Bányaművelési módszerek

A föld mélyében az ásványakkumulációk a legváltozatosabb telepviszonyok között találhatók. Azt lehet mondani, hogy nincs két, minden szempontból azonosnak nevezhető érctelep. Ezért a cáltoz 111e42b atosabbnál változatosabb érctelepek (ásványtelepek) leművelése is változatos módszereket igényel.

A bányaművelési módszerek több féle tényező alapján osztályozhatók:

a leművelt ásványvagyon halmazállapota

a bányanyitási és előkészitő módszerek megválasztása

az ásványtelep fedőjének, illetve a kőzetnyomásnak az ellenőrizhetősége

a fejtési front iránya és méretei stb.

A leművelt ásványvagyon halmazállapotát és a bányanyitási és előkészitő módszereket figyelembe véve, Popa a, (1980) szerint a művelés lehet:

-mélyművelés

-felszini művelés

-különleges módszerek alkalmazása

Az ásványi anyag tipusa szerint megkülönböztetünk:

-széntelepeken használatos művelési módszereket

-érctelepeken használatos művelési módszereket

A bányaművelési módszerek megválasztását befolyáso tényezők 

• földrajzi tényezők
• az ásványtelep geológiai és fizikai jellemzői , pl.

1. a telep formája
2. a telep vastagsága
3. a telep dőlése
4. a telep nagysága (méretei) és mináségi paraméterei
5. a környező kőzetek fizikai-mechanikai tulajdonságai

• gazdasági feltételek

Földrajzi tényezők

a telep mélysége

lakott hely közelsége

éghajlat

Az ásványtelep geológiai és fizikai jellemzői

1-2. .a telep, illetve az érctest formája és vastagsága pl.

-az ércesedés gazdagsága az érctest vastagságához arányitva pl.telér, vagy mantó tipusu testek esetében

a telep (érctest) dőlése pl. telér, vagy mantó tipusu testek esetében

4.a telep nagysága (méretei) és mináségi paraméterei,pl.

-az érc ásványtani jellemzői

-a tartók eloszlása az érctestben

5. a környező kőzetek fizikai-mechanikai tulajdonságai,pl.

-a mellékkőzetek és az ércalkotó kőzetekellenállása nyomásra

-a mellékkőzetekés az ércalkotó kőzetek ellenállása szakitásra

Gazdasági tényezők

a telep kitermelését a lehető legalacsonyabb költségekkel kell megvalósitani

a gyakorlatban a kutatási, feltárási, nyitási, előkészitési, kitermelési munkálatok költségei jelentősek

figyelembe kell venni az érc dúsitásával és feldolgozásával járó költségeket

műszaki felszereltségre, anyagokra vonatkozó költségek

a jelen és jövő gazdasági feltételei határozzák meg, hogy adott geológiai és fizikai feltételek mellett egy érctelep gazdaságosan kitermelhető-e vagy nem

Figyelembe kell venni azt a létező és gazdasági szempontból sokszor indokolt trendet, hogy fokozatosan a minél alacsonyabb fémkoncentrációval jellemzett telepeket termeljék ki, elsősorban az alábbi elvek alapján:

-a magas ásványi anyagtartalmu telepek fokozatosan kimerülnek

- a piac nyersanyagokkal való folyamatos ellátásának szükségessége

A kérdés megoldására két alternativa kinálkozik:

-az érctelepen kijelölni a leggazdagabb övezeteket és szelektiv módszerekkel leművelni azokat

-nagy mennyiségű, alacsony tartóval rendelkező ércek kitermelése, amely lehetővé teszi a nagy termelékenységű, gépesitett módszerek használatát.

A kitermelési módszer megválasztása

A kitermelési módszer megválasztásában szerepet játszó tényezők:

• az érctest alakja, nagysága, mélysége
• az érctelep helyzete, ásványvagyona
• a környező kőzetek és ay ércesedés geomechaniksi jellemzői
• az ércesedés minőségi paraméterei, a tartók eloszlása
• gazdasági
• környezetvédelmi Reglamentación

A kitermelési módszer megválasztásának kritériumai:

• termelékenység és hatékonyság
• az infrastruktúra, személyzet és a gépek, felszerelések biztonsága 
• az érckivonás hatékonysága  (%)

• a módszer szelktivitása
• az érchigulás
• költségek, amelyekből: :

a.- befektetési költségek

b.- termelési költségek

Mélyszinti bányaművelési módszerek

A nemzetközi szakirodalomban található fontosabb, nagy termelékenységű bányaművelési módszerek sok tekintetben különböznek a Romániában, a múlt században meghonosodott és nagyrészt ma is használatos módszerektől.

