea unor dispozitive în construcţia susţinerii sau care să poată fi uşor

ataşate din mers, necesare pentru îndreptare şi redresare cum ar fi: lanţuri

de ancorare şi cilindrii de legătură între cadre pentru redresare.

- asigurarea unei evacuări intensive a cărbunelui din bancul subminat prin

realizarea unei ferestre cu secţiunea cât mai mare pentru a obţine un grad ridicat de

recuperare (minim 85 %) respectiv o pierdere cât mai mică, reducând în acest fel pericolul

de apariţie a focurilor endogene. Pasul de subminare trebuie să fie multiplu al lăţimii

organului de tăiere al combinei sau egal cu pasul de împuşcare;

- construcţia cadrului de susţinere, să asigure interschimbabilitatea subansamblelor

şi pieselor acesteia. Fiecare cadru de susţinere, să poată fi folosit şi ca susţinere de capăt

la care să se poată ataşa elemente de stabilizare suplimentare, să posede posibilităţi de

ancorare intermediară, ataşarea unor elemente de susţinere suplimentare şi de redresare

în timpul lucrului, montarea şi demontarea simplă a subansamblelor;

- repararea curentă uşoară, în abataj, chiar şi fără întreruperea activităţii abatajului,

prin asigurarea unei bune accesibilităţi la toate piesele de legătură şi uzură; 66

- transportabilitate uşoară, respectiv dimensiunile şi greutăţile subansamblelor sau a

cadrului asamblat, să fie corelate cu gabaritele căilor de acces la abataj şi cu mijloacele dc

transport şi manevrare.

67

CAPITOLUL VI

MODELAREA ORGANIZĂRII PROCESULUI DE PRODUCŢIE

ÎN BATA JELE CU FRONT LUNG CU CADRE PĂŞITOARE Şl CU SUBMINARE

Organizarea şi conducerea procesului de producţie din abatajele cu front lung cu cadre

păşitoare şi cu banc subminat, ridică probleme speciale legate de existenţa practic a două

fronturi de lucru în acelaşi abataj. în aceste circumstanţe se subliniază că procesul de producţie

trebuie analizat, proiectat şi realizat ca un tot unitar, având în vedere legăturile complexelor de

operaţii şi reciprocitatea condiţională a îndeplinirii lor.

Tehnologiile de exploatare cu subminare şi cadre păşitoare vor fi analizate în variantele

stabilite ca posibile de aplicat şi anume:

- organizarea muncii în fronturile de abataj cu tăerea cărbunelui în abatajul de bază cu

explozivi şi cadre păşitoare pentru subminare;

- organizarea muncii în fronturile de abataj cu tăiere mecanizată în abatajul de bază şi

cadre păşitoare pentru subminare.

Proiectul de organizare va avea o structură modulară, care să permită crearea unei

imagini rapide şi facile a soluţiei de organizare pentru toate variantele metodelor de exploatare.

Proiectarea organizării are la bază datele sintetizate în tahelul următor:

Tabel 4.1. Nr. crt.

DENUMIRE U.M. CANTITATE Nr. crt.

DENUMIRE U.M.

Tehnologie explozivi Tehnologie mecanizată

Nr. crt.

DENUMIRE U.M.

Pas 1,6 Pas 1,25 Pas 1,26 1. Plasarea schimbului posturi 12 12 12 2. Durata schimbului ore 6 6 6 3. Lunginea frontului de abataj (medie) m 50 50 50 4. înălţimea frontului de abataj m 2,5 2,5 2,5 5. înălţimea bancului subminat m 7,5 7,5 7,5 6. Lungimea transportorului de abataj m 52 52 52 7. Desch derea abatajului (min - max) m 3,65—4,45 3,65-4,45 3,65-4,45 8. Numărul cadrelor din abataj buc 62 62 62 9. Numărul cadrelor din intersectii buc 10 10 10 10. Lunqimea liniei de descărcare (subminare) m 58 58 58 11.1 Pasul de avansare la tăiere m 1,6 1.25 0,630 12. Avansarea frontului pe ciclu m 1,6 1,25 1,26

68

13. Pasul de subminare m 1,6 1,25 1.26 14. Volumul cărbunelui de abatajul de bază m3 200 156 157 15. Volumul cărbunelui din bancul subminat m3 696 544 548 16. Pasul de armare în galeria de pregătire m 0,8 0,8 0,8 17. Lăţimea galeriei de pregătire m 4 4 4 18. Numărul cadrelor din lemn montate în galeria

de pregătire buc 5 5 5

19. Avans demontare armături galeria de pregătire

m 2 2 2

20. Numărul armăturilor răpite din galeria de pregătire

buc 5 5 5

21. Volum de curăţat după tăiere % 10 10 10 22. Volum de curăţat după descărcarea bancului % 5 5 5 23. Volum de supragabariţi % 10 10 10 24. Greutate volumetrică a cărbunelui t/m3 1,4-1,7 1,4-1,7 1.4-1,7

6.1. Modelarea matematică a procesului de abataj

Pentru modelarea matematică a procesului de abataj, s-a ţinut seama de complexele de

operaţii aie celor două tehnologii şi de normele de muncă corespunzătoare acestora, în

conformitate cu „Caietul de norme şi normative verificate de muncă pe bazinul carbonifer Valea

Jiului" [3].

