dinnyeberki uránércesedés példáján diplomamunka

82
Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka Szabó Richárd Bánya és geotechnikai mérnök Msc. Témavezető: Tompa Richárd tudományos segédmunkatárs Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék 2014. 11.24. Miskolc 2014.

Upload: others

Post on 24-Oct-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar

Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A

Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a

Dinnyeberki uránércesedés példáján

Diplomamunka

Szabó Richárd

Bánya és geotechnikai mérnök Msc.

Témavezető:

Tompa Richárd

tudományos segédmunkatárs

Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar,

Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék

2014. 11.24.

Miskolc 2014.

Page 2: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar MISKOLC-EGYETEMVÁROS, H-3515 Telefon: (36)-(46)-565-111 Bányászati és Geotechnikai Intézet Universität Miskolc

University of Miskolc

Мишкольцский Университет

Université de Miskolc

Diplomamunka feladat

Szabó Richárd

szigorló bánya- és geotechnikai mérnök (M. Sc.) hallgató részére

A diplomamunka címe: Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag le-

hetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján Munkájában dolgozza ki részletesen a következőket:

1. Mutassa be a dinnyeberki uránércesedés elhelyezkedését, kutatástörténetét, földtani-teleptani jellemzőit!

2. Ismertesse az érctest ásványvagyonának, Gemcom (Geovia) Surpac szoftver segít-ségével való, kiszámításhoz elvégzett előkészületeket és magának a számításnak a menetét.

3. A telep külfejtésben és mélyművelésben való lefejtéséhez is készítsen terveket a Gemcom (Geovia) Surpac szoftver segítségével, valamint foglalja össze eredményeit!

Egyetemi konzulense: Tompa Richárd, okl. bányamérnök, tudományos segédmunkatárs Bányászati és Geotechnikai Intézet A diplomamunka beadásának határideje: 2013. május 9. (csütörtök) Miskolc, 2012. szeptember 12.

Dr. Molnár József

intézetigazgató egyetemi docens

Page 3: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Eredetiségi Nyilatkozat

Alulírott Szabó Richárd, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója

büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy a

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag

lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján című diplomamunka (a

továbbiakban: dolgozat) önálló munkám, a dolgozat készítése során betartottam a szerzői jogról

szóló 1999. évi LXXVI. tv. szabályait, valamint az Egyetem által előírt, a dolgozat készítésére

vonatkozó szabályokat.

A dolgozatban 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.

Kijelentem, hogy az elektronikusan feltöltött és a papír alapú dokumentum mindenben

megegyezik.

Jelen nyilatkozat aláírásával tudomásul veszem, hogy amennyiben bizonyítható, hogy a

dolgozatot nem magam készítettem vagy a dolgozattal kapcsolatban szerzői jogsértés ténye

merül fel, a Miskolci Egyetem megtagadja a dolgozat befogadását és ellenem fegyelmi eljárást

indíthat.

A dolgozat befogadásának megtagadása és a fegyelmi eljárás indítása nem érinti a szerzői

jogsértés miatti egyéb (polgári jogi, szabálysértési jogi, büntetőjogi) jogkövetkezményeket.

Miskolc, 2014.november 24.

...................................................

hallgató aláírása

Page 4: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

TANSZÉKI IGAZOLÓ LAP DIPLOMAMUNKA ÉS SZAKDOLGOZAT BENYÚJTÁSÁHOZ

A hallgató neve:………………Szabó Richárd………………………...…… Neptun-kódja: ……JBNKPN… Első konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a második hónap utolsó munkanapjáig: a téma elfogadása, tájékoztatás a rendelkezésre álló forrásokról. A diplomamunka/szakdolgozat témája:…..A Gemcom cég Surpac programcsomagjának bemutatása a dinnyeberki uránércesedés példáján, előtérbe helyezve annak bányászati tervezést támogató moduljait….. Az egyetemi konzulens(ek) neve, beosztása, tanszéke: Tompa Richárd, okl. bányamérnök, tudományos segédmunkatárs, Bányászati és Geotechnikai Intézet A jelölt köteles a témát az első konzultáció határidejéig a tanszéki adminisztrációban nyilvántartásba vétetni. A jelölt által javasolt témát elfogadom: Miskolc, 2012. szeptember 12.

konzulens .

A jelölt által javasolt témát jóváhagyom: Miskolc, 2012. szeptember 12.

tanszékvezető . Második konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a harmadik hónap utolsó munkanapjáig: a feldolgozott források, valamint a diplomamunka/szakdolgozat vázlatának bemutatása, címének véglegesítése. A diplomamunka/szakdolgozat címe: Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján ……………………………………………………………………………………………………………………………………. Miskolc, 2012. 11. 20.

konzulens . Harmadik konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév vizsgaidőszakának utolsó napjáig: a forrásokat feldolgozó fejezet kéziratának beadása, a feladatkiírás szövegének véglegesítése: Miskolc, 2013. 01. 20.

konzulens . Negyedik konzultáció, az utolsó tanulmányi félév szorgalmi időszak második hónap utolsó munkanapjáig: a kész szöveg kéziratának beadása első változatban: Miskolc, 2013. 03. 21.

konzulens . Ötödik konzultáció, a beadási határidő előtt legalább öt munkanappal: a kész munka bemutatása abban a formában, ahogy a jelölt be kívánja adni: Miskolc, 2013. 05.03.

konzulens . A diplomamunkát/szakdolgozatot formai szempontból beadhatónak ítélem: Miskolc, 2013. 05. 09.

konzulens .

Page 5: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Tartalomjegyzék

Összefoglaló ............................................................................................................................... 4 Abstract ...................................................................................................................................... 5 1. Bevezetés ................................................................................................................................ 6 2. A dinnyeberki kutatási terület elhelyezkedése ....................................................................... 7 3. A dinnyeberki uránércesedés kutatástörténete ....................................................................... 7 4. A terület földtani felépítése, az ércesedés teleptani jellemzői ............................................... 9 4.1. Földtani felépítés ................................................................................................................. 9 4.2. Az ércesedés jellemzői ...................................................................................................... 11 5. A tervezés során használt eszköz: a Gemcom Surpac programcsomag rövid bemutatása .. 13 6. Az ércesedés ásványvagyon számítása ................................................................................ 15 6.1. Az ásványvagyon-számítás előkészületei ......................................................................... 15 6.1.1. Az adatbázis felépítése ................................................................................................... 15 6.1.2. A földtani-tektonikai és teleptani modell ....................................................................... 17 6.1.3. Statisztikai-geostatisztikai vizsgálatok ........................................................................... 20 6.2. Az ércesedés blokkmodellje és az ásványvagyon számítás eredményei ........................... 30 6.2.1. A blokk modellezés előkészületei .................................................................................. 30 6.2.2. Az érctest ásványvagyon számítása ............................................................................... 32 6.2.3. Az ásványvagyon-számítás ellenőrzése ......................................................................... 36 7. A modellezett ércesedés lefejtésének külszíni lehetőségei: külfejtés tervezése a Gemcom Surpac programmal .................................................................................................................. 42 7.1. Határminőség („cut-off”) számítása .................................................................................. 43 7.2. A külszíni bányagödör maximális méretének meghatározása, külfejtési profil optimalizálása ........................................................................................................................... 47 7.3. A részletes külfejtés megtervezése .................................................................................... 52 8. A modellezett ércesedés lefejtésének mélyművelési lehetőségei: földalatti vágatrendszer tervezése a Gemcom Surpac programmal ................................................................................ 63 8.1. Néhány megfontolás a földalatti vágatrendszer megtervezéséhez .................................... 63 8.2. A földalatti vágatrendszer részletes terve .......................................................................... 65 9. A tanulmány eredményeinek összefoglalása ........................................................................ 73 Irodalomjegyzék ....................................................................................................................... 75 Mellékletek jegyzéke ................................................................................................................ 78

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 1

Page 6: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Ábrák jegyzéke

1. ábra: A dinnyeberki uránércesedés elhelyezkedése ............................................................... 7 2. ábra: Az ércesedés és környezetének földtani térképe a neogén képződmények elhagyásával .................................................................................................................................................. 10 3. ábra: Az ércesedés és környezetének É-D-i valamint ÉK-DNy-i irányú földtani szelvénye11 4. ábra: A dinnyeberki ércesedés földtani modellje, elhagyva az érctestet fedő üledékek DTM felszíneit (1/1) .......................................................................................................................... 18 5. ábra: A dinnyeberki ércesedés földtani modellje, elhagyva az érctestet fedő üledékek DTM felszíneit (1/2) .......................................................................................................................... 19 6. ábra: A dinnyeberki ércesedés alaphegységre települő érclencséje (zöld színű) 50g/t U vágási határ mellett ................................................................................................................... 20 7. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták alapstatisztikai adatai (1. oldal) ......................................................................................................................................... 21 8. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták alapstatisztikai adatai (2. oldal) ......................................................................................................................................... 22 9. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták hisztogramja ............... 23 10. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták kumulatív sűrűség diagramja .................................................................................................................................. 24 11. ábra: A dinnyeberki ércesedés érclencséjének tapasztalati variogramja és illesztett variogram modellje a legnagyobb folytonosság irányában ...................................................... 26 12. ábra: Az érctest illesztett variogram ellenőrzésének eredményei (1. oldal) ....................... 27 13. ábra: Az érctest illesztett variogram ellenőrzésének eredményei (2. oldal) ....................... 28 14. ábra: A blokk modell optimális cellaméretének meghatározása ........................................ 31 15. ábra: A blokk modell cellaértékeinek becsléséhez felhasználható maximális mintaszám meghatározása .......................................................................................................................... 31 16. ábra: A blokk modell cellaértékeinek becsléséhez használható maximális keresési távolság meghatározása .......................................................................................................................... 32 17. ábra: A dinnyeberki ércesedés feltárt érclencséjének hagyományos krigeléssel becsült blokk modellje .......................................................................................................................... 33 18. ábra: A dinnyeberki ércesedés feltárt érclencséjének indikátor krigeléssel becsült blokk modellje .................................................................................................................................... 34 19. ábra: ÉK-DNy-i irányultságú szelvény az érctest indikátor krigeléssel becsült blokk modelljén keresztül .................................................................................................................. 36 20. ábra: A feltárt érctesten belül eső cellák indikátor krigeléssel becsült értékeinek hisztogramja ............................................................................................................................. 38 21. ábra: A becsült U tartalom értékek átlagának összehasonlítása az eredeti minta átlagával a mélység függvényében (trend analízis) .................................................................................... 40 22. ábra: A becsült U tartalom értékek átlagának összehasonlítása az eredeti minta átlagával a mélység függvényében (trend analízis) feltüntetve a második hagyományos krigelés eredményeit .............................................................................................................................. 41 23. ábra: Végső bányagödör tervezési folyamata ..................................................................... 43 24. ábra: Az urán világpiaci árának alakulása az elmúlt évek során ........................................ 44 25. ábra: A határminőség alakulása a bányászati költség függvényében ................................. 46 26. ábra: A határminőség alakulása az U árának függvényében .............................................. 46 27. ábra: A külfejtési profil optimalizálása modul panelja ...................................................... 48 28. ábra: Optimális külfejtési profil 42°-os (kék) és 55°-os (zöld) generál részüszög mellett 49 29. ábra: Optimális külfejtési profil 38,720 Ft/g U (kék), illetve annak 10 (zöld) és 20 %-al (piros) diszkontált értéke mellett .............................................................................................. 49 30. ábra: A külfejtéssel kitermelt kőzetanyag térfogata a diszkont tényező függvényében .... 52

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 2

Page 7: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

31. ábra: A külfejtéssel letermelt nyersanyag értéke a diszkont tényező függvényében ......... 52 32. ábra: Rézsű részletes kialakítása ........................................................................................ 53 33. ábra: Bányabeli szállító utak kialakítása ............................................................................ 55 34. ábra: Külfejtési bányagödör részletes terve ....................................................................... 58 35. ábra: A meddőhányó rézsűjének kialakítása ...................................................................... 59 36. ábra: Meddőhányó részletes terve ...................................................................................... 60 37. ábra: A külfejtés látványterve a hozzá tartozó meddőhányóval (4 x-es túlmagasítás mellett). .................................................................................................................................... 62 38. ábra: A kőzetek fejthetősége tömbomlasztásos technikával .............................................. 64 39. ábra: A lejtősaknák nyomvonala az érctesthez illetve a felszínhez viszonyítva ................ 66 40. ábra: A kőzettömeg feldarabolódásának és a csapoló nyílások méretének kapcsolata ...... 67 41. ábra: A csapoló vágatrendszer az érctesthez viszonyítva ................................................... 68 42. ábra: Robbantólyuk elrendezés fejtés megindításához és csapoló pontok kialakításához . 69 43. ábra: A végleges vágatrendszer nyomvonala az érctesthez viszonyítva ............................ 70 44. ábra: Különböző vágatprofilok ........................................................................................... 71 45. ábra: A mélyművelésű bánya látványterve 3x-os túlmagasítás mellett ............................. 72

Táblázatok jegyzéke

1. táblázat: A Db-46 jelű fúrásból származó minták különböző módszerekkel történő U tartalom meghatározásának eredményei .................................................................................. 17 2. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoid adatai (hagyományos krigeléshez) ........................................................................... 26 3. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoidok adatai (indikátor krigeléshez) .............................................................................. 29 4. táblázat: A feltárt érctest becsült ércvagyona különböző módszerek alapján ...................... 35 5. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoid adatai transzformálatlan adatok esetében (hagyományos krigeléshez) ................... 39

Képletek jegyzéke

1. képlet: A kinyerhető urán nettó értékének számítása érctonnánként. .................................. 44 2. képlet: Generál rézsűszög meghatározása ............................................................................ 50 3. képlet:Bányabeli szállító utak minimális szélessége egyirányú szállítás esetén .................. 54

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 3

Page 8: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Összefoglaló

Manapság már a nyersanyagkutatásban, bányászati tervezésben szinte elengedhetetlen a

különböző szoftverek használata. Ehhez számos gyártó speciális célszoftvereket kínál a

felhasználóknak. Az egyik legelterjedtebb a Geovia cég Surpac programcsomagja, amelyet

olyan vezető bányaipari cégek használnak, mint pl.: a Rio Tinto, Vale stb.

A dolgozatomban ennek a programcsomagnak a bemutatására vállalkoztam egy hazai

uránércesedés (Dinnyeberki) példáján, kihangsúlyozva annak nyersanyagbecslés, bányászati

tervezés során használatos funkcióit.

Először megalkottam az ércesedés földtani modelljét, majd a feltárt érctest

nyersanyagbecslését végeztem el blokk modellezés segítségével, többféle becslési (normál

krigelés, inverz távolságok függvénye, indikátor krigelés) eljárást alkalmazva. Habár az

ércesedés változékonyságából fakadóan egyik eljárás sem volt hibamentes, a legjobb

eredményeket az indikátor krigelés szolgáltatta.

Ezt követően megalkottam egy, az érctest blokk modelljén alapuló külfejtést. Ehhez

először meg kellett határozni a külfejtés optimális méretét, amelyet a 6.3-as verziószámú

Surpac-ben még megtalálható „Pit optimize” modul segítségével végeztem el. Mivel a területről

geotechnikai információval nem rendelkeztem, a kőzetek állapotát feltételezések alapján

határoztam meg, hiszen bányatervezéshez mindenképpen szükség van geotechnikai adatokra,

azok nem elhagyhatóak. A külfejtést így az optimális mérethez igazítva, különböző feltételek

mentén terveztem meg. A kapott eredmények alapján az látható volt, hogy ilyen kisméretű

érclencsét nem lehet külfejtéssel leművelni gazdaságosan.

A mélyművelés tervezését a lehetőségek (elsősorban geotechnikai megfontolások)

számbavételével kezdtem, amely során arra jutottam, hogy az érclencse leművelését

tömbomlasztásos fejtéssel lehetne megvalósítani. A tervezés folyamata során megalkottam azt

a vágatrendszert, amely alkalmas lehet ennek kivitelezéséhez. A mélyműveléssel a külfejtéshez

képest jóval kevesebb (kb 1/6) anyagot kellene kitermelni, azonban egy mélyművelés során

számos egyéb, a terveket, ezáltal a költségeket befolyásoló tényező is felmerülhet, amellyel

jelen munkámban nem számoltam.

Összességében a munkám során számos funkciót bemutattam, amelyek a tervező

mérnököket segítheti. Megállapítottam, hogy a programcsomag a kutatás-tervezés teljes

spektrumát lefedi. Habár nem minden esetben felhasználóbarát a kezelése, mégis egy olyan

eszközt nyújt a felkészült felhasználóknak, amely nagymértékben elősegítheti a bányászathoz

köthető vállalkozások nyereségességének megteremtését.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 4

Page 9: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Abstract

Nowadays it is almost essential in the mineral exploration and mining industry to use

different softwares for planning and evaluation. Many manufacturers offer special ones for this.

One of the most widespread is the Surpac of Geovia that is used by such leading mining

companies like Rio Tinto, Vale etc.

I have undertaken to present this program in my diploma thesis on the example of a

domestic uranium mineralization (Dinnyeberki). I emphasized mainly those functions that are

related to the ore estimation and mine planning process.

I created the geological model of the mineralization first, then I estimated the quantity of

the ore content with block modelling tools. In the course of the estimation I used a variety of

estimation methods: ordinary kriging, inverse distance method, indicator kriging. Although

none of the used methods was flawless due to the variability of the mineralization, the indicator

kriging still provided the best results.

Then I created the open pit, which is based on the block model of the orebody. To do this

it was necessary to determine the optimal pit size first. I have done this with the help of the Pit

optimize module, which is unfortunately removed from the versions after 6.3. Since I didn’t

have information about the geotechnical conditions of the area, I determined the conditions by

taking in account different assumptions, as geotechnical data are needed for mine planning,

they cannot be omitted. So I adjusted the pit to the optimal size, and was planned along a variety

of conditions. Based on the results it could be stated that such small orebody cannot be mined

economically with an open pit.

I started the design of the underground mining with the review of the possibilities

(primarily geotechnical considerations). I found that the orebody could be mined by cave

mining method. In the course of the design process I created the drift system that could be

suitable for this. Through the underground mining much more less rock would need to be

excavated compared to opencast mining (approximately 1/6). But in underground mining a lot

of other thing can be arisen, that affects the plans thus the costs as well and with which I did

not deal with in my work.

On the whole I presented numerous functions that can help designing engineers. I found

that the software package covers the whole spectrum of the mineral exploration and planning.

