Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék
A KŐKA Kft komlói andezitbányájában végzett robbantásokról
Szakdolgozat
Kardos Gergely Bánya - és Geotechnikai szakirányos hallgató Belső konzulens Dr. Bohus Géza, egyetemi docens Bányászati és Geotechnikai Intézet Külső Konzulens Pozsár Sándor, okl. bányamérnök, okl. környezetvédelmi szakmérnök Kőka Kft. Komlói andezitbánya felelős műszaki vezető Beadás határideje: 2013.november 25.
Miskolc, 2013
Eredetiségi Nyilatkozat
"Alulírott Kardos Gergely, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a szakdolgozatot meg nem engedett segítség nélkül,
saját
magam
készítettem,
és
a
diplomatervben
csak
az
irodalomjegyzékben felsorolt forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem."
Miskolc, 2013.11.25.
.......................................................... a hallgató aláírása
Tartalomjegyzék 1. Bevezetés .......................................................................................................................1 2. A bánya bemutatása .......................................................................................................2 2.1 Geológiai viszonyok .................................................................................................2 2.1.1 Földrajzi környezet.............................................................................................2 2.1.2 Domborzat .........................................................................................................4 2.1.3 Földtan ...............................................................................................................5 2.1.4 Vízrajz ...............................................................................................................7 2.1.5 Klimatikus viszonyok .........................................................................................7 2.2 Bányaművelés ..........................................................................................................8 2.2.1 Szintkialakítás ....................................................................................................8 2.2.2 Letakarítás .........................................................................................................8 2.2.3 Jövesztés ............................................................................................................8 3. Egyéb bányászati műveletek ........................................................................................ 10 3.1 Kőfeldolgozás......................................................................................................... 10 3.2 Meddőelhelyezés, hulladékkezelés .......................................................................... 11 3.3 Tájrendezés ............................................................................................................ 12 4. A robbantástechnika alapjainak a bemutatása ............................................................... 14 4.1 Robbantás külfejtésben ........................................................................................... 14 4.2 Töltés, fojtás ........................................................................................................... 15 4.3 Robbanóanyagok csoportosítása ............................................................................. 16 4.4 A művelési frontok kialakítása, geológiai felvétel ................................................... 17 4.5 Robbantás-előkészítő geodéziai munkák ................................................................. 17 4.6 A szintmagasság megválasztása .............................................................................. 18 4.7 A homlok dőlésének szabályozása .......................................................................... 20 4.8 A nagyfúrólyukas robbantástechnológia fontos összefüggései ................................. 21 4.9 Előtét, a beszorítottság kérdése ............................................................................... 22 4.10 Fúrástechnika........................................................................................................ 23 4.10.1 Forgatva működő fúrás ................................................................................... 24 4.10.2 Ütve működő fúrás ........................................................................................ 24 4.11 A robbantások biztonsági kérdései ........................................................................ 26 4.12 Jogi kérdések ........................................................................................................ 29 I
5. A bányában alkalmazott robbantástechnológia ............................................................. 30 5.1 A Robbantás Technológiai Előírás alkalmazhatósági köre ...................................... 30 5.2 A felhasználható robbantóanyagok ......................................................................... 30 5.2.1 Robbanóanyagok .............................................................................................. 31 5.2.2 Gyutacsok ........................................................................................................ 32 5.3 Robbantólyukak paraméterei és elhelyezésük ......................................................... 34 5.4 Robbanótöltet mennyiségének szélső értékei........................................................... 35 5.5 A robbantás előkészítése ......................................................................................... 36 5.5.1 Töltetszerkezet, töltés ....................................................................................... 37 5.5.2 Vizes lyukak töltése ......................................................................................... 37 5.6 Indítótöltetek helye, az indítás módja ...................................................................... 38 5.7 Fojtás anyaga, mérete, elhelyezésének módja .......................................................... 38 5.7.1 Tetőlyukak fojtása ............................................................................................ 38 5.7.2 Talplyukak fojtása ............................................................................................ 38 5.8 Villamos robbantóhálózat kialakításának módja ...................................................... 39 5.9 Robbantógép használata.......................................................................................... 39 5.10 Robbantóhálózat ellenőrzésének szükségessége és módja ..................................... 40 5.11 Robbantás esetén a személyek védelmére szükséges biztonsági távolságok ........... 40 5.12 Védett hely, a robbantóállomás helye .................................................................... 41 5.13 Jelzés rendje, módja, várakozási idő...................................................................... 41 5.14 Megállt töltet hatástalanításának módja ................................................................. 42 5.15 Robbantóanyag megsemmisítése........................................................................... 42 6. Az általam megfigyelt robbantások .............................................................................. 43 6.1 I. Robbantás 2013.07.18. ........................................................................................ 47 6.2 II. Robbantás 2013.07.26. ....................................................................................... 50 6.3 III. Robbantás 2013.08.02. ...................................................................................... 53 7. A megfigyelt robbantások értékelése - összefoglalás .................................................... 57 8. Evaluation of the explosions observed - summary ........................................................ 58 9. Irodalomjegyzék .......................................................................................................... 59 10. Mellékletek jegyzéke.................................................................................................. 59
II
1. Bevezetés Magyarországon az elmúlt évtizedekhez képest, mára - sajnálatos módon - jelentős mértékben csökkentek a működő bányaüzemek, különösen a mélyszinti bányák. Pécs és térsége hazai viszonylatban a feketeszén termelés fellegvára volt. Az 1990-es években egyfajta súlypont áthelyeződés történt a kitermelendő bányászati termékek piacán, minek következtében a hazai bányászat elsősorban a nem érces ásványi nyersanyagokra „korlátozódott”, koncentrált. Ilyen nyersanyag a következőkben tárgyalandó andezit is, melynek fontos szerepe van az út és vasút építésben. Ezen
kőzet
gazdaságos
kitermeléséhez
elengedhetetlen
a
robbantásos
kőzetjövesztés - melyet elsősorban a kőzetben való hangterjedési sebesség határoz meg -, azon belül is a nagyfúrólyukas robbantási technológia, amely eljárást a későbbiekben részletesen is ismertetek. Dolgozatomban a KŐKA Kft komlói andezit bányáját (1. kép) mutatom be, ahol 6 hetes gyakorlatomat is töltöttem, így részletes és átfogó képet kaphattam a bányában zajló folyamatokról. Bemutatom elhelyezkedését, a bányában található kőzet jellemzését, a terep geológiáját, illetve az ott zajló robbantásos jövesztési folyamatokat és az alkalmazott szeizmikus méréseket.
1. kép, Az új bánya látképe (forrás: a szerző saját felvétele)
1
2. A bánya bemutatása Ebben a fejezetben a bányát mutatom be, az itt leírtakhoz a „Komló II. (Komlói bánya) - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötetet” használtam fel. [1]
2.1 Geológiai viszonyok 2.1.1 Földrajzi környezet A komlói kőbánya bányatelke Baranya megyében, Komló külterületén, a település délkeleti határán található. Az egykori szénbányászat nyomait hordozó objektumokon, meddőhányón kívül a terület ma elsősorban erdő, kis részben legelő. A Mecsek, a környező települések és a bányatelek egymáshoz viszonyított helyét az 1. ábrán szemléltetem.
1. ábra: A bányatelek környező településekhez viszonyított helyzete (forrás: Komló II. - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötet)
2
2. ábra: A bányatelek közvetlen települési környezete (forrás: Komló II. - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötet)
Kiszállításra alkalmas közlekedési út a bányaudvar bejáratának közelében halad el, melyen nyugat felé kanyarodva Komló, kelet felé Hosszúhetényen át a 6-os főközlekedési út érhető el. A legközelebbi lakóterületek a bányatelek északi oldalán található egykori szolgálati lakások. Az északi bejárat felől nézve a bányaudvar mostani formáját jól szemlélteti a háromdimenziós felvétel (2. kép), ahol pirossal a jelenlegi bányatelek van jelölve.
2. kép: A bányaudvar háromdimenziós képe az északi bejárat felől nézve (forrás: Komló II. - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötet)
A bányát erdő veszi körül. Déli határa közelében van a Bétaaknát Komlóval összekötő közút. A bányatelek jelentős része a mélyművelésű szénbánya öregműveletei felett található. Az öreg bánya mély típusú külfejtés, mely mára már elérte a bányatelek alsó szegélyét, a bánya beszűkült, onnan lényegi termelés nem folyik. 3
A terület M = 1:10 000 szintvonalas térkép kivágata a 3. ábrán látható. A domborzati térkép nem a mostani állapotot mutatja, a jelenlegi helyzet rézsű élei (bordó) és a belső szállítási útvonalak (sárga folytonos vonal) szerepelnek. A kék szaggatott vonal jelöli a mélyművelésű bányák egykori feltáró vágatait is.
3. ábra: A bányatelek M = 1:10 000-es méretarányban (forrás: Komló II. - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötet)
2.1.2 Domborzat A kőbánya környezetére a markáns domborzati változások jellemzőek. A Mecsek egyébként is változó felszínén a bánya, de még a közeli szénbányászatból visszamaradó meddőhányó is fokozza ezt a tájképi hatást.
4
2.1.3 Földtan A bánya ásványi nyersanyaga: A bányában lévő ásvány-előfordulás anyaga: andezit (nyersanyag kódja: 5614 5600). Az andezit sűrűsége 2,62 t/m3. A kitermelési alapsík, +195 mBf. Klespitz, J. munkájából [3]: A Mecseki Andezit zúzottkő előállítás tekintetében dominálóan jó, illetve kiváló minőségű. Az andezit szürke, a mélység irányába sötétebb szürke, tömött szövetű, kemény szilánkosan törő, szabálytalanul hasadó kőzet. Megjelenési módja szabálytalanul tömbös, pados, réteges és cserepes elválású. A kihűlési elválások mellett a kőzet aprózódását a törések és litoklázisok tovább fokozzák. A kisebb törések, litoklázisok gyakorisága a fő törésvonalak mentén és azok közelében fokozottabb mértékű. A kőzet minőségét a felszín közelben az erózió, a mélyebb zónákban a kőzethasadékok mentén feláramló oldatok elbontó hatása változó mértékben gyengíti. Az andezit előfordulást ért kőzetbontó folyamatok ellenére a komlói andezit minősége dominálóan megfelel a zúzottkővel szemben támasztott kőzetfizikai követelményeknek. Rétegtani alapadatok: A komlói andezit előfordulás bányatelekbe foglalt részének rétegtani jellemzői melyeket a készletszámítás során tervezési alapként vesz figyelembe a bánya - a következők:
Az andezit feküjét a részben Szászvár Formáció alkotja, amely az alsó miocén eggenburgi emeletébe tartozik, kőzetei jellemzően édesvízi törmelékes üledékes kőzetek, molassz jellegűek. A fekü riolit - dácit tufa - a Gyulakeszi Formációba sorolt. A fekü másrészt az alsó liász szinemuri emeletébe sorolt Hosszúhetényi Mészmárga Formációba tartozik.
Az andezit a Mecseki Andezit Formációba sorolt, az alsó miocén, ottnangi emeletébe tartozik. A fedőt részben az alsó miocén kárpáti emeletébe sorolt Budafai Homokkő Formáció Komlói Agyagmárga Tagozata alkotja, amely homokkő és halpikkelyes agyagmárga összefogazódásából áll. A magasabb térszínű, erodált részeken a fedő negyedidőszaki képződményekből, terrisztikus üledékekből, jellemzően pleisztocén lejtőüledékekből áll.
Az andezit feküjét kezdetben az extrúziót befogadó árok szerkezet határozta meg.
5
Az andezitben megtalálható autohidrotermális, halmirolitikus és tektonikus hatásokkal összefüggő bontott zónái az ásványi nyersanyag minőségére gyakorolnak hatást.
Az andezit test felszíne jellemzően eróziós. Az erózió mértéke a pleisztocén lejtőüledékekkel fedett, magasabb térszínű fedő esetén jelentős, a fedő felület a felszín lefutását közelítően leképezi. A miocén kárpáti emeletének üledékeivel fedett, mélyebb helyzetű kiegyenlítettebb, azonban megbízható adatokkal kevésbé meghatározott.
Tektonikai jellemzők:
A fekü, töréses tektonikus elemekkel szabdalt, így a feküre vonatkozó adatok a tektonikai blokkok meghatározására alkalmasak.
Az árok szerkezet geometriája, az utólagos tektonikus elmozdulások egymásra hatása a fekü meghatározásának különféle adattípusokhoz fűzhető hibájával együtt adja a fekü megahatározásának, így a tektonikai blokkok elkülönítésének hibáját.
A felszínformák részben tektonikusan preformáltak, de a pleisztocénben elszenvedett erózió az andezit felszínt olyan mértékben megváltoztatta, hogy annak lefutásából ma már nem szabad következtetéseket levonni a tektonikai blokkokat illetően.
Az egyes adatcsoportokat tektonikus blokkokba foglalták, melyeket függőleges síkokkal határoltak le. Az adatok feldolgozása arra utal, hogy a tektonikus elemek olyan vetők, amelyek mentén jelentős oldaleltolódások is felismerhetők.
A készletszámítási blokkokon belüli vetők a minőségi megoszlásra gyakorolnak hatást, a térfogatszámításhoz ezeket nem vették figyelembe, mivel maghatározásuk nagyobb bizonytalanságot rejt magában.
A nyugati meddőhányó és az attól keletre, az Öreg-bánya felé eső blokk miocén üledékekkel
fedett,
szabdalt
felszínű,
részben
tektonikus
eredetű
fedőkivastagodással jellemezhető, amelyet áthatnak az intenzív felszínemelkedést, reliefenergia növekedést követő terresztrikus kitöltésű árkok. Kitöltésük durva, eredetükben
változatos
és
osztályozatlan
üledék,
az
árkok
10-100
m
mérettartományba eső szélességgel jellemezhetők. Az árkok és a mállott andezittestek elkülönítése a mai adatok alapján nem lehetséges, amennyiben 6
szükségessé válik, komplex geofizikai kutatással és kutatófúrásokkal a feladat megoldható. 2.1.4 Vízrajz A bányatelken belül vízfolyás nincs. A tágabb környék a Mecsek északi részén, annak északi vízgyűjtőjén található, a Baranya-vízfolyás vízgyűjtőjéhez tartozik. A vízgyűjtő Baranya-csatorna völgyéig a bányából kifolyó vizeket a Kaszanya-patak vezeti le Komló városán keresztül a Baranya-csatorna szabályozott medrébe. A csatorna vize Dombóvárral szemben a Kapos-csatornába ömlik, majd a Sióval történt egyesülése után érkeznek be az innen elfolyó vizek a Dunába.
