odvodnjavanje povrŠinskog kopamklanfar/nids_mklanfar/povrsinska eksploatcija... · odvodnjavanje...
TRANSCRIPT
ODVODNJAVANJE POVRŠINSKOG KOPA
Zadaća odvodnjavanjaZadaća odvodnjavanjaZadaća odvodnjavanjaZadaća odvodnjavanja
nesmetano odvijanje tehnološkog procesaeksploatacijeeksploatacije,sprečavanja nastajanja šteta na rudarskojp j j j jmehanizaciji, opremi, objektima i kosinama kopazaštita prostora površinskog kopa od prodora voda:zaštita prostora površinskog kopa od prodora voda:
provođenjem vodozaštitnih mjeraizradom vodozaštitnih objekata.
Vrste vodaVrste vodaVrste vodaVrste voda
površinski kop štiti se od:
oborinskih vodaoborinskih voda,
voda vodotokova
podzemnih voda.
Načini vodozaštiteNačini vodozaštiteNačini vodozaštiteNačini vodozaštite
Prostor površinskog kopa štiti se od voda provođenjemProstor površinskog kopa štiti se od voda provođenjemvodzaštitnih mjera i izradom vodozaštitnih objekata,Vodozaštitni objekti ⇒ dimenzioniraju se temeljemVodozaštitni objekti ⇒ dimenzioniraju se temeljemmaksimalnih oborina praćenih kroz višegodišnjerazdoblje na meteorološkim mjernim postajama,
KanaliNasipiVodosabirniciTaložniciUljni prečistaći (separatori)Crpna postrojenja
VODOZAŠTITNE MJEREVODOZAŠTITNE MJERE
Vodozaštitu površinskog kopa možemo podijeliti na:
♦vodozaštita isušivanjem (dreniranjem) prethodnoj ( j ) peksploataciji
♦vodozaštitu od voda slivnog područja
♦vodozaštitu od voda unutar kontura pov. kopa
V d š i i ši j h d k l ijiV d š i i ši j h d k l ijiVodozaštita isušivanjem prethodno eksploatacijiVodozaštita isušivanjem prethodno eksploataciji
odvodnjavanje (isušivanje) vodonosnih slojeva u ciljui josiguranja:
stabilnost kosina kopa idovoljne nosivosti tla,
Razlikujemo:odvodnjavanje otkrivke,odvodnjavanje mineralne sirovine,j jodvodnjavanje podine iodvodnjavanje jalovišta.j j j
Odvodnjavanje otkrivkeOdvodnjavanje otkrivkeOdvodnjavanje otkrivkeOdvodnjavanje otkrivke
ilj ij čiti i ti j d d i k icilj spriječiti isticanje vode po radnim kosinamakopa što može uzrokovati nestabilnost kosina,
Vodozaštitni objekti:Vodozaštitni objekti:filtarski bunari,vodonepropusne zavjese ipodzemni hodnici sa filtrima.podzemni hodnici sa filtrima.
Filtarski bunariFiltarski bunariFiltarski bunariFiltarski bunariNajčešće u primjeni
promjera 1 0 do 1 8 m promjera 1,0 do 1,8 m, dubine 200 do 500 mpotopne crpke kapaciteta 0 5 do 15 m3/hpotopne crpke kapaciteta 0,5 do 15 m /h,
mogu se izvesti i iz podzemnih prostorija ili sapovršine terena do podzemne prostorije (viseći filtri)površine terena do podzemne prostorije (viseći filtri)
filtarske cijevi perforirane u vodonosnoj zonislobodno istjecanje vode iz vodonosnog sloja u podzemnuslobodno istjecanje vode iz vodonosnog sloja u podzemnuprostoriju,
povećava se izdašnost primjenom zračnih filtarap p j(ubacivanje komprimiranog zraka u vodonosni sloj),
Odvodnjavanje mineralne sirovine i podineOdvodnjavanje mineralne sirovine i podineOdvodnjavanje mineralne sirovine i podineOdvodnjavanje mineralne sirovine i podine
Odvodnjavanje mineralne sirovine najčešće se izvodij j jhorizontalnim bušotinama u cilju smanjenja sadržajavlage.
