7/25/2019 Curs 2 Foraj

1/28

LUCRRI MINIERE

Lucrrile minieresunt excavaii la zisaun subteran, executate prin

metode i cu mijloace tehnice adecvate, pentru prospectarea, explorarea,deschiderea, pregtirea i exploatarea zcmintelor.

1. Clasificarea lucrrilor miniere

Clasificarea lucrrilor miniere se face funcie de urmtoarele criterii:

a. dup destinaie: -l.m. de explorare pentru cunoaterea

parametrilor cantitativi i calitativi ai zcmntului i ai rocilor

!nconjurtoare"

- l.m. de exploatare - extragerea su#stanelor

minerale pentru valorificarea lor.

#. dup rolul lor: - l.m. de deschidere- asigur accesul de la suprafa

la zcmnt, cu crearea unor ci de transport, aeraj"

- l.m. de pregtire !mpart zcmintele !n

orizonturi, su#orizonturi, panouri i creeaz punctele de atac pentru

a#ataje"

- l.m. de abataj pentru extragerea su#stanei

minerale utile"

- l.m. speciale pentru deservirea procesului de

exploatare $camere, #azine colectoare, etc.%.

c. dup poziia lor !n raport cu zcmntul: - l.m.executate n steril"

- l.m. executate n

zcmnt.

d. dup legtura cu suprafaa: - l.m. la zi"

- l.m. oarbe.

e. dup !nclinare: - l.m. orizontale- galerii i camere"

- l.m. nclinate- plane !nclinate,suitori, puuri"

- l.m. verticale- puuri.

Lucrrile miniere orizontaleau un unghi foarte mic, de &-'()*&&&m, !ntre

axa lor longitudinal i planul orizontal.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

2/28

Galeriile sunt lucrri miniere orizontale, cu !nclinare mai mic de

'()*&&&m, avnd lungimea mult mai mare dect seciunea transversal. +e

utilizeaz pentru transport, aeraj, evacuarea apelor, montarea conductelor cu

aer comprimat i ap, montarea ca#lurilor electrice, etc.

uncie de amplasamentul gurii galeriei, a poziiei sale !n raport cu

zcmntul i funcie de scopul galeriei, deose#im:

galerii de coast care se sap de la zi, !n versantul unui deal $munte%

pentru deschiderea unui zcmnt. uncie de unghiul pe care !l fac cu

direcia zcmntului acestea sunt transversale $perpendiculare pe

direcia zcmntului%, direcionale $pe direcia zcmntului, sau

paralel cu aceasta% i diagonale $fac un unghi cu direcia

zcmntului%"

tuneluleste o lucrare minier orizontal, care are dou ieiri la zi, pe

versanii opui ai unui deal sau munte"

galeria transversalse sap perpendicular pe direcia zcmntului i

este utilizat pentru delimitarea orizonturilor de exploatare, legarea

puuului de extracie cu zcmntul, legarea a dou galerii direcionale,

etc."

galeria direcional se sap !n zcmnt, sau !n steril, paralel cu

zcmntul, la nivelul etajelor i deservete explorarea geologic,

transportul, aerajul, evacuarea apelor, etc."

galeria de strpungere$traversare% se sap transversal, din culcuul

pn !n acoperiul zcmntului"

galeria de preabataj se execut !n zcmnt, funcie de metoda de

exploatare aleas, pentru !nceperea lucrrilor de a#ataj $extragere%.Camerele sunt lucrri orizontale care au lungimea, limea i

!nlimea, aproximativ egale. le au destinaii diferite: camere de maini

$de extracie, compresoare, pompe, transformatoare, ventilatoare%,

depozite de explozivi, #azine de colectare a apelor, magazii, etc. vnd

destinaii #ine precizate i executndu-se cu metode speciale, ele se

consider i lucrri speciale.

Niele sunt lucrri de dimensiuni mici, executate din galeriile

principale, !n scopul cercetrii, sau depozitrii unor instrumente sau materiale.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

3/28

Lucrri miniere nclinatesunt lucrri al cror ax longitudinal face un unghi

cu planul orizontal. ceast categorie cuprinde:

Puul nclinat este o lucrare minier spat pentru cercetare, sau

extracie.

Planul nclinat, lucrare minier cu o !nclinare mai mic de /&(, se

sap de sus !n jos. +e folosesc !n cercetarea, deschiderea sau pregtirea

unor zcminte pentru exploatare.

Suitorii se execut dup strpungerea zcmntului cu galerii

transversale i urmrirea cu galerii direcionale. +uitorii sunt lucrri miniere

!nclinate cu seciune mai mic dect a puurilor, cu dou sau trei

compatimente $explorare sau exploatare% i fac legtura !ntre dou orizonturi,

compartimentnd zcmntul !n panouri. +e utilizeaz pentru cercetare,

precum i pentru exploatare.

Rostogolul servete la transportul gravitaional al materialului

exploatat.

Lucrri miniere verticalesunt construcii miniere al cror ax formeaz un

unghi de 0&( cu planul orizontal. 1intre aceste lucrri fac parte:

Puul de mn $urful% are dimensiuni mici $seciune- *,20-3,3&m3,

adncime-3&m% i se execut !n scopul cercetrii unui zcmnt.

Puul de explorare are seciune i adncime mai mare dect a

puurilor de mn $mai mult de 4&m%. ste folosit pentru cercetare, ulterior

poate fi folosit i pentru exploatare.

Puul de exploatare este o construcie minier care se utilizeaz

pentru extracie, aeraj, evacuarea apelor, etc.

Puul orbleag dou sau mai multe orizonturi !ntre ele, fr a avea

ieire la zi.Clasificarea cuprinde o parte dintre lucrrile miniere existente, ele sunt de

o mare diversitate, influenate de metodele noi introduse !n exploatarea

zcmintelor.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

4/28

2. Lucrri miniere e su!rafa" #u$oare%

5ucrrile miniere de suprafa sunt folosite pentru cercetarea

$explorarea% zcmintelor i cuprind anurile de explorare i puurile de

mn. legerea tipului de lucrare depinde de tipul de zcmnt i de

grosimea rocilor acoperitoare $coperta%.

