Ruda Rst Vo 2010

„RUDARSTVO 2010“ PRIVREDNA KOMORA SRBIJE u saradnji sa Rudarskim institutom, Zemun Institutom za rudarstvo i metalurgiju, Bor IHTM-Centrom za remedijaciju ITNMS, Beograd JP PEU, Resavica Farmakom MB, Šabac JPPK Kosovo, Obilić

uz podršku MINISTARSTVA RUDARSTVA I ENERGETIKE MINSTARSTVA ŢIVOTNE SREDINE I PROSTORNOG PLANIRANJA MINISTARSTVA ZA NAUKU I TEHNOLOŠKI RAZVOJ

organizuju

SIMPOZIJUM sa meĊunaronim uĉešćem

„RUDARSTVO 2010“

SAVREMENE TEHNOLOGIJE U RUDARSTVU I ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE

PRVO SAOPŠTENJE

Tara maj 2010.godine

Privredna komora Srbije Serbian Chamber of Commerce

I MeĊunarodni simpozijum „RUDARSTVO 2010“

SAVREMENE TEHNOLOGIJE U RUDARSTVU I ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE I International Symposium „MINING 2010“

MODERN TECHNOLOGIES IN MINING AND ENVIRONMENTAL PROTECTION

ZBORNIK RADOVA PROCEEDINGS

Tara 24. – 26. Maj, 2010

ZBORNIK RADOVA / PROCEEDINGS I MeĊunarodni simpozijum RUDARSTVO 2010 SAVREMENE TEHNOLOGIJE U RUDARSTVU I ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE I International Symposium MINING 2010 MODERN TECHNOLOGIES IN MINING AND ENVIRONMENTAL PROTECTION Urednik / Editor: dr Miroslav R. Ignjatović, Privredna komora Srbije, Beograd Recenzenti / reviewers: Prof.dr Ljubiša Andrić, Srbija Prof.dr Nadeţda Ćalić, R. Srpska Prof. Dr Miroslav Ignjatović, Srbija Prof.dr Stoyan Groudev, Bugarska Doc. Dr Omer Musić, BiH Dr Ratomir Stanić, Crna Gora Prof.dr Milorad Grujić, Srbija UreĊivaĉki odbor / Editorial Board: dr Miroslav R. Ignjatović, dr Nikola Majinski, Ljiljana Tanasijević, dr Ţivko Sekulić, dr Duško Đukanović, dr Mirko Ivković Izdavaĉ / Publisher: Privredna komora Srbije Za izdavaĉa / For Publisher: Ljiljana Tanasijević Štampa / Printed by: „Akademska izdanja“ d.o.o., Zemun

Tiraţ / Copies: 200 primeraka

ISBN 978 – 86 – 80809 – 49 - 6

Svi radovi u zborniku su recenzovani / All papers in Proceedings are reviewed Ovaj zbornik radova štampan je uz finansijsku pomoć Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije

ORGANIZATORI / ORGANIZER INSTITUT ZA TEHNOLOGIJU NUKLEARNIH I DRUGIH MINERALNIH SIROVINA INSTITUTE FOR TECHNOLGY OF NUCLEAR AND OTHER MINERAL RAW MATERIALS INSTITUT ZA HEMIJU, TEHNOLOGIJU I METALURGIJU INSTITUTE OF CHEMISTRY, TECHNOLOGY AND METALLURGY INSTITUT ZA RUDARSTVO I METALURGIJU INSTITUTE FOR MINING AND METALLURGY RUDARSKI INSTITUT MINING INSTITUTE PRIVREDNA KOMORA SRBIJE SERBIAN CHAMBER OF COMMERCE