Mivel a bányászat döntő része világviszonylatban piacgazdasági feltételek között müködik, célszerűnek találjuk az alábbiakban bemutatni néhányat a ma használatos, magas termelékenységet biztositó bányaművelési módszerek közül. Tekintetbe kell vennünk, hogy hazánkban a bányászat óriási kihivás és válaszút előtt áll: az állam által támogatott veszteséges iparágból rövid idő alatt meg kell teremteni a piacgazdaság követelményeinek megfelelő, profit orientált bányászat feltételeit

Bármilyen rendszer szerinti osztályozás igénye nélkül, a legelterjedtebb mélyszinti bányaművelési módszerek közül megemlitjük a következőket:

Sublevel stoping igen gazdaságos és magas termelékenységet biztositó módszer általában a vertikális, vagy szubvertikális teléres érctestek művelésére. A fő-és mellék szinteken a tárók szélessége megegyezhet, vagy különbözhet az érctelep vasragságától. A jövesztési fúrások lehetnek aszcendens, vagy deszcendens fúrások, lehetnek függőlegesek, vagy hálózatban lemélyitett fúrások.

Sublevel stoping művelési módszer általános vázlata. Az első jövesztés a két alsó szint között történik, a következők a felső szinteken. Látható a fúrások telepitésének a vázlata is (esetünkben sugaras diagram)

Longhole stoping- nagy vastagságu érctestek művelésére használatos módszer. Ennek alkalmazásával akár 50 m magasságban lehet egyetlen lépésben leműveléni az ércesedést.A jövesztési fúrásokat több alszint munkálataiba telepitik, általában sugaras-legyező alakban.

Longhole stoping módszer vázlatos rajza.

A kamrák és pilérek (room and pillar) - leginkább a vizszintes, vagy kevésbé dőlt érctestek esetében használják. Az érctestben és a kőzetben piléreket hagynak, amelyek megtartják a kamrák mennyezetét. A pilérek elhelyezése lehet szabályos, vagy szabálytalan.

A kamrák és pilérek (room and pillar) módszer vázlatos rajza. Az ábrán apilérek elhelyezése szabályos.

Shrinkage stoping - olyan, nagy dőlésú érctestek esetében használják, amelyeknek az anyakőzete biztositást igényel. A jövesztés az alsóbb szintektől a felsőbb szintek feké halad, miközben az alsó szintekről fejtik az ércet.

Shrinkage stoping módzset vázlatos rajza

A kamrás tömedékes módszer (cut and fill)- hasonlit az előbbihez, de a tömedékeléshez nem a jövesztett ércanyagot használják, hanem a kivülről erre a célra a helyszinre szállitott steril kőzeteket.

A kamrás tömedékes módszer (cut and fill)- mószer vázlatos rajza

A fejtési blokkok sűllyesztése (block caving) módszer alkalmazása elsősorban a szabálytalan alaku, nagy tömegű érctestek esetében célszerű, pl. porfiros Cu -ércesedések.feltétel, hogy alefejtett-sűllyesztett ércanyag megfelelően felaprózódott legyen

A fejtési blokkok sűllyesztése (block caving) módszer vázlatos rajza

A fejtési blokkok sűllyesztése (block caving) módszer 3D ábrázolása. Mindegyik blokk mérete  20 - 50 m lehet az alapszinten, magasságuk pedig elérheti a 80 m-t.

Az El Teniente (Chile) mélyművelésű Cu érctelep felszini övezeteiben látható, hogy a mélyben besűllyedt fejtési blokkok mozgását a domborzat is tükrözi (kollapszos terület).

Külszini bányaművelés

Az olyan érctelepek esetében, amelyek a felszinen, vagy a felszinközelben találhatók, lehetséges a felszini művelés.