Se va avea în vedere determinarea duratei unui ciclu de abataj, plasarea pe schimb în

abataj a formaţiei de lucru fiind normată la 12 posturi, conform normelor de muncă pentru

abataje frontale până la 80 m.

Ţinând seama de plasarea pe schimb şi durata schimbului, consumul de muncă pe

schimb este:

12 posturi x 6 ore = 72 om . ore x 60 min. = 4.430 om . min

Luând în considerare complexele de operaţii nerepetabile (preluarea locului de muncă şi

revizia utilajelor) cu o durată de 10 minute, se ajunge la un fond de consum de muncă alocat

complexelor de operaţii repetabile de:

4.320 - 1 2 x 10 = 4.320 - 120 = 4.200 om x min

Acest consum de muncă va fi utilizat pentru determinarea schimburilor necesare realizării

diferitelor faze ale procesului de abataj.

Calcjlele consumurilor de muncă determinate pe complexe de operaţii, în ambele

variante (tăiere cu explozivi sau mecanizat cu combina de abataj), se prezintă în tabelul

următor:

69

Nr. crt.

Denumirea complexelor

Norma de muncă Volum specific de muncă

Consum de muncă (om x min)

de operaţii Explozivi Combină Pas 1,6 Pas 1,25 Pas 1,26

1 2 3 4 5 6 7 A. TAIERE CU EXPLOZIVI 0 Prelua*ea locului de

muncă şi revizia utilajelor

to = 10 min n = 12 120 120 120

1 Perforarea găurilor la frontul din faţă

m0 i = 8 om . min/m V0i=71gx1,8=128 m Voi'=71gx1,45= 103 m

1024 824

2 Tăierea cu explozivi a frontului din fată

m02=32 om.min/m'* V02=50X2,5X1 ,6=200 M' V02'=50x2.5x1,25=156 m3

6400 4992

3 Aeraju frontului de lucru

to3=15 min n=12 180 180

4 Bandajarea tavanului dezvelit şi ridicarea cozoroacelor la tavan

mo4=8,6om.min/m'' Vo4=50X1 ,6=80 m^ V04-50x1,25=62,5 m2

688 537

5 încărcarea manuală şi evacuarea cărbunelui pe transportor

m 05=23 om.min/m"1 VO5=50X2,5X1 6=200 m^ Vos-50x2,5x1,25=156 m3

4600 3588

6 Păşirea cadrelor din abataj la un pas de 0,8 m respectiv de 0,625 m

moe=140 om.min/ cadru

Vce= 62 cadre Vce'=62 cadre

868 868

7 Păşirea cadrelor din intersecţii la pasul de 0,8 m respectiv 0,625 m

m07=14 om min/ cadru

Vo7=10 oadre V07 - 10 cadre

140 140

8 Păşirea cadrelor din abataj ju încă un pas

mos=14 om.min/ cadru

V08=62 cadre Voe-62 cadre

868 868

9 Păşirea cadrelor din intersecţii cu încă un pas

mo9=14 om.min/ cadru

VO9=10 cadre Voa-10 cadre

140 140

09 £ M 0 i =15.028 om-mm i-OO

09 = 12257 om - min

f-00

15028 om-min __ .. . . 12257 om -min _ -y o i schimburi 4200 om • min/ schimb 4200 om-min/schimb