PROGRAMSKI (NAUĈNI) ODBOR / SCIENTIFIC COMMITTEE Prof. dr Ljubiša Andrić (predsednik), ITNMS, Beograd, Prof. dr Nebojša Gojković, Rudarsko - geološki fakultet, Beograd, Prof.dr Nadeţda Ćalić, Rudarski fakultet, Prijedor, R. Srpska, Prof. dr Rodoljub Stanojlović, Tehniĉki fakultet, Bor, Prof.dr Miroslav Ignjatović, Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor, Prof.dr Nebojša Vidanović, RGF, Beograd, Prof.dr Milorad Grujić, RTB, Bor, Stoyan Groudev, Univerzitet za rudarstvo i geologiju, Sofija, Bugarska, Prof.dr Blagoje Nedeljković, Fakultet tehniĉkih nauka, Kosovska Mitrovica, Dr Milorad Pantelić, Kolubara Metal, Prof.dr NeĊo Đurić, Tehniĉki institut, Bijeljina, Prof dr Ratomir Stanić, Rudnik uglja, Pljevlja Doc. dr Dejan Mirakovski, Rudarsko geološki fakultet, Štip, Makedonija, Doc. dr Milivoj Vulić, Univerzitet u Ljubljani, Slovenija, dr Emilija Boti Raiĉević, Rudarski institut, Zemun, dr Mirko Ivković, JP PEU, Resavica, Dr Omer Musić, Rudarski fakultet, Tuzla, dr Ţivko Sekulić, ITNMS, Beograd, dr Milenko Ljubojev, Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor, dr Duško Đukanović, JP PEU, Resavica, mr SrĊa Kovaĉević, JPPK Kosovo, Obilić, dr Miroslav R. Ignjatović, Privredna komora Srbije, Beograd

ORGANIZACIONI ODBOR / ORGANIZING COMMITTEE dr Miroslav R. Ignjatović (predsednik), Privredna komora Srbije, dr Nikola Majinski, Privredna komora Srbije, Ljiljana Tanasijević, Privredna komora Srbije, dr Dragan Milanović, Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor, dr Vladan Milošević, ITNMS, Beograd, mr Aleksandar Petković, RTB Bor, Ivana Simović, Rudarski institut, Zemun, Svetolik Maksimović, JP EPS, Zoran Milisavljević, rudnik Kovin, Sneţana Vuković, JP PEU, Resavica, Radosav Milić, PD RB Kolubara, Veselin Bulatović, PD TEKO, Kostolac

POĈASNI ODBOR / COMMITTEE OF HONOUR Nebojša Ćeran, PD RB Kolubara, Lazarevac, Dragan Jovanović, PD TEKO Kostolac, Blagoje Spaskovski, RTB Bor, Dragan Radaković, JPPK Kosovo, Obilić, Zlatko Dragosavljević, JP PEU, Resavica, Milan Jakovljević, JP EPS, Mihajlo Gavrić, JP EPS, Asen Goranov, rudnik Kovin, Aco Ilić, rudnik Rudnik a.d., Prof. dr Zvonko Gulušija, ITNMS, Beograd, Dragan Draţević, Rudarski Institut, Zemun, Prof.dr Vlastimir Trujić, Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor, Prof. dr Milan Dabović, IHTM, Beograd, Miroslav Bogićević, Farmakom MB

S A D R Ţ A J / C O N T E N T S: Plenarna predavanja / Plenary Presentations  Nadeţda Ćalić, Ljubiša Andrić:....................................................................................................................1 RUDARSTVO I ODRŢIVI RAZVOJ U SRBIJI MINING AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN SERBIA

 Blagoje Spaskovski, Milorad Grujić, Zvonimir Milijić:.........................................................................10 NOVI KONCEPT REŠAVANJA ISTORIJSKOG EKOLOŠKOG NASLEĐA U RTB BOR NEW CONCEPT OF RESOLVING HISTORICAL ECOLOGICAL INHERITANCE IN RTB BOR

 Vladimir Bijelić, Dejan Bjelić, Goran Kovaĉević: .............................................................................23 ANALIZA OSNOVNIH PARAMETARA ZA IZRADU STRATEGIJE PROIZVODNJE I POTROŠNJE UGLJA U REPUBLICI SRPSKOJ DO 2030 GODINE MAIN PARAMETERS ANALISYS FOR PROCUREMENT OF THE STRATEGY FOR PRODUCTION AND CONSUMPTION OF COAL IN THE REPUBLIC SRPSKA TILL 2030

 Duško Đukanović:................................................................................................................................33 PRAVCI DUGOROĈNE PROIZVODNJE UGLJA U RUDNICIMA JP PEU RESAVICA DIRECTIONS OF LONG-TERM PRODUCTION OF COAL IN MINES JP PEU RESAVICA

 Dimĉa Jenić, Predrag Golubović:.......................................................................................................39 KONCEPT DUGOROĈNOG RAZVOJA POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE U KOMPANIJI RTB – BOR, SRBIJA SURFACE MINING LONG TERM DEVELOPMENT CONCEPT IN RTB-BOR COMPANY, SERBIA