Although not every function is user friendly, but it is such a tool in the hand of a well-prepared

user, which greatly enhance the profitability of mining related firms.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 5

Page 10: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

1. Bevezetés

Fejlett bányaiparral rendelkező országokban napjainkban már elengedhetetlen a

nyersanyagkutatásban-bányászatban speciális szoftverek alkalmazása, annak érdekében, hogy

minél jobban kiaknázhassák a feltárt nyersanyaglelőhelyeket, amely következtében magasabb

profitra tehetnek szert. Bár ezek a programok kezdetben igen drágának tűnhetnek, messze

megszolgálhatják árukat, amennyiben azok maximálisan ki vannak használva. Jóllehet, hogy

Magyarország bányaipara elmarad azon országokétól, amelyek többnyire ásványkincseikből

élnek, mégis úgy vélem hasznos lehet bemutatni e szoftverek képességeit, hiszen rövidesen

eljöhet az az idő, amikor hazánkban is fellendülhet a bányászat.

Ebből adódóan célom bemutatni a most már Dassault System cégcsoporthoz tartozó

Geovia (korábban Gemcom) Surpac programot egy hazai, kis mélységű urán érclencse

példáján. A Surpac a világon az egyik legelterjedtebb GMP (generalised mining product),

szoftver. Megrendelőik között megtalálhatóak a világ vezető bányaipari cégei (Rio Tinto, Vale

BHP Billiton stb.) Praktikusan a nyersanyagkutatáshoz és bányatervezéshez szükséges

funkciók teljes spektrumát lefedi. A blokk modellezéstől, a külszíni és mélyművelésű

bányatervezésen át, geodéziai számításokig számos lehetőséget kínál munkánk

hatékonyságának növeléséhez.

Jelen tanulmányban elsősorban ásványvagyonbecslés során használt funkciókat

(adatelemzés, variogram modellezés, szilárdtest modellezés, blokk modellezés) és az ehhez

szervesen kapcsolódó, annak eredményeit felhasználó bányatervezési funkciókat (külszíni és

mélyművelési egyaránt) veszem sorba.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 6

Page 11: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

2. A dinnyeberki kutatási terület elhelyezkedése

A terület Baranya megyében, a Zselicben található, Dinnyeberki falutól NyDNy-ra, 1 km

távolságban, az észak-déli irányú gyűrűfűi Sándor-árok völgyében. Gyűrűfű területén és

környezetében, valamint a gyűrűfűi völgyben és annak keleti és nyugati oldalát határoló

dombokon helyezkedik el (1. ábra). Közigazgatásilag a terület Dinnyeberki, Ibafa és Nagyváty

külterületéhez tartozik. Megközelíteni közúton lehetséges. Keletről a Helesfa - Dinnyeberki,

nyugatról Szentlászló - Almamellék - Ibafa, délről pedig a 6-os főútról, Nagyvátyon keresztül

lehetséges.

1. ábra: A dinnyeberki uránércesedés elhelyezkedése

Barabás A. (2009): Dinnyeberki uranium ore deposit - new exploration results and current status [3]

3. A dinnyeberki uránércesedés kutatástörténete

A terület földtani felépítését Vadász [34] vázolta fel először. A nyugat-mecseki permi

rétegekhez kötődő uránércesedés megismerését követően a Mecseki Ércbányászat Vállalat

(MÉV) Dinnyeberki térségében is feltáró kutatásokat végzett, amit az a megfigyelés indokolt,

hogy ezen a területen a permi képződmények felszínen, vagy a felszín közelében találhatóak.

Azonban e kutatások nem tártak fel uránércesedést a területen [22].

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 7

Page 12: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

1982-ben a Magyar Állami Földtani Intézet és a MÉV 1:10000 méretarányú földtani

térképezést végzett a területen, amelynek keretében mélyítették le a BüT-10 jelű fúrást a

Dinnyeberkitől NyDNy-ra. Ez a fúrás a felszínközeli törmelékes miocén üledékekben magas

gamma anomáliát mutatott ki 36,5−39,9 m közötti mélységben [4]. A fúrás eredményeire

alapozva a MÉV még abban az évben fúrásos kutatási programot indított az ércesedés feltárása

érdekében [15], [16], [35].

A területet 45 db magfúrással tárták fel, amelyeket NyDNy-KÉK-i és ÉÉNy-DDK-i

csapású négyzetháló szerint telepítettek. Az uránérc tartalmú neogén képződmények

harántolása után a fúrások még néhány métert haladtak az alaphegységi képződményekben. A

fekü, alaphegységi képződmények megismerése céljából mélyítették le a 607,6 m hosszú 9017

számú fúrást.

Minden egyes fúrást a mecseki uránérckutatásban alkalmazott módszer szerint

dokumentáltak, vagyis minden fúrásról 1:200 méretarányú fáciesszelvény készült, amelyen

feltüntették a részletes litológiai adatokat, műszaki paramétereket és a geofizikai mérések során

kapott karotázsgörbéket.

A kutatással egy kb. 60*80 m kiterjedésű hidrogenetikus érclencsét tártak fel ~40 m

mélységben, 100−115 m közötti tengerszint feletti magasságban.

A fúrásos kutatás által lehatárolt ércelőfordulásra elvégezték a készletszámításokat. Az

ipari ércvagyon Harsányiné [11] számításai szerint sokszög módszerrel 13.305,7 t (18.048,8

fém-kg), számtani középarányos módszerrel 13.597,1 t (17.676,2 fém-kg).

Az ércesedés alapvető paramétereinek meghatározásán túl a fúrások maganyagához

kapcsolódó anyagvizsgálatok alapvető célja az volt, hogy a felszín alatti kioldásos bányászati

technológia szempontjai szerint megismerjék az ércesedést befogadó kőzettestet. Ez a

megfontolás abból adódott, hogy az előzetes gazdasági számítások szerint a fúrólyukas

kioldásos technológiát lehetett volna a leggazdaságosabban alkalmazni, a külfejtéssel illetve

mélyműveléssel szemben.

1985-ben kezdődött meg a területen kísérleti jelleggel a földalatti perkoláció, amelynek

első eredményei 1989-ben jelentek meg. [31], [33]. Az alkalmazott technológia a savas kioldás

volt, ehhez kénsavat sajtoltak a nyomókutakba, a termelőkúton pedig szivattyúzták az oldatot.

A kísérleti perkoláció befejezését követően 1995-ben készült el az első állapotfelmérés [17].

Ezt követően 1999-ben készült el a terület kármentesítési terve [18], amelyre alapozva 1999.

szept. 14. kezdték meg a kármentesítést, és amelyet 2002. október 8-án fejeztek be.

A területen feltárt ércesedés ismét előtérbe került, amikor a Wildhorse Energy Kft.

(WHE) ismét kutatni kezdte a területet és 2008-ban lemélyítette a Db-46 jelű fúrást az archív

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 8

Page 13: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

adatok igazolása céljából [3]. Ezt követően a WHE és a Mecsekérc Zrt. együttműködésének

köszönhetően 2011-ben elkészült egy, a mélyszinti bányaműveletek lehetőségeit vizsgáló

tanulmány.

4. A terület földtani felépítése, az ércesedés teleptani jellemzői

4.1. Földtani felépítés

A terület a Nyugati-Mecsek nyugati előterében, a Mecsekalja-övtől É-ra, a bükkösdi

töréstől DNy-ra található. Az alaphegységet paleozoos gránit (Mórágyi Komplexum),

szerpentinit (Helesfai Szerpentinit), kora-permi törmelékes üledékek és riolit (Korpádi

Homokkő, Gyűrűfűi Riolit és Cserdi Formáció) adja. A Gyűrűfű-Dinnyeberki környéki felszíni

kibúvásoktól dél felé haladva az alaphegység egyre mélyebb helyzetűvé válik (2. ábra).

Nagyváty és Helesfa között húzódik az az, É-D-i csapású, dél felé mélyülő és kiszélesedő

alaphegységi árok, amelyet miocén és pannon üledékek töltenek ki, és amelynek ÉÉK-DDNy-

i csapású mellékvölgyét kitöltő miocén üledékhez kötődik az ércesedés. A részletesen

megkutatott terület nagysága 160 x 180 méter. A fúrások és a közeli kibúvások adatai szerint

az alaphegységet adó perm rétegek 30°-kal dőlnek ÉNy felé [17].

A gránitra a Korpádi Homokkő formáció kifejlődései települnek, amit a Gyűrűfűi Riolit

fed be. Ezt követően a Cserdi Formáció barna konglomerátum és kavicsos homokkő

képződményei jelennek meg a rétegsorban

A legidősebb fedőhegységi üledék az alaphegységi völgy talpán települő

durvatörmelékes összlet, amelyet Chikán [10] Keresztúri Formáció néven javasolt elkülöníteni.

Mások a Szászvári Formációba sorolják, annak hegységperemi fácieseként.

A Tari Dácittufa közbetelepülésként és a törmelékes képződmények kavics anyagaként

egyaránt megfigyelhető. A dácittufa betelepülések alsó harmadában található meg az a

szervesanyagban gazdag, sötétszürke, kavicsos, agyagos homok, amelyhez az ércesedés

kapcsolódik.

A miocén rétegek eróziós felszínére a sárga, homokkőréteges, helyenként agyagos

lencséket tartalmazó, 2-35 m vastagságban harántolt felső-pannóniai Somlói Formáció települ.

Bázisán 0,3-1,2 m vastagságban fejlődött ki a Kállai Kavics Formáció.

A Somlói Formáció eróziós felszínére települnek a 12 m átlagvastagságú, negyedidőszaki

deluviális üledékek, főként áthalmozott lejtőlösz. A holocénben kialakult völgy nyomvonala

közel megegyezik a miocén rétegsorral kitöltött alaphegységi völgy nyomvonalával és méretei

is ahhoz hasonlíthatók [1].

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 9

Page 14: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A területen egyetlen jelentős vetőt tártak fel a fúrások, amelynek síkja 350°/70°helyzetű.

E mentén az alaphegységi képződményekben 100 méter normál vető jellegű elvetési magasság

tapasztalható, míg a miocén rétegekben ugyanezen szerkezet mentén 15 méteres feltolódás

következett be (3. ábra).

2. ábra: Az ércesedés és környezetének földtani térképe a neogén képződmények elhagyásával

Csővári M., Földing G., Szegvári G. (2012): Felszíni és felszín alatti víz fejezetek a Dinnyeberki határában található érclencse bányászatához készülő előzetes vizsgálati dokumentációhoz [5]

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 10

Page 15: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

3. ábra: Az ércesedés és környezetének É-D-i valamint ÉK-DNy-i irányú földtani szelvénye

Csővári M., Földing G., Szegvári G. (2012): Felszíni és felszín alatti víz fejezetek a Dinnyeberki határában található érclencse bányászatához készülő előzetes vizsgálati dokumentációhoz [5]

4.2. Az ércesedés jellemzői

U-anomália négy képződményben jelentkezett:

− az alaphegységi vetőagyagban,

− a dácittufa alatti szervesanyagtartalmú rétegekben,

− a dácittufa alsó néhány deciméterében és

− a dácittufa feletti szervesanyagtartalmú törmelékes összletben.

A műrevalónak bizonyult ércesedés a nagy szervesanyag tartalmú, lazán kötött, széteső,

morzsalékos, agyagos, kavicsos homokhoz-homokkőhöz kapcsolódik. A finomfrakció

homokot, változó mennyiségű agyagot, kőzetlisztet és tufigén törmelékanyagot tartalmaz.

Jellemző agyagásványa az illit-Ca-montmorillonit [12].

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 11

Page 16: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A produktív összlet karbonáttartalma alacsony (átlag 0,2 %).

Az uránérctartalmú rétegek erősen oxidáltak (a magas szervesanyag-tartalmú rétegek

kivételével): Fe2+ ~ 0,4 %, Fe ~ 2 %. Ennek megfelelően az ércesedést is magas oxidációs fokú

U-oxidok és –hidroxidok jellemzik. Az urán több mint 90%-a hat vegyértékű, tehát könnyen

mobilizálható állapotú. Az érces képződményekről készített radiográfiai felvételek szerint az

urántartalom általában szórt, de szép számmal találhatók nagy urántartalmú (>10%) szemcsék

is. A kavicsok zömét a 30-60 mm-es mérettartományba esők adják, ezek tartalmazzák az összes

urán 20 %-át. A legmagasabb urántartalom a riolit-metariolit (Gyűrűfűi Riolit) és a bazalt

(Mecsekjánosi Bazalt) kavicsokban mérhető (max. 430 g/t), a homokkövekben max. 40 g/t, a

gránitokban max. 20 g/t. Az urándúsulás általában a kavicsok bekérgezéseként, vagy a kavicsok

belsejébe hatoló, finom repedések mentén jelentkezik. Az ércesedésnek ez a morfológiai

jellemzője, valamint az a tény, hogy a meddő kőzetben található kavicsok is meddők, továbbá,

hogy az eredeti állapotukban uránban szegény bazaltkavicsok itt uránban a leggazdagabbak,

mind bizonyítják, hogy a kavicsok ércesedése utólagos folyamat volt [17].

Az érces képződmény harántolási vastagságai 0,5−3,5 m közöttiek. Átlagos porozitása

15−20%. Urántartalma 20−6780 g/t között változik, a számított átlagérték 310 g/t.

Karbonáttartalma 0,2 % körüli. Harsányiné [11] számításai szerint az ipari ércvagyon

sokszögelési módszerrel 13 305,7 t (18 048,8 fém-kg), számtani középarányos módszerrel

13597,1 t (17 676,2 fém-kg). A kezdeti mérések szerint a finomszemű frakció ércében fennállt

a Ra - U egyensúly, de az érces kavicsok többségében Ra-túlsúly mutatkozik. Az izotóparányok

és az oxidációs viszonyok alapján részben a kísérleti perkoláció következtében jelenleg is

intenzív kilúgzási és áthalmozódási folyamatok játszódhatnak le. Az ércesedés korára

vonatkozóan ólomizotópos vizsgálatokat végeztek. A legidősebb, a képződés korának

tekinthető adat 20 millió éves, tehát kora-miocén. További, áthalmozódásos dúsulást

valószínűsítettek 11-15 millió éve [21].

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 12

Page 17: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

5. A tervezés során használt eszköz: a Gemcom Surpac programcsomag rövid bemutatása

A francia Dassault Systems cég által 2012-ben felvásárolt Gemcom cég (most már

Geovia) által fejlesztett Supac programcsomag gyakorlatilag piacvezető a földtani modellező-

nyersanyag értékelő-bányászati tervező szoftverek között. Megrendelőik között olyan nagy

múltú, bányászati cégek vannak, mint pl. a Rio Tinto, Vale, BHP Billiton, Barrick stb.

Maga a modulárisan felépülő szoftver teljes körűen kielégíti a modellező geológus,

valamint a tervező bányamérnök mindennemű igényét, hiszen egy lelőhely kutatásának

megtervezésétől egészen a feltárt nyersanyag letermelésének kivitelezéséig tartó hosszú

folyamat során végig segítségünkre lehet. Mivel az ilyen típusú szoftvereknek az egyik

legfontosabb funkciója a megjelenítés, elengedhetetlen hozzájuk a megfelelő adatkezelés,

amelyet a szoftver saját adatbázis definiálásával old meg (külső adatbázishoz kapcsolódik). Az

adatbázis tartalmazhat fúrási geodéziai, elemzési, monitoring stb. adatokat, amelyek

felhasználásukat, ezáltal tárolásukat tekintve több csoportba oszthatóak („Geological Database”

vagy „Surveying” modul). Ezt követően ezek az adatok a térben koordinátahelyesen szabadon,

akár egyszerre is megjeleníthetőek, különböző megjelenítési stílusok mellett. Szintén az egyik

legfontosabb funkciók közé tartoznak az adatelemzéssel kapcsolatos modulok, amelyek

segítségével az adataink alapstatisztikai (eloszlás, szórás stb.) vizsgálatát, egymás közötti

kapcsolatát (regresszió) vagy az adatok közötti esetleges kapcsolat irányfüggését

(variogrammok) stb. vizsgálhatjuk („Basic Statistics” és Geostatistics” modul). A harmadik,

talán legfontosabb funkció a 3 dimenziós testek, felszínek létrehozása. Erre két modul áll

rendelkezésre: „Surface modelling” és a „Solids modelling”: A nyersanyag értékelés

szempontjából egy-egy modellezés végterméke a blokk modell. A „Block modelling” modul

ennek létrehozásához számos beépített becslési eljárás alkalmazását teszi lehetővé (több féle

krigelés, inverz távolság becslés, szimulációs eljárások stb.) valamint lehetőség nyílik a

végtermék (magának a becsült blokk modellnek) a különböző módszerekkel való ellenőrzésére,

annak megfelelőségének vizsgálatára is. A bányászati tervezéshez szintén több beépített modul

(parancscsomagok) áll rendelkezésre attól függően, hogy mi a felhasználás célja. Külön

választják a külfejtés („Pit design”), a mélyművelésű bánya („Underground tools”), a szállító

utak („Road design”), a robbantási elrendezések („Blast design”), a fúrási elrendezések („Ring

design”) tervezéséhez szükséges parancsokat, valamint a termelvény minőség ellenőrzést

(„Grade control”) támogató funkciókat. A felsoroltakon kívül számos egyéb funkciót is kínál a

program, amelyek elsősorban a szerkesztést illetve a megjelenítést támogatják. A

dolgozatomban a rengeteg lehetőség közül elsősorban a nyersanyag értékeléshez

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 13

Page 18: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

(blokkmodellezés, szilárdtest és felület modellezés, statisztikai eljárások) valamint a bányászati

tervezéshez szükséges funkciókat („pit design”, „underground tools”, „road design”) fogom

érinteni.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 14

Page 19: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

6. Az ércesedés ásványvagyon számítása

Munkám során első lépésként a Gemcom Surpac programmal megbecsültem a területen

valószínűleg megtalálható ércvagyont, hiszen ahhoz, hogy bányát lehessen tervezni tisztában

kell lenni, hogy egyáltalán van-e annyi haszonanyag, amiért érdemes megnyitni a bányát, a

feltárt nyersanyag adott technológia mellett gazdaságosan kitermelhető-e? Vagyis az

ásványvagyon számítás a bányatervezés első, nem elhagyható alappillére, amelyet, ha nem

megfelelően végzünk el, könnyen hibás döntéshez vezethetnek, amely által jelentős anyagi

veszteség érheti adott bányavállalkozót.