schimburi

10 Descărcarea cărbunelui din bancul subminat

m10=7,5 om.min/m0 V10=1,6x58x7,5=696 m^ V10'=1,25x58x7,5=544 m3

5220 4080

11 Tăierea cu ciocanul a supragabaritelor

mn=38 om.min/m"> Vţ 1=69,6 mJ

Vii>=54.4 m3 2644

2067 12 Curăţirea cărbunelui

după descărcarea bancului

m12=23 om.min/nr* V12=34,8 mJ

V12'=27,2 m3 800

625

13 Riparea transportorului TR3 la frontul din faţă

m13=10 om.min/m V13=58 m V13'=58 m

580 580

= 9244 om• min f=00

13 ^ M ' , = 7352 om- min f=00

70

13 £ M0l = 15028 + 9244 = 24272 om • min J=00

£ M\ = 12257 + 7352 = 19609 f=00

om • min

24272 om-min 5,77 schimburi 19609 om-min . , . 4200 om-mm! schimb

5,77 schimburi 4200 om-mm!schimb

14 Răpirea susţinerii TH din galeriile de bază şi cap

m14=223 om.min/ cadru

V14=2,5x2=5 cadre V14-2,5x2=5 cadre

1115 1115

15 Montare cadre intermediare din lemn în gal. Bază şi cap


Vi 5=5 cadre V15-5 cadre

530 530

16 Banda area tavanului în intersecţii şi peretele lateral

m16=8l6 om.min/ cadru

V16=28 mz

V16'= 28 m2 240

240

17 Scurtare TR din galeria de bază

m17=50 om.min/m V17=2 m Vi7-2 m

100 100

17 ^ M, = 1935 om • min M4

17 £ M\ = 1985 om min /=14

17 s r=00

\f0/ = 24272 + 1985 = 26257 om • min =19609 + 1985 = i-00

=21594 om • min

26257 om-min , __ , . 21594 om • min = 5,14 schimburi

4200 om - min/ schimb 4200 om • min/ schimb = 5,14 schimburi

B. TAIERE CU COMBINA DE ABATAJ 1 Tăiere făgaş 1 - 0,65

m m0i=9,5 om.min/mJ V0,=0,65x2,5x50=81,25 vn* 772

2 Curăţare vatră manua!

m02=23 om.min/m V02=0,1 (0,65x2,5x50) = 8,12 m3

187

3 Bandajarea tavanului dezvelit şi ridicarea cozorocului la tavan

mo3=8,6 om.min/m^ Vo3=50x0,65=32,5 m' 280

4 Riparea TR7A la frontul din faţă

mw=10 om.min/m Vw=58 m 580

5 Riparea TR3 de la frontul de subminare

mO5=10 om.min/m Vos=58 m 580

6 Păşire cadre din abataj la un pas de 0,65 m

mos=14 om.min/ cadru

V05=62 cadre 868

7 Păşirea cadre din intersecţii la pasul de 0,65 m

m0-=14 om.min/ cadru

V07= 10 cadre 140

8 Tăiere făgaş II - 0,65 m

mo8=9,5 om.min/nrr* Vob=81,25 m3" 772

9 Curăţire vatră manual

mCâ=23 om.min/m° Vo9=8,125 mJ 187

10 Bandajarea tavanului dezvelit şi ridicarea

m10=8,6 om.min/m' V10=32,5 m' 280

71

cozorocului la tavan 11 Riparea TR7A la

frontul din fată mn=10 om.min/m Vn=58 m 580

12 Riparea TR3 de la frontul de subminare

m12=10om.min/m Vi2=58 m 580

13 Păşire cadre din abataj la un pas de 0,65 rr


Vi 3=62 cadre 868

14 Păşire cadre din intersectii la pasul de 0,65 rr


Vi4=10 cadre 140

I4 = 6934 om-min

i-W)

6934 om-min . . . = 1,65 schimburi

4200 om - min/ schimb

15 Descărcarea cărbunelui din bancul subminat

mi 5=7,5 om. m in/m* V1s=1,26x58x7,5= 548 m* 4110

16 Tăiere cu ciocanul a supragabaritelor

m16=38 om.min/mJ Vi6=54,8 mJ 2082

17 Curăţirea cărbunelui după descărcarea bancului

m17=23 om.min/mJ Vi7=27,4 m* 630

17 ^ = 6S22 om - min

'=15

17 £ M 0 , . = 6934 + 6822 = 13756 1=00

13756 om-min . __ ,. , = 3,27 schimburi

4200 om-min/ schimb

18 Răpirea susţinerii TH din galeria de bază şi cap


Vi8=2,5x2=5 cadre 1115

19 Montare cadre intermediare din lemn în galeria de bază şi cap

mi9=106 om.min/ cadru

V19=5 cadre 530

20 Bandajarea tavanului în intersecţii şi pereţii laterali

m2o=28 m* V2Q=28 m£ 240

21 Scurtarea TR din galeria de bază

m2i=50 om.min/m V21=2 m 100

21 ]TM, = 1958 om -min

r=lS

21 YJMq, = 13756 i 1985 = 15741 om min i=00

72

15741 am-min _ _. . . . . • = .>,74 schimburi

4200 om • min/schimb

4.2. Organizarea muncii în abataj

Procesul de organizare a muncii în abataj, presupune stabilirea complexelor de operaţii

la realizarea cărora participă fiecare muncitor, pentru care se împart schimburile în 4 echipe

astfel:

- echipa 1 (2 muncitori), care execută îndeosebi tăierea cărbunelui de la front şi curăţire

vatră;

- echipa 2 (4 muncitori), care execută îndeosebi lucrările normale de pe front;

- echipa 3 (3 muncitori), care execută îndeosebi lucrări în intersecţia cu galeria de bază:

- echipa 4 (3 muncitori), care execută îndeosebi lucrări în intersecţia cu galeria de cap.

Pe baza acestei împărţiri a formaţiei de lucru în echipe, s-a procedat la întocmirea

graficului consumului de muncă în care sunt prevăzu:e ca extindere în timp şi suprapuneri,

complexele de operaţii pe care le realizează fiecare echipă (planşa 6).