2.1.5 Klimatikus viszonyok A tél itt jellemzően enyhe, ami a mediterrán ciklonok enyhítő hatásának következménye. A leghidegebb hónap a január, ez egyúttal a legfényszegényebb hónap is. A fagyos napok száma és a téli zord napok száma az ország egész területéhez viszonyítva itt a legkevesebb. A tavasz jellemzően nagyon rövid. Ezt a tényt a növénytelepítés módszerénél kell szem előtt tartani. A március hónapra 50 év átlagában jellemző 5,8 °C átlagos léghőmérséklet azt mutatja, hogy gyorsan és korán felmelegedő területekről van szó. A nyár szélsőségesen meleg voltát a Mecsek-hegység némileg mérsékli. Júniusban van egy látványosabb hőmérséklet csökkenés, melyet óceáni légtömegek beáramlása idéz elő (Medárd). A nyári hőség és a forró napok száma az ország többi részéhet viszonyítva csaknem a legmagasabb értéket mutatja. Az éves minimális csapadékösszeg 450…500 mm között van. A maximális éves csapadékösszeg 950 mm. Ennek előfordulása csekély. A 700 mm-es csapadékösszeg 25 %os valószínűséggel fordul elő a térségben. A mért legnagyobb napi csapadékmennyiség 6080 mm között van. A térség leggyakoribb széliránya, a rendelkezésre álló meteorológiai állomások adatait feldolgozva, északi. A Mecsek vonulata jelentős áramlásmódosító hatást gyakorol az egyébként uralkodónak tekinthető szélirányra. Az uralkodó szélirány meghatározása elsősorban a munkálatok alatti légszennyezés, és ezen keresztül az abiotikus elemekre gyakorolt hatások miatt fontos. 7
2.2 Bányaművelés 2.2.1 Szintkialakítás A bányában több szintet alakítottak ki. A számozásuk a bányatelek alsó lapja felé haladva növekszik. Az úgy nevezett „Régi-bánya” szint elnevezései: 1. szint, 1/1., 1/2.,…1/4. Az „Új-bánya” számozása hasonló, U2, U3, U4, U5. Az Új-bánya jelenleg művelt szintjei az U3, U4 és U5-ös szintek. 2.2.2 Letakarítás A kitermelésre
szánt
andezit
feletti meddőanyag
letermelését
nevezzük
letakarításnak. Ez a bányaművelés első fázisa, ami alapvetően három részfeladatra osztható:
a növényzet eltávolítása,
termőtalaj leszedése, elkülönítése a későbbi rekultivációs felhasználáshoz,
az andezit feletti meddőnek minősülő anyag deponálása.
A meddőletakarítást egyrészt mélyásó szerelékes kotró és megfelelő méretű homlokrakodó végzi. A letakarított anyagot tehergépjárművek szállítják a rendeltetési helyére, a másodlagos készlettér területre. A meddő-elhelyezésnél a teherjárműről történő leborítást követően homlokrakodó és/vagy dózer teríti el az anyagot. 2.2.3 Jövesztés A kőbányászatban a jövesztési mód a robbantás, hiszen ilyen körülmények között a gépi jövesztés nem eredményes és gazdaságos. A bányászat módját tehát elsősorban a kőzetek fizikai paraméterei határozzák meg. Célszerű ezt a műveletet a lehető leggondosabban és pontosan megtervezni, elvégezni, hogy a munka befejeztével megfelelően aprított készletet kapjunk, amely alkalmas a további - gazdaságos feldolgozásra.
8
A hasznos anyag jövesztésének munkafázisai:
fúrás
robbantás.
A fúrási tevékenységet Tamrock Pantera 900 gyártmányú fúrógéppel végzik. A fúróberendezések saját zsákos porleválasztó rendszerűek, ezért nagyon jó porleválasztási hatásfokkal működnek. A fúrógépek által fúrt 92 mm névleges átmérőjű lyukakban végzett robbantásokkal egyszerre átlagosan 40 000 tonna kőzetet robbantanak el, évente mintegy 40 alkalommal. A lerobbantott kőzetet rakodó gépekkel (Komatsu, Demag) rakják fel a szállító járművekre. A felrakott anyagot a feldolgozó sorokra, az előtörők bunkerébe vagy ledöntő helyekre szállítják Komatsu (3. kép) illetve Tatra gyártmányú szállítójárművekkel.
3. kép Komatsu HD 405 típusú dömper (forrás: a szerző saját felvétele)
A bányaudvarokban Liebherr és Komatsu homlokrakodók és kotrógépek végzik a jövesztést, rakodást. A peremvonalak mentén védőtöltést kell építeni. A szintek szélessége legalább akkora kell, hogy legyen, hogy az alkalmazott gépi berendezések helyigényét biztosítsák.
9
A robbantással kapcsolatos ismereteket, megfigyeléseket a négyes és ötös fejezetben részletezem. A komlói „Új bánya” területén belül a kőzet jövesztését nagyfúrólyukas robbantástechnológiával végzik. A robbantandó kőzet: andezit, andezittufa, agyagos meddő.
3. Egyéb bányászati műveletek Ebben a fejezetben a bányászathoz tartozó egyéb műveleteket fogom ismertetni, melyek nem közvetlenül a bányaműveléshez tartoznak, de fontos része annak. Az itt tárgyaltakhoz a „Komló II. (Komlói bánya) - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötetet” [1], illetve Bohus, G. „A KŐKA Kft. komlói andezitbányájának hulladékgazdálkodási tervét” [7] használtam fel.
3.1 Kőfeldolgozás A bedöntő bunkerekből a kitermelt készlet az öreg bányában XII-es, az új bányában a XIII-as előtörőkbe jut, ahol megtörténik a meddőtől való szétválasztás és a kőzet 0/120 mm-es frakcióra törése. Ez a frakció kerül az I., illetve a II. üzem feldolgozóiba - az utántörési technológiába - ahol röpítő- és kúpostörők végzik a zúzalék előállítását. A keletkező anyagot osztályozók választják szét a piaci igények szerint meghatározott frakciókra. Ezt az osztályozó sziták kívánt frakciónak megfelelő átrendezésével valósítják meg. A túlméretes anyag visszakerül a törőkbe. A frakciók szerinti osztályozott készterméket szállítószalagok juttatják el a depóniákba, ahol a készterméket a kiszállításig tárolják. A két kiépített feldolgozó sor mellett a bánya nyugati oldalán a II. szint magasságában található a X-es törő, mely eseti igények kielégítésére állít elő 0/120-as készletet. A lerobbantott kőzetmennyiségek szomszédságában időszakosan, Extec gyártmányú mobil törő- és osztályozó berendezést is üzemeltetnek. Ez 100 t/h feldolgozására képes és az előállított, 120 mm részecskeméret alá tört terméket a megrendelő innen szállíthatja el felhasználásra.
10
A legalsó szinten folyamatosan üzemeltetik a - vízjogi engedéllyel rendelkező szivattyútelepet, ezzel biztosítják a bánya vízmentességét.
3.2 Meddőelhelyezés, hulladékkezelés A meddő letakarás kb. 10%-a termőföld, melyet a folyamatosan végzett tájrendezésnél feltöltésre, illetve takarásra használnak fel. Átmeneti tárolása belső hányókon történik. A letakarított egyéb meddő - mintegy 30…40e m3/év - korábban a régi bánya területén kialakított mintegy 22 ha-os északi meddőhányóra került, melynek tájrendezése 1995-ben jelentős részben megtörtént. Napjainkban a bányagödrön belüli belső hányón helyezik el a meddőt. A „14/2008. (IV.3.) GKM rendelet a bányászati hulladékok kezeléséről” úgy rendelkezik, hogy a Bányakapitányság a bányaüzemnek hulladékgazdálkodási tervét a Műszaki Üzemi Terv (MÜT) módosítási eljárásban bírálja el. A bánya területén jelenleg kettő meddőhányó üzemel, a keleti- és a nyugati. A keleti meddőhányó szinte egyidős a komlói kőbányászattal. E meddőhányó „csak” 132 e m3, melyre a magyarázat csak az lehet, hogy régen a kézi munkával végzett jövesztés során gondosan válogatták a termelt kőzetet és a meddőhányóra ténylegesen csak a „haszontalan” anyagot vitték. A bányatelek északkeleti szélén, 300…340 m magasságú lejtős domboldalon helyezkedik el az 5…15 m magasságú, lankás meddőhányó. A meddőhányó elhelyezésével a korábbi 18°-os domboldal 26°-os dőlésű lett. A keleti meddőhányóra évek óta nem hordanak anyagot, az ide vezető utat lezárták és megkezdték a tájrendezést, mely során:
elegyengették a hányó felszínét
gondozást nem igénylő fákat ültettek, melyek idővel stabilizálják a meddőhányót.
Ezen intézkedések ellenére a hányó 2004-ben megcsúszott (északnyugati része, a + 250 mBf szinti üzemi útra csúszott), mellyel nem akadályozta a bányaművelését, hiszen a gödör mindkét irányból megközelíthető. Az említett mozgás óta a hányó nyugodt, mozgás nem észlelhető. Az alatta lévő út mellett elhelyezett mozgásérzékelők nem mutattak semmilyen változást, továbbá 2004 óta nem történik deponálás, így a hányó alkalmas a bezárásra.
11
A nyugati meddőhányó kialakítására akkor került sor, mikor az alsóbb rétegekben található jobb minőségű andezit kinyerése érdekében egyre több meddőt kellett termelni. Ez a hányó fogadja be az „Új-bánya” lefedéséből kikerülő és a technológiai sornál leválasztott meddőt is. A Régi- és az Új-bányát is kiszolgálta ezért mindkettő helyről megközelíthető (a Régi-bányából nem kerül ide meddő, ezért az ide vezető utat lezárták). A mostani termelés során a nyugati hányó sem fogad be több anyagot, hiszen a kitermelt vagy leválasztott meddőt a Régi-bánya gödrébe döntik. Ezzel hozzájárulnak a bánya tájrendezési kötelezettségének és elősegítik a nyugati meddőhányó alatt lévő, jól hasznosítható kőzet hozzáférhetőségét. A bánya jelenleg bányászati hulladékkezelő létesítménye - 2011. szeptemberi felméréskor 1.630 e m3 meddőt befogadó - a nyugati meddőhányó. A hányó anyagát javarészt andezittufa, kisebb részben a lefedésből származó agyagos meddő kőzetei képezik.
3.3 Tájrendezés A korábbi mélyművelésű bányászat már jelentős külszíni beavatkozással is járt. A tervezett tájrendezési cél ennek megfelelően a Mecsekre jellemző erdő visszaállítása. A bányaüzem - a Pécsi Bányakapitányság 352/1994 számú határozatával engedélyezett - érvényes tájrendezési tervvel rendelkezik, mely szerint a rekultivációt folyamatosan végzik. A jövőbeni bányatelek bővítést követően új tájrendezési terv készítésére lesz szükség a megváltozott körülmények miatt. A várható végállapot egy kb. 200 ha-os +195 mBf-i talpszintű, maximum 57°-os rézsűvel rendelkező udvar, északi irányba kivezetett vizekkel. A meddőfeltöltéssel rekultivált helyeken a visszamaradó rézsűk tervezett dőlése 30-35°, de ne haladja meg sehol a meddő a mintegy 40°-os természetes rézsűjét. A korábbi tájrendezési terv 0,5 m-es termőföld takarást írt elő. A tervezett rendkívül hosszú élettartam miatt, különös gondot kell fordítani a tervszerű művelést követő folyamatos tájrendezésre, tájrendezési koncepcióra, melynek konkrét lépéseit a Műszaki Üzemi Tervben lehet aktualizálni. A tájrendezés végrehajtása után javasolt az élővilág visszatelepedésének nyomon követése. Ez kis költséggel elvégezhető, ugyanakkor amellett, hogy ellenőrizni lehet a tájrendezés
hatékonyságát,
értékes adatokkal szolgálhat
helyreállításának tervezéséhez is.
12
más roncsolt
területek
A tervezett növényesítés erdőtelepítés. A telepítés módját (szabadgyökerű magágyi csemete, makkvetés), fajösszetételét a készítendő tájrendezési tervben konkretizálni, az érintett szakhatóságokkal egyeztetni kell. Fontos a tájidegen fajok kerülése. A bányatelek területén régészeti lelőhelyek lehetnek, de az eddigi bányászati tevékenység értékes régészeti értéket nem tárt fel. Ha a bányaművelés folytatása kapcsán védett ásványtársulás vagy ősmaradvány, esetleg régészeti lelet tárul fel, akkor a műszaki felügyelet köteles intézkedni a tevékenység felfüggesztésére a felelős műszaki vezető helyszínre érkezéséig, akinek meg kell tenni a szükséges lépéseket. A bányatelek területe Komló lakott területeitől elszigetelt, így a bányaművelés hatásai (por, zaj) a települést legfeljebb csak a külső szállítás révén érinti. A tervezett kiszállítás zöme lakott terület kívül bonyolódik. A bányaudvaron belül a gyepesítésen kívül egyéb növénytelepítés nem szükséges. A füvesítéshez minimum 2 dkg/m2 magmennyiséggel kell számolni. A területet karéjozó véglegesen megmaradó - meredek rézsűk erózióvédelmét cserjeültetéssel lehet és kell biztosítani. A cserjetakarítással oldható fel a rézsűk merev vonalának tájba illesztése is. Ne kerüljenek a rézsűkre, a tájba illők közül pedig minél több terjedő tövű legyen az erózióveszély elhárítása érdekében. Az ámorfa és akác alkalmazása mindenképpen kerülendő, időközi megtelepülésük pedig a tájrendezéssel megszüntetendő. Az ültetésre javasolt fajok:
északi fekvésben: tatárjuhar
egyéb helyeken: vadrózsa, egybibés galagonya, cserjés pimpó, mezei juhar, veresgyűrű som, közönséges fagyal, csigolyafűz, vagy akár vadon is megélő gyümölcsfák: őszibarack, csepleszmeggy. A növényültetési tervet szaktervezővel, a munkát szakvállalattal szükséges
elvégeztetni az utógondozással együtt, hogy a növényanyag megeredése biztosított legyen. A végrézsűk a bányaműveléssel párhuzamos ütemben folyamatosan készülhetnek. A tájrendezés folyamatos. Végső állapotba a bányaművelés befejeztét követően kerülhet, melynek időpontja a tervezett művelés értelmében pontosan ma még nem tervezhető.