 Omer Musić, Ramiz Vugdalić, Sead Rešić: .......................................................................................52 MODEL UPRAVLJANJA ZALIHAMA UGLJA THE MODEL OF COAL PRODUCTION INVENTORY MANAGEMENT

 Miroslav Ignjatović, Radmilo Rajković, Dragan Milanović, Miroslava Maksimović, Daniela Urošević, Dragan Ignjatović, Dejan Mitić:.......................................................................61 ULJNI ŠKRILJCI KAO ENERGETSKA SIROVINA SRBIJE ZA DOBIJANJE SINTETIĈKE NAFTE OIL SHALES AS ENERGY RAW MATERIAL OF SERBIAFOR OBTAINING SYNTHETIC OIL

Saopštenja / Contributions  Svetomir Maksimović, Stefko Boševski, Tomo Benović:....................................................................85 OSETLJIVOST PROIZVODNJE POJEDINIH PROIZVODNIH SEKTORA U PRIVREDNIM DRUŠTVIMA KOLUBARE TENT-A NA PROMENE TEHNIĈKIH KOEFICIJENATA SENSITIVITY OF PRODUCTION OF CERTAIN SECTORS WITHIN THE TPP-PM “KOSTOLAC” ON CHANGES IN TECHNICAL COEFFICIENTS

 Bogoljub Vuĉković, Duško Nešić, Vesna Bogdanović, Zoran Draško, Goran Klemĉić: ..................93 KOMPLEKSNO ISKORIŠĆENJE MINERALNO-SIROVINSKOG POTENCIJALA LEŢIŠTA UGLJA ’’VELIKI CRLJENI’’, KOLUBARSKI UGLJONOSNI BASEN (MOGUĆI € SCENARIO) ALL-INCLUSIVE MINERAL RESOURCESSES EXPLOITATION, ’’VELIKI CRLJENI’’ COAL DEPOSIT, KOLUBARA COAL BASIN, (POSSIBLE € SCENARIO)

 Ljiljana Ristovski, Vesna Joviĉić, Ruţa Nikolić, Svetlana Arsenijević:............................................99 TRANSPORT BAGERA, REKONSTRUKCIJA I IZMEŠTANJE SISTEMA NA OTKRIVCI I UGLJENOG SISTEMA SA POVRŠINSKOG KOPA "POLJE D" NA POVRŠINSKI KOP "POLJE E" TRANSPORTATION OF BUCKET WHEEL EXCAVATOR AND RECONSTRUCTION AND RELOCATION OF OVERBURDEN AND COAL SYSTEM FROM OPEN CAST MINE “FIELD D” TO OPEN CAST MINE “FIELD E”

 Milan Stojaković, Mihailo Petrović: ...................................................................................................106 ANALIZA MOGUĆNOSTI UPOTREBE POGONSKIH STANICA TRAĈNIH TRANSPORTERA BEZ UDARNIH KLAPNI NA PRESIPNIM MESTIMA ANALISIS OF POSSIBILITY USES POWER STATIONS WITHOUT DISCHARGING PLATES ON THE CONVEYOR BELTS

 Milorad Pantelić, Ljubiša Papić, SrĊan Bošnjak: ............................................................................113 UTICAJ PERSONALA NA POUZDANOST BAGERSKIH JEDINICA

PERSONNELS INPACT ON THE RELIABILITY OF EXCAVATING UNITS

 Sneţana Vuković, Dragica Jagodić – Krunić, Nenad Jovanović: ...................................................121 BEZBEDNOST I ZDRAVLJE NA RADU U TEHNOLOŠKOM PROCESU EKSPLOATACIJE UGLJA NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA SAFETY AND HEALTH AT WORK IN PROCESS TECHNOLOGY EXPLOITATION OF COAL OPENCAST MINES

 Marina Vuĉković, Vesna Krstić, Sneţana ĐorĊević: .......................................................................127 PROGRAM PRAĆENJA UTICAJA EKSPLOATACIJE LIGNITA NA PK „POLJE D“ NA ŢIVOTNU SREDINU, KOLUBARSKI UGLJONOSNI BASEN, SRBIJA ENVIRONMENTAL MONITORING ON ’’D’’ COALFIELD OPEN PIT, KOLUBARA COAL MINES, SERBIA