73

CAPITOLUL VII

ANALIZA COMPARATIVĂ A INDICATORILOR TEHNICO - ECONOMICI

ÎN CAZUL TEHNOLOGIEI ACTUALE Şl A TEHNOLOGIILOR PROPUSE

7.1. Determinarea indicatorilor tehnici

A. Tăierea cărbunelui la frontul din faţă cu explozivi şi utilizarea cadrului

GP. 250/1600, (ciclul 1,6 m)

Pentru înălţimea abatajului de 10 m (ha = 2,5 m; hb = 7,5 m) producţia pe ciclu de

1,6 m, este:

Ac = (50 x 1,6 x 2,5 + 58 x 1,6 x 7,5) m3 x 1,55 t/m3 = 13891

Producţia pe schimb:

Asch = J 2 Î 2 . = 222 t/sch N „ J c 6,25

Producţia pe zi:

Azi = Asch x nsch/zi = 222 x 4 = 888 t/zi

Productivitatea muncii: p — = ——— = 18,12 t / p

n 49

unde:

n = numărul de muncitori/zi

Viteza medie zilnică de avansare:

Vn = — x p = * 1,6 = 1,02 m/zi " A,. Hc 1389

B. Tăierea cărbunelui la frontul din faţă cu explozivi şi utilizarea cadrului

GP. 250/1200, (ciclul 1,25 m):

75

Pentru înălţimea subetajului de 10 m (ha = 2,5 m; hb = 7,5 m) producţia pe ciclu de

1,25 m, este:

Ac = (50 x 1,25 x 2,5 + 58 x 1,25 x 7,5) m3 x 1,55 t/m3 = 1085 t

Producţia pe schimb :

Ac 1085 . . . , , A. = — = = 211 li sch N ^ f c 5,14

Producţia pe zi:

AZ i = ASch x n s cwzi = 2 1 1 x4 = 8 4 4 t / z i

Productivitatea muncii:

„ = ^ = ^ = ,7,22 „P n 49


A 844 Vm = x p = - — x 1,25 = 0,97 mi zi m A„ lc 1085

C. Tăierea cărbunelui la frontul din faţă mecanizat, cu combina de abataj şi

utilizarea cadrului GP. 250/1600, (ciclul 1,26 m)

Pentru înălţimea subetajului de 10 m (ha = 2,5 m; hb = 7,5 m) producţia pe ciclu de

1,26 m, este:

Ac = (50 x 1,26 x 2.5 + 58 x 1.26 x 7,5)m3 x 1.55 t/m3 = 1094 t

Producţia pe schimb:

Ac 1094 _ _ , . = c. = 292 t! sch N5Ch/c 3,74

Producţia pe zi:

Azi = A sch x nSCh/zi = 2 9 2 x 4 = 1 1 6 8 t / z i


p = — = ^ = 23>83 tip rt 49

76


Vm = — * pc = x 1,26 = 1,34 m/zi m A. y c 1094

D. Tăierea cărbunelui ia frontul din faţă cu explozivi şi utilizarea susţinerii individuale

GSA + SVJ 250, (ciclul 1,25 m) 3entru înălţimea subetajului de 10 m (ha = 2,5 m; hb = 7,5 m) producţia pe ciclu de

1,25 m, este:

Ac = (50 x 1,25 x 2,5 + 58 x 1,25 x 7,5)m3 x 1,55 t/m3 = 1085 t

Producţia pe zi: Azi = n x p = 49 x 8,40 = 412 tone


P = 8,40 t/p (medie an 2007 - subminare înclinare mare)


A 412 Vm = —^ x pc = x 1,25 = 0.47 mi zi m Ac

lc 1085

7.2. Determinarea costurilor de producţie în abataj în cazul aplicării

tehnologiilor propuse

A. Tăierea cu explozivi + cadre păşitoare GP. 250/1600, (ciclul 1,6 m)

Ac = 1389 t; A* = 888 t/zi; Lab = 50 m; ha = 2,5 m; hb = 7,5 m; Vm/2i= 1,02 m

Cheltuielile de exploatare în abataj cuprind următoarele elemente de cheltuieli

directe:

a Cheltuieli cu materialele

b Cheltuieli cu manopera

c. Cheltuieli cu energia

d. Cheltuieli cu amortismentul utilajelor

a. Cheltuieli cu materialele:

Estimarea cheltuielilor cu materialele, are la bază normele de consum, preţurile de

aprovizionare şi producţia realizată în unitatea de timp 77

Tabel 7.1

Nr. Denumirea U/M Pret unitar Consum specific Costul materialului crt. materialului (lei/UM) (UM/t) (lei/t 1 Lemn de mină 180 0,00278 0,500 2 Plasă metalică k9 4,43 0,848 3,756 3 Şnur ancoraj m 0,39 0,709 0,276 4 Explozivi kg 5,104 0,096 0,493 5 Capse buc 2,67 0,265 0,707 6 Aoă industrială m3 1.9 0,8 1,520

TOTAL 7,252

b. Cheltuieli cu manopera

Estimarea cheltuielilor cu personalul are la bază formaţia tip şi salariile tarifare de

încadrare.

Structura formaţiei de lucru este:

^ mineri + 2 ajutori mineri + 1 vagonetar front + 5 electrolăcătuşi = 12 posturi/sch

Luând în considerare şi şeful de brigadă, pe schimbul I vor fi 13 posturi, pe celelalte

3 schimburi câte 12 posturi, iar numărul posturilor prestate zilnic fiind de 49.