13
4. A robbantástechnika alapjainak a bemutatása Mindenekelőtt szükséges a robbantással kapcsolatos pár fogalmat tisztázni, amelyek nagyon fontosak a hatékony és biztonságos munkavégzés szempontjából. Az adatok, megfigyelések régiek, de a kor előrehaladtával e képletek és fogalmak a mai napig némi korrigálással (az adott bánya paramétereire) biztonságosan és gazdaságosan használhatóak. A fejezetben tárgyaltakhoz az Ipari robbantástechnika c. könyvet [2], a Magyar Robbantástechnikai Egyesület honlapját [5], a „Javaslatok a robbantástechnológia javítására és a káros környezeti hatások csökkentése a komlói andezitbányában” összefoglaló jelentést [6] és a megíráskor még hatályban lévő ÁRBSZ-t [8] használtam fel.
4.1 Robbantás külfejtésben A nagyteljesítményű
jövesztő-
rakodó-
és szállítógépek egyre
térnyerésével és üzemeltetésével, külfejtésekből származó
hasznosítható
nagyobb ásványi
nyersanyag mennyisége jelentősen nőtt. Mára már nem ritka a helyenként több száz méter mélységben is nyitott fejtési munkahely, amelyek tervezése és üzemeltetése igen bonyolult mérnöki feladat. A következőkben azon megoldásokat mutatom be, amelyek a külfejtésekben végzett robbantásos kőzetjövesztéses munkával kapcsolatosak, illetve a technológiai leírásokat foglalom össze. A külfejtésekben alkalmazható robbantástechnológia típusai:
pados robbantás
nagykamrás művelési mód
nagyfúrólyukas robbantásos jövesztés o területrobbantás o oszlopos sorozatrobbantás.
Komlón az oszlopos sorozatrobbantás az alkalmazott technológia.
14
4.2 Töltés, fojtás Többsoros robbantásoknál kedvező feszültség eloszlást biztosít a kőzettömegben, illetve a repeszhatás mértékét is csökkenti, ha az első sorban kisebb, a hátsó sorban nagyobb
brizanciájú
robbanóanyagot
használunk.
Fontos
megemlíteni,
hogy a
beszorításban lévő töltetek esetében is fokozni kell a brizanciát, ezért a töltetoszlop alsó részébe lehetőleg nagy brizanciájú töltetet érdemes elhelyezni - TNT. A robbantás annál hatékonyabb, minél jobban kitölti a robbanóanyag a szelvényt. Ezt a feltételt az ammonsalétromos, granulált és por alakú robbanóanyagok könnyen kielégítik, hiszen jól pergő anyagokról van szó. A robbantási munka elengedhetetlen mozzanata a töltetszerkezet megtervezése. A tervezéshez nagyon fontos ismerni a lyukak állapotát, hiszen egy rosszul „méretezett” lyuk nagymértékben növelheti a káros hatásokat. Ismerni kell a következőket: falminőség, víz megléte, kavernák mennyisége. A kapott adatok birtokában nagy pontossággal tudjuk megválasztani a helyi adottságoknak megfelelő robbanóanyagot, illetve iniciálási módot. A helyes és gondos tervezés mellett fontos, hogy a robbantás előtt egy nappal ellenőrizzük a lefúrt lyukakat, hiszen ekkor még tudunk korrigálni, mind a lyuk elosztáson, mind a tervezésen. A töltetek iniciálásának a helye is fontos kérdés, hiszen egy rossz helyről indított töltet szintén tud bajokat okozni. A külfejtésekben, általánosságban milliszekundumos gyutacsokat alkalmaznak, a sorok közötti késleltetés 100 ms, a szomszédos lyukak között 25 ms. A rossz időzítés vagy a megfelelő időzítés hiánya a következőket vonja maga után:
nagy szeizmikus hatás
kőzetaprítás foka csökken
növekvő készletkivetés
nagy hátrahatás.
A korábban elvégzett kutatások azt támasztják alá, hogy a fordított iniciálás a legelőnyösebb, hiszen ekkor:
hatékonyabb a kőzetaprítás
javulnak a beszorított kőzettömegek jövesztésének feltételei
kisebb lesz a szeizmikus hatás
mérséklődik az „amputálás” veszélye. 15
A fojtás a robbantólyuk azon része, amellyel lezárják a lyuk száját, a robbantás irányítása és a jobb energiahasznosítás érdekében. A fojtást gyakran méreteivel - hosszanti és tömege - jellemzik. Anyaga legtöbbször a fúrás során kikerülő fúrótörmelék, fontos a fojtásnak a megfelelő tömörítése. A jó fojtás „receptje”: 40 tömeg% fúrótörmelék és 60 tömeg% 5…15 mm-es frakciójú kőzettörmelék.
4.3 Robbanóanyagok csoportosítása Robbantástechnikai feladatok tervezésénél fontos figyelembe venni, hogy a céloknak
megfelelő
robbantóanyagokat
válasszuk
ki.
elnevezése
a
Ehhez
elengedhetetlen
a
robbantóanyagok ismerete. A
robbantóanyag
összefoglaló
robbanóanyagoknak
és
a
robbantószereknek. Robbantóanyagok: iniciáló robbanóanyagok, brizáns robbanóanyagok, lőporok, pirotechnikai elegyek, gyutacsok, gyújtózsinórok, robbanózsinórok, perforátorok. [2] „Az iniciáló vagy primer robbanóanyagok olyan érzékeny robbanóanyagok, amelyekben nemcsak lökéshullám, hanem egyéb energiaforrás (szúróláng, súrlódás, gyenge ütés, felmelegítés) is kiválthatja a detonációt. Robbantásukkor nem képződnek nagy térfogatban gázok, ezért önmagukban robbantástechnikai munkák végzésére nem használják őket. Elsősorban szekunder típusú (brizáns) robbanóanyagok detonációjának kiváltására használatosak A brizáns vagy szekunder robbanóanyagok robbanása normál körülmények között csak
megfelelő
erősségű
lökéshullámmal
(pl.
gyutacs
vagy
robbanóanyag
felrobbantásával) idézhető elő.” „A gyutacs a robbanóanyag detonációjának kiváltására alkalmas eszköz, amely védőhüvelybe préselt iniciáló és szekunder töltetet tartalmaz”. Indításuktól függően megkülönböztetünk: gyújtózsinóros (robbantó)-, villamos-, mechanikus indítású gyutacsokat. A villamos gyutacsokon belül megkülönbözetünk: pillanathatású és időzített gyutacsokat. Különleges tulajdonságuk szerint megkülönböztethetünk: sújtólégbiztos, hőálló, nyomásálló gyutacsokat.
16
A gyutacsokat alakjuk, hüvelyük anyaga, vezetékük színe és esetenként a vezetéken elhelyezett jelző-, vagy számtábla alapján különböztetjük meg. [2] „A gyutacsok legfontosabb tulajdonsága iniciálóképességük, más szóval erősségük (Nobel
durranóhigany-töltetű
gyutacssorozatot
készített
növekvő
durranóhigany
mennyiséggel. A 8-as számú gyutacs töltete 2 g durranóhigany volt. Az ugyanilyen iniciáló képességű gyutacsot 8-as erősségű gyutacsnak nevezzük.” A gyakorlatom során a bányában alkalmazott robbanóanyagok: egyszerű robbanó keverék (Austinite_S), emulziós robbanóanyag (Emulex_1), trotil (TNT) illetve villamos gyutacs (DeM-S, O-s). A komlói andezitbányában nagyfúrólyukas robbantással jövesztik a kőzetet, ezért a következőkben ezt fogom részletesebben tárgyalni.
4.4 A művelési frontok kialakítása, geológiai felvétel A művelési frontok irányának körültekintő megválasztása a biztonságot és a jövesztés költségét nagymértékben befolyásolja. [2] „A frontokat lehetőleg egy síkban, több szint művelése esetén a szintek frontjait egymással párhuzamosan, azonos dőlésirányú fejtési lépcsőkben kell kiképezni”. A művelési front irányának helyes megválasztása esetén, a kőzetfelületek simábbak, illetve állékonyabbak lesznek, ami jelentősen csökkenti a kőzetomlás valószínűségét, továbbá a faltisztítási munkaigényt. A külfejtésekben szükséges geológiai felvétel döntő része kis eszközigénye (fényképező, kompasz, mérőléc, mérőszalag valamint résmérő) miatt viszonylag olcsón elvégezhető, azonban nem szabad elfelejteni az adott bánya helyi adottságainak tanulmányozását.
4.5 Robbantás-előkészítő geodéziai munkák A jelenleg hatályos bányatörvény előírja bányatérképek készítését, illetve ezek állandó kiegészítését, valamint a bányamérő szolgálat igénybevételének kötelezettségét. Ezen feladatok közé tartoznak a bányafal bemérési feladatai, illetve a különböző szelvényezések, melyek a külfejtési robbantások tervezését megelőzik. A robbantások precíz tervezéséhez ismerni kell a pontos előtétet, hiszen az előtét nagymértékben meghatározza a robbantás és az aprított kőzet minőségét.
17
A pontos bányamérési munkák kivitelezésének köszönhetően a tervezés megbízhatóbb, aminek előnyei többszörösen túlteszik a bemérés költségeit.
4.6 A szintmagasság megválasztása A nagyfúrólyukas robbantásoknak alapvetően két igen eltérő fejlesztési iránya figyelhető meg:
nagy területű országokban (USA, Oroszország), a lakott településektől, ipari létesítményektől kellő távolságban létesített külfejtésekben nagy átmérőjű (150…300 mm) robbantólyukakat és alacsony homlokot (8…15 m) használnak
a kis területű országokban, - mint hazánkban -, illetve a megvédendő létesítmények közelében elhelyezkedő, művelés alatt lévő bányákban pedig általában kisebb átmérőjű (60…150 mm) robbantólyukakkal, magasabb (20…50 m) homlokokat robbantanak el. Azonos lyuk- és töltetátmérő esetén az alábbi paraméterek a következőképpen
módosulnak, szem előtt tartva a kőzetjövesztés költségének illetve biztonsági helyzetének alakulását. Az Ipari robbantástechnika 8.1.3-as fejezetéből idézve: „A kőzetaprítás. Hosszabb lyukakban hosszabb ideig tart a detonáció, ezért megnövekszik a kőzetaprítás szempontjából
igen lényeges robbanóimpulzus.
A
szintmagasság változásával a fojtáshossz és a töltethossz hányadosa is módosul. A fojtás anyaga elsősorban a letört 0/20 mm-es frakció, így ezen a szakaszon nincs robbanóanyag, ezért ezen a helyen rosszabb az aprítás és megnő a méreten felüli kőtömbök –batárokaránya alacsony homlok esetén. A fúrás. A jövesztés költségeinek jelentős hányadát a fúrási munkák képezik. A szintmagasság
megváltozásakor
olyan
technológiáknál
illetve
kőzeteknél,
ahol
talplyukakra is szükség van, a szintmagasság növelése csökkenti a fajlagos fúrási igényt. A hosszabb
lyukak
nehezebben
tisztíthatók,
könnyebben
elferdülnek,
a
töltésük
körülményesebb, ha rossz a lyuk megtartása. A rakodás. A rakodógépek teljesítménye a jobban fellazított készletben nagyobb. A készlet lazulási tényezője szoros összefüggésben van a szintmagassággal. Magasabb homloknál még jól aprított készletben is többet kell bontani a rakodógépnek. A teljesítmény csökkenésén túl a rakodási munka biztonsága is romlik, mert a meredeken álló, magas
18
készlet hirtelen megindulhat, leroskadhat és a rakodógép - rosszabb esetben a gépkezelő is - megsérülhet. A fajlagos robbanóanyag-szükséglet Alacsonyabb szinteknél nagyobb a fajlagos robbanóanyag-szükséglet, ami a talpnál végzett kőzetleválasztás-többlet energiaigényének következménye. (Minél alacsonyabb a homlok, annál nagyobb eme többlettöltet az össztöltethez viszonyítva. A változás jellege hasonló a fajlagos fúrásigényhez.) A szeizmikus hatás. Számos kísérlet bizonyította, hogy a robbantás helyétől nem túl nagy távolságokban, nem túl nagy lyukszám esetén az egy lyukban elhelyezett töltet tömege határozza meg a szeizmikus hatást, amely töltettömeg arányos a töltet hosszával, tehát a szintmagassággal is. A repeszhatás. A hosszabb lyukak könnyebben elferdülnek, aminek következtében az előtét megváltozása is nagyobb mérvű (4. ábra), amely növeli a véletlen jellegű repeszhatás valószínűségét.”
4. ábra. Az előtét változása pontatlan fúrás esetén (forrás: Bohus, G. - Horváth, L. - Papp, J.: Ipari robbantástechnika, 1983)
19
4.7 A homlok dőlésének szabályozása A kőzethomlok dőlésszögének megválasztása nagymértékben befolyásolja, mind a biztonságot, mind a kőzetjövesztés műszaki és gazdasági eredményét. Előfordulhat, hogy a homlok legkedvezőbb dőlésszögét a kőzetkifejlődés már eleve meghatározza. A biztonság fokozásának érdekében előfordulhat, hogy a homlok dőlésszöge egyezik a rétegek dőlésszögével, vagy attól egy meghatározott értékkel tér el. [2] „Nincs önmagában állékony vagy omlásra hajlamos kőzet”. A homlok állékonyságát mindenkor a fejteni kívánt kőzet fizikai-mechanikai tulajdonságai és az alkalmazott jövesztési mód együttesen határozzák meg. A rézsű megválasztása jelentős mértékben módosítja a robbantás hátrahatását ezzel együtt a maradó homlok állékonyságát. Hazánkban 45°és 90° között minden homlokdőlésszög értékkel találkozhatunk, amelyet a különböző bányaüzemek a kialakult gyakorlat szerint alkalmaznak, de előfordulhat az is, hogy ezt gyakran véletlenszerűen választják meg. Korábban elvégzett kísérletek során, - melyeket mészkőben végeztek - felfigyeltek arra, hogy adott átmérőjű és mélységű robbantólyukba helyezett töltet azonos alakú (kúpszögű) tölcsért alakít ki mindaddig, amíg a lyuk a szabad felület normálisával a fél kúpszögnél kisebb szöget zár be. Nagyfúrólyukas robbantásnál a tetősíkon csak egy kivetési kúp képződik, amely a kivetés, a második szabad felület irányába torzul (5. ábra). Ebből következik, hogy amikor a robbantólyukat e kúpszög pótszögének közelében fúrják, akkor a robbantás hátrahatása jelentéktelenné válik.