 Jelenko Mićić, Miroslav Spasojević, Miloljub Grbović: ..................................................................137 POVEĆANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U SISTEMU PROIZVODNJE UGLJA NA KOPOVIMA KOLUBARE I PROIZVODNJI ELEKTRIĈNE ENERGIJE U ELEKTRANAMA “NIKOLA TESLA” AN OPPORTUNITY TO IMPROVE THE PRODUCTION EFFICIENCIES AT KOLUBARA COALFIELDS AND NIKOLA TESLA POWER PLANTS

 Nadica Drljević:.................................................................................................................................146 RAZVOJ SISTEMA ZA PRAĆENJE UTICAJA NA ŢIVOTNU SREDINU POVRŠINSKOG KOPA ,,TAMNAVA ZAPADNO POLJE“ DEVELOPMENT OF SYSTEM FOR ENVIROMENT IMPACT MONITORING FROM OPEN CAST MINE ”TAMNAVA WEST FIELD”

 Zoran Ilić:..........................................................................................................................................152 OGRANIĈAVAJUĆI FAKTORI ZA OTKOPAVANJE PODINSKOG UGLJENOG SLOJA POVRŠINSKOG KOPA ,,JUŢNO POLJE’’ LIMITATION FACTORS OF FLOOR COAL BED EXPLOITATION IN ”SOUTH FIELD”

 Veljko Vuĉurović, Ivan Gojković, Milan Pavlović, Kosta Zorić, Dragan Milisavljević, Miroslav Crnĉević:.............................................................................................................................158 SISTEM DALJINSKOG NADZORA I UPRAVLJANJA BUNARSKIM PUMPAMA PRI ODVODNJAVANJU POVRŠINSKOG OTKOPA “DRMNO” – KOSTOLAC REMOTE MANAGEMENT AND MONITORING OF DRAINAGE PUMPS AT “DRMNO” – KOSTOLAC OPEN PIT MINE

 Jovan Tošić, Ţivko Stević, Pavle Stjepanović, Dejan Lazić, Klara Konc Janković:.......................166 SAVREMEN PRISTUP ZAŠTITI VODE, ZEMLJIŠTA I VAZDUHA PRI DEPONOVANJU PEPELA U OTKOPANOM PROSTORU PK ’’ ĆIRIKOVAC’’ MODERN CONCEPT IN PROTECTION OF WATER, SOIL AND AIR ON ASH DISPOSAL SITE IN FORMER OPEN MINE ’’ CIRIKOVAC ’’

 Mioljub Stanković, Boţidar Branković, Stanislav Korać, Nenad Nikolić:........................................172 DEPONOVANJE PEPELA U VIDU PASTE, ĈIŠĆENJE UGLJA I REKULTIVACIJA DEPONIJE THE ASH DEPOSITING IN THE FORM OF PASTE, THE COAL CLEANING AND THE DUMP RECULTIVATION

 Aleksandar Avramović, Vladislav Marinković: ...............................................................................177 HIDRODINAMIĈKI MODEL POVRŠINSKOG RUDNIKA UGLJA „DRMNO“ SRBIJA HYDROGEOLOGICAL MONITORING OF COAL STRIP MINE, PK „DRMNO“SRBIJA

 Vladislav Marinković, Aleksandar Avramović: ..............................................................................184 HIDROGEOLOŠKI MONITORING POVRŠINSKOG KOPA UGLJA NA PRIMERU PK DRMNO HYDROGEOLOGICAL MONITORING OF COAL STRIP MINE, PK “DRMNO” CASE STUDY

 Miljana Ĉolić Zekonja, Emilija Boti Raiĉević, Dragan Draţević: ..................................................192 MERE ZAŠTITE PRI ODLAGANJU PEPELA U OTKOPANI PROSTOR POVRŠINSKIH KOPOVA PROTECTION MEASURES DURING ASH DISPOSAL AT THE EXPLOITED AREA OF OPEN PIT MINE

 Mirko Ivković, Jovo Miljanović, Svetlana Simić:.............................................................................200 OCENA PERSPEKTIVNOSTI OTVARANJA RUDNIKA UGLJA„KOSA – ZABELA“ U DESPOTOVAĈKOM BASENU DEVELOPMENT EVALUATION OF COAL MINE "KOSA-ZABELA" IN DESPOTOVAC BASIN