Salarii directe:

• Mineri = [(4 x 4) + 1]x 79,20 = 1346,4 lei/zi

• Ajutori mineri = 2 x 4 x 74,02 = 592,16 lei/zi

• Vagonetar front = 1 x 4 x 65,51 = 262,04 lei/zi

• Electrolăcătuşi = 5 x 4 x 68,28 = 1365,6 lei/zi

TOTAL = 3566,2 lei/zi

Alte cheltuieli:

• Sporuri (80 % din salariile directe)

3566,2 x 0,80 = 2852,96 lei/zi

• CAS (19,5 % din salariile directe + sporuri):

6419,16x0,195 = 1251,73 lei/zi

• Fond şomaj (2 % din salariile directe + sporuri):

6419,16x0,02 = 128,36 lei/zi

• Fond sănătate (6 % din salarii directe + sporuri):

6419,16x0,6 = 385,14 lei/zi

• Fond persoane cu dizabilităţi (4 % din salarii directe + sporuri):

6419,16x0,04 = 256,76 lei/zi

• Fond garantare (0,25 % din salarii directe + sporuri).

78

6419,16 x 0,0025 = 16,04 lei/zi

• Fond accidente şi boli profesionale (1,2 % din salarii directe + sporuri):

6419,16x0,012 = 77,03

• Fond concedii - indemnizaţii (0,85 % din salarii directe + sporuri):

6419,16 x 0,0085 = 54,56 lei/zi

• Fond inspectoratul de muncă (0,75 % din salarii directe + sporuri):

6419,16 x 0,0075 = 48,14 lei/zi

• Alte cheltuieli cu personalul (gratuităţi):

35 lei/p x 49 p/zi = 1715 lei/zi

Cman = 3566,2 + 2852,96 + 1251,73 + 128,38 + 385,14 + 256,76 + 16,04 +

+ 77,03 + 54,56 + 48,14 =

= 10351,94 lei/zi

Costul manoperei pe tonă:

cman = 10351,94 : 888 = 11,65 lei/t


Estimarea cheltuielilor cu energia, are la bază consumul de energie

utilajelor din abataj şi tariful de plată al energiei:

0,350 lei/kwh - pentru energie electrică

0,0595 lei/m3 - pentru energie pneumatică

Consumul estimat de energie electrică şi pneumatică din abataj pe ciclu:

estimat al

Tabel 7.2

Nr. Denumire utilaj Putere Ore de funcţionare Total energie crt. (kw) (kwh)

1 Transportor TR 3 1x22 25,51 561,2 2 Pompa AH 78/350 1 x 55 37,5 2062,5

Costul energiei electrice pe ciclu:

(561,2 + 2062,5) x 0,35 = 918,30 lei/ciclu

Costul energiei electrice pe tonă:

918,30: 1389 = 0,661 lei/t

Tabel 7.3

Nr. crt.

Denumire utilaj Consum aer (Nm3/min)

Norma de timp (min/UM)

Volum specific

1 Perforator PR.8 3,2 8 min/m 128 m 2 Ciocan abanatj CA14 1,3 38 min/nr* 69,6 mJ

79

Costul energiei pneumatice pe ciclu:

(3,2 x 8 x 128 + 1,3 x 38 x 69,6) x 0,0595 = 399,54 lei/ciclu

Costul energiei pneumatice pe tonă:

399,54: 1389 = 0,287 lei/tonă

Costul energiei pe tonă:

0,661 + 0,287 = 0,948 lei/tonă


Pentru estimarea acestor cheltuieli, se are în vedere valoarea utilajelor principale de

abataj, durata de viaţă sau de recuperare a amortismentului şi cotele anuale de

amortisment.

Tabel 7.4

Nr. crt.

Denumire utilaj

Număr utilaje

Preţ unitar (mii lei(buc)

Valoarea totală (mii lei)

Durata de recuperare

(ani)

Cota de amortisment Nr. crt.

Denumire utilaj

Număr utilaje




(ani)

înlocuite pe an (%)

Reparaţii capitale pe

an (%)

Total

%

Val.amort. (mii lei/ an)

1 Perforator PR 8

6 1,530/ 9,180

4 25 9 34 3,121

2 Ciocan de abataj CA 14

6 1,680/ 10,080

4 25 9 34 3,427

3 Cadre păşitoare GP.250/1600

72 17,690/ 1273,724

6 16,6 9 25,6 326,073

4 Transportor TR 3

1 150,000/ 150,000

4 25 9 34 51,000

5 Pompă înaltă presiune

2 184.237/ 368,474

4 25 9 34 125,281

Costul amortismentului pe zi:

508,902 : 255 = 1,995 mii lei/zi

Costul amortismentului pe tonă:

Ca/t= 1995: 888 = 2,247 lei/t

Costul total al tonei extrase în abataj:

C T O T A L = Cmat + Cman + Ce + Ca =

= 7,252 + 11,65 + 0,940 + 2,247 =

= 22,089 lei/t

B Tăiere cu explozivi + cadre păşitoare GP. 250/1600 (ciclul 1,25 m)

a. Cheltuieli cu materialele

Cmat = lei/t

b. Cheltuieli cu manopera:

80

Costul manoperei pe zi:

Cinan = 10351,94 lei/zi


10351,94:844 = 12,265 lei/t

c. Cheltuieli cu energia:

Tabel 7.5

Nr. Denumire utilaj Putere Ore de funcţionare Total energie crt. (kw) (kwh)

1 Transportor TR 3 1x22 19,92 438,24 2 Pompa AH 78/350 1 x 55 30,84 1696,2

Costul energiei pe ciclu:

(438,24 + 1696,2) x 0,35 = 747,054 lei/ciclu


747,054: 1085 = 0,688 lei/t

Tabel 7.6

Nr. crt.

Denumire utilaj Consum aer (Nm3/min)

Norma de timp (min/UM)

Volum specific

1 Perforator PR.8 3,2 8 min/m 103 m 2 Ciocan abanatj CA14 1,3 38 min/m-* 54,4 nr5


(3,2 x 8 x 103 + 1,3 x 38 x 54,4) x 0,0595 = 316,78 lei/ciclu


316,78: 1085 = 0,292 lei/t


0,688 + 0,292 = 0,980 lei/t



Ca/zi = 1,995 mii lei/zi


C^ = 1995 : 844 = 2,363 lei/t


Cro i AL = Cmat 1 Cman + C0 + Ca =

= 7,252 + 12,265 + 0,980 + 2,363 =

81

= 22,860 lei/t

C. Tăiere mecanizată + cadre păşitoare GP.250/1600, (ciclul 1,26 m)

Ac = 1094 t; AZj = 11681; Lab = 50 m; ha = 2,5 m; hb = 7,5 m; VnVzi= 1,34 m


Tabel 7.7

Nr. Denumirea U/M Preţ unitar Consum specific Costul materialului crt. materialului (lei/UM) (UM/t) (lei/t 1 Lemn de mină m J 180 0,00278 0,500 2 P asă metalică k9 4,43 0,848 3,756 3 Şnur ancoraj m 0,39 0,709 0,276 4 Apă industrială 1,90 1 1,900

TOTAL 6,432

Consumurile specifice, au fost determinate la o avansare (ciclu) de 1,26 m, raportat

la producţia pe ciclu de 1094 tone.

b. Cheltuieli cu manopera:

Costul manoperei pe zi:

Cman/zi= 10351,94 lei/zi


vrnan om/t — 10351,94: 1168 = 8,862 lei/zi

c. Cheltuieli cu energia:

Tabel 7.8

Nr. Denumire utilaj Putere Dre de funcţionare Total energie crt. (kw) (kwh)

1 Combina ESA 150 L 1 x 150 16,43 2464,5 2 Transportor TR 7A 1 x 125 16,43 2053,75 3 Transportor TR 3 1 x 22 9,74 2142,8 4 Pompă înaltă presiune 1 x 55 22,44 1234,2


(2464,5 + 2053,75 + 2142,8 + 1234,8) x 0,35 = 2763,54 lei/ciclu


2763,54 : 1094 = 2,526 lei/t

Nr. Denumire utilaj Consum aer Norma de timp

Tabel 7.9

Volum specific

82

crt. (NnrVmin) (min/UM) 1 Ciocan abataj CA 14 1,3 38 min/m* 54,8 rrv5


(1,3 x 38 x 54,8) x 0,0595 = 161,07 lei/ciclu


161,07: 1094 = 0,147 lei/t


3,526x0,147 = 2,673 lei/t


Tabel 7.10

Nr. crt.

Denumire utilaj

Număr utilaje




(ani)


Denumire utilaj

Număr utilaje




(ani)

înlocuite pe an (%)


an (%)

Total

%


1 Combina ESA- 150 L

1 3000.000/ 17,690

7 14,3 3 17,3 519

2 Cadre păşitoare GP.250/ 16C0

72 17,690/ 1273,724

6 16,6 9 25,6 326

3 Transportor TR.7A

1 470,000/ 470,000

4 25 9 34 159

4 Transportor TR.3

1 150,000/ 150,000

4 25 9 34 51

5 Ponpă înaltă presiune

2 184,237/ 368,474

4 25 9 34 125

6 Ciocan de abataj CA. 14

6 1.680/ 10,080

4 25 9 34 3,427

Costul amortizării pe zi:

Ca/zi = 1183,427 : 255 = 4,640 mii lei/zi


Ca/t =4640 : 1168 = 3,972 lei/t


C R O T A L = Crnat + Cman + Ce

+ Ca =

= 6,432 + 8,662 + 2,673 + 3,972 =

= 21,939 lei/t

D. Tehnologia cu explozivi + susţinerea Individuala clasică

83

Ac = 1085 t; AZi = 412 t; Lab= 50 m; ha = 2,5 m: hb= 7,5 m; Vm= 0,47 m/zi


Costul materialelor pe tonă = 7,252 lei/t

o. Cheltuieli cu manopera:

'-rnan/zi = 10351,94 lei/zi


Cman/t = 10351,94 : 412 = 25,126 lei/t


Tabel 7.11

Nr. Denumire utilaj Putere Ore de funcţionare Total energie crt. (Kw) (kwh)

1 Transportor TR.3 1 x 22 19,92 438,24 2 Pompă înaltă presiune 1 x 55 72 3960


(438,74 + 3960) x 0,35 = 1539,38 lei/ciclu


1539,38: 1085 = 1,418 lei/t

Costul energiei pneumatice pe ciclu: 316,78 lei/ciclu

Costul energiei pneumatice pe tonă: 0,292 lei/t


1.418 + 0,292= 1,71 lei/t

Tabel 7.12

Nr. crt.

Denumire utilaj

Număr utilaje




(ani)


Denumire utilaj

Număr utilaje




(ani)

înlocuite pe an (%>


an (%)

Total

%


1 Perforator PR.8

6 1,530/ 9,180

4 25 9 34 3,121

2 Ciocan abataj CA. 14

6 1,680/ 10,080

4 25 9 34 3,427

3 Susţinere individuală (SVJ250+ GSA1250+ GSA570)

72 11,274/ 811,728

4 25 9 34 275,987

4 Transportor TR3

1 150,000/ 150,000

4 25 9 34 51.000

5 Pompă înalta

2 184.237/ 368,474

4 25 9 34 125,281

84

I presiune ! i


458,816: 255 = 1,799 mii lei/zi

Costul amortismentului pe tonă :

Ca/t= 1799: 412 = 4,367 lei/t

Costul total al tonei extrase din abataj:

C T O T A L == Cmat + Oman + Ce

+ Ca =

= 7,252 + 25,126 + 1,710 + 4,367 =

= 36,455 lei/t

7.3. Situaţia comparativă a indicatorilor

Comparativ cu tehnologia clasică, indicatorii estimaţi a se obţine cu noile tehnologii

analizate, sunt redaţi sintetic în tabelul următor:

Tabel 7.12

Varianta A B C D

Nr. Denumirea indicatorilor Tăiere expl. + Tăiere expl. + Tăiere Tăiere expl. + crt. Denumirea indicatorilor cadre păş. cadre păş. combina. + sust clasica.

(ciclu 1,6) (ciclu 1,25) cadre păş. (ciclu 1,25) (ciclu 1,26)

(ciclu 1,25)

1 Producţia zilnică, t 888 844 1168 412 2 Froducţia anuală, t 226440 215220 297840 105060 3 Viteza medie zilnică, m 1,02 0,97 1,34 0,47 4 Productivitatea muncii în 18,12 17,22 23,83 8,40

abataj t/p 5 Cheltuieli directe de 22,089 22,860 21,939 38,455

exploatare în abataj (lei/t), d n care - materiale 7,252 7,252 6,432 7,252 - manoperă 11,650 12,262 8,862 25,126 - snergie 0,940 0,980 2,673 1,710 - amortisment 2,247 2,363 3,972 4,367

85

CONCLUZII Şl PROPUNERI

1. CONCLUZII

1.1. Studiul tehnico - economic de fundamentare întocmit, structurat în 7 capitole,

reprezintă o documentaţie tehnică cu privire la posibilităţile de mecanizare a abatajelor

frontale cu banc de cărbune subminat din stratul 3 din bazin, principalul strat care face

obiectul exploatării în prezent.

Studiul şi-a propus să analizeze dacă, prin mecanizarea tehnologiilor de exploatare cu

subminare, se pot obţine avantaje superioare, faţă de tehnologia clasică aplicată în prezent.

1.2. Faţă de această strategie obiectivă, s-a procedat la analiza şi prezentarea unor

variante tehnologice noi, care constau în:

- utilizarea unor complexe mecanizate grele, posibile de aplicat pentru condiţiile

miniere ale stratului 3 cu lungimi ale câmpurilor de abataj (blocuri) mai mari de 400 - 500 m;

- utilizarea unor complexe mecanizate uşoare aolicabile pentru condiţiile stratului 3, în

blocuri cu lungimi de până la 400 m.

Folosirea unor complexe mecanizate grele, s-a dovedit a fi posibilă, având ca element

de noutate susţineri mecanizate adaptate pentru susţinere de tipul SMA-S (România) sau

similare din străinătate.

Analiza indicatorilor tehnico - economici estimaţi a se obţine în astfel de complexe,

relevă avantaje nete comparativ cu tehnologiile mecanizate şi/sau cu subminare clasice:

- producţii şi productivităţi de 2,5 - 3 ori mai mari;

- reducerea cheltuielilor directe de exploatare în abataje cu până la 60 %.