5. ábra. A robbanási kráter kialakulása külfejtésben (forrás: Bohus, G. - Horváth, L. - Papp, J.: Ipari robbantástechnika, 1983)
A függőlegestől jobban eltérő irányban mélyített fúrólyuk esetén megnövekszik a fúrás pontatlansága: ahol H a szintmagasság [m], α a tervezett dőlésszög [°], β a rézsű megváltozása [°]. 20
4.8 A nagyfúrólyukas robbantástechnológia fontos összefüggései Oszlopos sorozatrobbantás, területrobbantás során azon egyenletek, melyek segítségével könnyen és egyszerűen tudunk számolni, - a robbantástechnika c. tantárgy keretein belül tanultak alapján: Az előtét:
√
[m]
A soron belüli lyuktávolság:
[m] A közelségi tényező:
A munkaterület:
(
)
A fojtás hossza:
√
[m]
Soron belüli időzítés: [ms] Sorok közötti időzítés: ms Túlfúrás mértéke:
[m] Jelölések:
d – töltetátmérő [m]
ρra – töltési sűrűség [kg/m3]
ρf – a fojtás sűrűsége [kg/m3]
q – fajlagos robbanóanyag fogyasztás [kg/m3]
D – detonációs sebesség [m/s]
Cl – hangsebesség a kőzetben [m/s]
21
[m2]
4.9 Előtét, a beszorítottság kérdése A nagyfúrólyukas robbantásokat általában egy vagy több sorban telepített töltetekkel végzik. A mélységbeli terjeszkedést több tényező befolyásolja:
Ha talptöltetet alkalmazunk, akkor a 20 m-nél mélyebb lyukak töltése nehézkes lehet
Az időzítő eszközök meglétének hiánya nagymértékben befolyásolják a töltetsorok számát
A töltet növekedésével együtt nő a robbantás okozta szeizmikus hatás, így a robbantásra szánt kőzetmennyiség tetszőlegesen nem növelhető.
A megfelelően méretezett, kivitelezett robbantásoknál az előtétnek meg kell akadályoznia a robbantás során felszabaduló gázok idő előtti kijutását, melynek feltétele: √
, ahol:
d a töltet átmérője [m], pra a lyuk falán fellépő közepes detonációs nyomás [N/m2], σh,d a kőzet dinamikus szakítószilárdsága [N/m2]. Robbantástechnikában a beszorítottság kérdése nagyon fontos. A beszorítás azon okok összessége, melyek a robbantás egyenletes és szabad kifejlődését gátolják (homlok és bányaudvar síkjának érintkezése). A beszorítás ellen „védekezni szokás”, melyre a legelterjedtebb módszerek: túlfúrás, talplyuk fúrás, kitörőlyuk alkalmazása. Túlfúrást általában a 15 m-nél kisebb homlokok esetén, illetve ha a bányaudvar síkjánál megtalálható egy, határozott vízszintes réteglap, vagy ha a kőzet erősen repedezett. A talplyuk fúrás, illetve talptöltetek alkalmazása nem nagyon elterjedt és nem ismert, ezért sokszor olyan technológiát választanak, melynek eredményeként a robbantások után jelentős kőzetpad, „kőzetláb” marad. A kőzetlábakat eltakarítani szükséges, hiszen a munkagépek nem férnek hozzá a lerobbantott anyaghoz, továbbá a későbbi eltávolítás során megnő a bányafal alatti tartózkodás ideje, ami esetlegesen balesethez vezethet.
22
4.10 Fúrástechnika A fúrás a robbantás nélkülözhetetlen előfeltétele, ami nélkül nem lehetne robbantani. A fúrás gondos kivitelezése elengedhetetlen, hiszen nagymértékben befolyásolja a jövesztés minőségét. Egy rosszul lefúrt háló sok kellemetlenséggel és esetlegesen balesettel is járhat. A kőzetek fizikai-mechanikai tulajdonsági már meghatározzák, hogy milyen fúrásmódot alkalmazzunk, illetve hogy milyen géptípus a legideálisabb az adott kőzetnek, s nem utolsó sorban a robbantástechnika legfontosabb alapadatait is befolyásolják. A fúrás szempontjából vizsgálva e tulajdonságok összességét a fúrhatóság szóval írjuk le. [2] „A fúrhatóságot a percenként elérhető tiszta fúrási teljesítménnyel fejezzük ki.” Ez a behatolási sebességet mutatja, de még kifejezhető az 1 m lyuk mélyítéséhez szükséges idővel is. A robbantást megelőzően a robbanóanyag elhelyezésére üreget, lyukat kell létesíteni a jöveszteni kívánt anyagban, ami manapság majdnem kizárólagosan fúrással történik. A helyi körülményeket ismerni kell, s ennek ismeretében végzett mérésekkel kell megállapítani, hogy az adott kőzetnek milyen a fúrhatósága, valamint ennek ismeretében tudjuk kiválasztani a megfelelő fúrógéptípust és kialakítani a számunkra legideálisabb robbantástechnológiát. A következőkben néhány, a fúrással kapcsolatos fogalmat ismertetek: [2] „A keménység a kőzet ellenállását fejezi ki idegen test (fúrókorona) behatolásával szemben. Az abrazivitás mérőszáma az egységnyi fúrólyukhosszra eső keményfém kopása, aminek velejárója a fúrólyuk átmérőjének a lecsökkenése. A szívósság a kőzet ellenállása ütéssel szemben (ütési szilárdság)” A fúrás módszerének megválasztása jelentősen függ a bányaművelés módjától, a kőzet keménységétől és a fúrólyuk átmérőjétől. A fúrókorona és a rudazat mozgása alapján megkülönböztetünk:
forgatva működő (rotációs) fúrási és
ütve működő fúrási módszert.
A működtető- (hajtó-) energia betáplálás szerint megkülönböztetünk villamos, sűrített levegős és hidraulikus hajtást. 23
4.10.1 Forgatva működő fúrás A forgatva működő gépi fúrás a szintén forgatva működő kézi fúrásból fejlődött ki. Ennél a fúrásmódnál a kőzet a fúróél axiális nyomása és az eközben együtt végzett forgó mozgás hatására forgácsolódik szét. E fúrásmód egyik fontos jellemzője az igen nagy előtoló erő, ezért a kemény kőzetek és a nagyobb lyukátmérők csak gépi előtolással fúrhatóak - ennek okán a kőbányai fúrógépek csak többtonnás kivitelben léteznek. Az előtoló erő nagysága nagyon fontos, hiszen ha az előtoló erő kisebb az optimumnál, akkor a fúrószerszám nem forgácsolja, csak koptatja a kőzetet és önmagát, így eredményes munkához nem vezet. Az erő nagyságára a fúróliszt szemcseszerkezete alapján lehet következtetni. Amennyiben nagyon aprószemcsés, a szerszám csak dörzsöli a kőzetet. A forgatva működő gépi fúrás előnyei:
nagy fúrási sebesség (nem túl kemény kőzetekben)
kis zajszint
kis energiaigény
egyszerű fúróberendezés,
a nyomaték, előtoló erő, forgási sebesség könnyen állítható
rázkódásmentes munkavégzés. 4.10.2 Ütve működő fúrás
Az ütve működő fúrásnak két fajtája van, melyek napjainkban használatosak:
ütve-forgatva működő fúrás
forgatva-ütve működő fúrás (vibrofúrás).
A komlói bányában használt fúrógép ütve-forgatva elven működik, ezért a következőkben ezt a fúrásmódot ismertetem részletesen. Ezen fúrásmódnál a fúrógép meghatározott frekvenciával ütéseket mér a fúrószerszámra és a két ütés közötti időszakban meghatározott mértékben elfordítja a fúrószárat. Amikor a dugattyú a fúrószár nyakrészére - lafetta - ütést mér, ennek hatására a kőzetbe nyomódnak a korona élei. A benyomódás mértéke függ a kőzet fizikai-kémiai tulajdonságaitól illetve az ütés energiájától. 24
Ezt a fúrásmódot kemény és igen kemény kőzetekben alkalmazzák. A hatékony kőzetroncsolódáshoz elengedhetetlen, hogy a szerszám élei alatt fellépő feszültség nagyobb legyen, mint a kőzet szilárdsága. Ütve-forgatva működő fúrógépeket két csoportba oszthatjuk:
merülő kalapácsos fúrógépek
ráverő kalapácsos fúrógépek.
A ráverő kalapácsos fúrógépek kalapácsa az előzőekben tárgyalt módszerrel ellentétben a lafettán - a fúró rudazat végén - van elhelyezve. A fúrókalapács a rudazat végére mér ütést és az ütés energiáját a rudazat vezeti el a furat alján dolgozó fúróélre. Egyik hátránya ezeknek a gépeknek, hogy a fúrólyuk mélyülésével egyre rosszabb az energiaátadás hatásfoka, mivel a rudazat tömege az ütési energia jórészét elnyeli. Beláthatjuk, hogy a fúrógép teljesítménye nagymértékben függ a kialakítandó furat mélységétől. Külső ráverőkalapácsos fúrógépet jellemzően 15…20 m mélységig célszerű (mint ahogy Komlón is történik - Tamrock Pantera 900 / 4.kép -) használni.
4. kép Tamrock Pantera 900 típusú fúrógép munka közben (forrás: a szerző saját felvétele)
25
4.11 A robbantások biztonsági kérdései Ahogyan azt a robbantástechnika c. tantárgy kereteiben is tanultuk, a robbantáskor felszabaduló energia egy része hasznos: Eh, mely a kőzet jövesztésére, további része pedig a környezet káros igénybevételére fordítódik E k Robbantási munkák során arra törekszünk, hogy E h
Ek . Nézzük, mik azok a
káros igénybevétel összetevői: , ahol: Ell a léglökés, Esz a szeizmikus hatás és Er a repeszhatás. Léglökés A
robbanóanyagok
kémiai
átalakulása
során
minden
felrobbantott
kg
robbanóanyagból ≈ 1000 l (1 m3) gáz fejlődik. Mivel a robbanás gyorsan lejátszódó folyamat (2...8 km/s) ezért az expandáló gázok maguk előtt tolják a légtömeget, megnő a légellenállásuk minek következtében a környezetében lévő légtömeg áthatolhatatlan falnak tűnik, lökéshullám jön létre. A lökéshullám addig marad fenn, amíg a frontja mögötti megváltozott térben olyan nagy a hullám terjedési sebessége, hogy e lökéshullámot utolérje. A gyorsan táguló termékek felütnek a környezetben. Repeszhatás A repeszek azok a kőzetdarabok, melyek a készletterítés távolságán túl jutnak. Repeszhatásról akkor beszélünk, ha e darabok a biztonsági távolságon túljutva harmadik félnek (személy, ingatlan) okoz kárt. A repeszhatás ellen a gondos tervezés nyújtja a legnagyobb védelmet. Repeszhatást elsősorban a gondatlan fúrás idézhet elő. A kőzetszórást a következő képlettel tudjuk kiküszöbölni:
. A robbantólyuk
dőlésszöge lehetőleg párhuzamos kell, hogy legyen a fal dőlésével. Ha ettől eltér, a következők léphetnek fel:
ha a lyuk dőlése nagyobb, mint a fal dőlése, akkor kőzetláb alakul ki
ha a lyuk dőlése kisebb, mint a fal dőlés, akkor lecsökken a wmin, ami pedig repeszhatást idéz elő.
26
További hiba lehetőségek:
gyenge, rossz minőségű fojtás
lyuk szája felőli iniciálás
kavernák figyelmen kívül hagyása. Szeizmikus hatás A komlói andezitbánya esetében a robbantások által keltett rezgések lakóépületet
nem veszélyeztetnek. A bánya közvetlen környezetében a bányatelek nyugati oldala felett lévő úton vannak hétvégi házak, de ezen épületeknél sem jelent veszélyt a keltett rezgések. A szeizmikus hatás a robbantás helyétől kellő távolságra létrejövő rugalmas hullámok (mely hullámok rezgési sebessége kisebb, mint a kőzet kritikus rezgési sebessége). A rezgések környezetre gyakorolt hatása nagymértékben függnek: a terjedési sebesség, amplitúdó, frekvencia illetve a ható idő. Egy robbantás szeizmikus hatása függ:
Technológia (milyen robbanóanyag, mekkora tömegű, milyen időzítés, iniciálás).
A robbantás helye és a védendő épület közötti távolság illetve a kőzetek rugalmas hullámvezető képessége (átázott talaj jobban vezeti a szeizmikus hullámokat).
A védendő épület paraméterei (milyen anyagból épült, alapozási mód, magasság, önrezgés szám). Az esetlegesen bekövetkező károsodások megbecsülésére még a robbantást
megelőzően van szükség. A szeizmikus biztonsági távolságot - ami nem jelenti azonban az épületkárok feltétlen fellépését e távolságon belül - az alábbi képlettel vagy szakértői véleményben kell meghatározni:
√ Ahol: k tényező értékét a robbantás módja, és gyakorisága határozza meg [-], L, szeizmikus biztonsági távolság [m], Qf mértékadó töltetnagyság [kg]. A következőkben (1. táblázat) az ÁRBSZ-ben rögzített „k” tényező értékei láthatóak, a robbantási mód és gyakoriságától függően.