 Slobodan Kokerić, Miodrag Denić, Rade Guberinić: ......................................................................208 STANJE I MOGUĆNOSTI DALJEG RAZVOJA PROIZVODNJE UGLJA U RMU „SOKO“ SOKOBANJA PRESENT CONDITION AND POSSIBILITY OF FUTHER COAL PRODUCTION DEVELOPEMENT AT RMU „SOKO“ SOKOBANJA

 Vladimir Cvetkovski, Miroslav Ignjatović, Milena Cvetkovska: ....................................................218 PROIZVODNJA METANA REDUKCIJOM UGLJEN DIOKSIDA U LIGNITU PRODUCTION OF METHANE REDUCTION CARBON DIOXIDE IN THE LIGNITE

 Drago Jurić:....................................................................................................................................................223 „ UPOTREBA ELEKTRO DETONATORA U METANSKOM REŢIMU EKSPLOATACIJE MINERALNIH SIROVINA“ USE OF ELECTRO BLASTING CAPS IN GASSY MINES

 Frank Johannes Schippers: ...............................................................................................................230 CHALLENFES U PROJEKTOVANJU I RAZVOJA VELIKOG COMPACT TIP BAGER TOĈAK SA VISOKIH PERFORMANSI ZA POVRŠINSKI KOP BUKKABRANI / MATRAI U MAĐARSKOJ CHALLENFES IN DESIGN AND DEVELOPMENT OF A LARGE COMPACT TYPE BUCKET WHEEL EXCAVATOR WITH HIGH PERFORMENCE FOR THE OPEN PIT MINE BUKKABRAN MATRAI - HUNGARY

 Roman Razpotnik:............................................................................................................................238 NOVA TEHNOLOŠKA REŠENJA DETEKTORA METALA I MAGNETNIH IZDVAJAĈA NEW TECHNOLOGICAL SOLUTIONS AND METAL DETECTORS MAGNETIC EXTRACTORS

 Dimšo Milošević, Relja Dragić, Nikolija Perić: ...............................................................................243 PROJEKCIJA KONSTRUKCIJE RAZVOJA I RADA POVRŠINSKOG KOPA „UGLJEVIK-ISTOK” PROJECTION OF DEVELOPMENT AND CONSTRUCTION WORK OPEN COST UGLJEVIK-EAST

 Ranko Stojanović, Aleksandar Ateljević, Petar Marković: ............................................................246 UPOTREBA KOMBAJNA WIRTGEN 2500 SM NA OTKOPAVANJU OTKRIVKE, A POSEBNO ĈVRSTIH SERIJA 8N SA OTPORIMA REZANJU VEĆIM OD 1000 N/cm' NA POVRŠINSKOM KOPU ''GRAĈANICA'' GACKO APPLICATION MACHINE WIRTGEN 2500 SM ON MINING WASTE AND ESPECIALLY SOLID MASS OF RESISTANCE TO CUTTING LARGER THAN 1000N/cm ’ ON OPEN PIT COAL ''GRACANICA'' GACKO

 Milivoj Vulić: .....................................................................................................................................254 PRAĆENJE KRETANJA I DEFORMACIJA U REALNOM VREMENU 1 MONITORING OF MOVEMENTS AND DEFORMATIONS IN REAL TIME MILIVOJ VULIĆ  Dragan Vuĉković, Vlado Gajić: .......................................................................................................265 TEHNOEKONOMSKI POKAZATELJI UŢETNIH I HIDRAULIĈNIH BAGERA KAŠIKARA NA POVRŠINSKOM KOPU MRKOG UGLJA „BOGUTOVO SELO“ TEHNICAL AND ECONOMICAL INDICATORS ROPE AND HIDRAULICK EXCAVATORS SHOVELLER

 Omer Musić, Šefik Sarajlić, Halid Ĉiĉkušić: ....................................................................................270 UTICAJ SLOŢENIH RUDARSKO-GEOLOŠKIH FAKTORA NA IZBOR METODE OTKOPAVANJA U RMU „ĐURĐEVIK“ - BLOK 75. THE IMPACT OF COMPLEXED MINING-GEOLOGICAL FACTORS ON THE CHOICE OF METHODS OF DIGGING FOR „DJURDJEVIK“ BURROW BLOCK 75