6.1. Az ásványvagyon-számítás előkészületei

Az ásványvagyon számítást alapvetően blokk modellezés segítségével végeztem el,

azonban ahhoz, hogy egyáltalán a blokk modell felépítésébe belekezdhessek számos, jelentős

időt igénybe vevő előkészítő munkára volt szükség:

− adatbázis felépítése (digitalizálás, adatellenőrzés, kiegészítés)

− a földtani-tektonikai modell felépítése, érctest lehatárolása (szilárd test és felszíni térmodellezés)

− különböző statisztikai-geostatisztikai vizsgálatok (eloszlás, variogram modellezés)

A következőekben bemutatom részletesebben az előkészítő munkálatok során elvégzett

feladatokat.

6.1.1. Az adatbázis felépítése

Bármilyen ásványvagyon becslés, és természetesen az arra épülő bányatervezés alapja a

megfelelő fúrási adatbázis. Alapvetően bármilyen természetes nyersanyagról is van szó, szinte

elengedhetetlen, hogy annak kiterjedését, minőségét valamilyen kutatóobjektummal

(többségében fúrás, mivel ezek járnak a legkevesebb költséggel, de lehet kutatóárok, táró, akna

stb.) fel ne tárjuk. Habár alapvetően kutatófúrások adatait tartalmazza, mellettük számos, a

feltárt és megkutatott lelőhelyhez kapcsolódó adatot be tudunk építeni, amelyek segíthetik a

lelőhely pontosabb megismerését, ezáltal annak gazdasági jelentőségének felmérését.

Az adatbázisban 4 kötelező elem van, amelyeket mindenképpen meg kell adni: fúrás

azonosító, a fúrási pont X, Y és Z koordinátája. Ezen kívül amennyiben volt ferdeségmérés a

fúrásokban, azok eredményeit is célszerű megadni ahhoz, hogy az elemzési eredményeket a

térben pontosan jeleníthessük meg. Ezeken kívül a többi attribútum, amelyeket a fúrásokhoz

akarunk rendelni már teljes mértékben szabadon választhatóak. Ezek mellett a nem fúrásokhoz

kapcsolódó adatok diszkrét mintaként tárolhatóak, amelyeknek szintén csak

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 15

Page 20: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

azonosítószámaikat és koordinátáikat kötelező megadni, míg a többi paraméterük szabadon

választható.

A Dinnyeberki közelében 45 db fúrással feltárt ércesedés esetében alapvetően nem álltak

rendelkezésemre g/t-ban meghatározott U tartalom mérési eredmények, hiszen az ércesedést

alapvetően geofizikai módszerek (elsősorban természetes gamma mérés) segítségével mutatták

ki, amely azonban µR/h-ban volt megadva. Habár Harsányiné [11] tanulmányában megadta a

különböző vágási határok mellett meghatározott ércharántolásokat a szakaszok átlagértékével

együtt, azonban úgy ítéltem meg, hogy a pontosabb ásványvagyonbecsléshez ez nem elegendő

adatmennyiség, valamint nem lett volna arra lehetőség, hogy különböző műveleteket hajtsunk

végre az adatokon (pl: cut-off változtatása). Ebből adódóan bedigitalizáltam a fúrások

többségének (pl.: Db-3 fúrás szelvénye hiányzott) természetes gamma szelvényeit. A µR/h-ban

mért természetes gamma méréseket módosítás, korrekció nélkül g/t-nak vettem. Habár a Pécs

környéki uránbánya termelő üzemeiben a kutatás során különböző korrekciókat használtak a

mért természetes gamma értékek %-os formátumú urántartalomra való átkonvertálása során,

Harsányiné [11] tanulmánya alapján arra jutottam, hogy nem jelentős az eltérés, ha korrekció

nélkül közvetlenül g/t-nak veszem a természetes gamma értékeket. Ehhez hozzátartozik, hogy

nem találtam olyan dokumentumot, amelyben pontosan le lett volna írva, hogy milyen

korrekciót alkalmaztak, vagy milyen módon is számították át a mért értékeket. Itt kell

megemlítenem, hogy az említett tanulmányból levont következtetéseimnek ellentmond a

Wildhorse Energy Hungary Kft. által lemélyített Db-46-os számú fúrás, hiszen itt a karotázs

mérési eredmények mellett az érces szakaszon egyéb, pontosabb mennyiségi adatokat szolgáló

elemzéseket is végeztek (1. táblázat). Ebből jól látszik, hogy lényeges különbség lehet a

karotázs mérések becsült értékei és a tényleges mért értékek között, azonban megjegyzendő,

hogy maximum pár deciméteres, jelentős fémtartalommal rendelkező szakaszok a karotázs

görbén gyengébb intenzitással, viszont hosszabban jelennek meg, vagyis jelen tanulmány

szempontjából mégis csak szerencsésebb a karotázs görbékből közvetlenül átvett g/t értékekkel

számolni, hiszen vastagabb érclencsék bányászati tervezése könnyebben kivitelezhető. A Db-

3-as fúrás esetében a Harsányiné által meghatározott érces szakaszra a Db-46 fúrás azonos

szakaszának adatait vettem át, hiszen a két fúrás gyakorlatilag egymás mellett mélyült, így

valószínűleg az adatok hibahatáron (±10%) belül megegyeznek (de természetesen nem

kizárható a nagyobb eltérés sem).

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 16

Page 21: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

1. táblázat: A Db-46 jelű fúrásból származó minták különböző módszerekkel történő U tartalom meghatározásának eredményei

Minta jele Mélység XRF ICP Spectral Term

gamma m U ppm U ppm U ppm µR/h

132 35,79 6 - - 92 240 35,89 10 - - 88 555 36,24 11 - - 76 749 36,34 0 - - 72 820 36,44 5 - - 68 111 36,95 25 - - 104 143 37,45 142 - - 159 321 37,9 969 858 1122 180 942 38,0 919 825 1125 190 863 38,12 393 346 637 200 113 38,5 86 - - 580 444 39,11 411 365 562 1450 999 39,72 200 - 278 150 333 40,08 13 - - 80 331 40,18 0 - - 100 454 40,38 0 - - 400 661 40,58 9 - - 1700 513 40,68 8 - - 2800 222 40,78 20600 14830 19704 3200 243 40,88 8900 6135 8701 3000 940 40,98 99 93 - 2400 122 41,08 0 - - 1200

forrás: Módosított kutatási műszaki üzemi terv , a Dinnyeberki kutatási területen tervezett radioaktív érc kutatásához (2010) [22]

A földtani adatokat (kőzettípusok) az egyes fúrások földtani alapdokumentációjából

gyűjtöttem ki, azonban nem a részletes földtani rétegsort, hanem gyakorlatilag a formációnkénti

beosztást használtam fel a földtani modell felépítéséhez.

Fúrási adatokon kívül nem használtam fel egyéb adatot az adatbázis felépítésekor.

6.1.2. A földtani-tektonikai és teleptani modell

Ahhoz, hogy az ásványvagyon becslés a lehető legjobban tükrözze a valóságot, feltétlenül

szükséges a megkutatott térrészben olyan zárt testek létrehozása, amelyek valamilyen

meghatározott paraméter szempontjából közel homogénnek tekinthetőek, hiszen a

későbbiekben, leginkább az ércesedés folytonosságát és az érctartalom eloszlását vizsgáló

statisztikai-geostatisztikai módszerek (eloszlás vizsgálat, variogram stb.) alkalmazása során

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 17

Page 22: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

ezek segítségével kaphatjuk a valóságot leginkább tükröző eredményeket, vagyis az

ásványvagyon becslés pontosságát javíthatjuk.

Első körben a rendelkezésre álló fúrási adatokból felépítettem a földtani modellt. 10 m-

ként tetszőleges irányú (ÉK-DNy-i csapású) szelvényeket készítettem („slicing planes”),

amelyek mentén megrajzoltam az egyes képződmények harántolásai alapján azok szelvénybeli

kontúrját. Az egyes képződmények kontúrjaiból digitális felszín modelleket generáltam (DTM

felszínek) („create dtm”). Azért volt célszerű őket DTM-ént ábrázolni, mivel azok többségében

folytonos képződmények, a felhasznált fúrások által meghatározott területen túlnyúlnak,

Egyedül a tMk kódolású, a Kereszturi Formációba ágyazódó Tari Dácittufa Formáció

kőzetlencséi azok, amelyeket zárt, 3 dimenziós objektumokkal, szilárd testekkel (3DM) lehet

lehatárolni („triangulate automatic”). Ezek után egymáshoz viszonyított helyzeteik alapján

módosítottam a kőzethatárokat jelképező felszíneket (4. és 5. ábra).

4. ábra: A dinnyeberki ércesedés földtani modellje, elhagyva az érctestet fedő üledékek DTM felszíneit (1/1)

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 18

Page 23: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

5. ábra: A dinnyeberki ércesedés földtani modellje, elhagyva az érctestet fedő üledékek DTM felszíneit (1/2)

a szerző saját szerkesztése

Zöld színnel jelenik meg a kontúrozott érctest, melynek dél felőli oldalát a piros színnel jelölt vető szegélyezi, illetve láthatóak még a lila színű Tari Dácittufa testek és az alaphegységi kőzetek (fekü) DTM felszínei is

(sárgás-zöld színű).

Miután elkészítettem az ércesedés szűkebb területére (ahol rendelkezésre álltak a

részletes kutatás adatai) a földtani modellt, a feltárt érctestet is kontúroztam 50 g/t vágási határ

mellett, ugyanazzal a módszerrel, ahogy a földtani modellt is létrehoztam. Vagyis szelvényeket

készítettem és azokon megrajzoltam az érctest kontúrjait, majd azokból zárt szilárd testet

alkottam (3DM), ami az alábbi ábrán (6. ábra) zöld színnel, a piros színű vetővel elvetve látható.

Azért 50 g/t-nak választottam a kontúrozási határt, mert így egy értelmezhető méretű érctestet

kaptam (elsősorban geostatisztikai vizsgálatok szempontjából), és bányászati szempontból is

célszerűbbnek tűnt alacsonyabb határt választani, mivel valószínűleg úgysem tudnának olyan

szelektív bányászati módszert alkalmazni, amellyel elkerülhető lenne, hogy a termelvénybe ne

kerüljön meddő. A későbbiekben ezeket a 3DM testeket és DTM felszíneket használtam fel az

adatok leválogatásához, további vizsgálatához.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 19

Page 24: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

6. ábra: A dinnyeberki ércesedés alaphegységre települő érclencséje (zöld színű) 50g/t U vágási határ mellett

a szerző saját szerkesztése

6.1.3. Statisztikai-geostatisztikai vizsgálatok

6.1.3.1. Az adatok alapstatisztikai elemzése

A statisztikai vizsgálatokat a szükséges adatok előkészítésével kezdtem meg. Mivel a

fémtartalom meghatározása nem fúrómagból vett egyenközösített minták közvetlen mennyiségi

módszerrel való vizsgálata során történt, hanem fúrólyukban mért természetes gamma

intenzitásból számították, illetve ahogy már említettem, a geofizikai szelvények

bedigitalizálásával nyertem adatokat, így nem álltak rendelkezésre egyenközösített, U

tartalomra vonatkozó adatok. Annak érdekében, hogy a mintahosszból származó torzítást

kiküszöböljem, valamint, hogy a minták fémtartalma arányosan jelenjen meg a fúrás mentén,

kompozit mintákat generáltam a program segítségével. Kompozit minták előállítására többféle

módszer is alkalmazható. Én elsősorban az érctestre koncentrálva, az azon belül és azon kívül

eső minták 0,5 m-es kompozit mintáit készítettem el („composite by geology”), illetve azokat

vizsgáltam a továbbiakban. Azért a 0,5 m-es mintahosszt választottam, mert így jóval több adat

állt rendelkezésemre, mintha nagyobb mintahosszat választottam volna, illetve így kevésbé

válik homogénné az adatsor, nem lesz túlságosan kisimítva, az ércesedésre jellemző tág

tartományban változó U tartalom jellegeit tekintve megmarad.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 20

Page 25: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Miután rendelkezésemre állt az érctesten belüli és azon kívüli egyenközösített adatsor,

elvégeztem azok alap statisztikai vizsgálatát (átlag, medián, szórás, eloszlás stb.) („basic

statistics”). Mindkét adatsorra az alábbi ábrákon látható formátumú eredményeket kaptam (7.

8. és 9. ábra), amelyek alapján megállapítható volt, hogy a Dinnyeberki közelében feltárt

ércesedésben az U tartalom szórása igen nagy (~427), ami természetesen magára az érctestre

vonatkozik, hiszen azon kívül elhanyagolható azon értékek száma, amely a 20 g/t meghaladja.

7. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták alapstatisztikai adatai (1. oldal)

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 21

Page 26: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

8. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták alapstatisztikai adatai (2. oldal)

a szerző saját szerkesztése

Vagyis az érctesten kívül azt lehet mondani, hogy 20 g/t körül alakul a befogadó kőzet U

tartalma átlagban (medián), míg az érctesten belül ez az érték közel 100 g/t. A hisztogram

ferdesége pozitív (ami abszolút nem meglepő U ércek esetében, hiszen az ércmennyiség jó része

csak kis területre koncentrálódik, vagyis a teljes adathalmazban alulreprezentáltak), és annak

lefutása alapján akár bimodális eloszlású is lehet az adatsor, vagyis kevert populációval lehet

számolni. Annak kiderítésére, hogy ezek a populációk egyáltalán szétválaszthatóak-e, vagy

folyamatos átmenet van közöttük az adatok kumulatív gyakoriság görbéjét használtam fel (10.

ábra) (hiszen azt logaritmus skálán ábrázolva, a görbe lefutásának inflexiós pontjai nyújtanak

némi támpontot arra nézve, hogy milyen vágási határokat alkalmazzak a különböző populációk

szétválasztásához). Az ábrán látható, hogy körülbelül 100 g/t-nál lehetne meghúzni egy alsó,

míg 1100 g/t-nál egy felső vágási határt. Ezen értékek alkalmazásával újra lefuttattam az alap

statisztikai vizsgálatokat. Habár javult az eloszlás képe, azonban nem olyan mértékben, amely

véleményem szerint az adat és fémtartalom veszteséget kompenzálni tudná, így a különböző

vágási határok alkalmazásától eltekintettem, és csak az eredeti 0,5 m-es kompozit mintákkal

dolgoztam tovább.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 22

Page 27: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

9. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták hisztogramja

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 23

Page 28: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

10. ábra: A kontúrozott érctesten belül eső 0,5 m-es kompozit minták kumulatív sűrűség diagramja

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 24

Page 29: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A statisztikai vizsgálatokat elnézve, látható volt, hogy ebben a formában az általánosan

elterjedt, és alapvetően a legjobb (legkisebb varianciájú) lineáris, torzítatlan becslési eljárással,

az általános krigeléssel nem fogok elfogadható becslést kapni, hiszen az adathalmaz igen magas

varianciájú, több, igen magas értéket is tartalmaz, amit az általános krigelés nem igazán tud

kezelni. Viszont az is látható, hogy amennyiben a kiugró értékeket levágjuk (amennyiben

egyáltalán kilehet úgy szűrni őket, hogy az általános krigeléssel elfogadható eredményeket

kapjunk), akkor jelentős ércmennyiséget veszítünk. Mivel azonban nem volt célom csökkenteni

az ércmennyiséget, nem változtattam az adatokon, hanem többféle módszert alkalmaztam az

ásványvagyon számítás során, amelyek az általános krigelés mellett jobban kezelik a kiugró

értékeket, és amelyeket a későbbi fejezetekben részletesebben bemutatok.

6.1.3.2. Hatástávolság meghatározása geostatisztikai módszerekkel, variogram modellezés

A krigeléshez elengedhetetlen feltétel, hogy előzetesen meghatározzuk, hogy az adatok

között van-e, és ha igen akkor milyen térbeli kapcsolat. Vagyis meg kell határozni, hogy az

adatok között mely távolságon belül van még kovariancia. Ennek eszköze a variogram

modellezés, amelynek eredményeit az alábbiakban részletezem.

A Gemcom Surpac program variogram modellező modulja („variogram modelling”)

nagyfokú szabadságot nyújt a felhasználónak, ahhoz, hogy egy adathalmazon belül az adatok

közti kovarianciát vizsgálja. Mivel általában egy ércesedésen belül nem beszélhetünk

izotrópiáról, ezért az adatok közti kovariancia vizsgálatához irányfüggő tapasztalati

variogramok számítására van szükség. Maga a program lehetőséget ad arra, hogy egyszerre

több variogramot vizsgáljunk egy síkban, amelyek száma attól függ, hogy az egyes irányok

között mekkora az elfordulási szög. Így gyakorlatilag meghatározhatjuk, hogy egy síkban

melyik az az irány, amelyben a legnagyobb a hatástávolság. A variogram modellezést szintén

megkönnyíti az, hogy a távolsági osztásközt (intervallumot) szabadon változtathatjuk, ezáltal

módosítva a tapasztalati variogramot.

Először a hagyományos krigeléshez végeztem el a hatástávolság vizsgálatot. Az adatok

természetes logaritmus értékeit használtam, hiszen pozítív ferdeség mellett valamilyen

transzformációt (log, pairwise relatív, stb.) javasolt alkalmazni annak érdekében, hogy

megfelelően értelmezhető variogramokat kapjunk. A számos variogram közül végül az alábbi

ábrán (11. ábra) látható irányban (110°) tapasztaltam a legnagyobb folytonosságot az adatpárok

között. Erre merőleges felvett variogramon az anizotrópia ellipszoid második legnagyobb

tengelyének irányát jelöltem ki, míg a harmadik, a legkisebb folytonosság irányát a program

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 25

Page 30: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

magától számolta. Ezen három variogram alapján végül a becsléshez a későbbiekben

felhasznált variogram és anizotrópia ellipszoid adatai a következőek voltak:

2. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoid adatai (hagyományos krigeléshez)

Anizotrópia ellipszoid tulajdonságai

variogram modell fajtája

a legnagyobb folytonosság iránya (°)

a legnagyobb folytonosság kitérése

(°)

a legnagyobb folytonosság

dőlése (°)

anizotrópia ellipszoid

legnagyobb és középső tengelyének

aránya

anizotrópia ellipszoid

legnagyobb és legkisebb tengelyének

aránya

hatástávolság (m) röghatás

szférikus 110 -10 -30 1,014 7,048 43,83 0,183

a szerző saját szerkesztése

11. ábra: A dinnyeberki ércesedés érclencséjének tapasztalati variogramja és illesztett variogram modellje a legnagyobb folytonosság irányában

a szerző saját szerkesztése

Ezek után leellenőriztem a variogram modellt, amely során a variogram adatait

felhasználva az ismert adatpontokra végeztem krigelést, amely eredményeit 12. és 13. ábrákon

látható formátumban kapjuk meg.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 26

Page 31: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

12. ábra: Az érctest illesztett variogram ellenőrzésének eredményei (1. oldal)

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 27

Page 32: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

13. ábra: Az érctest illesztett variogram ellenőrzésének eredményei (2. oldal)

a szerző saját szerkesztése

Ezek közül elsősorban a krigelés hibájának szórását, a krigelés elméleti szórását, az átlag

két normál szórása által meghatározott tartományon belül eső krigelési hiba százalékos arányát,

valamint a krigelési hiba átlagát kell nézni. A krigelés elméleti szórásának és a krigelési hiba

szórásának eltérése kb. 15%-on belül kell lennie, a krigelési hiba legalább 95 % két normál

szórás által meghatározott tartományba kell essen, valamint a krigelési hiba átlagának 0-hoz

közeli értéknek kell lennie. Látható, hogy a modellezett variogram ezeket a feltételeket

hozzávetőleg teljesíti, vagyis elfogadhatónak bizonyult. Ezt követően végeztem el a blokk

modell cellaértékeinek hagyományos krigelését, de azt a következő fejezetben részletezem.