3.*. &an"uri e e'!loraresunt lucrri miniere simple, care se execut !n

etapa de explorare preliminar, !n cazul unei coperte cu grosimi !ntre &,4-6m

i a unui zcmnt cu !nclinare foarte mare. Cu ajutorul anurilor se

delimiteaz limitele zcmntului i parametrii geometrici $direcie, grosime%.

7anurile se amplaseaz pe aliniamente, sau !n reea.

orma i dimensiunile anurilor de explorare sunt dependente de tria

rocilor i grosimea rocilor acoperitoare. +eciunea este de o#icei trapezoidal,

avnd #aza mic cuprins !ntre &,4 i &,'m, iar limea la gura anului !ntre

&,' i *,6m. dncimea anurilor nu depete 6m. 5a adncimi mai mari de

3m sparea se face !n trepte.

+parea anurilor se face manual, !n rocile sla#e, sau cu ciocanul de

a#ataj i cu explozivi, !n rocile tari i foarte tari.

vacuarea materialului excavat se face prin loptare direct, sau !n

cascad, cu ajutorul unor poduri. 7anurile sunt lucrri care se susin doar !n

cazul unor roci neconsolidate, sau atunci cnd este meninut mai mult timp.

8n timpul sprii, sau imediat dup spare anurile se carteaz,

notnd !n carnetul de teren o#servaii privind rocile interceptate, cu precizarea

poziiei stratelor $cu ajutorul #usolei%, prezena unor mineralizaii, accidente

tectonice, etc. 8n anuri se iau pro#e petrografice, pro#e pentru analizemineralogice, chimice, etc.

+e reprezint grafic cartarea desfurat a anului i se poziioneaz

pro#ele recoltate. 9e hri i plane, se raporteaz poziia anurilor.

8n cazul unor strate acoperitoare mai mari de 6m, anurile se sap cu

profile mai mari, pentru a facilita lucrrile de spare i susinere a pereilor.

ceste anuri se numesc tranee.

1up cartarea anurilor i traneelor i raportarea lor pe plane,lucrrile se inchid prin ram#leiere, nu !nainte de recuperarea susinerilor.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

5/28

3.3. (u"uri e m)n #$urfurile% sunt lucrri miniere verticale, de mic

adncime, avnd o seciune mic i o durat limitat. +copul lor este acela de

a determina geometria zcmntului, executarea unor profile geologice i

pro#area zcmntului. +e execut !n etapa de explorare, pentru zone cu

strate acoperitoare de pn la *3m.

mplasarea puurilor se face !n reea sau pe aliniamente, iar distana

dintre puurile unui aliniament, sau cele plasate !n reea se alege funcie de

condiiile geologice locale. 8n cazul unor strate monoclinale, fiecare pu va

traversa stratul !n care s-a oprit puul precedent.

9rofilul puurilor poate fi dreptunghiular, sau ptrat, atunci cnd se sap

!n roci rezistente. 1ac adncimea puului este redus, el nu este

compartimentat. 5a adncimi mai mari de 6m se amenajeaz poduri i scri

pentru circulaie. +eciunea de spare este de *,20m 3. 1ac adncimea de

spare depete *3m $fr a trece de 3&m%, seciunea de spare este de

3,3&m3.

+parea puurilor de mn se face cu trncop, lopat i mai rar cu

exploziv. vacuarea materialului dislocat se face direct prin loptare, dac

adncimea nu depete 3,4m. 8ntre 3,4m i 4m evacuarea se poate face prin

loptare pe poduri intermediare, sau cu gleata. 5a adncimi de peste 4m

materialul se scoate cu ajutorul unui troliu de mn, sau crivac $troliu manual,

cu to# orizontal, construit din lemn, iar capetele to#ei sunt prevzute cu

cte o manivel cu mner%.

9uurile spate !n roci tari nu necesit susinere, iar !n roci moi

susinerea puurilor se realizeaz cu cadre de lemn.

9uurile se carteaz pe msura !naintrii, descriindu-se !n amnunt

pereii i talpa puului i se pro#eaz. +e transpune apoi grafic cartareapuului i se raporteaz pe plane i hri $dup msurtorile topografice-

ridicare%. 1up spare, cartare, pro#are puul se ram#leiaz, dup ce !n

preala#il a fost recuperat materialul lemnos, utilizat la susinere.

*. (roceee e e'tra+ere

atura su#stanei minerale utile, a rocilor !nconjurtoare, condiiile de

zcmnt sunt factori care influeneaz sparea lucrrilor miniere i

7/25/2019 Curs 2 Foraj

6/28

extragerea su#stanei minerale utile. ceste dou etape $sparea l.m. i

extragerea s.m.u.% se pot executa prin:

procedee manuale, cu ajutorul unor unelte simple i ca urmare foarte

limitate" procedee mecanicecu ajutorul mainilor i instalaiilor miniere"

procedee de extragere cu explozivi"

procedee speciale $extragerea prin dizolvare, hidromecanizare,

gazeificare, etc.%

+parea lucrrilor miniere i extragerea su#stanei minerale utile se

realizeaz prin urmtoarele operaii: tierea sau dislocarea rocilor, susinerea

excavaiei miniere, !ncrcarea materialului dislocat i transportul lui la zi.,!era"ia e tiere #islocarea% const !n detaarea rocilor sterile, sau

a su#stanei minerale utile din zcmnt, prin procedee specifice naturii

rocilor.

,!era"ia e sus"inere a excavaiei se execut !n marea majoritate a

cazurilor, cu excepia rocilor compacte i foarte tari.

,!era"ia e ncrcarea materialului dislocat $steril i util% depinde de

tipul mijloacelor de transport utilizate !n su#teran. +e !ncarc materialul de lalocul de producie, sau din punctele de !nsilozare pentru transportarea lui la zi.

,!era"ia e trans!ortcuprinde transportul de la locurile de munc la

punctele de colectare, apoi pe orizontal sau)i pe vertical, pn la zi.

;ijloacele de transport se aleg funcie de volumul su#stanei utile i de

volumul de steril ce tre#uiesc evacuate. legerea acestor mijloace depinde i

de natura i cantitatea materialelor folosite !n procesul de extracie, precum i

de numrul personalului ce tre#uie transportat.