Odvodnjavanje podinesprečavanja podizanja i bujanja podinskih stijena,te sprečavanja prodora vode i tekućeg pijeska.
najčešće filtarski bunari koji služe i za odvodnjavanjeotkrivke.rjeđe se primjenjuju drenažni kanali.
Filterski bunariFilterski bunariFilterski bunariFilterski bunari
ššOdvodnjavanje jalovištaOdvodnjavanje jalovišta
Odvodnjavanje jalovišta ima za cilj sprečavanjedi j i d li j l išt št ždizanja nivoa vodnog lica u jalovištu, što možedovesti do nestabilnosti kosina i stvaranja klizišta,
Vodozaštitni objektiVodozaštitni objekti
filt ki b i ilifiltarski bunari ilidrenažni kanali ispred nožice jalovišta.
Koeficijent vodeKoeficijent vode
Količina vode koja se crpi prije i tijekom eksploatacije pokazuje uzKoličina vode koja se crpi prije i tijekom eksploatacije pokazuje uzkoeficijent otkrivke racionalnost otkopavanja,Koeficijent voda - odnos iscrpljene vode spram jedinici
( 3 / )proizvedene mineralne sirovine (m3 vode/toni proizvedene rude).površinski kopovi lignita u Evropi ⇒5-16 m3/t (u bivšoj Jugoslaviji 2 m3/t).odnos vode prema ukupnim otkopanim masama (otkrivka+mineralnaodnos vode prema ukupnim otkopanim masama (otkrivka+mineralnasirovina) ⇒ 1,0-6,5 m3/m3 (u bivšoj Jugoslaviji 1,0 m3/m3).
visina dizanja vode⇒ važna veličina nije iskazana u koeficijentuj ⇒ j jvode,priljev vode na velikim površinskim kopovima lignita u Evropik ć i đ 10 i 375 3/ ikreće se između 10 i 375 m3/min.
Vodozaštita od voda iz slivnog područja kopuVodozaštita od voda iz slivnog područja kopuVodozaštita od voda iz slivnog područja kopuVodozaštita od voda iz slivnog područja kopu
Vode koje mogu pritjecati u prostor kopa su:
oborinska otjecajne vode ivisoke vode vodotokavisoke vode vodotoka.
Primarni cilj vodozaštite - spriječavanje pritjecanja voda u područjekopa što bi ugrozilokopa što bi ugrozilo
stabilnost etažnih kosina istanje etažnih ravnina i transportnih puteva,
Vodozaštita se provodi izradom vodozaštitnih objekata:obodnih zaštitnih kanalaobodnih zaštitnih kanalanasipi,
Vodozaštitni objektiVodozaštitni objektiVodozaštitni objektiVodozaštitni objekti
Obodni zaštitni kanali ⇒štite kop od oborinskih otjecajnihvoda iz slivnog područja kopu.
izrađuju se izvan završnih kontura površinskog kopaskreću otjecajne oborinske vode od prostora površinskog kopa,
d ći ih d i d i ij t ( t k ij k )vodeći ih do prirodnog recipijenta (potoka, rijeka).
Nasipi ⇒ brane izgrađene nasipanjem zemljanog i kamenogmaterijala
ij č j d l ih d d k k j l bli i ispriječavaju prodor plavnih voda vodotoka koje se nalaze u blizini uprostor površinskog kopa.
Vodozaštita od voda unutar prostora površinskog kopa
Vodozaštita od voda unutar prostora površinskog kopaunutar prostora površinskog kopaunutar prostora površinskog kopa
V d k j đ t t ši k k t bVode koje se nađu unutar prostora površinskog kopa trebagravitacijski sakupiti u jednoj točki ⇒vodosabirnikuPorijeklo voda je dvojako:
oborinske vode ipodzemne vode.