Ezután egy másik módszert alkalmaztam az ásványvagyon számítás során, az indikátor

krigelést, amelynek szintén előfeltétele a részletes variogram modellezés. Ez a módszer az

hagyományos krigeléssel szemben jól kezeli a kiugró értékeket, viszont jóval időigényesebb

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 28

Page 33: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

annak elvégzése (ezért is használják viszonylag ritkán), hiszen minden egyes előre

meghatározott vágási határ („cut-off”) mellett el kell végezni a variogram modellezést, ezáltal

minden egyes tartományra külön variogram modell-anizotrópia ellipszoid lesz felállítva.

Az indikátor krigeléshez a vágási határokat, tartományokat a felhasznált adatok 10%-os

percentilis értékei alapján (7. ábra) határoztam meg, amely a szakirodalom és „webhelp” [14],

[37] szerint bevett gyakorlat. Egyedül a felső 20 %-ot bontottam fel több részre a 85 és 95 %-

os percentilis értékek közbeiktatásával, annak érdekében, hogy az igen jó minőségű ércek

eloszlását jobban lehessen modellezni. Ebből adódóan 11 tartományt határoztam meg, amelyek

mindegyikére külön-külön el kellett végezni a variogram modellezést és az illesztett modellek

ellenőrzését, és amennyiben az ellenőrzés során nem megfelelő eredményeket kaptam, újra

kellett kezdeni elölről. Azt meg kell említeni, hogy az indikátor krigeléshez nem minden

variogram teljesítette teljes mértékben a korábban felvázolt, annak elfogadásához szükséges

feltételeket, de a felhasznált variogramok a lehetőségekhez mérten (a rendelkezésre álló

adatmennyiség miatt, főleg a magasabb tartományokban, gyakran csak nehezen értelmezhető

variogramok születtek) a legjobban tükrözik az adatkapcsolatokat, egymáshoz való

viszonyukat. Az indikátor variogram vizsgálatok eredményeképpen az ásványvagyon

számításhoz felhasznált variogramok és anizotrópia ellipszoidok adatai a következőek voltak:

3. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoidok adatai (indikátor krigeléshez)

Anizotrópia ellipszoid tulajdonságai

vágási határ

variogram modell fajtája

a legnagyob

b folytonosság iránya

(°)

a legnagyob

b folytonoss

ág kitérése

(°)

a legnagyob

b folytonosság dőlése

(°)

anizotrópia

ellipszoid legnagyob

b és középső

tengelyének aránya

anizotrópia

ellipszoid legnagyo

bb és legkisebb tengelyének aránya

hatástávolság (m)

röghatás

56,00 szférikus 60 0 -20 1,33 6,16 80,07 0,297 63,28 szférikus 90 0 -10 1,04 3,15 43,23 0,228 71,51 exponenciális 100 0 -10 1,33 4,05 56,19 0,213 82,63 exponenciális 90 0 -10 1,38 4,12 60,44 0,198 98,19 exponenciális 80 0 -20 1,06 3,43 45,55 0,196

119,85 exponenciális 130 0 -20 1,94 5,37 78,61 0,243 167,77 exponenciális 130 0 -20 1,06 8,36 51,10 0,241 263,77 exponenciális 130 0 -30 1,06 7,46 40,21 0,260 395,25 exponenciális 110 0 -20 1,51 8,36 39,25 0,189 532,90 exponenciális 110 0 -30 1,41 8,98 40,26 0,210

1034,05 exponenciális 130 0 -30 1,00 7,63 42,21 0,517

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 29

Page 34: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

a szerző saját szerkesztése

A röghatás alacsony értéke mind a hagyományos krigelésnél, mind pedig az indikátor

krigelésnél használt variogramok esetében annak köszönhető, hogy az elemzést transzformált

adatokon végeztem el, amelyek aztán a becslés során korrigálva lettek.

6.2. Az ércesedés blokkmodellje és az ásványvagyon számítás eredményei

6.2.1. A blokk modellezés előkészületei

A blokk modellezés előkészületeként meg kellett határoznom, hogy maga a blokk modell

mekkora cellákból épüljön fel, mekkora legyen a cellaméret, hogy egy-egy cella becsléséhez

mennyi minta adatait használja fel a program, illetve hogy mennyi legyen az a maximális

távolság, amelyen belül mintákat még felhasználhatja egy-egy cella értékének

megbecsüléséhez. Ezekhez egy ismert koordinátájú mintahalmaz köré két cellából álló blokk

modellt alkottam, amelynek értékeit hagyományos krigeléssel az 2. táblázatban szereplő

anizotrópia ellipszoid paraméterekkel becsültem meg. Ezt először különböző cellaméretek

mellett végzetem el, majd miután kiválasztottam a megfelelő cellaméretet, a becsléshez

felhasználható maximális mintaszám meghatározása következett, végül pedig maximális

keresési távolság kiválasztása. Mindhárom esetben a krigelés két jellemző paraméterét, vagyis

a becslés jóságát meghatározó tényezőket vizsgáltam:

− „kriging efficiency” (krigelés hatékonysága): blokk szórásnégyzete - krigelés szórásnégyzete + Lagrange szorzó abszolút értéke

− „conditional bias slope”: blokk szórásnégyzete - krigelés szórásnégyzete + (2 * Lagrange szorzó abszolút értéke)

Mindkét paraméter 0 és 1 között változik és akkor jó egy becslés, akkor tükrözi a

valóságot, ha ez a szám minél közelebb van egyhez. Ebből kiindulva az alábbi ábrákon (14.,

15. és 16. ábra) látható diagramokról leolvasva a blokk modell cellaméretét az X-Y síkban 25

m-nek, míg mélység (Z) függvényében 2 m-nek határoztam meg. A blokk Z síkban való

kiterjedését nem előzte meg külön elemzés, azt a földtani modellből kiindulva választottam

meg, hiszen ebben a síkban igen korlátozott az érctest kiterjedése. A maximális mintaszámnak

30-at választottam, hiszen itt már gyakorlatilag mindkét vizsgált paraméter eléri maximumát,

míg a keresési távolságot 40-ben maximalizáltam.

Az elemzés során nagy segítség volt, hogy a Gemcom Surpac program Tcl (Tool

Command Language) programozási nyelvet használ, amely könnyen megtanulható, így

jelentősen fel tudja gyorsítani a munkánkat, hiszen így nem kellett egyesével elvégeznem a

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 30

Page 35: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

krigelést különböző cellaméretekre, keresési távolságra stb., hanem maga a program ezt

automatikusan elvégezte.

a szerző saját szerkesztése

14. ábra: A blokk modell optimális cellaméretének meghatározása

15. ábra: A blokk modell cellaértékeinek becsléséhez felhasználható maximális mintaszám meghatározása

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 31

Page 36: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

16. ábra: A blokk modell cellaértékeinek becsléséhez használható maximális keresési távolság meghatározása

a szerző saját szerkesztése

6.2.2. Az érctest ásványvagyon számítása

Miután a felépítendő blokk modell paraméterei megvoltak, a rendelkezésre álló adatok

kiterjedését (koordinátáit felhasználva), megadva ezzel annak határait létrehoztam a blokk

modellt („block model open”). Annak érdekében, hogy az érctest vagyonát a lehető legjobban

meg lehessen becsülni megadtam, hogy az eredeti 25x25x2 m cellákat 1,5625x1,5625x0,5 m

cellákra fel lehessen bontani, így az érctest határait jobban modellezni. A legkisebb cellaméretet

a kompozit minták hosszához igazítottam arányosan, vagyis azok Z-beli kiterjedése nem

haladhatta meg a 0,5 m-t. A másik két irányban lévő kiterjedést pedig a program maga határozta

meg a vastagsághoz viszonyítva. Ezt követően megadtam, hogy az egyes blokkok hányad része

tartalmazza a kontúrozott érctestet („bm partial percentages”), amivel szintén a becslés

pontosságát lehet javítani. Ezután a blokkok U tartalmát becsültem meg hagyományos krigelés

módszerével („bm fill ok”) a fentebb már vázolt paraméterek (2. táblázat) segítségével (külön

az érctestre a parciális százalékok segítségével, és külön az azon kívül eső blokkokra). Ennek

során a becsült U tartalmon kívül minden egyes cellához hozzárendelhető a becslés során

felhasznált minták adatai (mennyi minta adatait használta fel a cella értékének becsléséhez,

átlagos anizotróp mintatávolság), illetve a krigelés egyéb paraméterei (krigelés szórásnégyzete,

blokk szórásnégyzete, Lagrange szorzó stb.). Mivel a hagyományos krigelést a transzformált

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 32

Page 37: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

adatok felhasználásával végeztem el, vissza kellett alakítani a becsült értékeket, amelyet

számított attribútum hozzáadásával („bm add attribute”), a becsült értékek természetes

exponenciálját véve tettem meg.

17. ábra: A dinnyeberki ércesedés feltárt érclencséjének hagyományos krigeléssel becsült blokk modellje

a szerző saját szerkesztése

Ezt követően inverz távolságok („bm fill inverse distance”) módszerével is megbecsültem

a cellák U tartalmát, annak érdekében, hogy a két becslési módszerrel kapott eredmények

összehasonlíthatóak legyenek, hiszen elképzelhető, hogy más módszerrel kedvezőbb

eredményt kapunk, mint az általánosan elterjedt hagyományos krigeléssel. A két módszer

között elsősorban abban rejlik a különbség, hogy a becslés során felhasznált adatokhoz rendelt

súlyokat (mekkora befolyással van adott adat a becsült értékre) másképpen számítja. Míg az

inverz távolságok módszerénél ez egyfajta távolság függvény eredménye (pl:1/d2 ahol d a minta

távolságát jelöli), addig a krigelés súlyainak értéke a minták egymáshoz való viszonyán, azok

kovarianciáját leíró egyenleten alapul. Az inverz távolságok becslése során a korábban használt

anizotrópia ellipszoid adatait használtam fel (2. táblázat), és ahogy korábban külön végeztem a

becslést a lehatárolt érctestre és azon kívüli területre.

Végül pedig egy harmadik módszert is felhasználtam, az indikátor krigelést („bm fill ik”),

amely ahogy már korábban említettem az másik két módszerrel ellentétben sokkal jobban kezeli

a kiugró értékeket, amelyek a statisztikai vizsgálatokat megnézve valószínűleg jelentősen

befolyásolhatják a kapott eredményeket. Az indikátor krigelés azon az elven alapul, hogy az

adatsort meghatározott vágási határok mellett csoportosítjuk, átalakítjuk azokat 1-re vagy 0-ra,

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 33

Page 38: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

attól függően, hogy adott vágási határnál kisebb vagy nagyobb a minta értéke, majd elvégezzük

az így kapott adathalmaz hagyományos krigelését. Ezt annyiszor kell megtenni egyesével,

amennyi vágási határt az elején meghatározunk (vagyis a mi esetünkben ez a szám 11), habár

ezt a program magától elvégzi. Ezt követően ki kell számítani annak a valószínűségét, hogy a

becsült érték milyen gyakorisággal esik adott vágási határok közé, majd az így kapott

valószínűségi értékeket a súlyozás során felhasználva megadható a teljes blokk becsült értéke

(∑ (2 vágási határ közé eső értékek átlaga * annak a valószínűsége, hogy a becsült érték a két

érték közé esik)).

Az indikátor krigelést azzal kellett kezdenem, hogy kiszámítottam a kumulatív

gyakoriság függvényt („bm ik make cff”) a 3. táblázatban feltüntetett variogram és anizotrópia

ellipszoid paraméterek segítségével, mivel ez adja meg gyakorlatilag, hogy a milyen

valószínűséggel esik a becsült érték adott vágási határok közé. Ezt követően ki kellett számítani

az egyes blokkok értékét a kumulatív gyakoriság függvényt felhasználva („bm ik block

estimate”).

Habár ez a folyamat igen hosszadalmas lehet, de amint már korábban említettem, ez is

könnyedén automatizálható a Tcl programnyelv segítségével.

18. ábra: A dinnyeberki ércesedés feltárt érclencséjének indikátor krigeléssel becsült blokk modellje

a szerző saját szerkesztése

A három különböző módszerrel becsült ásványvagyon adatait az alábbi táblázat foglalja

össze:

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 34

Page 39: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

4. táblázat: A feltárt érctest becsült ércvagyona különböző módszerek alapján

Az érctest becsült ásványvagyona Blokk U tartalmának becsült értéke (g/t)

Blokk attribútum (amely tárolja értékét) Térfogat (m3) Tömeg (tonna)

Átlagos ércminőség

(g/t)

-tól -ig Inverz távolságok módszere

0,0 100,0 u_ppm_id 6446 12893 80,89 100,0 200,0 u_ppm_id 9731 19462 134,33 200,0 300,0 u_ppm_id 6697 13394 237,92 300,0 400,0 u_ppm_id 5902 11805 357,05 400,0 500,0 u_ppm_id 934 1867 421,98 500,0 600,0 u_ppm_id 814 1628 576,33 600,0 700,0 u_ppm_id 176 353 614,95 700,0 800,0 u_ppm_id 1090 2180 747,39 800,0 900,0 u_ppm_id 40 80 890,97 900,0 1000,0 u_ppm_id

1000,0 1100,0 u_ppm_id 105 210 1060,51

Összesen 31936 63872 233,69

Hagyományos krigelés 0,0 100,0 u_ppm_ok_backtransformed 10560 21120 80,84

100,0 200,0 u_ppm_ok_backtransformed 16153 32305 138,42 200,0 300,0 u_ppm_ok_backtransformed 4587 9174 242,18 300,0 400,0 u_ppm_ok_backtransformed 527 1053 312,74 400,0 500,0 u_ppm_ok_backtransformed 59 118 453,88 500,0 600,0 u_ppm_ok_backtransformed 51 102 566,41

Összesen 31936 63872 138,42

Indikátor krigelés 0,0 100,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 6378 12756 81,077

100,0 200,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 7399 14799 142,906 200,0 300,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 7944 15889 241,627 300,0 400,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 4992 9984 349,610 400,0 500,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 3347 6695 452,813 500,0 600,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 676 1352 529,834 600,0 700,0 ikb#u_ppm#0.0000_value 1048 2096 633,130

Összesen 31785 63569 244,663

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 35

Page 40: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

6.2.3. Az ásványvagyon-számítás ellenőrzése

Miután elvégeztem a feltárt érctest ásványvagyon becslését, ellenőriztem annak

helyességét. Erre a Surpac oktatói anyagai valamint a „webhelp” [8], [37] többféle módszert is

ajánlanak:

− a kiinduló kompozit vagy eredeti fúrási minta adatok és a blokkok becsült értékének vizuális összehasonlítása különböző irányultságú szelvények mentén

− a blokk modell jelentések alapján ércminőség-fémtonna görbék összeállítása

− a modell becsült értékeinek alapstatisztikai vizsgálata, összehasonlítása a kiinduló adatokéval

− trend analízis

A modellek validálása során elvégeztem a becsült értékek és a kiindulási adatok vizuális

összehasonlítását, trendanalízist végeztem és összevetettem a modellek becsült értékeinek

hisztogramját a kiindulási adatokéval.

Először alábbi ábrán (19. ábra) látható szelvényhez hasonló sorozaton bizonyosodtam

meg afelől, hogy a becslés elfogadható-e vagy sem. Majd miután megfelelőnek tűntek

kiexportálva a modellt felépítő cellák adatait egy szöveges fájlba („bm string report”),

megvizsgáltam azok alapstatisztikai adatait (20. ábra), illetve trendanalízist („trend analysis”)

végeztem a mélység függvényében (21. ábra).

19. ábra: ÉK-DNy-i irányultságú szelvény az érctest indikátor krigeléssel becsült blokk modelljén keresztül

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 36

Page 41: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A vizuális összehasonlítás eredményei mindhárom becslési módszer esetében

elfogadhatónak bizonyultak. A legjobban talán az indikátor krigeléssel becsült modell

közelítette a valóságot, de azért meg kell említeni, hogy jelentkeztek már itt is jelentős eltérések.

Ezt követően a modellek cellaértékeinek alapstatisztikai vizsgálatai azt mutatták, hogy

míg az eredeti minta átlaga (247 g/t) és az inverz távolságok függvényével (232 g/t), illetve az

indikátor krigeléssel becsült modell értékeinek átlaga (235 g/t) közel megegyezik, addig a

hagyományos krigeléssel becsült modell átlaga attól jelentősen eltér (138 g/t). A becsült értékek

eloszlása (hisztogramja) (pl: 20. ábra), sem hasonlított a kiindulási adatok (9. ábra)

eloszlásához. Amely leginkább követte az eredeti eloszlást az a hagyományos krigelés modellje

volt, viszont ebben az esetben meg a teljes mintahalmaz átlaga tért el jelentősen.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 37

Page 42: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

20. ábra: A feltárt érctesten belül eső cellák indikátor krigeléssel becsült értékeinek hisztogramja

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 38

Page 43: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Ezek után elvégeztem a trendanalízist minden egyes adathalmazra a mélység

függvényében 2 m-es szintenként. Maga az analízis lényegében megadja az egyes, előre

meghatározott tartományokon belül eső minták alapstatisztikai paramétereit. Ezek átlagát aztán

ábrázolva a 21. ábrához hasonlóan összevethetőek a kiindulási adatokkal.

Megfigyelhető, hogy a hagyományos krigelés gyakorlatilag teljesen kisimította a

kiindulási adatok eloszlását, egyenletesen 100 és 200 g/t között mozognak a becsült értékek.