*.1. E'tra+erea manual

7/25/2019 Curs 2 Foraj

7/28

8ncrcarea materialului de pe vatr se face cu lopata, iar transportul se

face cu vagonetul, roa#a, sau trocul $vas puin adnc, oval sau

dreptunghiular, din lemn sau ta#l, folosit la !ncrcarea minereului !n vagonet"

trocul metalic poate avea mnere, capacitate *&-*4 >g minereu%.

*.2. E'tra+erea mecanizat

;ecanizarea !n su#teran cuprinde un complex de operaii ale

procesului de producie. uncie de natura rocilor, dar i a su#stanei minerale

utile, tierea !n su#teran se execut cu maini pneumatice, sau electrice:

ciocane de a#ataj, haveze, com#ine i excavatoare.

Ciocanul de abatajeste utilizat pentru copturirea frontului, sau pentru

extragerea materialului !n cazul unor excavaii reduse.

avezele se utilizeaz !n cariere, !n special !n cele de roci

ornamentale, unde su#stana util se scoate su# form de #locuri, dar uneori

i la sare.

Combinele sunt utilaje de mare complexitate care execut simultan

tierea, !ncrcarea i evacuarea utilului.

!xcavatoarelesunt utilaje complexe utilizate !n exploatri la zi pentru

extragerea rocilor moi i fria#ile. 8n cariere se !ntlnesc o varietate de tipuri

dimensionale i funcionale de excavatoare. legerea lor se face funcie de

!nlimea i adncimea maxim de excavare, limea de excavare,

capacitatea cupei, greutatea excavatorului, etc.

*.*. E'tra+erea cu e'!lozivi

8n procesul exploatrii su#stanelor minerale utile, extragerea cu

ajutorul explozivilor ocup un loc important. cest procedeu de extragere se

#azeaz pe folosirea energiei de explozie pentru detaarea i sfrmarea

rocilor din front. xplozia are un efect mai mare, !n condiiile !n care spaiul !ncare se produce este mai mic i mai #ine !nchis.

Ca urmare se perforeaz !n roc guri de min, care se !ncarc parial

cu exploziv i se supun exploziei. xplozia dezvolt o mare energie, care

duce la detaarea i sfrmarea rocilor din front.

tunci cnd se dorete dislocarea unor cantiti foarte mari de roc, se

pot folosi guri de sond, sau camere de minare $excavaie su#teran !n

form de camer, !n care se introduce explozivul" exist camere mici, caresunt lucrri orizontale, sau puin !nclinate, executate !n carier, la #aza treptei,

7/25/2019 Curs 2 Foraj

8/28

cu lungimi de &,4-&,? din !nlimea treptei i limea de pn la &,4m"

camerele mari sunt de mari dimensiuni i accesul la ele se face prin galerii de

coast%. 1imensiunea gurilor de min este de maxim 4m lungime, cu

diametrul de 3?-'4mm, iar la gurile de sond lungimea depete 4m

lungime zeci de metri, iar diametrele sunt cuprinse !ntre '4-/&&mm.

*.*.1. (erforarea +urilor e min

9erforarea gurilor de min este o operaie foarte important, ca

urmare, procedeele de executare a gurilor de min au evoluat, odat cu

creterea calitii explozivilor. 9erforarea se execut mecanic prin mai multe

procedee: percutant, rotativ i roto-percutant.

a.per"orarea mecanic percutanteste un procedeu aplica#il !n orice

tip de roc, cu excepia celor de trie foarte mic. 9rocedeul const !n lovirea

succesiv a sfredelului de ctre pistonul mainii de perforat, !n urma cruia

sfredelul ptrunde !n roc, producnd sfrmarea acesteia. 1up fiecare

lovitur, sfredelul se rotete cu un unghi $/&-/4(%, iar roca sfrmat este

eliminat din gaura de min cu ajutorul unui jet de ap, sau cu aer comprimat.

+fredelele sunt #are de oel cu seciune circular, hexagonal sau octogonal

cu urmtoarele pri: cep, guler, corp i ti $floarea sfredelului%.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

9/28

temperaturi !nalte i care prin destindere execut un lucru mecanic. cest tip

de ardere se numete explozie.

9rin explozie are loc modificarea fizic i chimic a su#stanei

explozive i transformarea energiei explozivului !n lucru mecanic. Aazele

formate prin explozie la temperaturi foarte !nalte, tind s ocupe volume mari.

8n condiiile !n care descompunerea are loc !n spaii !nchise, gazele dezvolt

un lucru mecanic foarte mare, capa#il s distrug o#stacolele care se opun

destinderii lor.

xplozivii folosii !n lucrrile miniere sunt explozivi industriali. ceast

categorie de explozivi dezvolt un lucru mecanic puternic, au sta#ilitate, se

pot manipula uor i !n siguran i reacioneaz sigur la un impuls exterior.

*.*.*. Clasificarea e'!lozivilor

Clasificarea explozivilor se face dup mai multe criterii, mai importante

sunt: condiiile de utilizare, starea fizic i efectul asupra mediului

!nconjurtor.

1up condiiile de utilizare:

grupa B- explozivii ordinari folosii la zi i !n su#teran, !n locuri fr

pericole de gaze i pul#eri explozive"

grupa a BB-a explozivi de siguran $antigrizutoi, pentru sulf,

termorezisteni%

1up starea fizic:

explozivi granulari

explozivi pulveruleni

explozivi plastici i semiplastici

geluri $soluii apoase%"

1up efectul asupra mediului !nconjurtor $conform normelor noastre%:

grupa B explozivi de mare putere coeficient de echivalen *,/ $dat

de raportul dintre potenialul explozivului respectiv i potenialul

trotilului% explozivii pe #az de nitroglicerin, explozivii plastici"

grupa a BB-a explozivi de putere medie coeficient de echivalen *,&

trotil, tetril, explozivi pe #az de azotat de amoniu, gelurile explozive"

7/25/2019 Curs 2 Foraj

10/28

grupa a BBB-a explozivi de mic putere - coeficient de echivalen &,'

amestecuri explozive simple, pul#eri negre, explozivi de siguran cu

su#stane inhi#itoare"

grupa a B-a - explozivii sla#i - coeficient de echivalen &,4 amestecurile incendiare, artificii, etc.