Nakon prečiščavanja vode se gravitacijski ili crpljenjemp j g j p j jpredaju u prirodni recipijent,Vodozaštini objekti ⇒odvodni kanali vodosabirniciVodozaštini objekti ⇒odvodni kanali, vodosabirnici,taložnici i crpna postrojenja.
Vodozaštita od voda unutar prostora Vodozaštita od voda unutar prostora ppovršinskog kopa
ppovršinskog kopa
Oborinske vode koje padnu u područje površinskog kopaslijevaju se preko etažnih kosina i ravnina na osnovni plato,Ukoliko su proračunati faktori stabilnosti kosinazadovoljavajući i za saturirano stanje nije potrebna odvodnja
b i kih d t ž ih ioborinskih voda sa etažnih ravnina.Uz rubove osnovnog platoa izrađuju se sabirni odvodnik li k ji d d d d d bi ikkanali koji odvode vodu do vodosabirnika.U vodosabirniku se voda sakuplja i zatim crpi u taložnik
U vodosabirniku se dijelom istalože krupnije glinovite čestice.Periodički se utovaračem čisti nataloženi mulj.U t l ž ik t l ž fi ij č tiU taložniku se talože finije česticečista voda se preko preljeva ispušta u prirodni recipijent.
Vodozaštita od voda unutar prostora Vodozaštita od voda unutar prostora površinskog kopapovršinskog kopa
Dimenzioniranje vodozaštitnih objekataDimenzioniranje vodozaštitnih objekataDimenzioniranje vodozaštitnih objekataDimenzioniranje vodozaštitnih objekata
Dimenzioniranje vodozaštitnih objekata izvodi setemeljem:
maksimalnih oborina za višegodišnje razdoblje i,li ši k j iti k Pslivne površine koja gravitira kopu Ps,
koeficijenta otjecanja α
Otjecajna vodaOtjecajna vodaOtjecajna vodaOtjecajna vodaMjerodavna količina vode prema kojoj se dimenzioniraju
b d i štit i k li j tj j d Qobodni zaštitni kanali je otjecajna voda Qo,Dio oborina koje padnu na tlo gubi se isparavanjem,
i j ili ij j ljištponiranjem ili upijanjem zemljišta.Relevanta količina otjecajne vode za dimenzioniranje
d štit ih bj k t č l ijivodozaštitnih objekata računa se prema relaciji:Qo= Ps * i * α
Ps - slivna površina koja gravitira kopu, m2
i -maksimalne padaline u višegodišnjem razdobljuopažanja, mm/m2, l/m2
α - koeficijent otjecanja
Slivna površinaSlivna površinaSlivna površinaSlivna površina
Slivna površina određena je vododjelnicom odSlivna površina određena je vododjelnicom odkoje se otjecajne oborinske vode slijevaju premapovršinskom kopupovršinskom kopu,
V d dj l i i l či it ij k j k tiVododjelnica se izvlači na situacijskoj kartispajanjem najviših kota uokolo prostora
špovršinskog kopa.
Maksimalne padaline Maksimalne padaline Maksimalne padaline Maksimalne padaline
maksimalne padaline i za višegodišnje razdoblje opažanja,za višegodišnje razdoblje opažanja,za određeno vremensko razdoblje (satne maksimalne padaline)padaline),na najbližoj meteorološkoj postaji Državnog hidrometeorološkog a oda (DHMZ)hidrometeorološkog zavoda (DHMZ),jedinice mm/m2, l/m2
Koeficijent otijecanjaKoeficijent otijecanjaKoeficijent otijecanja α - odnos količine vode koja otječepovršinom terena i količine padalina koje padnu na tlopovršinom terena i količine padalina koje padnu na tlo.ovisi o:
građi podloge (terena)građi podloge (terena),koeficijentu vodopropusnosti (filtracije),
klimatskim obilježjima područja,j j p j ,temperaturivlažnosti zrakaj tvjetru
insolacijigodišnjem dobu,g j ,
morfologiji i nagibu zemljišta,vrsti biljnog pokrova i tla,
Dimenzioniranje odvodnih kanalaDimenzioniranje odvodnih kanalaDimenzioniranje odvodnih kanalaDimenzioniranje odvodnih kanala
Odabir oblika i proračun protoka odvodnog kanalaOdabir oblika i proračun protoka odvodnog kanala
Odabiru se elementi obodnog kanala: pad, oblik idimenzije,j ,Oblik kanala - najčešće se odabire najlakši za izvedbu,trapezasti oblik poprečnog presjekatrapezasti oblik poprečnog presjeka.Najpovoljniji trapezasti oblik ⇒ omočeni opseg najvišese približava krugu a to je polovina pravilnog šesterokutase približava krugu, a to je polovina pravilnog šesterokuta.