27
1. táblázat: A „k” tényező megválasztása szeizmikus számításhoz (forrás: 13/2010. (III. 4.) KHEM rendelet)
A robbantás módja, gyakorisága víz alatt vagy mocsaras talajban tervezett robbantásnál és 10 m-nél vastagabb agyagrétegre épült objektumoknál
„k” tényező 160
rendszeresen ismétlődő, előre kijelölt, viszonylag szűk körzetben, elsősorban termelési céllal végzett robbantás esetében (pl.:
80
kőbányákban) egyedi, konkrét feladat megoldására vagy jelentősen változó területen végzett robbantás esetében rátett töltet alkalmazása és áthalmozott anyag terítése esetén
40 20
A komlói üzemnél egy korábbi kísérletsorozat folyamán a Pécsi Bányakapitányság felmentést adott a „k” tényező csökkentésére. Az üzemben használatos „k” tényező 50 helyett jelenleg 16. A robbantások során arra kell törekedni, hogy a keltett rezgések frekvenciája lehetőleg ne legyen kisebb, mint 12 Hz, hiszen az épületek a kis frekvenciájú rezgésre érzékenyek, mely, ha éri őket, kialakulhat a rezonancia, ami az épület tartós károsodását eredményezi. A korábban említettek szerint, vannak országok, ahol nagyobb átmérőjű robbantólyukakat használnak, minek köszönhetően a töltetek száma is nagyobb, mely jelentősen megnöveli a szeizmikus hatást (a bányák nincsenek körbeépítve, mint Magyarországon). Különböző államokban a nagyobb frekvenciákhoz nagyobb megengedett rezgési értékek tartoznak. A megengedett rezgési sebességeket betartani nehéz, de a következőkben felsoroltak segítenek benne:
megfelelő sorozatnagyságú és pontos milliszekundumos gyutacsok használata
megfelelő robbantási technológia használata, melynél a robbantási energia a kőzet aprítására fordítódjon
optimális késleltetési idő alkalmazása, mely függ a robbantandó kőzettől és az alapozási talajtól
az egy késleltetési fokozatra eső töltet tömegének a kívánt mértékig való csökkentése.
28
A várható rezgési sebesség értékét a következő képlet segítségével kell meghatározni: √
Ahol: v, a rezgési sebesség [mm/s], amelynél nagyobb nem várható („l”) távolságban [m], Qf mértékadó töltet [kg].
4.12 Jogi kérdések A robbantástechnika kivitelezését, a robbantóanyagok szállítását, tárolását, felhasználását számos jogszabály rögzíti, előírja, melyek a következők:
Az Általános Robbantási Biztonsági Szabályzatról szóló - 13/2010. (III. 4.) KHEM rendelet,
a 191/2002 Korm. rendelet - A polgári célú robbanóanyagok forgalmazásáról és felügyeletéről és az
ADR - A veszélyes áruk nemzetközi közúti szállításáról szóló európai megállapodás. Részletek az ÁRBSZ-ből: [8]
„A rendelet hatálya: 1. § (1) A rendelet hatálya a polgári robbantási tevékenységre terjed ki. (2) A rendelet hatálya nem terjed ki a) a Magyar Honvédség, a rendvédelmi szerv, továbbá a Magyar Köztársaság területén állomásozó fegyveres szerv birtokában lévő robbanóanyag és lőszer, b) a polgári felhasználású pirotechnikai termék, és c)
a
polgári
felhasználású
lőszer
gyártására,
tárolására,
felhasználására
és
megsemmisítésére. Személyi feltételek: 3. § (1) Polgári robbantási tevékenység, robbanóanyag forgalmazás irányításával, felügyeletével az a személy bízható meg, aki a) betöltötte a 21. életévét, 29
b) rendelkezik a tevékenység végzéséhez szükséges, e rendelet szerinti képzettséggel és szakmai gyakorlattal, és c) a munkakör ellátásához egészségügyileg alkalmas.”
5. A bányában alkalmazott robbantástechnológia Az alábbiakban bemutatásra kerülő robbantás technológiai előíráshoz a komlói andezitbánya robbantás technológiai előírását (továbbiakban RTE) használtam fel [4].
5.1 A Robbantás Technológiai Előírás alkalmazhatósági köre A robbantási engedélyben meghatározott - a komlói andezitbánya területén belüli külszíni robbantási munkák:
Nagyátmérőjű fúrólyukas, a bányafalak jövesztését szolgáló robbantások.
Rátett töltettel történő, utóaprítás célú robbantások, résrobbantások, bányafalak takarítása.
Rátett töltettel történő, a XII-es törő bunkerében végzendő, utóaprítás célú robbantás.
Kisátmérőjű robbantások utóaprítás, bányafal-, talpegyengetés, árokkészítés céljára.
Robbantásra
alkalmatlan-,
lejárt
szavatosságú-,
hibás-,
készletben
talált
robbanóanyag megsemmisítése. Robbantandó anyag: andezit, andezittufa, esetenként agyagos meddő. Személyi feltételek: nagyátmérőjű fúrólyukas robbantás és robbanóanyag megsemmisítése csak robbantásvezető irányításával végezhető. Az adott robbantási feladat ellátásához szükséges robbantómesterek és kisegítő személyek számát a robbantásvezető határozza meg.
5.2 A felhasználható robbantóanyagok A nagyátmérőjű fúrólyukas robbantások főtöltete ANDO típusú robbanóanyag, lábtöltetekhez emulziós robbanóanyagot kell alkalmazni. Egyéb az RTE 1. pontjában felsorolt robbantásoknál (falkiigazítás, kőzetláb eltávolítás, stb.) csak gyutacsérzékeny robbanóanyag használható. 30
Elektromos indításra nagyátmérőjű fúrólyukas robbantásoknál DeM-S gyutacsot kell használni, mivel a komlói kőzetben terjedő hangsebesség alapján, soron belül 25 ms a szomszédos töltetek közötti optimális időzítés. A nem elektromos indítás általános alkalmazását a komlói körülmények nem indokolják. Ugyan némi gyakorlat megszerzése után kellő biztonsággal alkalmazható itt is, de a használatával járó előnyök itt nem kompenzálják a magasabb árat. Használata csupán a bánya nyugati oldala felett húzódó út mentén lévő hétvégi házak védelméhez indokolt abban az esetben, ha a robbantási frontok 200 m-nél jobban megközelítik az építményeket. Fontos feltétel azonban, hogy minden töltetet különböző időben (25 ms-os késleltetéssel) iniciáljanak. 5.2.1 Robbanóanyagok 1. ANDO típusú robbanóanyag Az ANDO típusú robbanóanyag ammóniumnitrátból és ásványolajból, esetleg biológiailag is leépülő növényi olajokból áll. Vízérzékenysége miatt csak száraz körülmények között vagy fóliatömlőbe töltve használható fel, nem gyutacsérzékeny. Indítótöltetként ajánlott az ANDO gyártója által gyártott dinamitokat vagy emulziós robbanóanyagokat használni. A megfigyelési időszakban alkalmazott Austinite_S típusú robbanóanyag jellemzői: Fajsúly: 0,75 g/cm3, oxigénegyenleg: -1,6 %, gázvolumen: 981 l/kg, Specifikus energia: 1001 kJ/kg, robbanási sebesség: 3700 m/s (acélcsőbe zárva 52/60/150 mm). Nagy mennyiségű gázfejlődés. Érzéketlenség mechanikai és termikus behatásokra. A fúrólyuk teljes mértékű kitöltése és ez által igen jó hatásfok. Jól „pörgő” (könnyen tölthető), mechanikai töltésre (befújható) alkalmas. Az alsó felhasználási hőmérséklete -20 °C, míg a felső felhasználási hőmérséklete +40 °C. Indításhoz min. 200 g töltet szükséges. Minimális töltényátmérő: 55 mm. Nem vízálló, szénpor és sújtólég által veszélyeztetett környezetben nem használható. 2. Gyutacs érzékeny emulziós robbanóanyag Emulziós, ammónium-nitrát, nátrium-nitrát, víz, olajfázis és nátrium-nitrit keveréke. Gyutaccsal indítható robbanóanyag. 31
Az emulziós robbanóanyag külszíni és föld alatt végzett sziklarobbantásoknál alkalmazható, jelen utasítás és a robbanóanyagokról szóló előírások feltételeinek betartása mellett azokon a helyeken, ahol nem fenyeget gáz-, gőz- vagy porrobbanás veszélye. A robbanótest vágással osztható, de csak a manipulációs területen. A robbanótest éles, nem szikrázó anyagokból készült késsel, fa alátéten vágható. A robbanóanyag eltűnő részeit biztosítani kell a kihullás ellen. A munkaeszközöket az osztás befejezése után meg kell tisztítani. Fúrólyukba betolható, vagy megfelelő berendezéssel pneumatikusan betölthető. N°8 erősségű gyutaccsal közvetlenül indítható, vagy robbanózsinórral (12 g/m). Sűrűsége: min. 1,05 g/cm3, robbanási sebesség: 65 mm töltet min. 5500 m/s, kritikus töltetátmérő: 25 mm. Oxigénegyenleg: +2,3 %, ütésre mérsékelten érzékeny, vízállóság 30 m vízoszlop 24 h. Gyúlékony, az égést táplálja, égése robbanásba mehet át. Zárt térben hevítve robbanhat.
5.2.2 Gyutacsok
DeM-S villamos gyutacs Villamosérzéketlen,
milliszekundumos késleltetésű, nem sújtólégbiztos, 30
fokozatú, korlátozottan hő- és víznyomásálló időzített villamos gyutacs. Gyutacshüvely anyaga alumínium, átmérője 7mm. A beépített izzófej ellenállása: 0,4-0,7 Ω, a gyutacs erőssége: Nobel sor szerint min. N°8. Működőképesség: 5 mm vastag ólom, vagy 1mm vastag acéllemezen min. 7mm átmérőjű lyukat üt. Vízállóság: 0,2 MPa víznyomáson 2 órán át tartó tárolás után a gyutacs sorozatindíthatósága és működőképessége megfelel az előírásoknak. Hőállóság: +60 °C-on 2 órán át tartó tárolás után a gyutacs sorozatindíthatósága és működőképessége megfelel az előírásoknak. Kóboráram biztosság: 5 percig tartó, 0,45 A erősségű áram hatására a gyutacsrobbanás nem megengedett. Sorozatindíthatósága: 5 db sorba kötött gyutacsnak 4 ms-ig tartó 1,8 A egyenáram hatására fel kell robbannia. Impulzusérzékenység: 8 mJ/Ω impulzus hatására egyetlen gyutacs sem robbanhat fel. 16 mJ/Ω impulzus hatására valamennyi gyutacsnak fel kell robbannia. Robbantástechnikai tervezés szempontjából a gyutacs indításához 4ms-on belül, legalább 20 mJ/Ω energiát kell biztosítani. 32
A gyutacsvezeték anyaga és fajlagos ellenállása: acél (Fe) vezetékeknél: 0,4-0,7 Ω/m vezetékpár, réz (Cu) vezetéknél: 0,04-0,08 Ω/m vezetékpár. A vezetékpárok szigetelése piros-sárga.
2. táblázat: A DeM-S gyutacs sorozat névleges késleltetési időértékei (forrás: Robbantás Technológiai Előírás - Komlói Andezitbánya)
Fokozat
Névleges késleltetés
Fokozat
(ms)
Névleges késleltetés (ms)
1.
25
16.
400
2.
50
17.
425
3.
75
18.
450
4.
100
19.
475
5.
125
20.
500
6.
150
21.
550
7.
175
22.
600
8.
200
23.
650
9.
225
24.
700
10.
250
25.
750
11.
275
26.
800
12.
300
27.
850
13.
325
28.
900
14.
350
29.
950
15.
375
30.
1000
O-S villamos gyutacs Típus: „villamosérzéketlen” (csökkentett villamos érzékenységű), pillanathatású, nem sújtólégbiztos, korlátozottan hő- és víznyomásálló villamos gyutacs. Gyutacshüvely anyaga alumínium, átmérője 7 mm. A beépített izzófej ellenállása: 0,4-0,7 Ω, a gyutacs erőssége: Nobel sor szerint min. N°8. Felhasználható: Önállóan, illetve a gyártó által készített valamennyi villamosérzéketlen („S” jelű) időzített gyutacstípus (DEM-S, DED-S, DEP-S) 0. fokozatként. Működőképesség: 5 mm vastag ólom, vagy 1 mm vastag acéllemezen min. 7 mm átmérőjű lyukat üt. Vízállóság: 0,2 MPa víznyomáson 2 órán át 33
tartó tárolás után a gyutacs sorozatindíthatósága és működőképessége megfelel az előírásoknak. Hőállóság: +60 °C-on 2 órán át tartó tárolás után a gyutacs sorozatindíthatósága és működőképessége megfelel az előírásoknak. Kóboráram biztosság: 5 percig tartó, 0,45 A erősségű áram hatására a gyutacsrobbanás nem megengedett. Sorozatindíthatósága: 5 db sorba kötött gyutacsnak 4ms-ig tartó 1,8 A egyenáram hatására fel kell robbannia. Impulzusérzékenység: 8 mJ/Ω impulzus hatására egyetlen gyutacs sem robbanhat fel. 16 mJ/Ω impulzus hatására valamennyi gyutacsnak fel kell robbannia. Robbantástechnikai
tervezés
-
a
szükséges
robbantógép
kiválasztása
-
szempontjából a gyutacs indításához 4 ms-on belül, legalább 20 mJ/Ω energiát kell biztosítani. A gyutacsvezeték anyaga és fajlagos ellenállása: acél (Fe) vezetékeknél: 0,40,7 Ω/m vezetékpár, réz (Cu) vezetéknél: 0,04-0,08 Ω/m vezetékpár. A vezetékpárok szigetelése piros-sárga.
5.3 Robbantólyukak paraméterei és elhelyezésük A robbantások geometriai paraméterei:
A robbantólyukak névleges átmérője: 92 mm.
A lyukak dőlése: 74°…90° (Ettől eltérő dőlésű robbantólyukak csak rézsűkiigazítás, veszélyelhárítás, vagy talplyukak iránti igény felmerülése esetén készítendők).
A lyukhosszat (L) mindig a helyi szintmagassághoz (H) kell igazítani az
összefüggés alkalmazásával. (Az 1,5 m hosszúságú túlfúrást is figyelembe véve). A 75°-tól szükség szerint eltérő dőlésszög alkalmazása esetén az 1,04-es szorzó helyett az 1/sinα értéket kell használni.
A lyuksorok száma általában 2, de szükség esetén 3 is lehet (az 1 soros technológiát lehetőleg kerülni kell)
Az előtét: körülbelül: 4,0…6 m,
Sortávolság: 2,5…4 m.
A fal alászakadása esetén sem lehet kisebb a helyi előtét 1,8 m-nél.
34
A szomszédos lyukak közötti távolság: 2,5…4,5 m.
(A lyuk ellehetetlenülése esetén - még a töltés megkezdése előtt - a kitűzött ponttól 0,5…1,0 m-re újabb lyukat kell fúrni).
A front hossza (a soron belüli lyukak száma) a szeizmikus lehetőségektől és a rendelkezésre álló területtől függően választható meg. A soron belüli lyukszám lehetőleg 10 és 25 között legyen.
