Wydobycie rud

Technologia wybierania złoża

Technologia wybierania złoża w kopalniach KGHM Polska Miedź S.A. bazuje na wypracowanych w trakcie dotychczasowej działalności produkcyjnej rozwiązaniach własnych, łącząc zaawansowane technicznie podstawowe aspekty produkcji górniczej, tj. urabianie i transport oraz utrzymanie stateczności wyrobisk.

Wszystkie elementy procesu produkcyjnego dostosowane zostały do:

1. lokalnych warunków zalegania złoża, w tym:

  • formy i głębokości zalegania złoża,
  • układu litograficzno-stratygraficznego złoża i skał nadkładu,
  • występujących zaburzeń tektonicznych,
  • własności geomechanicznych skał.

2. występujących zagrożeń naturalnych, do których jako dominujące w poszczególnych etapach rozwoju eksploatacji należały i należą:

  • zagrożenie wodne (ujawniające się w szczególności podczas głębienia szybów - przy przechodzeniu przez zawodnione warstwy trzecio i czwartorzędowe, ograniczające również możliwość wchodzenia w partie południowe OG „Lubin” i OG „Polkowice”),
  • zagrożenie tąpaniami (skala tego zagrożenia, które ujawniło się już na początku lat 70-tych, determinuje przyjęte w kopalniach zasady oraz rygory prowadzenia robót, zarówno w aspekcie technologii procesu wybierania, technicznego zabezpieczenia produkcji jak również organizacji pracy),
  • zagrożenie termiczne (ujawniające się szczególnie w najniżej położonych partiach złoża – poziomy 1000 m i niższe. Stosowanie szczególnych przedsięwzięć technicznych w zakresie zapewnienia odpowiednich warunków mikroklimatu nabiera tym większego znaczenia, gdyż projektowany rozwój eksploatacji w kolejnych latach skupiać się będzie w rejonach złoża zalegającego na głębokości poniżej 1200 m.).

Wydobywanie rudy miedzi i jej dostarczenie do zakładu wzbogacania wiąże się z następującymi operacjami technologicznymi:

  • wierceniem otworów strzałowych,
  • uzbrajaniem otworów ładunkami wybuchowymi,
  • wykonywaniem obudowy kotwowej,
  • dokonywaniem obrywki w przodkach i w wyrobiskach dojściowych,
  • odstawą urobku do wysypów oddziałowych na taśmociągi,
  • kruszeniem dużych brył skalnych (nadgabarytów) na kracie wysypu oddziałowego,
  • transportem rudy przenośnikami taśmowymi (lub transportem szynowym) do komór kruszarek przy zbiornikach retencyjnych przyszybowych,
  • ciągnieniem rudy na powierzchnię urządzeniami skipowymi szybów wydobywczych,
  • transportem rudy taśmociągiem do ZWR.

Operacje technologiczne w procesie wydobywania rud miedzi

Ryc. Operacje technologiczne w procesie wydobywania rud miedzi

Systemy eksploatacji złoża

W kopalniach rud miedzi KGHM Polska Miedź S.A. stosowane są wyłącznie komorowo-filarowe systemy eksploatacji. W systemach tych calizna złoża rozcinana jest komorami i pasami z wydzieleniem filarów technologicznych, które w wyniku działania ciśnienia eksploatacyjnego ulegają zniszczeniu i przechodzą w pokrytyczny stan pracy. Tak wydzielone filary pracują w polach eksploatacyjnych w zakresie nośności pozniszczeniowej, podobnie jak podatna obudowa podporowa. Charakteryzując się odpowiednio dużą nośnością filary technologiczne pozwalają na zachowanie stateczności stropu, ograniczając jednocześnie rozwój rozwarstwień stropu bezpośredniego i nadmierne jego osiadanie w przestrzeni roboczej frontów eksploatacyjnych. Odpowiednią podporność filarów technologicznych uzyskuje się przez dobór ich wymiarów i smukłości dostosowanych do lokalnych warunków zalegania złoża oraz własności wytrzymałościowych górotworu. Podstawowymi odmianami komorowo-filarowego systemu z ugięciem stropu eksploatacji złoża o małej i średniej miąższości są obecnie systemy z likwidacją przestrzeni wybranej przez ugięcie stropu na pozostawianych w zrobach filarach resztkowych. Natomiast przy wybieraniu partii grubego złoża lub w rejonach wymagających ochrony obiektów powierzchniowych stosowne są systemy eksploatacji z podsadzką hydrauliczną.

Przy wybieraniu złoża o miąższości większej (powyżej 7m) stosowane są dwuwarstwowe odmiany systemu komorowo-filarowego z likwidacją przestrzeni wybranej podsadzką piaskową transportowaną hydraulicznie. Zróżnicowane parametry wytrzymałościowe skał furty eksploatacyjnej i stropu sprawiają, że warstwy wybierane są od góry do dołu. W tej sytuacji strop wyrobisk przygotowawczych i eksploatacyjnych usytuowany jest w mocnych skałach węglanowych. Warstwę dolną udostępnia się pochylniami zjazdowymi ze spągu warstwy górnej. Systemy eksploatacji grubego złoża cechuje również duże zróżnicowanie związane z lokalnymi warunkami geologiczno-górniczymi. Wypełnienie przestrzeni wybranej podsadzką wpływa korzystnie na pracę filarów resztkowych w zrobach, zwiększając ich podporność oraz ograniczając deformację stropu, a tym samym wielkości jego osiadania i oddziaływania na powierzchnię.

Wypracowane w trakcie dotychczasowej eksploatacji systemy komorowo-filarowe (w różnych odmianach), szczególnie dla złoża o średniej miąższości, dostosowane zostały do lokalnych warunków jego zalegania, pozwalając na utrzymanie zakładanej zdolności produkcyjnej kopalń oraz minimalizację strat eksploatacyjnych. Rozwijana jest również technologia wybierania dla złóż cienkich, pozwalająca na optymalizację wielkości furty eksploatacyjnej oraz odpowiednią gospodarkę skałą płonną (kamieniem). Efektem tych działań jest:

  • zmniejszenie ilości urobionej skały płonnej w urobku (zmniejszenie zubożenia),
  • obniżenie kosztów urabiania, transportu, przerobu oraz składowania odpadów poflotacyjnych.