*.*.-. E'!lozivi utiliza"i n minele in Romnia

xplozivii ordinari fa#ricai !n =omnia sunt pe #az de nitroglicerin i

pe #az de azotat de amoniu.

#inamitaeste un exploziv pe #az de nitroglicerin. +e prezint ca o

mas plastic de culoare #run-roiatic i este higroscopic. +unt omologate

mai multe sorturi. 1inamitele au putere mare de rupere i sunt folosite la roci

tari i foarte tari. Bnconvenientele ridicate sunt: sensi#ilitate la lovituri,

aprindere uoar, pericol de !nghe, !m#trnirea $creterea densitii !n timp%,

cu scderea capacitii de explozie.

$stralitaeste un exploziv pe #az de azotat de amoniu. re avantajul

c nu prezint pericol de explozie la lovituri sau zguduituri. ste higroscopic,

ceea ce reprezint un inconvenient, deoarece se altereaz uor i nu prezint

siguran !n explozie.

!xplozivi de siguran pot fi antigrizutoi $se folosesc la minele de

cr#uni% i fa de praful de sulf.

!xplozivi termorezistenisunt folosii la unele zcminte de minereuri,

!n care au loc oxidaii puternice, cu degajri mari de cldur. 8n aceste condiii

se folosesc explozivi speciali care nu explodeaz prematur, la momentul

!ncrcrii gurilor de min.

*.*.. E'!lozivi utiliza"i n lucrrile la zi

Cei mai utilizai explozivi sunt: trotilul, azotatul de amoniu !n amestecuri

explozive simple i gelurile explozive.

%rotilul $trinitrotoluenul -

7/25/2019 Curs 2 Foraj

11/28

$&-'este un exploziv format din azotat de amoniu !n proporie de

06,4E $!ngrmnt% i motorin 4,4E. re sensi#ilitate sczut la oc, iar

eficacitatea de rupere este echivalent cu a astralitei.

(itramonul este tot un amestec de azotat de amoniu, granulat, !n

proporie de 06E i motorin 2E.

$&$)-ul este un amestec exploziv simplu aluminizat. 9ul#erea de

aluminiu oprete migrarea motorinei i mrete cldura de explozie.

*elurile explozivesunt amestecuri de azotat de amoniu dizolvat !n ap,

o#inndu-se soluii suprasaturate. +e adaug granule de trotil i pul#eri de

aluminium, precum i alte su#stane pentru consisten. vantajele gelurilor

sunt: sta#ilitatea ridicat !n medii umede, posi#ilitatea de !ncrcare a gurilor

prin pompare sau turnare direct, umplnd gurile, sensi#ilitate sczut la

aciuni termice i mecanice.

*.*./. Mi0loace e ini"iere a e'!lozivilor

;ijloacele de iniere sunt procedee tehnice cu ajutorul crora se

formeaz impulsul iniial, care provoac detonarea !ncrcturii de exploziv. 8n

categoria mijloacelor de iniiere sunt cuprinse: capsele detonante, fitilul

Fic>ford, fitilul detonant, sistemul de iniiere onel $neelectric%%, !ncrcturile

unitare de iniiere.

Capsele detonante sunt formate dintr-un tu# !nchis la un capt,

confecionat din cupru, aluminiu, sau alam, care are !n interior o !ncrctur

de exploziv $!ncrctur de iniiere%.

+itilul ic"ord este utilizat pentru aprinderea capselor. itilul este

format dintr-un !nveli din material vegetal $#um#ac, iut%, cu miezul dintr-o

pul#ere neagr, cu granulaie fin, pentru o ardere cu vitez uniform.

istemul de iniiere (onelconst dintr-un tu# onel i #locurile deconectare.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

12/28

-.!area lucrrilor miniere

-.1.!area lucrrilor miniere orizontale+parea unei lucrri miniere presupune construirea propriu-zis a

lucrrii su#terane i const !ntr-un proces continuu de execuie a unor operaii

tehnologice pentru dislocarea rocii din masiv i susinerea spaiului excavat.

9rincipalele operaii care se execut !n procesul de spare sunt:

excavarea rocilor, !ncrcarea i evacuarea materialului extras, susinerea

lucrrii, atunci cnd este cazul. Bntervin o serie de operaii secundare !n

procesul sprii, cum sunt: montarea cii ferate, a conductelor de aeraj i de

evacuare a apelor, a conductelor i ca#lurilor electrice, pro#area frontului de

lucru, cartarea geologic i ridicarea topografic.

Alegerea profiluluide spare a lucrrii miniere este influenat de

anumii factori:

9roprietile fizico-mecanice ale rocilor"

olumul transportului"

Aa#aritul locomotivelor i vagoanelor cu care se face transportul"

erajul minei"

;odul de susinere"

iteza de spare a galeriei respective"

orme de tehnica securitii.

orma profilului poate fi: trapezoidal, dreptunghiular, poligonal, circular,

eliptic, dreptunghiular cu tavan #oltit, dreptunghiular cu radier i potcoav.

5a alegerea profilului se ine seama de: 5a lucrrile dreptunghiulare se produc concentrri de tensiuni

$compresiune i forfecare% !n punctele unghiulare"

5a lucrrile dreptunghiulare i trapezoidale apar tensiuni de traciune !n

tavanul lucrrilor"

Foltirea tavanului mrete rezistena tavanului prin dispariia tensiunilor

de traciune"

vnd !n vedere aceste o#servaii se recomand:

7/25/2019 Curs 2 Foraj

13/28

9rofil trapezoidal pentru lucrrile cu susinere !n lemn, cu durat mic

de existen"

9rofil dreptunghiular cu tavan #oltit, atunci cnd apar presiuni mari !n

tavan" 9rofil dreptunghilar cu radier, atunci cnd apar tensiuni mari !n talp"

9rofil potcoav cnd presiunile laterale sunt puternice"

9rofil circular cnd presiunile mari se manifest din toate direciile.

imensionarea seciunii trans!ersale a galeriilor se face cu ajutorul

unor metode grafice i analitice. xist al#ume cu lucrri miniere tipizate la

unitile specializate $institutele de cercetri miniere%. +e constat astfel c:

8nlimea minim admis a unei galerii de la coroana inei latavan, este de 3&&&mm, la galeriile simple susinute !n lemn,

dac nu exist pentru transport locomotiv cu troleu $caz !n care

!nlimea minim este de 33&&mm%"

5imea galeriei se determin la !nlimea de *2&&mm de la

coroana inei"

legerea metodei de spare se face funcie de proprietile rocilortraversate. ;etodele de spare se !mpart !n acest caz !n obinuitei speciale.