Amennyiben talplyukak fúrására is szükség lenne, úgy azokat a hátsó sor metszésvonaláig kell fúrni, ami kb 8,5 m hosszú fúrást jelent. (Ilyenkor a felülről fúrt lyukak rövidebbek: o az I. sorban fúrt lyukak: H - 3,0 m, o a II. sorban fúrt lyukak: H - 1,0 m hosszúak legyenek).
A talplyukakat homlokra merőlegesen, egymástól 2,0 m-re kell fúrni.
A fojtás hossza: 2,5…3 m.
A fojtás anyaga: a letört 0…20 mm-es frakció. (Talplyuk használatakor a fojtás legalább 1,5 m hosszú legyen.)
5.4 Robbanótöltet mennyiségének szélső értékei Egy-egy lyukba a falmagasságtól (illetve az ebből számított lyukhossztól) függő mennyiségű robbanóanyag fér. Az új bányarész legmagasabb (H=22 m) termelő szintjén a különböző eltérések, hibák halmozódását is figyelembe véve a lyukankénti töltet: Glábtöltet ≤ 18 kg Gfőtöltet ≤ 127 kg Gösszesen ≤ 145 kg Ilyen magas falnál, 2 soros lyuktelepítésnél, az alkalmazott leghosszabb, n=25 db soronkénti lyukból álló frontnál felrobbantható összes töltetmennyiség: 7250 kg. (A robbantások általában 2500 és 5000 kg robbanóanyag felhasználásával történnek). A régi bányarész egy fogásban tervezett I/3+I/4 szintjének művelésénél a leghosszabb fúrólyuk 30 m, itt a lyukankénti töltet tömege: Glábtöltet ≤ 18 kg Gfőtöltet ≤ 166 kg Gösszesen ≤ 184 kg
35
A művelt bányafalak közül a védendő létesítményekhez legközelebb a I/3.+I/4. , U3. és az U5.-ös szint található, ezért ezekre a robbantásokra határozzuk meg a Qf számított értékét: 3. táblázat: Robbantótöltet mennyiségének szélső értéke (Qf) (forrás: Robbantás Technológiai Előírás - Komlói Andezitbánya)
Munkahely
Qf számított
Qf megengedett
(kg)
(kg)
I/3+I/4 szint
22500
600
U5. szint
3906
600
U3. szint
1259
600
A táblázat számított értékeinek meghatározása során az ÁRBSZ 4. mellékletében közölt képletek kerültek felhasználásra. A számított értéknél lényegesen kisebb Q f választását a DeM-S gyutacsok alkalmazása teszi lehetővé, és így a környezeti hatások minimalizálhatóak. A robbantólyukak átmérője 92 mm, töltetsűrűsége (ANDO esetén) 6,1 kg/fm.
5.5 A robbantás előkészítése A robbantólyukakat a töltés megkezdése előtt ellenőrizni kell. Az ellenőrzés ki kell, hogy terjedjen: a fúrás helyére, a lyuk mélységére, a lyuk dőlésszögére és a lyukban lévő víz magasságára. Az ellenőrzést a robbantás előtt való napon kell végezni, hogy legyen mód a korrekcióra. Amennyiben a töltés előtti közvetlen ellenőrzés során valamelyik lyuk (részbeni) eltömődését tapasztalják, úgy azt a lyukat meg kell jelölni és a töltési munka végén kell a lyuk szabaddá tételt és töltését megkísérelni. A robbantási terven lyukanként meghatározott mennyiségű robbanóanyagot a lyuk szájának közelében kell elhelyezni Az indításhoz szükséges gyutacsokat lezárt hordládában kell tartani, és azokkal a töltés sorrendjében élesíti az indítótöltényeket a robbantómester. A 3 kg tömegű emulziós indítótöltényeket nem a gyutacsvezetékkel, hanem önkioldó zsineggel kell a lyukba engedni. 36
A lábtöltet elhelyezése után a főtöltetet úgy kell a lyukba önteni, hogy az utolsó zsák robbanóanyag fölött a szükséges fojtáshossz tartható legyen, ezért a töltés során méréssel ellenőrizni kell a töltet hosszát. Amennyiben valamelyik lyukat nem lehet a tervezett mértékben megtölteni, úgy különösen oda kell figyelni a szomszédos lyukak töltésére. Ahol az első töltetsor előtti kőzetelőtét meggyengült (kihullás vagy a készlet felrakása közben a gép „alászedett”), ott a fojtást a szükséges mértékig meg kell növelni. 5.5.1 Töltetszerkezet, töltés A tetőlyukakba lábtöltetet és főtöltetet helyezünk. A lábtöltet 2 m hosszú, anyaga töltényezett emulziós robbanóanyag. A főtöltet ANDO típusú ömlesztett robbanóanyag. Az indítótöltetet a lábtöltetbe kell helyezni. A főtöltetet alumínium tölcsér segítségével, kézi erővel kell betölteni. A talplyukakat, fa töltőpálcával, töltényezett Lambrex 1 vagy hasonló robbantástechnikai tulajdonságú robbanóanyaggal kell megtölteni. 5.5.2 Vizes lyukak töltése Figyelembe véve jelen RTE II. fejezetében tett robbanóanyag ismertetést (jelen esetben 5.2 fejezet), vizes lyukakba közvetlenül csak vízálló robbanóanyag tölthető (Lambrex 1). A vízálló robbanóanyag-oszlopnak 2,5-szeresen meg kell haladnia a lyuk talpán lévő vízoszlop magasságát. A gyutacs nyugodtan elhelyezhető a vizes lyukszakaszban is. Vizes lyukak töltésénél külön figyelmet kell arra fordítani, hogy a legtöbb használatos robbanóanyag sűrűsége közel azonos a vízével, így előfordulhat, hogy töltés közben a töltet úszik, vagy lebeg a víz felszínén. A nem a kőzettel érintkező robbanóanyag, robbanás esetén nem kellő hatásfokkal dolgozik, ezért meg kell győződni a fojtás elhelyezése előtt arról, hogy a töltet (indító- és főtöltet) lesüllyedt-e és nem lebeg a vízben. Vizes lyukak töltését a robbantási front töltése során utoljára kell hagyni, így csökkenthető azon idő, amíg a robbanóanyag érintkezik a vízzel.
37
5.6 Indítótöltetek helye, az indítás módja A 20 m-nél hosszabb lyukakba 2 db gyutaccsal kell indítani, az ennél rövidebb robbantólyukak esetén a robbantásvezető utasítására 1 db is elhelyezhető. Vízszintes lyukakba 1 db indítótöltetet kell elhelyezni. Az indítótöltet gyutacsból és töltényezett robbanóanyagból áll, előírás (ÁRBSZ) szerint összeszerelten (töltényezett robbanóanyagok ismertetése a II. fejezetben). A gyutacsérzékeny tölténnyel indított főtöltet ömlesztett ANDO típusú, ritkábban (vizes-, repedezett-, puha kőzetkörnyezetben, talplyukak esetében) az is töltényezett robbanóanyag.
5.7 Fojtás anyaga, mérete, elhelyezésének módja 5.7.1 Tetőlyukak fojtása A jó fojtás anyaga 1 rész fúróliszt és 2 rész
kőzúzalék, melynek mérete a
lyukátmérő 20 %-a. A fojtás hossza az előtéttől függően 2,5…3 m (az I. sorban 3 ± 0,2 m, a II. sorban 2,5 ± 0,2 m). A lyukakba lapáttal kell beszórni a fojtás anyagát, a fojtás készítése során ügyelni kell arra, hogy nagyobb kőzetdarabok ne kerüljenek a lyukba. A fojtás pontos elkészítésének érdekében a töltés során folyamatosan mérni kell a töltet hosszát, így elkerülhető a túltöltés. A fojtás méretét növelni kell, amennyiben az előtét nagysága nem éri el az RTE III. fejezetében (jelen esetben: 5.3-as fejezet) előírtat, ebben az esetben a kis előtéttel rendelkező lyukszakaszt végig kell fojtani. Amennyiben a fúrás, vagy a töltés során üregre (kavernára) utaló jel merül fel, úgy a robbantásvezető irányításával - a túltöltés elkerülésére - lyukon belül közbülső fojtást kell elkészíteni. Ebben az esetben a robbantásvezető dönt az osztott töltetről. 5.7.2 Talplyukak fojtása A talplyukakat legalább 1,5 m hosszú, műanyag fóliába töltött fojtással kell lezárni. A fojtás anyaga 0/5-ös kőzúzalék. A csomagolt fojtást töltőbottal kell a talplyukba betolni és tömíteni.
38
Amennyiben a talplyukban osztott töltet kerül kialakításra a robbantásvezető utasítására, úgy az egyes töltetrészeket egymástól szintén a csomagolt és tömített fojtással kell elválasztani. Fúrást és fojtást követően a talplyukak szája környékét meg kell tisztítani a nagyobb leváló, vagy levált kövektől, így lehet csökkenteni a repeszhatás mértékét.
5.8 Villamos robbantóhálózat kialakításának módja A robbantóhálózat kialakítása a gyutacsok sorba kapcsolásával történik. A robbantóhálózatot csak robbantómester alakíthatja ki. Nagyobb hálózaton egyidejűleg két robbantómester is dolgozhat, akik a front két végétől egymás felé haladnak, majd találkozva ellenőrzik egymás munkáját. A feleslegesen hosszú vezetékek rövidíthetőek, de kerülni kell a feszes kötéseket. Minden kötési helyet szigetelni kell. (Ha lyukon belül van szükség vezetéktoldásra, akkor a kötési helyeket a két vezetékben legalább 0,2 m-rel távolabb kell kialakítani és ilyenkor a szigetelésre különös gondot kell fordítani. A kötési helyek nem kerülhetnek víz alá. A robbantóvezetékre kötésig, illetve a hálózat kialakításáig a vezetéket rövidre zártan kell tartani. A rövidre zárás megszüntetése a robbantóállomás felé haladóan történhet. Amennyiben a robbantóhálózatba a kötözés után be kell avatkozni, úgy a robbantóvezetéket a robbantógép felől rövidre kell zárni.
5.9 Robbantógép használata A nagyrobbantásokhoz csak ellenőrzött NTR 1000, NTR 2000, NTR 3000, vagy NTR 4000 típusú robbantógépet szabad használni. A robbantógépek ellenőrzése a típusnak megfelelő RGE-2 típusú műszert kell alkalmazni. Az NTR 1000, 2000, 3000, 4000-es gépekkel sorosan maximálisan 1000 Ω ellenállású soros kötésű robbantóhálózat robbantható fel, így 1, 2, 3 vagy 4 db, azonos ellenállású részhálózatot kapcsolnak párhuzamosan. Az eredmény: vegyes kapcsolás.
39
5.10 Robbantóhálózat ellenőrzésének szükségessége és módja A robbantóhálózat ellenállását minden robbantás előtt számítással meg kell határozni és a tényleges ellenállást a robbantógépbe épített ellenállás mérő műszerrel meg kell mérni. Számítás módja:
,ahol: R a robbantóhálózat összes ellenállása, Rv a
robbantóvezeték ellenállása, Rgy a gyutacsok (gyutacsvezetékkel) ellenállása. A mért ellenállás és a számított ellenállás értéknek nem lehet 5 %-nál nagyobb az eltérése. Nagyobb eltérés esetén felül kell vizsgálni a hálózat kialakítását, kötéseit illetve a számítás helyességét.
5.11 Robbantás esetén a személyek védelmére szükséges biztonsági távolságok Bányaudvaron rátett töltettel történő robbantás, résrobbantás, batár fúrt lyukakban elhelyezett töltettel való robbantás esetén 300 m. Nagyrobbantások esetén a 712/2005/1 számú bányakapitánysági határozat szerint számított, illetve előírt repeszhatás biztonsági távolságát kell betartani. A kivetés irányában a repeszhatás biztonsági távolságát a következő képlettel kell számítani:
ahol:
R a repeszhatás biztonsági távolsága [m]
d a töltet átmérője [m]
w az előtét [m]
ρ a robbanóanyag sűrűsége [kg/m3]
Q a robbanóanyag robbanási hője [kJ/kg]
m a közelségi tényező LAMBRIT 1 robbanóanyag felhasználásakor, d=0,092 m, w=4,5 m, ρ=750
kg/m3, Q=4021 kJ/kg, m=0,9 esetén az R=232 m. A kivetéssel ellentétes irányban a repeszhatás biztonsági távolsága 120 m. Törőnél történő batározó robbantás esetén 200 m-es körzeten belül csak kijelölt védett helyen lehet tartózkodni. 40
5.12 Védett hely, a robbantóállomás helye A robbantással kapcsolatos helyek megválasztásának feltételeit az ÁRBSZ-ben és a robbantási engedélyekben előírtak tartalmazzák, ezeken felül a következő szempontokat be kell tartani:
A XII-es törő mellett megépítésre került beton építmény, amely a robbantóállomás szerepét is betölti a törőben végzett kistömegű robbanóanyaggal történő batározás, és a robbantásvezető utasítása szerint az I/1, I/2, I/3, I/4 szintek nagyrobbantáskor. A bányában más építmény nem értelmezhető védett helyként.
A robbantóállomás helyét - törőnél végzett batározó (aprító) robbantások kivételével - minden robbantás előtt a robbantás helyének ismeretében a robbantásvezető határozza meg.
5.13 Jelzés rendje, módja, várakozási idő A robbantások előtt és után minden esetben a jelzéseket szirénával, vagy levegővel működtetett kürttel kell leadni. A jelzés leadására a robbantást végző robbantómester adja ki az utasítást, kétséges esetben a robbantás a robbantásvezető külön utasításáig nem fújható le. Jelzésrend:
Robbantás kezdete (előtt 10 perccel) három hosszú jel (15 s).
Közvetlenül a robbantás előtt három rövid jel (3 s).