Oblik odvodnog kanalaOblik odvodnog kanalaOblik odvodnog kanalaOblik odvodnog kanala
Protok kanalaProtok kanalaProtočna količina kanala Qp= F * v, m3/sB i t j j d k l (R2/3 * J1/2)Brzina strujanja vode u kanalu v= (R2/3 * J1/2) : n
J - prosječni pad kanala u %n koeficijent hrapavosti za kanale ovisan o kvaliteti koritan - koeficijent hrapavosti za kanale ovisan o kvaliteti korita
Hidraulični proračun kanala -za odabranu visinu vode u kanalu i širinudna kanala proračunava se hidraulični radijus kanala R= F : Odna kanala proračunava se hidraulični radijus kanala R F : O
F - površina protočnog profila kanala, m2
O - omočeni opseg, mp g,Propusna moć kanala Qp mora biti veća od maksimalnih otjecajnihoborinskih voda Qo sliva površinskom kopu,
Visina kanala H mora biti za 20% veća od visine vode u kanalu:H= 1,2*h
Proračun i odabir crpkeProračun i odabir crpkeProračun i odabir crpkeProračun i odabir crpke
Vodosabirnikprikupljanje svih voda na površinskom kopu ⇒ dimenzioniranda prihvati maksimalne padaline,na najnižoj koti površinskog kopasakupljena voda crpi se izvan prostora kopa i odvodi kanalimado prirodnog recipijenta (potoka, rijeke, jezera).
Kapacitet crpke mora biti dovoljan da iscrpi sakupljenuvodu iz vodosabirnika u određenom roku (24 h) za kojineće biti ugrožen tehnološki proces otkopavanja.
Proračun snage crpkeProračun snage crpkeTeoretska snaga crpke Nt
Nt=0,163*Qod*Ht, kWQod - količina vode koju je potrebno iscrpsti, m3/sHt - tlačna visina dizanja vode, mt j ,
Teoretska snaga motora za pogon crpke Nm
N
k =1 25 koeficijent preopterećenja motora
NN
mt
p m c=
∗ ∗η η η, k W
kp=1,25 - koeficijent preopterećenja motoraηp - koeficijent prijenosa crpke
k fi ij t k i dj l j tηm - koeficijent korisnog djelovanja motoraηc - koeficijent iskorištenja cjevovoda
ηc=Hg:Ht
Proračun snage crpkeProračun snage crpkeProračun snage crpkeProračun snage crpke
Tlačna visina H =H +HTlačna visina Ht=Hg+Hw
H Lvdw c= ∗ ∗0 00123
2
, , m
Hw - visina uslijed otpora u cjevovodu sastoji se od otpora cjevovoda i otpore ugrađenih ventila zavoja i zasuna
dc
cjevovoda i otpore ugrađenih ventila zavoja i zasuna,v - brzina vode u cjevovodu, m/s
računska duljina tlačnog cjevovoda L =L 1+L 2računska duljina tlačnog cjevovoda Lc Lc1+Lc2Lc1 - geometrijska duljina cjevovodaLc2 - ekvivalentna duljina cjevovoda proporcionalna otporima Lc2 ekvivalentna duljina cjevovoda proporcionalna otporima zasuna, krivina i ventila
promjer cjevovoda dc=0,103*Qod -p j j c od