"etodele obinuitese aplic !n roci suficient de tari, pentru a nu necesita

susinere, cel puin ct dureaz perforarea i evacuarea materialului. 5a

rndul lor pot fi de dou categorii:

metoda de spare !n roci omogene, care funcie de tria rocilor sunt !n

roci omogene tari $sparea cu explozivi% i !n roci omogene moi

$sparea cu combine%. metoda de spare !n roci neomogene, atunci cnd !n front sunt cel

puin dou tipuri de roci $util i steril%. +e pune pro#lema extragerii

selective, adic separarea celor dou pentru a reduce diluia su#stanei

minerale utile.

"etodele specialese aplic la rocile curgtoare i la rocile cu afluen

mare de ap.

-.1.1. !area lucrrilor miniere orizontale cu a0utorul e'!lozivilor

7/25/2019 Curs 2 Foraj

14/28

9este '&E din rocile sterile i cele utile se extrag astzi cu ajutorul

explozivilor. 9entru sparea lucrrilor miniere se aplic procedeul de

perforare-!mpucare. cesta const !n perforarea gurilor de min, !ncrcarea

lor cu exploziv, #urarea, legarea capselor i !mpucarea !ncrcturii de

exploziv.

umrul gurilor de min se aleg funcie de proprietile fizico-

mecanice ale rocilor, seciunea lucrrii, caracteristicile explozivului utilizat,

diametrul i lungimea gurilor de min.

mplasarea gurilor !n frontul de lucru se face !n concordan cu

schemele de plasare a gurilor de min.

-.1.2. era0ul frontului e lucru

8n frontul de lucru atmosfera este viciat din cauza gazelor produse de

detonarea explozivilor din gurile de min. erul este condus spre fronturi cu

ajutorul unei coloane de tu#uri, !n care sunt montate ventilatoare.

$erajul re"ulant const !n refularea curentului de aer proaspt prin

coloana de tu#uri pn !n frontul de lucru. erul viciat este evacuat pe

!ntreaga seciune a lucrrii.

$erajul aspirant const !n aspirarea aerului viciat prin coloana de

tu#uri, alimentarea cu aer proaspt a frontului de lucru realizndu-se

prin toat seciunea lucrrii miniere.

$erajul combinat utilizeaz dou coloane de tu#uri $principal i

secundar%. 9rin coloana principal de tu#uri este aspirat aerul viciat,

cu ajutorul unui ventilator aspirant, iar prin coloana secundar de tu#uri

$maxim 6&m lungime% este refulat simultan aer proaspt.

3ncrcarea $i evacuarea rociisau utilului din frontul de lucru se face manual

sau cu maini de !ncrcat.

!are +aleriilor n roci slab consoliate $i acviferese face cu metoda cu

palplane $pilot de lemn sau oel profilat, ascuit la un capt, folosit ca element

de susinere provizorie%, cu scut $cu #andajarea lucrrilor !n tavan, perei,

vatr% i prin consolidarea artificial a rocilor $!njectarea cu suspensii de

ciment%. Fandajele sunt #uci de lemn, crpat, prefa#ricate din #eton, plase

de srm, etc.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

15/28

-.2. !area lucrrilor miniere nclinate

0lanele nclinate sunt lucrri miniere utilizate pentru deschiderea i

pregtirea zcmintelor de su#stane minerale utile. ceste lucrri au

!nclinare mai mare dect galeriile i se sap de sus !n jos.

9rofilul se alege !n conformitate cu scopul lucrrii. 9oate avea unul,

dou, sau trei compartimente.

orma profilului este !n general trapezoidal, sau dreptunghiular, dar

la presiuni foarte mari sunt preferate profilele poligonale sau circulare.

;etodele de spare sunt asemntoare celor utilizate la lucrrile

miniere orizontale, cu unele particulariti generate de dificultile legate de

acumularea apelor, a gazelor, de !ncrcarea i evacuarea rocilor dislocate din

frontul de lucru.

. us"inerea lucrrilor miniere orizontale $i nclinate

9resiunea exercitat de rocile !nconjurtoare impune susinerea

lucrrilor miniere.

.1. us"inerea n lemn

+usinerile !n lemn se utilizeaz la diferite lucrri $galerii, puuri suitori,

a#ataje%, lemnul comportndu-se favora#il ca material de susinere.

$vantajeleacestui tip de susinere sunt economice $costuri reduse fa

de alte tipuri de susinere%, capacitatea de adaptare la profiluri variate, precum

i elasticitatea mare $nu se rupe #rusc%.

#ezavantajelese refer la faptul c lemnul putrezete uor !n su#teran,

exist pericolul de incendiu i se recupereaz greu, neputnd fi refolosit !n

aceleai condiii. Cost deci foarte mult !ntreinerea acestui tip de susinere.9e termen lung avantajele iniiale dispar.

orma cadrelor este !n funcie de mrimea i orientarea presiunilor. +e

deose#esc cadre !nchise i deschise, funcie de modul de susinere al

profilului lucrrii, integral sau nu. Cadrul cel mai des folosit este cadrul

trapezoidal deschis. 5a presiuni ridicate elementele cadrelor se !ntresc cu

contrafie, sau cu grinzi suplimentare $juguriG elemente de susinere

suplimentar, aezate pe direcia lucrrii%.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

16/28

9entru a evita distrugerea cadrelor !n timpul exercitrii presiunilor, se

construiesc cadre elastice cu stlpi ascuii la partea inferioar.

.2. us"inerea metalic

;etoda se folosete !n cazul unei durate de serviciu mai mari a lucrrii

miniere i cnd presiunea este mare.

vantajele acestui tip de susinere sunt: ocup loc puin, nu arde,

durat mare de serviciu, se poate recupera, etc.

+usinerile metalice pot fi rigide, semirigide i elastice. orma lor a

evoluat de la cadre metalice rigide, trapezoidale la cadre metalice !n arc

$cintre%, cele din urm !nlocuind aproape integral cadrele rigide trapezoidale.