Robbantás befejezése után (lefújás) egy hosszú (15 s). A jelzésrendtől eltérni nem lehet, a jelzésrendet ismertetni kell - a robbantást végző
személyzeten kívül - a kőbányában munkát végző valamennyi dolgozóval, az érintett területen tartózkodó valamennyi szállítógépjármű vezetőjével. A jelzésrendről minden év januárjában tájékoztatni kell az érintett Polgármesteri Hivatalt, egyben kérve, hogy a tájékoztatást a helyben szokásos módon hozza a lakosság tudomására. Nagyrobbantások esetén min. 5 perc az utolsó fokozat felrobbanása után, batározó-, aprító robbantások után min. 1 perc a várakozási idő. A robbantásokat követően a robbantást végző robbantómester a robbantógépről leszereli a robbantóvezetéket és rövidre zárja. 41
Ezt követően - várakozási idő után - a robbantóvezeték mentén haladva megközelíti a robbantás helyét. A robbantóvezetékeket a gyutacsvezetékekre való csatlakozásnál is szétszereli és rövidre zárja. A robbantás helyének ellenőrzése során vizsgálni kell, hogy a robbantó hálózatba bekötött
valamennyi gyutacs és töltet
felrobbant-e, amennyiben nem, úgy a
robbantásvezető utasítására meg kell kezdeni a szükséges intézkedéseket. A robbantás helyének vizsgálata során meg kell állapítani a repeszhatás mértékét, és azt közölni kell a robbantásvezetővel.
5.14 Megállt töltet hatástalanításának módja Megállt töltetek hatástalanítását az ÁRBSZ 82.§ előírásai szerint kell elvégezni. Amennyiben a megállt töltet hatástalanítása a 82.§ szerint sikertelen vagy nem elektromos robbantási hálózat esetében 82.§ 7. bekezdésének végrehajtása után a fúrólyukban megállt töltetet a vele párhuzamosan legfeljebb 1 méter távolságra fúrt lyukba helyezett töltet felrobbantásával kell hatástalanítani. Megállt töltet hatástalanítását a robbantásvezető helyszíni irányítása mellett kell végezni.
5.15 Robbantóanyag megsemmisítése A nem megfelelő, lejárt jótállási idejű, az újabb vizsgálat alapján nem megfelelőnek bizonyult robbantóanyagot 30 napon belül meg kell semmisíteni. Ugyancsak meg kell semmisíteni a talált robbantó- és robbanóanyag maradványokat, valamint a nem villamos indítású robbantási hálózat elemeit, amelyek már robbantásra ne megfelelőek (vezetékdarabok, hibás kapcsoló egységek, gyutacsok). A robbantóanyagok megsemmisítése robbantási munkának számít, csak szabadban, a robbantásvezető által kijelölt helyen szabad elvégezni. A bányában a megsemmisítés helyéül a I/3 szint talpán található gödröt, vagy a nyugati meddőhányó közepén robbantásonként kialakítandó gödröt lehet kijelölni. A megsemmisítés során be kell tartani az ÁRBSZ 114. §, 115. §, 116.§, előírásait. Robbantásos megsemmisítés esetén a robbanóanyag mennyisége - alkalmanként - nem haladhatja meg az 50 kg-ot (ez elégetéses megsemmisítés esetén 20 kg).
42
6. Az általam megfigyelt robbantások Gyakorlatom során a fellendülő termelésnek köszönhetően részt vehettem 3 robbantáson. A következőkben e robbantásoknak a terveit, eredményeit fogom bemutatni. A robbantásokat számos munka előzi meg. Az egyik legfontosabb, - amely nélkül nem lehetne robbantás - a fúrás. A fúrás nem a fúrómester kénye-kedve szerint, hanem meghatározott protokoll szerint történik. A robbantásvezető - ismerve a bánya, művelési rendjét - a tervezett robbantás előtt jóval kijelöli a fúrómesternek a mélyítendő lyukak helyét. A „korai kijelölésre” azért van szükség, hogy ha esetlegesen valamilyen hiba - belső üreg, beomlás - lépne fel, akkor arra még időben lehessen reagálni. A kijelölés alkalmával a robbantásvezető az RTE-ben meghatározott paramétereket (sor- és lyuktávolság, dőlésszög, fúrólyuk - a töltés után robbantólyuk - átmérője, előtét) betartva, fúrási tervet készít, amit a fúrómesternek átad. Fontos hogy a robbantásvezető az adott szinten megjelölje a mélyíteni kívánt lyukak helyét. Ezt általában a bányában található kövekkel teszik meg, bizonyos esetekben festékspray-vel jelöli ki. A fúrás Tamrock Pantera 900-as géppel történik, mely igen korszerűnek mondható. A fúrógép ráverő kalapácsos (korábban ismertetett módon működik). A robbantásvezetővel a fúrási munkák előtt a jöveszteni kívánt szintre kimentünk és az adott szint peremvonalát lerajzoltuk, majd azon bejelöltük a mélyíteni kívánt lyukak helyét. A későbbiekben tárgyalt robbantásoknál jómagam is e dolgok szerint jártam el természetesen a robbantásvezető felügyelete mellett. A robbantás megtervezését egy előre nyomtatott nyomtatványon készítettem el (A3-as mm papír, cellákkal), ahogy az a 6. ábrán látszik. A következőkben a robbantás előtti, fontos feladatok egyikét - a robbantási terv készítésének mozzanatait, követelményeit - említeném meg. A „13/2010. (III. 4.) KHEM rendelet az Általános Robbantási Biztonsági Szabályzat” [8] így rendelkezik: „70. § (1) A robbantási munkát - a katasztrófavédelmi jellegű robbantási feladatok kivételével - írásban, dokumentáltan meg kell tervezni, és úgy kell végezni, hogy a robbantás személyeket és vagyontárgyakat ne veszélyeztessen. (2) Minden robbantásra tervet kell készíteni, és azt a robbantást végző robbantómesternek vagy a robbantásvezetőnek aláírás ellenében át kell adni. 43
(3) Az ismétlődő, a veszélyek és a robbantás-technikai jellemzők szempontjából azonosnak tekinthető, robbantásvezető helyszíni felügyeletét nem igénylő robbantásokra robbantási technológiai előírást kell készíteni, és azt aláírás ellenében a robbantást végző robbantómesternek át kell adni. Ebben az esetben nem kell robbantási tervet készíteni. (4) Az RTE-t a 3. mellékletben foglaltak figyelembevételével kell összeállítani. (5) Az RTE-t módosítani kell, ha a robbantás körülményei megváltoznak vagy azt egyéb ok szükségessé teszi. (6) Gondoskodni kell arról, hogy a robbantás káros hatásai (különösen szeizmikus hatása, repeszhatása, a légnyomás) személyeket, védendő létesítményeket ne veszélyeztessen. (7) Ha a robbantás káros hatása az előzetesen megállapított biztonsági távolságon túl is észlelhető, a robbantási tevékenység nem folytatható és a robbantási engedély módosítását kell kezdeményezni. (8) A robbantás megkezdése előtt számítással meg kell határozni a szeizmikus biztonsági távolságot. A biztonsági távolságon belül lévő védendő létesítmények esetében a 4. melléklet A) pontja szerint meg kell állapítani a létesítmény statikai jellemzői figyelembevételével a várható rezgésterhelést. A számított rezgési sebesség nem haladhatja meg a 4. melléklet A) pont 1. táblázatában megengedett rezgési sebesség értéket. A számításnál alkalmazott adatok megfelelőségét – a robbantások alkalmával – a robbantási engedélyben megadott rendszerességgel mérésekkel ellenőrizni kell. (9) A robbantás repeszhatása és a légnyomás nem veszélyeztetheti személyek, valamint védendő létesítmények biztonságát, épségét. A repeszhatás és a légnyomás elleni védelmet szolgáló biztonsági távolságot a 4. melléklet B) és C) pontja szerint kell előzetesen meghatározni, amelyet a robbantási tevékenység során szükség esetén ellenőrizni és haladéktalanul módosítani kell.” A fedőlapra felvezettem a robbantás sorszámát, helyét, időpontját. A becsült térfogatot egyszerűen ki tudjuk számolni a lyuk-, a sortávolság, az előtét és a szintmagasság szorzatával, melyet, ha a kőzet sűrűségével beszorozzuk, kapjuk a készlet becsült
tömegét. A robbantólyuk paramétereinek
ismeretében a felhasználandó
robbanóanyag is becsülhető - természetesen ez eltérhet, hiszen a lyukak nem minden esetben tölthetőek tökéletesen. Az összes fúrás hosszát is könnyedén megkapjuk a lyukmélység és a darabszám szorzatából.
A fajlagos robbanóanyag fogyasztást úgy kapjuk, hogy a tervezett
robbanóanyag mennyiségét elosztjuk a már korábban kiszámolt készlet tömegével [kg/t]. Az összes ellenállást a gyutacsok illetve vezetékeik ellenállásából adódik. 44
6. ábra, Robbantási terv (forrás: a szerző saját szerkesztése)
Fontos, hogy mivel az esetek többségében 20 m-nél mélyebb lyukakról van szó, az ÁRBSZ előírása szerint ez esetben 2 db gyutacs szükséges az iniciáláshoz. A tervezés következő mozzanatában megrajzoltam a robbantólyukak helyeit, felülés oldalnézetben, jelölve az előtétet, sortávolságot, lyuktávolságot, lyukátmérőt, dőlésszöget. A fúrási/robbantási terv ezen adatok mellett még tartalmazza a fúrási időszakot, illetve a robbantásvezető és a fúrómester aláírását. A
hátlapon
felvezettem
a
lyukakhoz
tartozó
mélységet,
robbantóanyag
mennyiségét, fokozatszámot. A kis vázlaton a töltet elrendezést rajzoltam be, alatta a szükséges számolásokat ismertettem. A robbantási terv elkészítése után még mindig van dolga a robbantásvezetőnek, hiszen jelentési kötelezettsége van. A robbantásokat a következő hatóságoknak jelentettük le:
Pécsi Bányakapitányság
Komló Városi Rendőrkapitányság
Dél-dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség.
45
A bejelentésnek tartalmaznia kell a bejelentő nevét, címét, elérhetőségét, a robbantásért felelős személy adatait, továbbá a robbantás bányabeli helyét és idejét is. Amennyiben van a robbantás biztonsági távolságán belül lakóépület, illetve ha a robbantás miatt utat kell lezárni, abban az esetben azt is a jelentésbe kell írni. A terv elkészítése után (mely tartalmazza a szükséges robbantóanyagot) illetve a bejelentés megtételével a következő munkafázis következik - a robbantás napján - a robbantóanyagok vételezése. A komlói bánya szerencsés helyzetben van, hiszen a bányatelek területén található a robbantóanyag raktár, így abban az esetben, ha több vagy kevesebb anyag fogyna a vételezés könnyebb. (Bevett gyakorlat olyan helyeken, ahol nincs helyben raktár, hogy a számolt mennyiségre 10%-ot rászámolnak, így biztosan elegendő lesz az anyag. Abban az esetben, ha marad robbanóanyag, könnyebb visszavételezni, mint hogy robbantóanyag hiánya miatt kelljen a robbantást elhalasztani.) A robbantási napokon a töltési folyamatokban én is részt vettem (5. kép), munkámmal igyekeztem segíteni a robbantó személyzet munkáját.
5. kép, A töltés egy pillanata (forrás: a szerző saját felvétele)
46
Természetesen csak az egyszerű szakmunkákat bízták rám, így a képesítést megkövetelő munkákat - gyutacs elhelyezése az indító töltetben, szerelék leengedése a robbantólyukba - az adott képesítéssel rendelkező személy végezte. A fent említett dokumentumokat: robbantási tevékenység bejelentése, robbantási terv, szállítólevél, robbanóanyag szállítási bizonylat, szeizmikus mérés jegyzőkönyve, megfelelőségi nyilatkozatok a szakdolgozatom mellékletében találhatóak. A következőkben a közreműködésemmel tervezett és kivitelezett robbantásokat fogom leírni, véleményezni, képekkel illusztrálni.
6.1 I. Robbantás 2013.07.18. A robbantásra az Újbánya 4. szint északnyugati falán került sor, jó minőségű, erősen repedezett, jellemzően szürke színű, kissé poros andezitben. A fúrást a bányaüzem Tamrock Pantera 900-as típusú fúrógépével végezték (a korábban leírt eljárások szerint). A bányafal magassága: 20,5 m. Az alkalmazott robbantástechnológia típusa: oszlopos sorozatrobbantás. A töltetsorok száma: 2. Az alsó bányaudvar síkjánál fellépő beszorítottság ellensúlyozására a talpszint alá fúrással oldották meg, a lyukak hossza: 23,5 m. A lyukak dőlésszöge: 78 °. Robbanóanyag:
indítótöltet: TNT (112 kg), Emulex_1 (240 kg),
főtöltet: Austinite_S (3550 kg).
A 6. képen a felhasznált robbanóanyagok láthatóak, fentről lefele haladva: TNT, Emulex_1, Austinite_S. Indítás: milliszekundumos villamos gyutacsokkal (56 db). Fojtás: 3-3,2 m. A fojtás anyagául 5 és 20 mm frakciójú zúzott követ használtunk fel, melyet beosztásos mérőeszközzel ellenőriztünk. A két lyuksort egyenes mentén tűztük ki, mely csak néhol tért el az egyenestől, az első lyuksor előtéte az egyenetlen kőzetfal miatt 4,2 m és 4,5 m között változott, a második sor előtéte 3 m volt. A soron belüli lyuktávolságok az első illetve, a második sorban egyaránt 3 m. Ezen adatokból kiszámolható a munkaterület illetve a térfogat:
T ≈ 13,05 m2,
V ≈ 9520 m3. 47
6. kép, A robbantás során felhasznált robbanóanyagok (forrás: a szerző saját felvétele)
A lyukak névleges átmérője 92 mm, az első sorban 14 db, a másodikban is 14 db lyuk készült. Minden lyuk jól tölthető volt. A töltés során lyukanként átlagosan 140 kg robbanóanyagot használtunk, az összesen felhasznált robbanóanyag mennyisége: 3902 kg. A tölteteket a lyuktalpról indítottuk (fordított indítás) DeM-S típusú gyutacsokkal. A szomszédos töltetek között 25 ms késleltetést, a sorok között 100 ms késleltetést alkalmaztunk. A robbantás eredménye A jól összeszokott, egymás keze alá dolgozó csapatnak illetve a gondos és szakszerű előkészítésnek köszönhetően a töltés probléma nélkül történt, melynek következtében a szükséges jelzések leadása után 11:30-kor megtörtént a robbantás (7. kép).