Ezzel szemben a másik két módszer már jobban közelítette az eredeti adatok lefutását, habár

mindkét esetben láthatóak jelentős eltérések, amelyek elsősorban az érctest szélein

jelentkeznek, ahol akár ~200 g/t-ás eltérés is lehet. Viszont mindkét esetben, ugyan kis

elcsúszással és nem akkora intenzitással, de a 102-110 m-es mélységben jelentkező legdúsabb

érces szakasz szépen nyomon követhető.

Látva a hagyományos krigeléssel felépített modell nem meggyőző validálási

eredményeit, lefuttattam egy hagyományos krigelést az eredeti, transzformálatlan adatok

felhasználásával, az alábbi variogram és anizotrópia ellipszoid paraméterek segítségével:

5. táblázat: A feltárt érctest hatástávolság vizsgálata során meghatározott anizotrópia ellipszoid adatai transzformálatlan adatok esetében (hagyományos krigeléshez)

Anizotrópia ellipszoid tulajdonságai

variogram modell fajtája

a legnagyobb folytonosság iránya (°)

a legnagyobb folytonosság kitérése

(°)

a legnagyobb folytonosság

dőlése (°)

anizotrópia ellipszoid

legnagyobb és középső tengelyének

aránya

anizotrópia ellipszoid

legnagyobb és legkisebb tengelyének

aránya

hatástávolság (m) röghatás

szférikus 110 -10 -30 1,00 6,25 42,54 34776,02

a szerző saját szerkesztése

Ennek ellenőrzési eredményei jóval közelebb álltak a kiindulási adatokhoz. A teljes

adathalmaz átlaga 210 g/t lett, illetve a mélység felé való eloszlásának trendje (22. ábra)

láthatón sokkal jobban követte az eredeti eloszlást, mint a korábbi hagyományos krigeléssel

felépített modell esetében. Azonban meg kell említeni, hogy az adatok hisztogramja ezzel

ellenben kevésbé tükrözte az eredeti eloszlást, mind a korábbi modell.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 39

Page 44: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

21. ábra: A becsült U tartalom értékek átlagának összehasonlítása az eredeti minta átlagával a mélység függvényében (trend analízis)

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 40

Page 45: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

22. ábra: A becsült U tartalom értékek átlagának összehasonlítása az eredeti minta átlagával a mélység függvényében (trend analízis) feltüntetve a második hagyományos krigelés eredményeit

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 41

Page 46: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Összességében elmondható, hogy az ellenőrzés nem minden eleme tükrözte azt, hogy a

felállított blokk modellek megfelelőek lennének, sőt a cellák adatainak hisztogramja alapján azt

lehetne mondani, hogy azok rosszak. Az látszik, hogy az adatok transzformálásának hatására,

ami ténylegesen arra hivatott, hogy a kiugró adatokat kezelni tudjuk a variogram modellezés

során, teljesen kisimítja az adateloszlást, és ezáltal jelentősen csökken a becsült ásványvagyon.

Míg a másik három esetben a becsült értékek eloszlása nem minden esetben tükrözik a

valóságot, gyakran túlbecsléssel kell számolnunk. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy az

érctest szélein lévő cellák értékének becsléséhez már jóval kevesebb adatot tudunk felhasználni,

vagyis előfordul, hogy a keresési ellipszoidba beleesik egy igen magas érték, amely mondjuk

ha a cella értéke 4 minta alapján lett becsülve, még ha távol is van, és jóval kisebb súly

rendelhető hozzá, akkor is jelentős mértékben (akár közel 100%-ban) eltolhatja a becsült

értéket, a valóságoshoz képest.

Ebből kiindulva úgy ítéltem meg, hogy akár tetemes többletmunkával se lehetne sokat

javítani a becsléseken, annak hibája inkább az adatok mennyiségéből és azok térbeli

eloszlásából származik (ebből adódóan nem lehettet bizonyos irányokban értelmezhető

variogramokat generálni) és elfogadtam az indikátor krigeléssel becsült modellt (annak

tükrében is, hogy ebben az esetben kaptam a legjobb minőségű ércet végeredményül, ami a

bányatervezés során számottevő jelentőséggel bírhat).

7. A modellezett ércesedés lefejtésének külszíni lehetőségei: külfejtés tervezése a Gemcom Surpac programmal

Egy bánya tervezése igen nagy kihívás a mérnökök számára. Nem elég, ha ismerjük a

lefejteni kívánt haszonanyag elhelyezkedését és mennyiségét, hanem számos egyéb tényezőt is

figyelembe kell venni annak eldöntésekor, hogy belevágjunk-e a bánya létesítésébe. Ez igaz

mind külszíni és mélyművelésű bányák esetében.

Az alábbi ábrán az a folyamat látható, ahogy a tervezés során eljutunk egy külszíni

bányagödör végső formájához:

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 42

Page 47: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

23. ábra: Végső bányagödör tervezési folyamata

A.D. Akbari és társai, 2008 [1]; fordította: a szerző

A munkám során sajnos nem állt módomban teljes egészében ezt a folyamatot követnem

hiszen számos olyan adat (pl: geotechnikai) nem állt rendelkezésemre. Így a szükséges adatokat

inkább hasonló jellegű tanulmányokból illetve analógiák alapján pótoltam, amiről a következő

fejezetekben részletesebben szót ejtek.

7.1. Határminőség („cut-off”) számítása

A határminőség számítása egy iterációs folyamat, amely során számos, állandóan változó,

egymástól függő paramétert kell figyelembe venni. Lényegében ez részben egy gazdasági

elemzés, amely arra hivatott, hogy meg tudjuk mondani, hogy milyen minőség mellett lehet

kibányászni adott nyersanyagot.

A határminőséget (1. melléklet) több verzióban is kiszámoltam, elsősorban a bányászati

költséghez kapcsolódó szállítási költséget változtatva. Az adatok jórészét a Dan Greig és társai

[7] által jegyzett tanulmány alapján számítottam át forintra, illetve felhasználtam még a Varga

műszaki koncepciótervét is [32]. Ezek mellett felhasználtam a Infomine honlapján fellelhető

[36], az urán világpiaci árának diagramjait, amelyek közül az egyik alább látható (24. ábra).

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 43

Page 48: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

24. ábra: Az urán világpiaci árának alakulása az elmúlt évek során

http://www.infomine.com/investment/metal-prices/uranium-oxide [36]

Az első variációban az urán 2013. novemberében aktuális világpiaci árával számoltam,

majd 11 $/kg-ként (10 $/angol font) emelve az árát 10 változat készült el az aktuális kitermelési

költségekkel számolva (1. melléklet). Ebben az esetben az érc termelési költségeit a Wildhorse

tanulmány [32] alapján, míg az érc dúsítási, feldolgozási és az érc értékesítéséhez,

marketinghez stb. kapcsolódó költségeket, valamint a dúsítás során elérhető fémkihozatali

arányt a Bannerman tanulmány szerint [7] adtam meg. Az érc szállítási költségeit, azt

feltételezve, hogy Pécs mellett a régi urán dúsító újra üzemképes, Pécs külvárosáig (23,2 km)

történő közúti szállítással (18 Ft/t/km) számoltam. A piaci árat pedig 220 dolláros árfolyam

mellett számítottam át Ft/kg-ra.

Az egy tonna ércből kinyerhető nyers urán nettó értékét, az alábbi képlet segítségével

számítottam ki:

1. képlet: A kinyerhető urán nettó értékének számítása érctonnánként.

Érc tonánkénti nettó értéke = Rg(p - c2) - (b+c1) ahol:

− R – összesített fémkihozatal aránya

− g – az érc minősége

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 44

Page 49: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

− p – a végső termék (dúsított U) piaci ára

− c1 – érc feldolgozás, dúsítási költsége

− c2 – egyéb, az érc feldolgozásához, marketingjéhez stb. tartozó költségek

− b – összes bányászati költség

Ebből a képletből megadható volt, hogy mekkora legyen a határminőség ahhoz, hogy a

kitermelendő érc nyereséget termeljen. Látni kell azonban, hogy ez tisztán csak a kitermeléshez

és feldolgozáshoz tartozó költségeket fedezné és nincs beleszámítva beruházás és elvárt

nyereség, amelyet van, ahol belekalkulálnak, van ahol nem. Én az utóbbi lehetőségnél

maradtam, hiszen így is kétséges volt, hogy egyáltalán lesz-e olyan szituáció, amely esetben

megérné kitermelni a nyersanyagot.

A második variációban már a bányászati költségeket is a Bannerman tanulmány szerint

[7], Ft/t-ban adtam meg, illetve más szállítási útvonallal kalkuláltam, amelyhez természetesen

magasabb ár is társult. A szállítás költségeit a második és a többi verzióban a következőképpen

számítottam: 10,6 km közúti szállítás (18 Ft/t km); célállomástól függő távolság vasúton (12

Ft/t km), vasúti szerelvény ki-berakása (300 Ft/t). A szállítási árakat szóbeli közlés alapján

határoztam meg, míg a távolságokat vasúti menetrend alapján [39], [40], [41]. A szállítási

célállomásoknak különböző környékbeli nagyvárosokat választottam, azt feltételezve, hogy

azok környékén foglalkoznak urándúsítással, késztermék előállítással. Ez ténylegesen

feltételezés, hiszen nem találtam sehol olyan információt, ami szerint Pécs 400 km-es

körzetében lenne ilyen üzem. Az alábbi városokat választottam ki célállomásként, és azok

vasúton lévő távolságuk alapján számítottam ki a szállítási költséget:

− Dunaújváros: 175 km

− Budapest: 200 km

− Zágráb: 213 km

− Belgrád: 311 km

− Rijeka: 328 km

− Ljubljana: 356 km

Miután kiszámítottam több variációban a határminőséget, diagramokon ábrázoltam annak

alakulását (pl: 25. és 26. ábra). Ezekről leolvasható, hogy a bányászati költségek emelkedésével

a határminőség is drasztikusan emelkedhet, illetve késztermék árának növekedésével

csökkenhet, vagyis a bányászati költségek és a késztermék árának egyező irányban történő

változása fordítottan hat a határminőség alakulására.

A továbbiakban a legkedvezőbb és a leghátrányosabb variációban szükséges

határminőséggel számoltam, vagyis 84 g/t-val és 488 g/t-val.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 45

Page 50: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

25. ábra: A határminőség alakulása a bányászati költség függvényében

a szerző saját szerkesztése

26. ábra: A határminőség alakulása az U árának függvényében

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 46

Page 51: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

7.2. A külszíni bányagödör maximális méretének meghatározása, külfejtési profil optimalizálása

A külfejtés optimális méretét számos tényező befolyásolja. Mivel a méret már nem csak

az ásványi nyersanyag elhelyezkedésének függvénye, hanem geotechnikai, technológiai

(alkalmazott bányászati, dúsítási módszer) és gazdasági tényezőket együttesen kell figyelembe

venni ([20], [4]), az optimális méret meghatározása igen összetett, iteratív folyamat. A Surpac

programcsomag Pit Optimisation modulja ehhez nyújt nekünk óriási segítséget, hiszen a

tervezés során felhasználandó paramétereket egyszerre képes kezelni. Sajnálatos módon ezt a

modult már csak a 6.3.2 verzió számú Surpac tartalmazza (az is csak rejtve, a „bm pit optimise”

parancs hívja elő). Mivel azonban a cég már rendelkezett egy direkt erre a célra létrehozott

programmal (az ezen a téren gyakorlatilag piacvezető Whittle programot és annak fejlesztőjét

a Gemcom 2001-ben vásárolta fel), nem volt érdeke párhuzamosan megtartani ezt a modult, és

folyamatosan leépítették. Helyette pedig mint külön programot, a Gemcom Whittle-t ajánlják,

azoknak akik külfejtések optimalizálásában érdekeltek.

Magának a modulnak a kezelése igen egyszerű. A számítási folyamat során be kell

állítanunk az egyes paraméterek értékeit (27. ábra), majd elindítani a számítást, amelynek a

végén megkapjuk a nyersanyag blokk modelljére épülő külfejtési profilt (a legkülső határoló

felszín), amelyen belül maradva a nyersanyag még gazdaságosan lefejthető. Az alábbi tényezők

értékeit lehet előre meghatározni, illetve származtatni az előzőleg felépített blokk modellből

[26]:

− a nyersanyag típusára és minőségére vonatkozó paraméterek: a blokkok értékének számítási módszere (pl: Ft/t vagy Ft/térfogat); a nyersanyag típusa, fajsúlya, minősége, fémkihozatal, határminőség, eladási ár, feldolgozási költségek

− a bányászati költség meghatározásához szükséges paraméterek: a bányászati költség szelektív meghatározásának módja (pl. mélység vagy valamilyen attribútum szerint), a kőzet típus, mint bányászati egység megadása, meddő letakarításával kapcsolatos költségek (fajlagos bányászati és szállítási költségek), a nyersanyag kitermelésével kapcsolatos költségek (fajlagos bányászati és szállítási költségek)

− rézsűre vonatkozó paraméterek: kőzet vagy egyéb egység szerint egy általános vagy irányonként különböző (8) rézsűszöget lehet megadni

− a határoló felületekre vonatkozó tényezők: a külfejtés alsó és felső határfelületeit lehet megadni

− optimalizálási eljárásra vonatkozó paraméterek: a számítási módszer milyensége („Floating cone” vagy „Lerch-Grossmann” algoritmus), blokk méret, diszkont tényező (a termék eladási árának változtatásával külfejtési profil sorozatok hozhatóak létre), blokk méret csökkentésének mértéke (annak érdekében, hogy végtermékként ne függőleges falú rézsűket kapjunk)

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 47

Page 52: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A kapott felszíneken kívül elkészül egy szöveges állomány is, amelyben részletezve

vannak a számítás eredményei. Ezek alapján eldönthető, hogy melyik variáció a legalkalmasabb

arra (melyik nettó értéke a legmagasabb), hogy a további, részletes bányatervhez fel lehessen

használni.

27. ábra: A külfejtési profil optimalizálása modul panelja

a szerző saját szerkesztése

Az optimalizációt számos variációban elvégeztem. A leglátványosabb hatása elsősorban

a rézsűszögek változtatásának volt (28. ábra), de jelentősen befolyásolta a kapott profil alakját

a termék árának, valamint a bányászati költségeknek a változtatása is (29. ábra). Habár az előző

fejezetben már meghatároztam, hogy milyen feltételek mellett lehetne gazdaságos egy külszíni

fejtés, azért más bemenő adatokkal is lefuttattam a számítást. Ezek érdemi eredményt nem

hoztak.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 48

Page 53: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

28. ábra: Optimális külfejtési profil 42°-os (kék) és 55°-os (zöld) generál részüszög mellett

a szerző saját szerkesztése

29. ábra: Optimális külfejtési profil 38,720 Ft/g U (kék), illetve annak 10 (zöld) és 20 %-al (piros) diszkontált értéke mellett

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 49

Page 54: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A bemenő paramétereket alapvetően a határminőség számításnál már részletezett adatok

adták, legalábbis a bányászati és feldolgozási költségeket tekintve. A bányászati költségeket

megemeltem a szállítási költségekkel, hiszen arra, hogy azt is figyelembe tudjuk venni külön

beállítási lehetőség nincsen, viszont gyakorlatilag közvetlenül kapcsolódik annak költsége a

kitermeléshez.

Azonban, mint ahogy már említettem a rézsűszögek meghatározása az egyik legfontosabb

tényező, ami befolyásolja egy külfejtés méretét, alakját. Sajnálatos módon a területről nem

találtam semmilyen geotechnikai információt, ami a rézsűszögek meghatározásánál

segítségemre lett volna. Így arra jutottam, hogy habár normál esetben ez nem lenne elfogadható,

hiszen bányát nem lehet geotechnikai információ nélkül tervezni, a fúrások földtani leírása

alapján, analógiák segítségével megpróbálom megbecsülni az érintett területeken a

kőzetállapotokat. Ebben nagyobb részt eddigi tapasztalataimra hagyatkoztam, vagyis az általam

közelebbről ismert Mórágyi Gránit Formáció kőzeteinek illetve a Bátaapáti környezetében

előforduló egyéb kifejlődések geotechnikai állapotából következtettem [24], hogy a

Dinnyeberki környékén feltárt lazább üledékes kőzeteknek (amik jelentős mértékben

tartalmaznak vulkanogén eredetű kavicsanyagot) milyenek lehetnek a kőzetmechanikai

viszonyaik. Habár ez tényleg egy igen durva közelítés, mégis véleményem szerint még így is

közelebb áll a valósághoz, mintha teljes mértékben figyelmen kívül hagytam volna a terület

geotechnikai viszonyait.

A rézsűszögek meghatározásához az alábbi képletet használtam fel [13]:

2. képlet: Generál rézsűszög meghatározása

Generál rézsűszög = 0.5 * (MRMR) + 30 ahol:

− MRMR a bányászati kőzettest osztályozás értéke (Mining Rock Mass Rating)

Az MRMR alapvetően szintén egy származtatott paraméter amely geotechnikai mérések

és dokumentációk eredményén alapszik. Gyakorlatilag az in-situ RMR bányászati szempontok

(pl. a robbantások, vagy a bányafalak kitettségéből fakadó mállási folyamatok hatásának

figyelembevétele) szerint módosított változata.

A Bátaapátiban mélyült vágatrendszer a Mórágyi Gránit kőzeteiben lett kialakítva. A

felszín közelében a gránit gyakran erősen mállott változatát tárták fel, amely sok esetben

gyakorlatilag kézzel szétmorzsolható volt. Mivel ez a kifejlődés 18-as RMR értéket kapott,

valamint a már jóval kevésbé bontott gránit is 100 m kihajtása után is még maximum 30-as

RMR értékkel szerepelt, így a Dinnyeberki közelében feltárt homokköves összletnek 30-as

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 50

Page 55: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

RMR értéket adtam. Viszont az MRMR értékét a kőzet RMR értékén kívül egyéb tényezők is

befolyásolják, úgy mint robbantás hatása, a különböző törések és a rézsű irányultságának

viszonya, a bányafalak időjárásnak, ezáltal mállásnak való kitettségének hatása az

állékonyságra, valamint a bányászati tevékenység okozta feszültségek hatása. Ezek akár 70%-

al is ronthatják a kőzetre meghatározott RMR értéket [13]. A számításnál én 20%-al rontottam

a szubjektívan megválasztott 30-as RMR-t, így lett végül 42° a generál rézsűszög, amely

feltételezhetően megfelelő lenne bányabiztonság, rézsűállékonyság szempontjából. Ez alól

kivételt jelent az érctesttől dél felé eső terület, ahol a fúrások egy vetőt tártak fel, amely minden

bizonnyal erősen befolyásolja a kőzetek geotechnikai állapotát. Ezért ott rontottam mind a

megválasztott RMR értéken (20), mind pedig az egyéb módosító tényezők hatásán (50%), így

a délebbi területeken 35° generál rézsűvel számoltam.