D cintr metalic este format din mai multe elemente asam#late !ntre

ele prin dispozitive speciale, alctuind un cadru de susinere !n form de arc.

orma ideal este cintra circular !nchis, folosit la presiuni normale i

uniform repartizate. Cintrele rigidepot fi :!n arc de cerc, !n ogiv i !n #olt de

mic !nlime.

usinerea elasticse realizeaz cu ajutorul cintrelor culisante. ceste

cintre permit modificarea dimensiunilor seciunii transversale i o deformare a

elementelor pn la o anumit limit, fr ca cintrele s-i piard capacitatea

lor portant. 9entru a asigura aceast elasticitate se folosesc !m#inri !ntre

elemente care s permit o culisare a acestora. 5egarea culisant se

realizeaz prin suprapunerea a dou elemente ale cintrei i solidarizarea lor

cu ajutorul unor #rri cu uru#uri.

Cintrele se construiesc din ine vechi, din profile de oel

7/25/2019 Curs 2 Foraj

17/28

9rofilul lucrrii se alege !nct #etonul s preia sarcinile de

compresiune, deoarece rezistena la !ntindere i !ncovoiere este mic.

tunci cnd lucrarea minier este plasat la adncimi mai mari i

presiunile se manifest pe multe direcii, se prefer susinerea cu #eton cu

profil circular, eliptic sau potcoav, cu vatra zidit sau #etonat.

9entru #etonare se folosesc cofraje. azele principale sunt construirea

cofrajului, turnarea #etonului i decofrarea.

.-. us"inerea n zirie

+usinerea !n zidrie este larg rspndit la minele de cr#uni i

minereuri. vantajele constau !n fa#ricarea la suprafa $prefa#ricate din

#etonI#olari% i zidirea relativ simpl a prefa#ricatelor din #eton.

orma #olarilor $#etonite% este paralelipipedic, pan simpl, sau cu

forme speciale.

9rofilul transversal este ales funcie de modul de manifestare i

intensitatea presiunilor.

.. us"inerea ancorat

ceast metod este rapid i se aplic !n cazul unor tavane formate

din roci stratificate.

;etoda const !n perforarea unor guri de min !n tavan, !n care se

introduc tije $ancore%, care se fixeaz !n fundul gurii cu ajutorul unor

dispozitive, iar la captul rmas afar se fixeaz o plac cu o piuli. 1ac !n

tavan sunt roci cu o anumit stratificaie, ele sunt fixate cu ajutorul ancorelor,

formnd o grind natural, care se sprijin pe pereii lucrrii miniere.

ncora este compus dintr-o tij de oel, care se fixeaz !n gaura de

min perforat. ;etodele de ancorare sunt funcie de tipul ancorelor:

cu tije metalice"

cu tije cimentate, care nu se pot recupera"

cu ancore din ca#luri"

cu ancore de construcii speciale.

./. us"inerea cu torcret

ceast metod const !n depunerea unui strat de #eton, cu grosimi

de 4-/&mm, pe pereii lucrrilor miniere.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

18/28

7/25/2019 Curs 2 Foraj

19/28

Costul su#stanei utile produse !n carier reprezint un sfert, sau

jumtate din costul o#inut !n su#teran. 1e la an la an acesta scade, cu

!ntr-un ritm mult mai accentuat dect !n exploatarea su#teran"

9ierderile de exploatare sunt de cca. trei ori mai mici comparativ cupierderile de la exploatarea !n su#teran"

9roductivitatea muncii este mai mare dect la exploatarea !n su#teran"

Cerinele impuse explozivilor sunt mai puin pretenioase. +e pot folosi

!ncrcturi mari de exploziv, explozivi cu sensi#ilitate la detonaie mai

redus"

Condiiile de securitate a muncii sunt mult mai #une dect !n su#teran,

precum i condiiile de lucru $lumin, aer, igien%" D#inerea unor diluii reduse ale utilului, ceea ce reduce preul de cost

la preparare"

+e reduce pericolul autoaprinderii unor unor su#stane exploatate, cum

sunt cr#unii i pirita, fenomen care !n su#teran produce pagu#e

uriae"

9roducia anual o#inut !n carier depete de 3-/ ori producia

o#inut !n su#teran, deoarece metodele aplicate !n carier $cu fronturilungi i !nlimi ce depec *4-3&m% asigur spaiu pentru utilaje de

mare capacitate"

Bntrarea !n producie a unei cariere se realizeaz !n timp mult mai scurt

dect o exploatare su#teran"

+unt suprimate aproape total cheltuielile de aeraj, sunt reduse aproape

de minim cele de iluminat i de susinere"

supravegherea mult mai eficient a lucrrilor dect !n su#teran, !ncondiiile unui personal tehnic mai redus.

1ezavantajele exploatrilor la zi sunt:

anotimpurile cu precipitaii a#undente i temperaturile sczute"

costurile ridicate pentru evacuarea apelor rezultate din ploi, topirea

zpezilor, infiltraii, mai ales !n zone cu clim umed"

7/25/2019 Curs 2 Foraj

20/28

5ucrrile !n carier impun suprafee suplimentare pentru depunerea

sterilului rezultat, ceea ce creaz dificulti mai ales !n zone agricole i

!n cele cu populaie dens"

xploatrile la zi distrug suprafee mari de teren i impun la finalulexploatrii amenajarea terenului i redarea lui circuitului economic"

Bnvestiiile iniiale pentru achiziionarea utilajului i pentru deschiderea

i descopertarea zcmntului, pentru o exploatare !n carier, sunt mai

mari dect pentru deschiderea i dotarea iniial cu utilaj a unei

exploatri !n su#teran.

ceste dezavantaje nu reduc eficiena exploatrilor !n carier. 9e plan

mondial, peste 24E din volumul total al produciei miniere se produce !nexploatri la zi. ;ari cariere din lume:

Cariera Fingham - +.J.. $exploatarea cuprului% are forma unei plnii

imense cu diametrul de / >m i adncimea de '&&m. 8ncrcarea se face cu

excavatoare electrice cu cupa de 4-*&m/, iar transportul $descopertei% cu

autocamioane de 24, ?4, *&&t, pentru minereu vagoane de *&&t capacitate.