48
7. kép, A robbantás pillanata (forrás: a szerző saját felvétele)
A robbantásról fénykép (7. kép) készült, melyen jól látszik, hogy az alapos előkészítésnek és tervezésnek köszönhetően kifúvás nincs. A por elülte után közelebbről is szemügyre vettem a készletet (8. kép), melyről megállapítottam, hogy:
a kőzettömeg egyenletesen aprózódott,
a batárok száma csekély,
a készlet elhelyezkedése megfelelő (nincs szétszóródva),
a készlet magasabb az ideálisnál (kőzetfal 2/3-a). Ezzel a robbantással - 658 fm robbantólyuk felhasználásával -, V ≈ 9520 m3, vagyis
M ≈ 28500 t kőzetet jövesztettek. A fajlagos értékek:
robbanóanyag fogyasztás: 0,13 kg/t,
fúrás: 0,023 fm/t,
kihozatal: 43,31 t/fm.
49
8. kép, A készlet a por elülte után (forrás: a szerző saját felvétele)
A robbantás okozta káros hatások: A korábbi szakvélemények kimutatták, hogy a bányabeli robbantások okozta rezgések gyakorlatilag csak a KŐKA Kft iroda épületét veszélyeztetik, ennek ellenére évente többször is végeznek méréseket a bánya nyugati oldala felett húzódó útnál. A környezeti hatások tehát:
repeszhatás nem jelentkezett,
a robbantás során hangnyomást nem mértünk, de a keltett zaj nem volt zavaró,
a robbantással keltett rezgések mérésével megállapítottuk, hogy a rezgések a határértéket nem haladták meg.
6.2 II. Robbantás 2013.07.26. Ezen a robbantáson személyesen nem vehettem részt, mert a robbantási munkák egyik fontos mozzanatát, a szeizmikus mérést végeztük Szutor Andrással a bánya nyugati oldala felett húzódó úton. A robbantást megelőzően kimentünk az említett útra, majd felállítottuk a műszert. A szeizmométert a robbantás helyére merőlegesen állítottuk fel. A mérés menete a 50
következő: A geofon felállítása a kívánt mérési helyen, a geofon csatalkoztatása a mérőműszerrel, nívószint (libella segítségével) beállítása, mérőműszer bekapcsolása. A pontos elrendezést a 9. képen láthatjuk.
9. kép, A mérőműszer felállítva (forrás: a szerző saját felvétele)
A robbantásra az Újbánya 3. szint északi falán került sor, jó minőségű, erősen repedezett, jellemzően szürke színű, kissé poros andezitben. A fúrást a bányaüzem Tamrock Pantera 900-as típusú fúrógépével végezték (a korábban leírt eljárások szerint). A bányafal magassága: 20 m. Az alkalmazott robbantástechnológia típusa: oszlopos sorozatrobbantás. A töltetsorok száma: 2. Az alsó bányaudvar síkjánál fellépő beszorítottság ellensúlyozására a talpszint alá fúrással oldották meg, a lyukak hossza: 22 m. A lyukak dőlésszöge: 77 °. Robbanóanyag:
indítótöltet: Emulex_1 (a 23 lyukban összesen 288 kg),
főtöltet: Austinite_S (a 23 lyukban összesen 2600 kg).
Indítás: milliszekundumos villamos gyutacsokkal (46 db). Fojtás: 3-3,2 m. A fojtás anyagául 5 és 20 mm frakciójú zúzott követ használtunk fel, melyet beosztásos
51
mérőeszközzel ellenőriztünk. Az első lyuksor előtéte az egyenetlen kőzetfal miatt 4,2 m és 4,5 m között változott, a második sor előtéte 3 m volt. A soron belüli lyuktávolságok az első illetve, a második sorban egyaránt 3 m. Ezen adatokból kiszámolható a munkaterület illetve a térfogat:
T ≈ 13,05 m2,
V ≈ 8320 m3.
A lyukak névleges átmérője: 92 mm, az első sorban 12 db, a második sorban 11 db lyuk készült. Minden lyuk jól tölthető volt. A töltés során lyukanként átlagosan 126 kg robbanóanyagot használtunk, az összesen felhasznált robbanóanyag mennyisége: 2888 kg. A tölteteket a lyuktalpról indították (fordított indítás) DeM-S típusú gyutacsokkal. A szomszédos töltetek között 25 ms késleltetést, a sorok között 100 ms késleltetést alkalmaztak. A robbantás eredménye A lyukak töltésénél nem volt gond, mindegyik lyukba a tervnek megfelelő mennyiségű robbanóanyag került. A szükséges jelzések leadása után 11:30-kor megtörtént a robbantás. A rezgésmérés eredményei a következőek: A rezgési sebesség 0,2 mm/s, a mérőhely távolsága a robbantástól 440 m. A por elülte után közelebbről is szemügyre vettem a készletet, melyről megállapítottam, hogy:
a kőzettömeg egyenletesen aprózódott,
a batárok száma szemmel láthatóan csekély,
a készlet elhelyezkedése megfelelő (nincs szétszóródva),
a készlet magasabb az ideálisnál (kőzetfal 2/3-a).
A robbantás okozta káros hatások:
repeszhatás nem jelentkezett,
a robbantás során hangnyomást nem mértünk, de a keltett zaj nem volt zavaró,
a robbantással keltett rezgések jóval a határérték alatt maradtak. A kőzetfal repedéséből (10. kép) kikívánkozik, hogy a bányaművelés irányát
megváltoztassák.
52
10. kép, A robbantás hátrahatása következtében kialakult repedések (forrás: a szerző saját felvétele)
6.3 III. Robbantás 2013.08.02. A robbantásra az Újbánya 4. szint északkeleti falán került sor, jó minőségű, erősen repedezett, jellemzően szürke színű, kissé poros andezitben. A fúrást a bányaüzem Tamrock Pantera 900-as típusú fúrógépével végezték (a korábban leírt eljárások szerint). A bányafal magassága: 20 m. Az alkalmazott robbantástechnológia típusa: oszlopos sorozatrobbantás. A töltetsorok száma: 2. Az alsó bányaudvar síkjánál fellépő beszorítottság ellensúlyozására a talpszint alá fúrással oldották meg, a lyukak hossza: 23,5 illetve 17 m. A lyukak dőlésszöge: 78 °. Robbanóanyag:
indítótöltet: TNT (128 kg), Emulex_1 (264 kg),
főtöltet: Austinite_S (3300 kg).
53
Indítás: milliszekundumos villamos gyutacsokkal (58 db). Fojtás: 3-3,2 m. A fojtás anyagául 5 és 20 mm frakciójú zúzott követ használtunk fel, melyet beosztásos mérőeszközzel ellenőriztünk. Az első lyuksor előtéte az egyenetlen kőzetfal miatt 4 m és 4,2 m között változott, a második sor előtéte 3 m volt. A soron belüli lyuktávolságok az első illetve, a második sorban egyaránt 3 m. A töltés és fojtás után - természetesen ez az előző robbantásokra is igaz - megmértük a robbantóhálózat ellenállását, ellenőrizve, hogy minden kötés jó-e. Az ellenállásmérőt a 11. képen láthatjuk.
11. kép, Ellenállásmérő műszer (forrás: a szerző saját felvétele)
Ezen adatokból kiszámolható a munkaterület illetve a térfogat:
T ≈ 12,30 m2,
V ≈ 10575 m3.
A lyukak névleges átmérője 92 mm. Minden lyuk jól tölthető volt. A töltés során lyukanként átlagosan 127 kg robbanóanyagot használtunk, az összesen felhasznált robbanóanyag mennyisége: 3692 kg.
54
A tölteteket a lyuktalpról indítottuk (fordított indítás) DeM-S típusú gyutacsokkal. A szomszédos töltetek között 25 ms késleltetést, a sorok között 100 ms késleltetést alkalmaztunk. A robbantás eredménye A bányában dolgozók közül sokan robbantómesterek. Ennek köszönhetően hamar végeztünk a lyukak töltésével, így a szükséges jelzések leadása után 11:30-kor megtörtént a robbantás (12. kép).
12. kép, A robbantás sorozat felvétele (forrás: a szerző saját felvétele)
A robbantásról sorozat felvétel (12. kép) készült, melyen jól látszik, hogy a korábbi szakvélemények betartásának köszönhetően nincs kifúvás. A por elülte után közelebbről is szemügyre vettem a készletet, melyről megállapítottam, hogy:
a kőzettömeg egyenletesen aprózódott,
a batárok száma csekély,
a készlet elhelyezkedése megfelelő (nincs szétszóródva),
a készlet magasabb az ideálisnál (kőzetfal 2/3-a). 55
Ezzel a robbantással - 630 fm robbantólyuk felhasználásával -, V ≈ 10575 m3, vagyis M ≈ 27500 t kőzetet jövesztettek (2,6 t/m3 sűrűséggel számolva). A fajlagos értékek:
robbanóanyag fogyasztás: 0,13 kg/t,
fúrás: 0,023 fm/t,
kihozatal: 43,65 t/fm.
A robbantás okozta káros hatások:
repeszhatás nem jelentkezett,
a robbantás során hangnyomást nem mértünk, de a keltett zaj nem volt zavaró.
Megjegyzés: Erről a robbantásról videó felvétel is készült, ami a szakdolgozat mellékleteként megtekinthető. Az alábbiakban az általam megfigyelt robbantások mutatóit láthatjuk. 4. táblázat: A robbantások paraméterei (forrás: a szerző saját szerkesztése a robbantások alapján)
Paraméter
2013.07.18.
2013.07.26.
2013.08.02.
Munkaterület [m2]
13,05
13,05
12,30
Robbantott térfogat [m3]
9520
8320
10575
Robbantott mennyiség [t]
28500
21500
27500
Felhasznált robbanóanyag [kg]
3902
2888
3692
Fajlagos robbanóanyag felhasználás [kg/t]
0,13
0,13
0,13
Összes fúrás hossza [fm]
658
506
630
Fajlagos fúrás [fm/t]
0,023
0,024
0,023
Kihozatal [t/fm]
43,31
42,49
43,65
56
7. A megfigyelt robbantások értékelése - összefoglalás Szakdolgozatomban a KŐKA Kő- és kavicsbányászati Kft. komlói andezitbánya robbantástechnológiáját mutattam be. A bánya termelése változó, azonban a gyakorlatom során alkalmam nyílt három robbantást megfigyelnem, dokumentálnom. A bányában alkalmazott jövesztési mód - melyet a kőzet hangterjedési sebessége határoz meg -, nagyfúrólyukas, oszlopos sorozatrobbantás. A 2004-ben végzett robbantástechnikai kutatások eredményének köszönhetően a robbantás mutatói javultak. A robbantócsoport szakmailag felkészült, a szakirodalmakat, szakvéleményeket illetve oktatási anyagokat ismeri. Ennek köszönhetően a jövesztés zavartalanul - balesetmentesen - zajlik, a robbantáskor felszabaduló energia nagy része a kőzetbontásra fordítódik. (A méreten felüli kőtömbök - batárok - száma kevés, ha van azt az üzemben található vasgolyóval - 13. kép - aprítják.)
13.kép, A rakodógép munka közben (forrás: a szerző saját felvétele)
A robbantások során a káros hatás - repeszhatás, kifúvás, léglökés - csekély, nem észlelhető. Az előírásoknak megfelelően rendszeresen végeznek rezgésmérést. A megfigyelt robbantások rendben, mindenféle fennakadás nélkül lezajlottak. Szakmai gyakorlatom során igyekeztem minden folyamatot alaposan megfigyelni, a személyzet munkáját nem hátráltatni, illetve minél többet tanulni a szakemberektől.
57
8. Evaluation of the explosions observed - summary In my thesis I presented the blasting technology applied at the Komló andesite mine of KŐKA Kő- és kavicsbányászati Kft. (KŐKA Stone and gravel mining Ltd.) Although production at the mine is erratic, I had the opportunity to observe and document three explosions during my supervised practical training. The method of stoping applied at the mine, determined by the sound propagation speed of the rock, is large borehole, columnar serial blasting. Owing to blasting technique research done in 2004, explosion indicators have improved. The blasting team is professionally prepared and familiar with professional literature, expertise and educational materials. Owing to that, stoping is carried out undisturbed, without any accidents, and most of the energy released at explosions is used for breaking the rock. (The number of oversized pieces of rock is low. If there is one, it is comminuted using the iron ball, seen in Picture 13, available at the plant.)
Picture 13, The loader on the job (source: the author’s own photo)
During explosions adverse effects, such as fragmentation, exhaust and air thrust, are trifling or imperceptible. In accordance with the standards, vibration measurement is done on a regular basis. The explosions that I observed were carried out in good order, without any disruption. During my supervised practical training I tried to thoroughly observe every process, not to hinder staff work and to learn from the specialists as much as possible. 58
9. Irodalomjegyzék [1] Komló II. (Komlói bánya) - andezit védnevű bányatelek. Bányatelek Módosítási Dokumentáció I. Kötet (kézirat) [2] Bohus, G. - Horváth, L. - Papp, J. : Ipari robbantástechnika (Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1983) 3., 6., 8., 11. fejezet [3] Klespitz, J. (2013): Bányaföldtani észrevételek a komlói andezitbányában (kézirat) [4] Robbantási Technológiai Előírás - Komlói Andezitbánya - (Érvényes: 2011.01.01-től 2017.12.31-ig) [5] http://mare.info.hu/Jog/index.html 2013.09.15. [6] Bohus, G: Javaslatok a robbantástechnológia javítására és a káros környezeti hatások csökkentése a komlói andezitbányában. Összefoglaló jelentés [7] Bohus, G. : A KŐKA Kft. komlói andezitbányájának hulladékgazdálkodási terve [8] http://njt.hu/cgi_bin/njt_doc.cgi?docid=130700.246670 2013.10.06.
10. Mellékletek jegyzéke 1. számú melléklet: Robbantási terv teljes dokumentációja a 2013.07.18-i robbantásról 2. számú melléklet: Videó felvétel a 2013.08.02-i robbantásról
59
Köszönetnyilvánítás
Köszönettel tartozom a KŐKA Kft, Komlói andezitbánya üzemvezetőjének, Pozsár Sándornak, aki lehetővé tette, hogy hathetes szakmai gyakorlatomat náluk töltsem és rendelkezésemre bocsátotta a bányával kapcsolatos dokumentumokat, melyeket a munkám során hasznosítani tudtam.
Továbbá köszönöm Dr. Bohus Géza egyetemi docensnek, hogy elvállalta a belső konzulensi feladatokat és újabb szakirodalommal segítette szakdolgozatomat. A tanár úr folyamatosan figyelemmel kísérte és közben építő kritikával illette a munkámat, aminek köszönhetően a hibákat időben javítani tudtam.