A külfejtési profil meghatározása a legelterjedtebb, és általánosan legelfogadottabb

módszere, a Lerch-Grossmann algoritmusra épül (pl. ezt használja főleg a Whittle

programcsomagja is). Habár léteznek egyéb megoldások is [9], úgy gondoltam a dolgozatom

célját azzal is maximálisan elérhetem, ha a már bevált módszereket alkalmazom, így a modulba

beépített lehetőségek közül az optimalizálást Lerch-Grossmann algoritmussal végeztem el.

A lefuttatott számítás nagyjából a várt eredményeket hozta, vagyis gyakorlatilag ilyen

rézsűszögek mellett (letakarítási arány), csak a legkisebb vágási határt alkalmazva kapható

olyan külfejtési profil, mely gazdaságosan leművelhető lenne. Mint az látható az alábbi ábrákon

a meghatározott urán késztermék árának változásával jelentősen csökken a kitermelt

nyersanyag értéke, illetve kisebb mértékben a megmozgatott anyag mennyisége. Azt is meg

kell említeni, hogy a kiindulási ár (38720 Ft/kg U) maximum 20 %-os diszkontált értéke mellett

kapható még pozitív értékű, vagyis gazdaságosan leművelhető külfejtési profil. A további

munkálatokhoz, vagyis a részletes bányaterv elkészítéséhez a legmagasabb értékű profilt

(diszkontálatlan) használtam fel.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 51

Page 56: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

30. ábra: A külfejtéssel kitermelt kőzetanyag térfogata a diszkont tényező függvényében

a szerző saját szerkesztése

31. ábra: A külfejtéssel letermelt nyersanyag értéke a diszkont tényező függvényében

a szerző saját szerkesztése

7.3. A részletes külfejtés megtervezése

A Gemcom Surpac szintén külön modulba gyűjtötte össze azokat a parancsokat, amelyek

a bányászati tervezéshez a mérnököknek szüksége lehet. Alapvetően két féle megközelítés

alkalmazható. Az egyik során manuálisan egyenként építjük fel a fejtési szinteket, míg a másik

esetében (habár részben itt is szintenként eltérő paraméterekkel számolhatunk) maga a program

építi fel teljesen a külfejtést az elején megadott tényezők figyelembevételével („multi bench

design”). Elmondható, hogy a hagyományos módszerrel habár lassabb a tervezés menete, de

420000

425000

430000

435000

440000

445000

450000

455000

0 10 20

Térf

ogat

(m3 )

Diszkont tényező

A külfejtés térfogata a diszkont tényező függvényében

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20

Net

tó é

rték

(mill

ió F

t)

Diszkont tényező

Külfejtés értéke (millió Ft) a diszkont tényező függvényében

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 52

Page 57: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

annak köszönhetően, hogy szakaszos a munkafolyamat és lépésenként módosíthatjuk a bemenő

paramétereket, illetve a kapott eredményeket, sokkal pontosabb, elfogadhatóbb bányatervet

készíthetünk. Ezzel szemben a „multi bench design” paranccsal létrehozott külfejtések gyakran

tartalmazhatnak olyan hibát (pl. gyakran létrejönnek egymással csak igen lapos szöget bezáró

vonalak („spike”), amik gátolják a felület modellek létrehozását), amelyek későbbiekben csak

nehézkesen javíthatóak. Viszont a másik megközelítéssel szemben rendkívül gyorsan lehet akár

teljesen jó eredményeket kapni, amennyiben megfelelően választottuk meg a bemeneti

paramétereket. A dolgozatomban én elsősorban a hagyományos megközelítés funkcióival

dolgoztam, mivel a gyorsabb eljárás során kapott eredményeket nem tartottam elfogadhatónak.

Először is meg kellett határoznom a bemenő paramétereket, többek között a bányafal

részletes felépítését, a bányabeli szállító utak szélességét, felépítését. Ezek mellett

természetesen az előzőleg kapott eredményeket is figyelembe kellett venni, ami a gyakorlatban

azt jelentette, hogy igyekeztem az optimalizálási eljárás során kapott legkedvezőbb külfejtési

profilhoz hozzáigazítani a külfejtés méreteit.

A rézsűk felépítése alapvetően a geotechnikai viszonyok függvénye. Mint ahogy már

írtam korábban, erre vonatkozó adattal nem rendelkeztem, szóval az optimalizálás során

alkalmazott feltételek mellett megállapított generál rézsűszöghöz illeszkedve meghatároztam

az egyes szintek felépítését az alábbi ábra szerint:

32. ábra: Rézsű részletes kialakítása

a szerző saját szerkesztése

A kialakításnál gyakorlatilag 2 részre osztottam a külfejtést. A délebbi részeken, ahol a

területen vetőt tártak fel a fúrások, a fejtési homlokok laposabb szöggel (41°) szerepelnek,

szemben az északi részekkel (50°), ahol kedvezőbbek lehetnek a geotechnikai viszonyok. A

szintek magasságát 10 m-ben határoztam meg, míg az egyes szintek közötti padka szélessége a

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 53

Page 58: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

fal magasságának fele, vagyis 5 m széles. Ilyen kialakítás mellett a generál rézsűszög a délebbi

területeken 35°, míg az északi területeken 42°, vagyis megfelel korábban meghatározott

értéknek. Maga a rézsű kialakítását alapvetően a bányászati mód is befolyásolja, de

dolgozatomban ettől a tényezőtől eltekintettem, hiszen itt alapjaiban meghatározza a

geotechnika, hogy adott kőzettömb milyen módszerekkel fejthető a legnagyobb biztonsággal

és hatékonysággal. A tervezési paramétereket beépítettem a felhasznált blokk modellbe, annak

érdekében, hogy könnyebben meg lehessen adni a területileg változó rézsűszögeket a tervezés

során.

Ezt követően meg kellett határozni a bányabeli szállító utak felépítését, amihez azonban

elengedhetetlen, hogy számba vegyük (ha nem is minden tényezőjét), hogy milyen bányászati

módszert alkalmazunk a nyersanyag leművelése során. A következő művelési ág tükrében

határoztam meg a szállító utak szélességét: a jövesztés minden bizonnyal robbantással történne,

viszont amennyiben annyira laza az anyag, hogy azt akár kanalas kotrógéppel jöveszteni

lehetne, abban az esetben mélyásó szerelékes lánctalpas kotrógépet kellene használni a

termeléshez. A jövesztés módja alapvetően a geotechnikai viszonyokat határozza meg [13],

amit már részben figyelembe vettünk az optimalizálási eljárás, valamint a részletes rézsű

kialakításánál, a szállító utak paramétereinek meghatározásában kevesebb szerepe van, annál

inkább a szállítási mód megválasztásának. Én a legegyszerűbb módszert választottam, vagyis

azzal számoltam, hogy a szállítást gumikerekes dömperek végzik. Végignézve a különböző

gyártók (Terex, Liebherr, GHH Fahrzeuge) által kínált dömperek paramétereit (elsősorban

szélesség) látható volt, hogy az érctest kis méretéből adódóan (és a hozzá kapcsolódó szűk

külfejtési profil miatt) nagy valószínűséggel csak egyirányú szállításra van lehetőség. Az

útpálya szélességét ezért először ennek tükrében adtam meg az alábbi képlet segítségével [23]:

3. képlet:Bányabeli szállító utak minimális szélessége egyirányú szállítás esetén

B = c + 2y ahol:

− B: az útkorona szélessége

− c: a jármű maximális szélessége

− y: a jármű és a padka közötti szabad távolság – y = 0,5 + 0,005 * v, ahol v a jármű sebessége

A Terex egyik legkisebb dömperét (TA400) [30] választottam ki szállító járműként, abból

kiindulva, hogy ha nagyobb méretű járművekhez méretezném a külfejtést, akkor valószínűleg

nem lehetne a még gazdaságos méreteken belül maradni. A választott jármű szélessége 3,4 m,

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 54

Page 59: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

így a fenti képletből az útpálya szélességének legalább 4,8 m-ek kell lennie 40 km/h-ás

maximális sebességet feltételezve. Azonban minden bizonnyal szükség van vízelvezető árokra,

amely összegyűjti a bányába befolyó csapadékot. Ennek szélességét 1,5 m-ben határoztam meg

és a minimum szélességre való törekvés miatt csak az egyik oldalon helyeztem el ilyen árkot,

mégpedig az útpálya belső oldalán. Az árkot mindenképpen beton elemekkel szükséges bélelni,

hiszen valószínűleg a csurgalék vizek könnyen beszivároghatnának a lazább üledékes

kőzetekbe, ezáltal akár a rézsű állékonyságát veszélyeztetve. Ezen kívül pedig szükség lehet

még a szállító út külső felén biztonsági padka kialakítására is, egyrészt a fentebbi szintekről

lehulló kőzettörmelék, valamint a gépjárművek esetleges kicsúszása elleni védelem gyanánt is.

Ennek szélességét 1,2 m-ben határoztam meg, illetve magasságát a választott szállító jármű

kerekének sugarához igazítottam [6], ami így 0,90 m-nek adódott. Így végül az útpálya teljes

szélességének minimumát 7,5 m-nek vettem. Ezen kívül számításba kell venni az útpálya

oldalesését is, ami a vízelvezetést biztosítja a felszínről, ezáltal csökkentve az útpálya

minőségének romlását. A mértékét 2 %-ban határoztam meg. Az alábbi 33. ábra mutatja be a

végleges útpálya kialakításának tervét.

33. ábra: Bányabeli szállító utak kialakítása

a szerző saját szerkesztése

Miután meghatároztam a szükséges paramétereket, el lehetett kezdeni felépíteni a

végleges külszíni bányagödröt. Ennek első lépéseként kiválasztottam, hogy a program honnan

olvassa be az adatokat a részű felépítéséhez („select slope method”). A lehetőségek közül (4

féle) természetesen a legkézenfekvőbbnek a blokk modellből számított részű bizonyult, ha már

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 55

Page 60: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

korábban megadtam, hogy az egyes blokkoknál milyen rézsűszöggel lehet számolni. Ezután 5

m-ként Z-szerint felszeleteltem („define section”) az optimális külfejtési profilt, amit az

optimalizálási eljárás során kaptam, ezáltal megkapva a külfejtés kívánt határvonalait. Magát a

bányagödröt alulról felfelé haladva építettem fel. Nem közvetlenül a legalsó szintet (105 m Bf),

hanem az a feletti, 110 m-es határoló görbét vettem kiindulási alapként, hiszen az alsóbb szint

már annyira beszűkül, hogy ott már nem lehetne bányagépekkel közlekedni. Ebből kiindulva

úgy gondoltam, hogy az alsóbb (és a blokk modell alapján igazán jó minőségű ércet tartalmazó)

szintet a felette lévőről mélyásó szerelékkel ellátott kotróval lehetne kitermelni. A 110 m-es

szint kontúrját szűkítettem („expand/contract segment”) 7.5 m-rel, azért hogy a szállító út

nyomvonala is még a határvonalon belül maradjon. Ezt követően a szállító út (rámpa)

nyomvonalának kezdőpontjait, valamint paramétereit kellett beállítanom („new ramp”). A

szélesség adott volt, hiszen a kezdőpontokat ennek tükrében kellett megválasztani, azonban

ezen kívül meg kellett határozni, hogy melyik irányba induljon a rámpa, mennyi legyen a

lejtése, valamint hogy a fordulókat hogyan alakítsa ki. Ezeken kívül egyéb tényezők

megadására is szükség van (pl. a lejtés számításának módja, a padka és az út metszésvonalának,

a kilépő szintnek a kialakítása stb), amik akár jelentősen is befolyásolhatják az útpálya

kialakítását. A rámpa kezdőpontjait a feltárt vetőt figyelembe véve választottam ki, vagyis a

rámpa a határoló kontúr északi részének jobb széléről indul. Haladási iránya az óramutató

járásával ellentétes, míg a lejtőszögnek a dízel meghajtású gépeknél elfogadott 10 %-os

maximális értéket választottam. A lejtés számításának módjának a belső ív mentén való

számítást választottam, ami garantálja, hogy nem lesz magasabb a lejtőszög a megadott

értéknél. Úgy határoztam meg, hogy az útról való kilépő szint minden esetben az egyes

homlokok lábánál legyen. Egy féle fordulópont kialakítást állítottam be, ami 180 ° fordulatot

tesz lehetővé.

A 110 m-es szintről elsőként felépített fejtési szint nem volt teljes, vagyis nem 10 m

magas homlok kialakításával, hanem csak 7 m-essel számoltam, mivel úgy gondoltam nem

lenne célszerű harántolni a feltárt vetőt, vagyis a szállító utat még azelőtt vissza kell fordítani,

mielőtt az elérné és erre csak így volt elegendő hely. A szintet az „expand segment by bench

height” paranccsal lehet felépíteni, ahol meg kell adni, hogy milyen homlok mérettel számoljon,

illetve, hogy milyen irányba terjessze ki vagy szűkítse össze adott vonalláncot (a rézsű szögeket

az előzőleg beállított blokk modellből olvassa be). Közben figyelembe veszi a meghatározott

rámpa paramétereit, majd a szintemeléssel annak nyomvonalát is megadja. Tehát ahogy fentebb

írtam az első szint 7 m-es, de az összes többinél már 10 m-es homlok magassággal számoltam.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 56

Page 61: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Az első szint után fordulót kellett beépíteni, amit az „expand segment by berm width”

paranccsal tudunk megtenni. Ez alapvetően arra szolgál, hogy szintenként meghúzzuk a padka

nyomvonalát, de ennél a parancsnál kell megadni, hogy a szállító út vonalvezetésébe akarunk-

e beépíteni fordulót. Gyakorlatilag meg kellett adnom, hogy milyen adatokat vegyen

figyelembe a padka szélességének meghatározásánál (blokk modellből – 5m), valamint azt,

hogy milyen legyen a padka oldalesése. Itt a rámpához hasonlóan 2 %-nak határoztam meg az

oldalesés mértékét. A szállító út fordulójának paramétereit már korábban megadtam, ennél a

lépésnél csak azt kell eldönteni, hogy használjuk-e, kell-e adott szintnél fordulót kialakítani

vagy sem. Ezt követően gyakorlatilag ismételni kellett szintenként ezt a két parancsot addig,

amíg a kívánt magasságot el nem értem. Csak egyetlen másik fordulót kellett beépíteni, a 137

m-es szintre.

A rámpa kilépő szintje a 147 m-es szintre esett, azonban ezt a szintet már valamivel

korábban elérte a koncentrikusan felépített szállító út, így úgy kellett azt részben átalakítani,

hogy szintesen haladjon addig, amíg az ki nem ér a felszínre. Természetesen szintenként

előfordult, hogy néhány pontot ki kellett törölni annak érdekében, hogy a kontúr reálisabb

legyen és ne alakuljanak ki olyan vonalak, amelyek által bezárt szög nagyon lapos („spike”),

mert ezek a felszín kialakításánál problémát okozhatnak.

Miután megvoltak a bánya kontúrjai a „create dtm from string file” paranccsal (úgy

megadva, hogy az egyes vonalak törésvonalakként viselkedjenek) létre lehetett hozni a külfejtés

felszín modelljét (34. ábra).

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 57

Page 62: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

34. ábra: Külfejtési bányagödör részletes terve

a szerző saját szerkesztése

Ezt követően meg kellett határozni, hogy mekkora a külfejtés teljes térfogata, annak

érdekében, hogy megadhassam, hogy milyen méretű meddőhányót kelljen hozzá kialakítani.

Erre több módszer is adott, vagy a „net volume between dtms” vagy a „create solid intersecting

two dtms” parancsot alkalmazzuk. A második igazából egy szilárd testet hozz létre, amelynek

térfogatát validálás után automatikusan megadja a program. Én a második verziót választottam,

amelynek eredményeként azt kaptam, hogy a külfejtés során kitermelt kőzetanyag 607000 m3-

t tesz ki. A meddő hányó méretét úgy határoztam meg, hogy az legalább 1,3-as lazulási

tényezővel korrigált mennyiségű (min. 790000 m3) kőzetanyagot be tudja fogadni.

A meddő hányó elhelyezését illetően ideális helyszínnek tűnik maga a völgy, amelynek

oldalában maga a bánya is elhelyezkedne. A hányó kialakítását (kontúrját) alapvetően a völgy

alakja határozta meg, annak lefutását követtem. Habár egy kisebb vízfolyás található ebben a

völgyben, de az ebből fakadó nehézség orvosolható eltereléssel vagy adott szakaszon beton

elemekkel kialakított teljes körszelvényű csatornába való vezetéssel. A meddő hányó

magasságát kb. 12 m-ben maximalizáltam, ettől kis mértékben a déli oldalán eltérhet, hiszen a

közel sík terület errefelé lejt.

A meddő hányót hasonló módszerekkel kellett kialakítanom, mint a külfejtést, annyi

különbséggel, hogy a rámpa kialakításának (a kialakítás irányának) módja az úgynevezett „all

cut” volt, ami tulajdonképpen annyit takar, hogy egy magadott középvonalat követve a rámpa

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 58

Page 63: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

minden szintet elmetsz, és nem körkörösen, gyakorlatilag egy szint lefutásával párhuzamosan

emelkedik. A felső szintről (152 m Bf) elkezdett meddő hányó generál rézsűszögét 42°-nak

határoztam, amiből két 6 m-es szint és 3 m-es padka mellett a homlokok dőlése 50°-os (35.

ábra). A padka oldalesését szintén 2%-nak adtam meg, viszont itt kifelé, az egyes szintek külső

éle felé dől, mivel itt nem lesz kialakítva szintenként vízelvezető árok, hanem csak a hányó

talpi részénél.

35. ábra: A meddőhányó rézsűjének kialakítása

a szerző saját szerkesztése

A rámpának a felhajtója 10 %-os emelkedés mellett lett kialakítva. Egyedül az alsó szint

kialakításának módja tért el valamelyest a bányagödör megalkotásától, hiszen itt az „expand

segment to dtm surface” paranccsal rávetítettem a meddőhányó legalsó kontúrját a felszínre.