Mantoverde (Chile) felszini művelésű rézérctelep távlati képe

A felszini művelés mószere a régmúlt időkből ismert.. Rohamos fejlődése és térnyerése a XX. században kezdődött, napjainkban pedig minden kontinensen a virágkorát éli.

Mantoverde (Chile) felszini művelésű rézérctelep részletes képe

A világ legnagyobb felszini művelésű telepei lözül megemlithetjük az Oroszországban, Afrikában, Kanadában található vasérctelepeket, a Chilében, pruban, USA-ban, Afrikában stb található rézérctelepeket, a Kanadában, Ausztrláliában, Peruban stb. található szinesfén érctelepeket, valamint a szinte minden kontinensen található széntelepeket.

Hazánkban a legnagyobb felszini művelésű telepek a következők. Rovinari (lignit), Moldova Noua, Rosia Poieni (porfiros réz) Verespatak(arany), Torda, Élesd (mészkő) stb.

Művelhetőségi és gazdasági szempontból a felszini művelésű telepek számottevő előnyökkel rendelkeznek a mélyművelésű telepekkel szemben.,pl. a munkatermelékenység 3-5 -ször nagyobb, a termelési költségek 2-3-szor kisebbek, a balesetveszély 5-6-szor kisebb stb.

A felszini művelésű telepek esetében a a következő fontosabb munkafázisokat különithetjük el:

a felszin előlészitése

a terület kiszáritása, a vizek elvezetése

nyitási bányamunkálatok

kitermelési munkálatok

A felszin előlészitése- a művelésre kijelölt területet meg kell tisztitani mindazoktól a felszinen található elemektül, formáktól, amelyek akadályozhatják a bányatevékenységet, pl erdők, mocsara, patakok, épitmények.

A terület kiszáritása, a vizek elvezetése- vizlevezető árkok segitségével történik

Nyitási bányamunkálatok-legfontosabbak a telepet megnyitó árkok, utak,, amelyek a kitermelési lépcsők kezdetét képezik.

Kitermelési munkálatok-azon munkálatok összessége, amelyek során a felszinen található ércet lefejtik és elszállitják.

A terület morfológiája és az érctest elhelyezkedése függvényében a felszini művelés lehet:

-a terepszint alatt

-a terepszint felett

A külszini bányaművelés gazdaságosságát természeti és gazdasági tényezők határozzák meg, pl:

• -takaróréteg vastagsága, keménysége, tömörsége
• -ásványi vaygon kiterjedése, minősége
• -rétegvastagság aránya
• -meddőréteg eltávolitásának költségei
• -letakaritási arány (m³/t)

A kitermelési lépcsők az ásványtelep bizonyos magasságu és szélességű szeletei, amely megfelel a fejtési frontnak.

A kitermelési lépcső elemei:

• -lépcsőszintek-vizszintes felülelet, amelyek behatárolják a lépcsőt
• -a lépcső magassága-két lépcsőszint közötti függőleges távolság, a kőzetek állaga függvényében a magasság általában 4-20 m között váltakozik. Bizonyos esetekben a magasság lehet akár30-60 m is.
• -a lépcső fala (frontja, lejtése) egy dőlt (ritkán függőleges) felület, a két szomszédos lépcsőszint közötti mért távolság. Az a szög, amelyet a lépcső fala a vizszintessel bezár, a lépcső lejtőszöge., amely a kőzet milyenségétől függően az alábbiak szerint változik:

a, kemény magmás kőzetekben:70⁰-90⁰

b, kemény üledékes kőzetekben: 50⁰-60⁰

c, erősen rétegzett és agyagos üledékes kőzetekben: 35⁰-50⁰

A fejtés módszerei

• -kézi fejtés
• -gépesitett fejtés robbantással

-hidraulikus fejtés

Szállitás a külszini bányaművelésekben

Külszini bányaművelésekben a szállitás a kitermelő tevékenység rendkivül fontos része, tekintve, hogy viszonylag nagy menniségű ásványi nyersanyagot és meddő kőzetet kell megmozgatni.

A szállitóeszközöktipusa szerint a szállitás megvalósitható:

-keskeny, vagy normál nyomtávu vasuton

-szállitószalagok segitségével

-kamionokkal

-vizi uton

-drótkötélpályán stb.