Cariera ChuKuicamata Chile $cupru% are forma unui crater uria $/,3

>m lungime, *,6 >m lime, 6&&m adncime%, este situat la /&&&m altitudine.

xtragerea se face cu lucrri de perforare-!mpucare, !ncrcarea cu

excavatoare cu cupa de /-*&m/, iar transportul cu camioane de '& i *&&t.

Cariera ortuna Aermania, cea mai mare carier de lignit din lume,

are o producie anual de 4& milioane tone lignit.

8n =omnia s-au exploatat !n carier zcminte fero-manganoase

$!naintea celui de-al doilea rz#oi mondial%, la Ahelar,

7/25/2019 Curs 2 Foraj

21/28

orma i dimensiunile unui zcmnt, adncimea lui !n scoar i

raportul cu rocile !nconjurtoare, precum i topografia regiunii, sunt criterii

care influeneaz alegerea tipului de exploatare. uncie de factorii enumerai

mai sus se !ntlnesc trei cazuri:

Lcminte la care extragerea la zi este evident pentru !ntreaga

rezerv de su#stan mineral util"

xtragerea la zi este avantajoas pentru o parte a rezervei din

zcmnt, restul urmnd a fi exploatat prin lucrri su#terane"

xploatarea la zi este exclus, zcmntul fiind situat la adncimi mari,

ca urmare exploatarea se face prin lucrri miniere su#terane.

Lcmintele care se preteaz la o exploatare integral la zi pot aveaurmtoarele forme:

Lcmnt de mari dimensiuni localizat deasupra sau su# nivelul

terenului !nconjurtor"

+trate de grosime mic, sau pachete de strate, cu extindere

mare, dispuse aproape de suprafa, orizontale sau cu !nclinare

relativ constant"

+trate de grosime medie sau mare, cu !nclinare varia#il, darapropiat de suprafaa terenului.

xploatarea avantajoas la zi, din punct de vedere tehnic i economic,

presupune !ndeplinirea unor condiii suplimentare cum sunt:

Jn relief favora#il, care s permit dezvoltarea normal a exploatrii,

respectiv extragerea, transportul i depozitarea depozitelor din copert,

ct i operaiile similare pentru util"

=egim hidrologic accepta#il, lipsit de ape de suprafa $ruri,lacuri,etc.%, sau acvifere su#terane, care ar putea inunda lucrrile,

necesitnd cheltuieli suplimentare pentru evacuarea apelor"

+tratele acoperitoare s fie alctuite de preferin din roci dezagregate,

sau roci cu coeziune redus, din roci moi, pentru ca !ndeprtarea lor s

se realizeze cu cheltuieli mici"

Clima s fie accepta#il, s asigure perioade de lucru lipsite de

manifestri atmosferice excesive.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

22/28

1in punct de vedere economic, tehnic i al coninutului, se preteaz la

exploatare !n carier: zcmintele de com#usti#ili minerali solizi $tur#, lignit,

cr#ure #run%, minereurile metalifere $fier, cupru, zinc, aur%, zcmintele de

su#stane nemetalifere $caolin, fosfai, #entonit, sulf, az#est, etc.%, rocile

utilizate ca materiale de construcii $nisip, pietri, marmur, granit, calcar,

etc.%.

xploatarea la zi presupune deschiderea zcmntului i apoi

descopertarea lui. 1escopertarea necesit organizarea a patru operaii:

excavarea, !ncrcarea, transportul i depozitarea sau descrcarea

materialului !n halde.

dncimile maxime realizate !n exploatrile la zi sunt de 2&&-'&&m i

depind de forma, aezarea zcmntului i proprietile rocilor !nconjurtoare.

8n =omnia adncimile maxime sunt de *4&m $cariere de minereuri i

materiale de construcii%.

2. 5erminolo+ie

Carier #e'!loatare la zi% complexul de lucrri miniere prin care se

realizeaz exploatarea unui zcmnt de su#stane minerale utile la suprafaa

scoarei terestre, su# cerul li#er.

xploatrile care au ca o#iectiv exploatarea nisipului i pietriului se

numesc balastiere.

C)m!ul carierei extinderea !n suprafa a zcmntului, sau

poriunea din zcmnt care face o#iectul exploatrii printr-o carier.

5rea!t profilul unei felii de o anumit !nlime hdin rocile sterile,

sau din su#stana util, care se exploateaz prin mijloace de extragere

independente, iar !ncrcarea i transportul materialului se face prin organizriindependente. lementele treptei sunt:

erma in"erioar $a% suprafaa li#er, de o#icei orizontal, care

limiteaz trapta ala partea inferioar.

erma superioar $#% suprafaa li#er, de o#icei orizontal, care

limiteaz treapta la partea superioar.

Fermele sunt utilizate pentru amenajarea cilor de transport, ca

suprafee de lucru pentru utilajele principale din front, sau pot rmne li#ere.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

23/28

%aluzul$c% este suprafaa !nclinat, foarte rar vertical, care limiteaz

treapta spre spre zona exploatat.

1nghiul de taluz $M% unghiul format de taluz cu planul orizontal,

msurat spre masiv.

orduri$f, e% sunt liniile dup care taluzul !ntretaie #erma inferioar $f

bordura in"erioar% i #erma superioar $e bordura superioar%.

ubtreapt parte dintr-o treapt exploatat cu mijloace proprii de

extragere, dar deservit de transportul comun pentru !ntreaga treapt.

1enumirile de: #erm, taluz, unghi de taluz, #orduri se aplic i la su#trepte.

2ntrndurile de atac$% sunt fii paralele prin extragerea crora se

exploateaz treapta. 5imea intrndului de atac corespunde cu limea

frontului de a#ataj $de lucru% i depinde de metoda de extragere folosit.

+uma limilor intrndurilor de atac este egal cu limea treptei $5%.

6i7L

locurile$B, BB% sunt pri ale intrndului de atac, pe lungimea lui i

care se exploateaz prin mijloace independente de extragere i !ncrcare.