Ehhez előtte meg kellett adnom a „load dtm surface” paranccsal, hogy mely felszínig terjessze

ki az adatokat. Ezzel gyakorlatilag először betöltöttem egy virtuális rétegre a felszín

terepmodelljét, majd az először említett parancs kiterjesztette a kontúrt eddig a felszínig úgy,

hogy további pontokat hozott létre annak érdekében, hogy az illeszkedés a lehető legpontosabb

legyen (36. ábra). Az így kialakított meddőhányó befogadóképessége 834000 m3 lett, ami

kicsivel több ugyan, mint a célérték, de ha pl. 1,4-es lazulási tényezővel számolnánk már

kevésnek bizonyulna.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 59

Page 64: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

36. ábra: Meddőhányó részletes terve

a szerző saját szerkesztése

A meddőhányó kialakítását követően a bánya és a hányó közötti utat terveztem meg,

amelyhez először meg kellett adnom az út középvonalat. Ezt követően a görbületét kellett az

azon megengedhető maximális (40 km/h) sebességhez igazítanom. Ezt legegyszerűbben a

„curve from tangents” paranccsal tehetjük meg, hiszen automatikusan ki tudja számolni a

megadott kanyarsugárhoz és az útpályán megengedett sebességhez tartozó átmeneti ívek

hosszát. A meddőhányó és a külfejtési gödör között azonban nem volt akkora távolság, hogy

átmeneti ívekre lenne szükség. Bebizonyosodott, hogy az útpálya görbületéhez elegendően

nagy kanyarsugár tartozik, hogy azon biztonsággal lehetne közlekedni a maximális sebességgel

is. Ezután a középvonalat rávetítettem a felszín terepmodelljére a „drape string over dtm”

paranccsal. Ehhez csak annyit kellett tennem, hogy kiválasztottam melyik vonalat melyik

felszínre akarom vetítetni, majd a program további pontok interpolálásával legenerálta a

felszínre illeszkedő középvonalat. Ezt követően a „room and pillars from centreline” paranccsal

megalkottam a szállító út kontúrvonalát. Itt gyakorlatilag csak meg kellett adnom az út

szélességét (7,5 m), majd kiválasztanom a középvonalat, és elkészült a felszíni szállító út.

Azonban ebben a formában nem teljes mértékben illeszkedett a felszínre, hiszen az egyik

oldalán kissé bevágódott a domboldalba, a másik oldalán pedig a levegőben lógott. Ezt a hibát

az „expand segment to dtm surface” paranccsal tudtam kiküszöbölni, miután megadtam az út

rézsűjének szögét (55°). Így létrejött a szállítóút tényleges kontúrja, amiből egy egyszerű

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 60

Page 65: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

felszíngenerálással („create dtm from string file”) megalkottam annak 3 dimenziós felszín

modelljét.

Ezt követően már csak az utolsó simítások következtek. Egybe kellett rakni a 4 felszín

modellt. Itt elsősorban a „clip dtm with string”, a „lower triangles of 2 dtms”, valamint az

„apply boundary strings” parancsokat használtam. Alapvetően a mindhárom hasonló funkciót

tud, annyi különbséggel, hogy míg az első kettő a felszín modellekre alkalmazható, addig a

harmadik a felszín modellek alapját képező vonallánc („string”) fájlok „vágására”. Először

azonban a felszín modellből létrehoztam a magasság szerinti kontúrvonalakat („contour dtm in

layer”), mivel a felszínt magassági pontok sokaságából, és nem kontúrvonalak alapján

generáltam. Majd összevontam az elkészült elemek vonalas kontúrjait és a felszín

kontúrtérképét, melynek eredménye az 2. és 3. mellékleteken látható. A 3 dimenziós felszín

modellek összevonása előtt a látványosabb megjelenítést elősegítve ráfeszítettem a felszín

modellre a terület raszteres felszíni térképét („drape an image file over a dtm”). Itt a raszteres

állományt illetve a felszín modellt egymás melletti ablakokban jeleníti meg a könnyebb

kezelhetőség érdekében, hiszen referenciapontok sokaságát kell megadni (minél többet adunk

meg annál pontosabban tudja ráfeszíteni a képet a felszínre). Gyakorlatilag ezek a

referenciapontok jelentik azokat a beillesztési pontokat, amelyekhez viszonyítva a kép összes

többi részét rásimítja adott felületre. Ezt követően a fentebb említett két első paranccsal

összefontam a 4 felületet melynek eredménye az alábbi ábrán látható (37. ábra).

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 61

Page 66: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

37. ábra: A külfejtés látványterve a hozzá tartozó meddőhányóval (4 x-es túlmagasítás mellett).

a szerző saját szerkesztése

A végeredményről elmondható, hogy habár látványos, mégsem megvalósítható ebben a

formában és azokkal az irányelvekkel, amiket korábban felvázoltam, ugyanis a részletes

külfejtés kontúrjai, vagyis a végleges bányagödör jelentősen túlnyúlik az optimálisnak

meghatározott határvonalon. Amíg az optimális méretű bánya össztérfogatának 450000 m3

körül kellene lennie, addig ahogy korábban is írtam a részletes terv során megalkotott külfejtés

607000 m3 anyagot szolgáltatna. Hiába, hogy a lehetőség szerint a legkisebb méretre

törekedtem, mégis túl kisméretű ez a feltárt lencse ahhoz, hogy még elég optimista nyersanyag

árak mellet se legyen gazdaságosan letermelhető külfejtéssel.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 62

Page 67: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

8. A modellezett ércesedés lefejtésének mélyművelési lehetőségei: földalatti vágatrendszer tervezése a Gemcom Surpac programmal

Habár már az előző, külfejtéssel foglalkozó fejezetben is hangsúlyoztam, hogy a

geotechnikai adatgyűjtés, értékelés menyire fontos a bányászati tervező számára, addig a

mélyművelés esetében ez hatványozottan igaz, hiszen a geotechnikai viszonyok már

gyakorlatilag meghatározzák (természetesen egyéb paraméterek mellett), hogy milyen

módszert alkalmazhatunk a nyersanyag feltárása, leművelése során. A dolgozatomban

elsősorban a földtani felépítés és a hozzá szorosan kapcsolódó, feltételezett geotechnikai

viszonyok alapján készítettem el a mélyművelés tervét. Külön nem vettem figyelembe a

hidrológiai viszonyokat, jogszabályi hátteret, környezetvédelmi előírásokat stb. amelyek

azonban szintén jelentősen befolyásolhatják egy bánya kialakítását. Mivel a munka célja

elsősorban a programcsomag bemutatása volt, így ezeket a korlátozó feltételeket nyugodt

szívvel hagytam figyelmen kívül.

8.1. Néhány megfontolás a földalatti vágatrendszer megtervezéséhez

Megnézve a telep földtani modelljét, alapvetően egy kamra-pillér fejtésre lehetne

gondolni, mint a legmegfelelőbb módszer, azonban ha számításba vesszük a geotechnikai

feltételeket, már korántsem biztos, hogy a legjobb választás lenne. Azonban, mint már korábban

is említettem erre vonatkozó adataim nem voltak, maximum feltételezésekre hagyatkozhatom

a tervezés során. A korábbi gondolatmenetből indultam ki (7.2), vagyis azzal számoltam, hogy

az alaphegységi granitoidokra, permi üledékes kőzetekre települő fedőüledékek igen gyenge

kőzetfizikai paraméterekkel jellemezhetőek, míg a fekü képződmények esetében igen kedvező

geotechnikai környezettel számoltam. Általánosan elfogadott, hogy kamra-pillér fejtést

viszonylag stabil kőzetkörnyezetben alkalmaznak, a fekü-fedő üledékek kőzetszilárdságának

30-350 MPa között kellene lennie [38]. Ehhez képest a területen feltárt üledékes kőzeteknek

analógiák alapján feltételezett kőzetszilárdsága 5-25 MPa között mozog [24], és valószínűleg

csak ritkán haladhatja meg 25-ös értéket (25-50 MPa). Ebből kiindulva elvetettem a kamra-

pillér fejtési módszert és végül olyan módszert választottam, amit a leggyakrabban használnak

kedvezőtlen geotechnikai környezetben, a tömbomlasztásos fejtést. Habár ezt a módszert jóval

nagyobb kiterjedésű telepek esetén alkalmazzák, elsősorban olyan helyeken ahol közel

vízszintes a telep és jelentős vastagságú, de minősége többnyire gyenge. A dinnyeberki

ércesedés esetében igazából csak a méretbeli megkötések azok, ami miatt ne lehetne

tömbomlasztásban gondolkozni, de még így is lehetséges, hogy ez lenne a leghatékonyabb és

leggazdaságosabb módszer mélyművelés esetén. A tömbomlasztásos fejtés alkalmazhatósága

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 63

Page 68: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

elsősorban a kőzetek állékonyságától függ. Ehhez, meg kell vizsgálni, hogy a kifejlődésben

mekkora méretű tömb, üreg kialakítására van szükség ahhoz, hogy a termelvény magától

meginduljon, az üreg összeessen. Ehhez elsősorban Laubscher (2003) [19] nyújt segítséget. Ő

felvázolta a kőzetek geotechnikai állapotát jellemző MRMR érték és a hidraulikus sugár

(elsősorban a vízföldtanban használatos, de a bányászatba is átültetett mérőszám – egy adott

térség területének és kerületének hányadosa) közötti kapcsolatot (38. ábra).

38. ábra: A kőzetek fejthetősége tömbomlasztásos technikával

Mivel az MRMR értéket már korábban is 24-nek vettem legjobb esetben is, az ábráról

leolvasva ahhoz 14-es hidraulikus sugár érték tartozik, ami a gyakorlatban egy 56 m x 56 m-es

területet jelöl ki. Ekkora területet kell minimálisan alávájni ahhoz, hogy az érclencse lefejthető

legyen. Habár ez már súrolja az érclencse határait, de ez gyakorlatilag csak a legjobb állapotú

kőzetekre érvényes, vagyis normálisan ettől csak kisebb területet kellene művelésre fogni,

vagyis megállapítható, hogy az érclencse elvben művelhető tömbomlasztásos fejtéssel.

A továbbiakban részletezem, hogy miként építettem fel a vágatrendszert, amely a lencse

tömbomlasztásos fejtését biztosítaná.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 64

Page 69: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

8.2. A földalatti vágatrendszer részletes terve

A vágatok nyomvonalát részben maga az érclencse elhelyezkedése, részben pedig az a

feltevés határozta meg, hogy igyekeztem azokat a lehető legstabilabb, vagyis az előzetesen

kedvező geotechnikai paraméterekkel jellemezhető alaphegységi kőzetekben meghúzni, mivel

így esetleg csökkenne a bányászati költség (nem jár jelentős biztosítással a vágathajtás,

költségvetési szempontok), valamint az esetleges omlások is valószínűleg elkerülnék a bányát

(biztonságtechnikai szempontok). Mivel ezt egy erős feltételként kezeltem, így elvetettem

annak a lehetőségét, hogy az érclencse megközelítését függőleges akna biztosítsa, inkább

lejtősakna párral való feltárást választottam. Ebből kiindulva első lépésként a fekü kőzetek

(vagyis az alaphegységi kőzetek) felszínét meghatározó DTM térmodelljét 5 m-rel Z irányban

eltoltam. Erre azért volt szükség, hogy a vágatok ténylegesen az alaphegységi kőzetekben

haladjanak, és ne a gyengébb állapotú fiatal üledékekben fussanak. Sajnos nem állt

rendelkezésre az érclencse tágabb környezetéből földtani adat, így itt némi feltételezéssel kellett

élnem. Megnéztem, hogy a legtávolabbi fúrás és az érclencsét feltáró fúrások milyen

mélységben érték el az alaphegységi képződményeket és azt tapasztaltam, hogy azok északi

irányba emelkednek, vagyis úgy gondoltam, hogy valószínűleg azok valahol a felszínen is

kibukkannak. A legtávolabbi fúrás és ahhoz legközelebb eső, már az érclencse környezetében

telepített fúrás harántolásaiból kiszerkesztettem, hogy az alaphegység kb. 5°-al északi irányba

emelkedik. Ebből adódóan a legtávolabbi harántolás 5 m-rel mélyebbre tolt pontjából 5°-os

emelkedéssel ÉÉNy-i irányban (a völgyet követve) megadtam egy egyenest („create points by

bearing”), amelynek felszíni döféspontja megadta az első lejtősakna nyitópontját. A lejtősakna

nyomvonalát a legkülső alaphegységi harántolási pontból az érclencse alá irányítottam úgy,

hogy annak lejtését már valamivel meredekebbnek állítottam be (10°) annak érdekében, hogy

legyen elegendő hely az alávájáshoz használt vágatok és a csapolórendszer kialakításához is

(lehetőleg szintén a stabil kőzetek védelmében). Ezt követően a megtört tengelyvonalat úgy

kellett átalakítanom, hogy az alkalmas legyen arra, hogy a szállítójárművek lassítás nélkül

maximum 40 km/h-ás sebességgel tudjanak haladni. A „curve from tangents” paranccsal ezt

könnyedén megtehettem, hiszen átmeneti ívek segítségével a megadott sebességhatárhoz

igazodó ívet rajzolt a program. Ezután az „expand/contract segment” paranccsal

megrajzoltattam a lejtősakna párját, keleti irányba eltolva 30 m-rel, majd 2 összekötő vágat

nyomvonalát húztam meg a felszíntől számítva kb. 100 illetve 300 m távolságban az

átjárhatóság biztosítása érdekében Így megkaptam a lejtősakna pár nyomvonalát (39. ábra),

vagyis továbbléphettem a fejtési rendszer elrendezésének megtervezése felé.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 65

Page 70: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

39. ábra: A lejtősaknák nyomvonala az érctesthez illetve a felszínhez viszonyítva

a szerző saját szerkesztése

A fejtési rendszer elrendezését döntően befolyásolja, hogy a művelendő érclencsének

milyen az alakja illetve települése. Ehhez igazítva a délebbi lejtősaknából kiindulva déli irányba

10° lejtés mellett 90 m hosszban (hozzávetőleg párhuzamosan az érclencse településével)

megadtam a fő csapoló vágatot, ezáltal a többi irányát is. Ezt követően a csapolórendszer többi

vágatát az „underground tools>underground panel layout” paranccsal adtam meg. Az igen

egyszerű metódussal nagy kiterjedésben, szabályos elrendezésben elhelyezkedő vágatrendszer

nyomvonalai adhatóak meg. Ehhez nem kell mást tenni, mint kijelölni egy középvonalat (amit

korábban készítettem el), majd megadni, hogy attól jobbra és balra mennyi illetve milyen

távolságra legyenek a fő vágatok, valamint meg lehet adni, hogy kapcsolódjanak-e hozzájuk

keresztvágatok. Ezeknél is természetesen meg kell határozni, hogy milyen szöget zárjanak be

a kiválasztott középvonallal, illetve, hogy mekkora legyen a köztük lévő távolság. Ezeknek a

paramétereknek az értéke (elsősorban gondolok itt a távolságra) szintén főleg geotechnikai

probléma, hiszen nagyban függ az egyes vágatok közti távolság, hogy mennyire lazul fel az

anyag és mekkora darabokra esik szét a fejtés (robbantás) során.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 66

Page 71: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

40. ábra: A kőzettömeg feldarabolódásának és a csapoló nyílások méretének kapcsolata

Pre-feasibility block cave mine design – Iron Cap deposit (2012) [25]

A csapoló gurítók szélességének várható méretének, vagyis a keresztvágatok

távolságának meghatározásában a fentebbi, 40. ábra nagy segítségemre volt. Ez alapján azt

feltételeztem, hogy a jövesztett kőzetanyag 0,1-2,0 m-es darabokra esik szét, vagyis a csapoló

gurítók szélessége 8-9 m között alakulna, míg a keresztvágatok közötti távolság 8-15 m lehetne.

Köztes megoldásként 10 m-es távolságot választottam, míg a fő csapoló vágatok közötti

távolságot 20 m-nek adtam meg. Ezáltal összesen 4 fő csapoló vágat, valamint maximum 10

keresztvágat szükséges ahhoz, hogy a lerobbantott készletet le lehessen csapolni. Azért írtam

maximum 10-et, mivel délebbi irányban valamelyest túl megy a vágatrendszer az érctest

kontúrján, de bizonyára az utolsó, vagy utolsó két keresztvágatot nem kellene, vagy nem lehetne

kialakítani, ugyanis azokkal már harántolnánk a feltárt vetőt, amit pedig illene elkerülni, hiába,

hogy az alaphegységi kőzetekben valószínűleg kisebb, vagy akár minimális hatása lenne a

kőzetek geotechnikai állapotát tekintve. A keresztvágatokat a könnyebb közlekedés érdekében,

nem a fővágatokra merőlegesen, hanem azok tengelyéhez képest 60 °-kal elforgatva alakítottam

ki [25]. Sajnálatos módon az „underground panel layout” parancs csak vízszintesen képes

létrehozni a panelek elrendezését, amely talán az első komolyabb hiba, amelyet nehezebb

kezelni. Mivel azonban ezeknek a vágatnyomvonalaknak szintén 10°-al döntött síkban kellene

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 67

Page 72: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

lenniük, el kell őket forgatni, transzformálni kell a létrehozott vonalakat. Habár erre meglenne

szintén a lehetőség magán a programon belül (pl: „segment rotate” vagy „change gradient”), de

úgy véltem ez sokkal nehézkesebb, mintha a vonalakat kiexportálnám dxf formátumba, majd

AutoCAD Map3D programmal a kívánt irányba nem forgatnám egyszerre az egészet.

Miközben azonban vizsgáltam a vágatok elhelyezkedését, megfigyeltem, hogy az érclencse,

valamint a fekü képződmények is kb. 5°-al dőlnek K-DK-i irányba is. Vagyis a vágatok

transzformációja (forgatása) során ezt is figyelembe vettem és ezek szerint végeztem el a

módosítást. Mivel dwg kiterjesztésű fájlokat gond nélkül, automatikusan kezeli a program (úgy

mintha saját kiterjesztésű „string” fájl lenne), egyszerűen egybefűztem a transzformált vágatok,

valamint a már kialakított lejtősaknák tervét. Ezáltal létrejött egy olyan csapoló vágatrendszer

(41. ábra) ami követi az érclencse valamint fekü képződmények lefutását (10°-kal dől dél felé

és 5°-kal kelet felé), és egy kb. 300 m hosszú lejtősakna pár köti össze a felszínnel.

41. ábra: A csapoló vágatrendszer az érctesthez viszonyítva

a szerző saját szerkesztése

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 68

Page 73: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Mivel a tömbomlasztásos fejtés megindításához az érclencse alávájása szükséges, ezért

ahhoz is külön vágatokat kell kihajtani, amelyekből aztán az alábbi ábra (42. ábra) szerinti

legyezőben lemélyítik a robbantólyukakat.