1.3. Studiul elaborat, s-a dezvoltat pe soluţia cu utilizarea complexelor mecanizate

uşoare pentru subminare, pentru care s-a analizat posibilitatea folosirii a două tehnologii de

exploatare:

- cu tăierea cărbunelui din abatajul de bază cu explozivi + cadre păşitoare de susţinere

(ciclull ,6 m şi respectiv 1,25 m);

- cu tăierea cărbunelui din abatajul de bază cu combina de abataj + cadre păşitoare de

susţineie (ciclul 1,26 m).

86

Soluţia propusă în studiu, ca alternativă la susţinerea individuală, o constituie cadru

păşitor GP 750/1200 sau similară, care să îndeplinească cerinţele constructiv funcţ ionale

prezentate la capitolul V pct. 5.6.

Verificând capacitatea portantă a noului cadru păşitor, în baza ipotezelor de calcul

recomandate de literatura de specialitate, s-a concluzionat că pentru a acoperi întreaga gamă

a condiţiilor geo - miniere din bazin, portanţa noului cadru păşitor trebuie să crească de la

300 KN/stâlp la 400 KN/stâlp (portanţa nominală pe cadru = 1600 KN , cadrul devenind

GP.250/1600).

în variantele tehnologice prezentate ca posibile de aplicat, complexele mecanizate

uşoare constau în:

- tăiere cu explozivi cu dotarea în abataj cu: perforatoare PR.8; cadre păşitoare

GP:250/1600 sau similare şi transportor TR.3;

- tăiere mecanizată cu dotare în abataj: coribină ESA-150L sau similară; cadre

păşitoare GP.250/1600 sau similare; transportoare TR.7A şi TR.3.

1.4. Indicatorii tehnico - economici calculaţi şi estimaţi a se obţine prin aplicarea noilor

tehnologii, comparativ cu varianta clasică aplicată în prezent, sunt net superiori:

- productivităţi de 17,2 + 23,83 t/post, faţă de 8,4 t/post;

- producţii zilnice de 844 -1168 t/zi, faţă de 412 t/zi;

- cheltuieli directe în abataj mai reduse cu 15,5 + 16,5 lei/t (40 - 43 %).

2. PROPUNERI

2.1. Indicatorii tehnico - economici superiori, posibili de obţinut, recomandă aplicarea

ambelor variante tehnologice de exploatare cu subminare şi cadre păşitoare, astfel că,

propunem continuarea lucrărilor de cercetare, cu parcurgerea următoarelor etape:

- elaborarea proiectului tehnologic de exploatare cu subminare în ambele variante

(tăiere cu explozivi şi tăiere mecanizată);

- efectuarea încercărilor pe stand a unui cadru păşitor; determinarea rezistenţei reale

de lucru a susţinerii;

- întocmirea programului de experimentare a celor două tehnologii şi a cadrului păşitor

la un abataj frontal desemnat de către CNH Petroşani;

87

- omologarea cadrelor păşitoare şi întocmirea metodei cadrude exploatare cu

subminare şi cadre păşitoare. în vederea generalizării exploatării cu astfel de complexe

mecanizate uşoare.

88

B I B L I O G R A F I E

1. Iliaş N., Zamfir V., Kovacs I., Koronka F., Andraş I., Grunoanţu I., Radu S., Radu

O. - Maşini miniere. Exemple de calcul, Editura Tehnică, Bucureşti, 1993.

2. Onica I., Chirii G., - Exploatarea cu banc de cărbune subminat în abatajele

frontale, Editura AGIR, Bucureşti, 2005

3. Caietul de norme şi normative unificate de muncă pe bazinul carbonifer Valea

Jiului,

4. Metoda cadru de exploatare cu banc de cărbune subminat pentru strate groase

şi înclinare mică din Valea Jiului (a strat s 22° şi local maxim 25°) - ICPM SA,

noiembrie 205


şi înclinare medie din Valea Jiului (a strat = 25°-*- 45°) - ICPM SA - noiembrie

2005


şi înclinare mare din Valea Jiului (a strat > 45°) - ICPM SA - noiembrie 2005

89

S.C. ÎNCERC PROIECT S.A. TIMIŞOARA TIMIŞOARA ALEEA INULUI, NR. 1/6. JUD. TIMIŞ

Cod fiscal R 15404457 Nr. R.C. J35/1009/2003

P.L. PETROŞANI - 332029, Str. C-tin Miile, 81.3/39. TEL./FAX 040-254-546520

E-mail: [email protected]

s l Q N e t s

FILA FINALĂ

MECANIZAREA

METODELOR DE EXPLOATARE CU SUBMINARE

SIMBOL : 100-56

FAZA : S.F.

Prezenta documentaţie conţine: 90 pagini scrise,

Lucrarea a fost multiplicată în 3_exemplare, din care:

- 2 exemplare la beneficiar;

-1 exemplar la S.C. ÎNCERC PROIECT S.A. TIMIŞOARA

Editare: Ing.Fodor Cristina

August 2007 Pag. 90


Date post:	21-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	nicu-dan-pop
View:	95 times
Download:	5 times

Aspecte Ale Mecanizarii Subminarii Carbunelui

Documents