+rontul de lucru$% pri ale intrndurilor pregtite pentru exploatare,

!n care se extrage cu ajutorul utilajelor. rontul de lucru depinde de

excavatoarele folosite. 8n cazul unor excavatoare cu elind frontul de lucru

este pe "ront de treapt i corespunde cu taluzul treptei. 8n acest caz

montarea utilajului de extragere, a utilajului de transport i a conductelor de

energie se face pe #erma superioar a treptei.

8n ansam#lu, o carier este caracterizat prin urmtoarele elemente:

ordurile carierei $3% muchiile laterale rezultate din intersecia

primului taluz cu suprafaa terenului !nconjurtor i care limiteaz cariera la

suprafa.

erma de baz$vatra sau talpa carierei /% suprafaa orizontal de

la #aza carierei.

Conturul superior al carierei $3-3% reprezint linia de intersecie a

primului taluz cu suprafaa terenului.

Conturul in"erior al carierei $6-6% reprezint linia de intersecie a

ultimului taluz cu #erma de #az.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

24/28

%aluzul carierei $4% planul tangent la conturul inferior i superior al

carierei.

ermele de siguran $*%, bermele de transport $2% i unghiurile de

taluzale carierei sunt alte elemente care definesc cariera.

1eschiderea unui zcmnt i pregtirea lui pentru exploatare la zi se

realizeaz prin sparea unor tranee de deschidere i de pregtire. %raneea

este o lucrare minier deschis cu seciune trapezoidal. Cnd se execut !n

povrniul unui deal, are un profil transversal deschis $semitranee%.

*. 8imensionarea elementelor +eometrice ale tre!telor

1imensionarea treptelor se calculeaz funcie de: structura masivului !n

care se formeaz treapta, caracteristicile fizico-mecanice ale rocilor din

treapt, condiiile de lucru $metoda de exploatare, parametrii funcionali ai

utilajului folosit !n front%.

*.1. 3nl"imea tre!telor

8nlimea treptelor poate ajunge pn la 2&m. 8n rocile aluvionare de

exemplu nu depete 6m. 5a rocile de trie medie sau mare, cnd roca se

disloc prin perforare-pucare i se !ncarc cu excavatorul, !nlimea treptei

poate ajunge la 3&-/&m. 8n cazul extragerii mecanizate, !nlimea frontului de

lucru variaz funcie de posi#ilitile utilajului i poate ajunge la 34-/&m.

8nlimea minim se adopt atunci cnd se folosesc guri de min i

cnd materialul derocat se !ncarc manual. 8nlimile mari $34-2&m% se adopt

!n cazul !mpucrii cu !ncrcturi concentrate amplasate !n guri de sond, !n

camere de minare, sau extragerea direct cu utilaje de mari dimensiuni

*.2. Un+9iul e taluz

Jnghiurile de taluz au valori varia#ile i depind de proprietile rocilor,de !nlimea treptei i de metoda de extragere aplicat. 1atorit parametrilor

care definesc unghiurile de taluz ale marginilor de carier, se constat o

diferen destul de mare !ntre valoarea unghiului de taluz al marginii

exploatate i al celei !n exploatare.

7/25/2019 Curs 2 Foraj

25/28

Femele !n exploatare au limea de /-6 ori !nlimea treptei. 8n aceast

situaie unghiul de taluz al marginii !n exploatare este mult mai mic dect

unghiurile de sta#ilitate ale taluzurilor treptelor componente.

9entru asigurarea unei continuiti a transportului !n cariere se

amenajeaz #erme de transport cu lime varia#il, funcie de felul

transportului i organizarea acestuia.

-. (revenirea $i combaterea alunecrilor

lunecarea taluzurilor este foarte periculoas pentru activitatea din

cariere. 9entru prevenirea alunecrilor se iau msuri speciale:

dimensionarea corect i respectarea elementelor geometrice fixate

prin proiect, pentru !nlimea taluzurilor i limea #ermelor"

asecarea preala#il a zonei supuse exploatrii, prin drenuri sau prin

drenuri de sprijinire"

gospodrirea apelor de la suprafaa carierei i de pe #erme, ape

provenite din precipitaii sau infiltraii se face prin acoperirea

taluzurilor cu folie din plastic, acoperirea cu #itum, sau acoperirea cu

argil" se aplic pentru supra"ee reduse"

mrirea rezistenei rocilor moi din marginile insta#ile ale carierelor

prin tratare termic, consolidare electric, cu piloi de var nestins,

injectarea cu lapte de ciment, congelarea rocilor"

reducerea pantei taluzurilor"

folosirea unor structuri de rezisten susinerea cu ziduri i ancore,

susinerea cu ca#luri pretensionate, torcretare"

. Limitele ra"ionale ale e'!loatrilor la zi

legerea tipului de exploatare $la zi sau su#teran% se face dup o

analiz economic riguroas, !n condiiile !n care alegerea exploatrii la zi nu

este a#solut evident $grosimea descopertei este mic i poziia zcmntului

corespunde cu a terenului. 9entru determinarea limitelor carierelor i alegerea

metodei de lucru se iau !n considerare mai muli factori:

orma i caracteristicile geometrice ale corpului de su#stan mineral

util"

7/25/2019 Curs 2 Foraj

26/28

1ispunerea zcmntului fa de rocile !nconjurtoare"

9roprietile fizico-mecanice ale utilului i rocilor !nconjurtoare"

7/25/2019 Curs 2 Foraj

27/28

1islocarea materialului din masiv "

8ncrcarea materialului dislocat !n mijloacele de transport"

7/25/2019 Curs 2 Foraj

28/28

5a o eventual alunecare s nu afecteze lucrri de art, cursuri de ape,

construcii industriale i civile"

or fi prevzute cu sisteme de evacuare a apelor de infiltraie $tu#uri !n

corpul haldelor%"mplasarea haldelor exterioare se sta#ilete pe #aza unui studiu geotehnic al

terenului pe care se depune materialul ce tre#uie haldat i !n care se

precizeaz:

;orfologia terenului pe care se aeaz halda"

9roprietile fizico-mecanice ale rocilor din fundamentul haldei"

Aeometria taluzurilor"

=egimul apelor de suprafa i su#terane pe care urmeaz aezareahaldei"

Condiiile de sta#ilitate a terenului pe care se va depune sterilul"

1istana minim de aezare a construciilor !n apropierea haldelor