42. ábra: Robbantólyuk elrendezés fejtés megindításához és csapoló pontok kialakításához

a szerző saját szerkesztése

Ezért aztán ezeket a vágatokat is meg kellett alkotni. Ezeket célszerű párhuzamosan

elhelyezni a fő csapoló vágatokkal, azoktól csak szintkülönbségükben tér el. Vagyis egy

egyszerű „string maths” paranccsal megadtam, hogy a fő csapoló vágatokat emelje meg 10 m-

rel (Z +10 m) és lássa el az újonnan generált vonalláncokat másik azonosítóval. Ezeknek a

vágatoknak már nem minden szakaszát lehet kiépíteni a geotechnikailag stabilabb

képződményekben, viszont mindenképpen szükségesek ahhoz, hogy az érctestet le lehessen

fejteni, vagyis nagy valószínűséggel ezek jelentős biztosítás mellett lennének kiképezve. A

vágatok nyomvonalának megalkotásának utolsó fázisa az volt, hogy összekötöttem a csapoló

vágatokat az alávájáshoz kiképzett vágatokkal. Ehhez az „underground tools>generate shortest

path” parancsot használtam. Meg kellett adni hozzá, hogy mennyi legyen a maximálisan

megengedhető lejtőszög, a minimális kanyarsugár, az egyes pontok közötti ív hossza, valamint

azt, hogy milyen irányba indítsa el az ív meghúzását. A lejtőszöget az eddig is alkalmazott

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 69

Page 74: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

maximális 10°-nak vettem, a minimális kanyarsugarat [23] a maximálisan 20 km/h-ban

maximalizált sebesség tükrében 15 m-ben állapítottam meg. A ívet alkotó pontok közötti

távolságot érdemes minél kisebbnek venni, ugyanis így jobban közelíti a kör ívét a generált

vonallánc, így azt 3 m-ben maximalizáltam. Az irányt pedig a csapoló vágatok, pontosabban a

lejtősaknák meghosszabbításának iránya szerint adtam meg, vagyis 120°-nak. Az elkészült

vonalas objektum azonban nem volt a legtökéletesebb, ugyanis a vonalláncot csak az óramutató

járásával azonos irányban tudja meghúzni, ami jelen esetben nem volt a legalkalmasabb. Ez

sajnos szintén egy másik, a mélyművelés tervezéséhez kapcsolódó parancsok egyik hibája,

hiszen a kívánt eredményt így csak újabb transzformációval lehet elérni (tükrözéssel). Habár

megoldható lenne a Surpac-en belül is, de újfent könnyebbnek ítéltem, ha AutoCAD Map3D

programmal végzem el a módosítást (tükrözés). Az egyesített rajzokkal így létrejött a

vágatrendszer nyomvonal elrendezésének végleges terve (43. ábra).

43. ábra: A végleges vágatrendszer nyomvonala az érctesthez viszonyítva

a szerző saját szerkesztése

Ezt követően már csak annyi dolgom volt, hogy a megalkotom a vágatrendszer 3

dimenziós térmodelljét. Ehhez azonban némi előkészítő munkára is szükségem volt, hiszen a

vágatok méretét és kialakításának alakját (profilját) is meg kellett adnom. Az egyes bányagép

gyártók (Terex, GHH, Liebherr, Sandvik) által kínált gépek közül igyekeztem olyat választani,

amelyek elég kisméretűek, és ezek mellett még a termelékenységük is megfelelőnek mondható.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 70

Page 75: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

A vágatokat így a következő gépekhez méreteztem: szállítás - GHH MK-A20 típusú léghűtéses

dömper ([27]); rakodás - GHH LF-10 típusú léghűtéses homlokrakodó (LHD) ([28]); fúrás -

Sandvik DU311 (Cubex Pegasus) típusú bányabeli fúrógépet [29]. A méreteik alapján végül 3

féle vágatprofilt rajzoltam meg (a könnyebbség miatt ezt is AutoCAD Map 3D programmal).

A lejtősaknákhoz, ahol elsősorban a dömperek közlekednek 4,6 m széles és 3,5 m magas, a

csapoló vágatokhoz, ahol elsősorban az LHD gépek dolgoznak 4,2 m széles és 3,0 m magas,

valamint az alávájáshoz szükséges vágatokhoz, ahol döntően a fúrógép dolgozna 3,2 m széles

és 3,2 m magas vágat profilt rendeltem (44. ábra).

44. ábra: Különböző vágatprofilok

a szerző saját szerkesztése

Miután megvoltak az egyes profilok, már csak egyesével be kellett állítani, hogy azok

talpi középpontja 0-ban legyen annak érdekében, hogy a vágatok 3D-s modelljét pontosan azok

nyomvonalához lehessen illeszteni. Ehhez nem kellett mást tenni, mint megjeleníteni a

koordinátarácsot 2 D-ben („display 2D grid”), majd a 0 pontba mozgatni a profilt leképező

vonalláncot („file tools>string maths” vagy „move tool” segítségével).

Ezt követően már csak meg kellett alkotni a 3 dimenziós testeket, amelyet a

„triangulate>using centre line and profile” paranccsal tehettem meg a legkönnyebben. Itt csak

annyira volt szükség, hogy megadom az egyes vágatokhoz, hogy milyen profilt használjon,

valamint, hogy a kiválasztott középvonalak mentén megalkotott 3D-s testeket bezárja vagy

nyitva hagyja. Egyéb tényezőket is meg lehet adni (pl: profil méretarányát, vagy esetleg annak

elforgatását, vagy éppen a középvonaltól eső távolságát), de ezekre nem volt szükség, hiszen

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 71

Page 76: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

az előző lépésnek pont ez volt a célja, hogy megadja a profilnak azt a pozícióját, amelyben mi

szeretnénk, hogy legyen a középvonalhoz képest. Az összes vágatra elvégezve a triangulációt

megkaptam a mélyművelés végleges tervét (45. ábra) (4. melléklet).

45. ábra: A mélyművelésű bánya látványterve 3x-os túlmagasítás mellett

a szerző saját szerkesztése

A teljes vágatrendszer kialakítása során 32586 m3 anyagot kellene kitermelni. Ez

gyakorlatilag tisztán meddő kőzet. Ezen felül még van a csapoló nyílások kialakításából

kitermelhető meddő, valamint magának az érclencsének a kitermelésével járó haszonanyag,

illetve meddő kőzet. Összesen durván becsülve 100000 m3 anyagot kellene megmozgatni

ahhoz, hogy letermeljük ezt a kisméretű érclencsét, vagyis jóval kevesebbet, mint egy külfejtés

során (ott ez a mennyiség 607 000 m3 volt).

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 72

Page 77: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

9. A tanulmány eredményeinek összefoglalása

A dolgozatomban a Dinnyeberki mellett található uránércesedés példáján végigjártam a

Gemcom Surpac programcsomag, döntően nyersanyagbecsléshez-bányatervezéshez kínált

lehetőségeit. Ugyan a kapcsolódó funkciók csak kis szeletét érintették a program

képességeinek, mégis egy átfogó betekintést sikerült nyújtanom a manapság már általánosan

elterjedt tervező programok egyik legismertebb tagjáról.

Az ércesedés méreteiből fakadóan sajnos nem sikerült igazán biztató eredményre jutnom

a bányanyitással kapcsolatban. Habár nem minden esetben dolgoztam valós adatokkal, és több

esetben is feltételezésekkel éltem, valamint számos egyéb olyan tényezőt nem vettem

figyelembe, amely egy bánya megnyitásának eldöntésében fontos szerepe lehet, mégis a

felhasznált adatok és feltételek tükrében nem reális elképzelés, hogy ezt a kisméretű érclencsét

normál bányászati módszerekkel le lehetne fejteni. Sajnos a mélyművelés esetében nem tudtam

reális költség becslést készíteni, mivel nem volt elérhető, erre vonatkozó adatom, így pusztán

feltételezések alapján nem tartottam célszerűnek azt elkészíteni. Azonban a dolgozat ezen

eredménye, miszerint a bányát nyitni a jelenlegi feltételek (elsősorban az urán világpiaci ára)

mellett nem lehet csak másodlagos, hiszen a célom alapvetően az volt, hogy ezt a komplex

programcsomagot bemutassam.

A fő célomat elértem, hiszen munkám során rengeteg funkciót alkalmaztam.

Összességében azt lehet mondani, hogy az alap funkciókon kívül használt speciálisabb

parancsok („Database”, „Block Model”, „Design” modulok parancsai), közül a

legkiforrottabbak és legtöbb lehetőséget az adatbázis elemzéséhez („Database”) valamint a

blokk modellezéshez („Block model”) köthető parancsok biztosítják. Látszik, hogy alapjaiban

még egyelőre közelebb van egy geológiai modellező programhoz, habár ezen a téren már

teljesen más irányban fejlesztenek a gyártók, hiszen manapság az implicit modellezés felé

fordultak, annak könnyedsége miatt. A tervező modul parancsai közül elsősorban a külfejtés

tervezéséhez kínál kiterjedt lehetőségeket a Surpac, a rendelkezésre álló funkciók alapjaiban

teljes mértékben kielégítik a tervező mérnök kívánságait. Azonban a mélyműveléshez

alkalmazott funkciók már nem teljesen kiforrottak, hiszen ahogy korábban is írtam, egyrészt

egyes funkciók („underground panel layout”) csak az egyik síkban (vízszintes) képesek

legenerálni a kívánt kamra, vágatelrendezést, míg másik funkció („generate shortest path”),

csak az óramutató járásával egyező irányban tudja meghúzni két pont között a legrövidebb

útvonalat. Ezeken kívül a korábban CAD típusú programokat is használó ügyfeleknek az alap

rajz funkciók (vonal meghúzása, forgatás, tükrözés stb.) nehézkesebbnek tűnnek, mondhatni

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 73

Page 78: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

nem felhasználó barát. Mivel azonban az átjárhatóság a Surpac és CAD alkalmazások között

könnyű, sok esetben célszerű lehet a kettőt egymás mellett is használni a munka gyorsítása

érdekében.

Végezetül azt lehet mondani, hogy a Geovia cég Surpac programja egy jelentős erőforrás

a megfelelően képzett felhasználó kezében. A nyersanyag megkutatásától kezdve, annak

értékének becslésén át a leműveléséig teljes folyamatsort kínál, vagyis normál esetben nem

szükséges más programcsomagokkal kiegészíteni. Habár minden egyes, a piacon lévő

programnak (Micromine, Vulcan stb), mások az erősségeik és gyengeségeik, a Surpac

mindenképpen megfelelő választás lehet a nyersanyagkutatásban illetve bányászatban érdekelt

vállalkozások számára. Azt azonban meg kell említeni, hogy egy ilyen szoftver jelentős

ráfordítást igényel (több millió Ft), ezért csak olyanoknak érdemes belefektetni, akik

maximálisan ki tudják használni kapacitásait. Vannak olyan szoftver gyártók, akik termékeit

akár bérelni is lehet, de sajnos a Geovia cég egyenlőre még nem ezt az üzletpolitikát folytatja.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 74

Page 79: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Irodalomjegyzék

[1] A.D. Akbari és társai (2008): Determination of ultimate pit limits in open mines using real option approach – IUST International Journal of Engineering Science, 19, No. 5-1, 23-38.

[2] Barabás A. és Konrád Gy. (2000): Zárójelentés a magyarországi uránérc-kutatásról és a nyugat-mecseki uránérc-bányászatról. – Kézirat. Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 457 p.

[3] Barabás A. (2009): Dinnyeberki uranium ore deposit - new exploration results and current status. Modern Geográfia, Pécs

[4] Chikán G. és Wéber B. (1984): A dinnyeberki térképező 2. sz. (BüT. 11.) fúrás földtani eredményei. – A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése az 1982. évről, 227-230.

[5] Csővári M., Földing G., Szegvári G. (2012): Felszíni és felszín alatti víz fejezetek a Dinnyeberki határában található érclencse bányászatához készülő előzetes vizsgálati dokumentációhoz – Kézirat. Mecsek-Öko Zrt. Adattár, 2012. február

[6] Feasibility study – Canadian Malartic project (Malarctic, Quebec) (2008) – Osisko, 2008. december

[7] D. Greig és társai (2012): National Instrument 43-101 Technical Report Etango Uranium Project, Namibia, May 2012 – Bannerman Resources Limited, 2012. május

[8] Gemcom (2012): Geostatistics: Resource estimation, summary – Kézirat, Gemcom Software International Inc.

[9] I. Galic és társai (2009): An another way for open pit mine design optimization – Floating slopes method – Rudarsko-geološko-naftni zbornik, 21. kötet, 103-111.

[10] Gyalog L. és Budai T. (szerk.) (2004): Javaslatok Magyarország földtani képződményeinek litosztratigráfiai tagolására. – A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése, 2002, pp. 195–232.

[11] Harsányi L.-né (1988): Dinnyeberki érctest és perkolációs poligon érc- és fémvagyon számítása. – Kézirat, MGSz adattár, Mecsekérc Zrt., J-1812.

[12] Hegyi J. (1982): Dinnyeberki 9-25 és 9017. számú fúrások laboratóriumi anyagvizsgálatának eredménye. – Kézirat, MGSz adattár, Mecsekérc Zrt., J-1199-1214.

[13] K. Holley és társai: Geotechnical design for open pits at Tanjianshan, China – The South African Institute of Mining and Metallurgy International Symposium on Stability of Rock Slopes in Open Pit Mining and Civil Engineering, 483-508.

[14] I. Jones: Case study - Indicator Kriging and the Mount Morgan gold–copper deposit, Qeensland – Symposium on Beyond Ordinary Kriging

[15] Konrád Gy. (1982a): A gyűrűfűi terület (37. sz. téma) 1982. évi földtani kutatási terve. – Kézirat, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 35 p.

[16] Konrád Gy. (1982b): Javaslat a dinnyeberki kutatások folytatásának irányához. – Kézirat, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 7 p.

[17] Konrád Gy. (1995): A dinnyeberki uránércesedés kísérleti földalatti perkolációjának környezeti hatásai. – Kézirat, MGSz adattár, Mecsekérc Zrt.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 75

Page 80: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

[18] Konrád Gy., Földing G., Szanka T. (1999): A dinnyeberki felszínalatti perkolációs terület kármentesítésének engedélyeztetési és kiviteli terve. – Kézirat, MGSz adattár, Mecsekérc Zrt.

[19] D. Laubscher (2003): Cave Mining Handbook. – De Beers, 16-25.

[20] A. Madowe (2013): The mine planning process for an open-pit diamond mining operation–a case study on Letseng diamond mine in Lesotho – The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 113. kötet, 547-554

[21] Matuzné Bokor K. (1986a): A földalatti perkolációs kísérletekkel kapcsolatos kutatási eredmények összefoglalása 1982-től 1985-ig; az 1986. évi munkálatok terve. – Kézirat, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős.

[22] Módosított kutatási műszaki üzemi terv , a Dinnyeberki kutatási területen tervezett radioaktív érc kutatásához – Kézirat, Wildhorse Energy Hungary Kft., Pécs 2010. december

[23] Molnár J. (2010): Bányabeli szállító utak – Oktatási segédanyag, Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet, Miskolc, 2010. december

[24] Molnos I. és társai (2006): Jelentés a Bátaapátiban mélyített lejtősaknák 0-600 fm-es szakaszán elvégzett földtani-tektonikai, geotechnikai és vízföldtani dokumentálási munkákról – Kézirat, RHK-K-075/06, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős

[25] Pre-feasibility block cave mine design – Iron Cap deposit (2012) – Golder Associates Ltd., 2012. május

[26] Surpac Minex Group (2006): Pit Optimiser in Surpac Vision – Kézirat, Surpac Minex Group Pty Ltd.

[27] Technikai specifikáció - GHH MK-A20 típusú léghűtéses dömper. – http://www.ghh-fahrzeuge.de/english/products/dump-trucks/mk-a20, letöltés időpontja: 2014.09.20.

[28] Technikai specifikáció - GHH LF-10 típusú léghűtéses LHD (gumikerekes homlokrakodó) – http://www.ghh-fahrzeuge.de/english/products/diesel-lhds/lf-10, , letöltés időpontja: 2014.09.20.

[29] Technikai specifikáció - Sandvik DU311 (Cubex Pegasus) típusú bányabeli fúrógép. – mining.sandvik.com, letöltés időpontja: 2014.09.20.

[30] Technikai specifikáció – Terex TA400 típusú dömper – ww.terex.com/construction/en/products/trucks/articulated-trucks/ta400/index.htm., letöltés időpontja: 2014.09.20.

[31] Unyi P. (1989a): Dinnyeberki táblázatok. – Kézirat, ROTAQUA.

[32] Varga M. (2011): Műszaki koncepció és költségterv, A dinnyeberki uránércesedés feltárása, kitermelése - Külfejtés – Kézirat, Wildhorse Energy Hungary Kft., Pécs 2011.

[33] Unyi P. (1989b): Földalatti fúrólyukas perkoláció szerepe a bányászatban és a dinnyeberki kísérleti földalatti kilúgzó üzem működésének eddigi tapasztalatai. – Kézirat, ROTAQUA.

[34] Vadász E. (1935): Magyar tájak. A Mecsek hegység földtani leírása. Budapest.

[35] Wéber B. (1982): A ,,BüT-indikáció,, felderítő kutatásának 1982. évi földtani operatív terve. – Kézirat, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 4 p.

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 76

Page 81: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

[36] http://www.infomine.com/investment/metal-prices/uranium-oxide/ letöltés időpontja: 2013. 11.25.

[37] file:///C:/Program%20Files%20%28x86%29/Gemcom/Surpac/632/share/refman/SurpacHelp.htm

[38] https://queensminedesign.miningexcellence.ca/index.php/Hard-rock_room_and_pillar

[39] http://www.elvira.hu/

[40] http://www.udaljenosti.com/vozni-red-vlakova/

[41] http://www.zeleznicesrbije.com/

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 77

Page 82: Dinnyeberki uránércesedés példáján Diplomamunka

Mellékletek jegyzéke

1. melléklet: A határminőség számítása különböző paraméterek mellett 2. melléklet: A külfejtési bányagödör részletes terve 3. melléklet: Külfejtés és hozzátartozó meddőhányó részletes terve 4. melléklet: Mélyműveléses bánya vágatrendszerének részletes terve

Bányatervezés korszerű módszerek segítségével – A Gemcom Surpac programcsomag lehetőségeinek bemutatása a Dinnyeberki uránércesedés példáján

2014. november 78