 Miroslav Ignjatović, Dragan Ignjatović, Dejan Mitić, Lidija ĐurĊevac Ignjatović:......................278 MOGUĆA PRIMENA PEPELA ULJNOG ŠKRILJCA IZ ALEKSINAĈKOG BASENA POSSIBLE APLICATION OF OIL SHALE’S ASH FROM ALEKSINAC’S BASIN

 Miodrag Šešlija, Nenad Lasica: .........................................................................................................284 UPRAVLJANJE KVALITETOM UGLJA NA PK „GRAĈANICA“ COAL QUALITY MENAGEMENT SISTEM FOR „GRACANICA“ OPEN PIT MINE

 Sreten Beatović, Nenad Lasica:..........................................................................................................293 TRETMAN INFILTRACIONIH I DRENAŢNIH VODA DEPONIJE PEPELA NA PK „GRAĈANICA“GACKO TREATMENT DRAINAGE AND INFILTRATION WATER ASH DEPOSITS PK GRAČANICA GACKO

 Nenad Lasica, Sreten Beatović, Stanislav Vasiljević, Zorana Milidrag, Branka Pikula:…………301 AKTIVNOSTI NA REKULTIVACIJI PK GRAĈANICA GACKO ACTIVITIES ON RECLAMATION FOR THE OPEN PIT OF GRAČANICA GACKO

 Jasminka ĐorĊević-Miloradović, Miroljub Miloradović, Nataša Savić:.................................................308 SANACIJA ODLAGALIŠTA JALOVINE SA POVRŠINSKIH KOPOVA UGLJA U KOSTOLCU GAJENJEM ULJANE REPCE (Brassica napus) I PROIZVODNJA BIODIZELA RECLAMATION DEPOSOLS FROM OPEN PIT COAL KOASTOLAC GROWING RAPE OIL (Brassica napus) AND BIODISEL PRODUCTION

 Bosiljka Stojanović, Jovan Đuković, Mihailo Nestorović, NeĊo Djurić, Nada Boţić: ...................315 ULOGA GEOTERMALNE ENERGIJE U ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE NA PODRUĈJU GRADA BIJELJINE TEH ROLE OF GEOTHERMAL ENERGY IN ENVIRONMENTAL PROTECTION IN THE AREA OF TOWN BIJELJINA

 Milorad Grujić, Blagoje Spaskovski, Miodrag Nikolić: ..................................................................321 USAVRŠAVANJE KONSTRUKTIVNIH KARAKTERISTIKA RADI SNIŢAVANJA POTROŠNJE ENERGIJE U PROCESU USITNJAVANJA

IMPROVEMENT OF THE CRUSHER CONCTRUCTION CHARACTERISTICS TO DECREASE THE POWER CONSUMPTION IN THE PROCESS

 Milenko Ljubojev, Ratomir Popović, Dragan Ignjatović, Lidija ĐurĊevac Ignjatović: ................336 TRIAKSIJALNI OGLED NA UZORKU FLOTACIJSKE JALOVINE SA BRANE 1A TRIAXIAL TEST ON THE FLOTATION TAILING DUMP SAMPLE FROM THE DAM 1A

 Milenko Ljubojev, Vesna Ljubojev, Dragan Ignjatović, Lidija ĐurĊevac Ignjatović:..................345 IZBOR TRASE NOVOG TUNELA KRIVELJSKE REKE SELECTION OF THE NEW KRIVELJ’S RIVER TUNNEL LINE

 Stana Profirović, Novka Ţivadinović, SljaĊana Šćopić Topalović:.................................................349 MOGUĆNOST POBOLJŠANJA TEHNOLOŠKIH REZULTATA PRERADE ŠLJAKE PLAMENE PEĆI U FLOTACIJI BOR MEŠANJEM ŠLJAKE I STARE FLOTACIJSKE JALOVINE THE POSSIBILITY OF TEHNOLOGICAL IMPROVEMENT OF SLAG PROCESSING IN FLOTATION PLANT BOR MIXUNG SLAG AND OLD WASTE FLOTATION TAILINGS

 Aleksandar Petković, Goran Stojić, Sonja Petković, Ivana Profirović: .........................................356 KOMBINOVANA PRERADA RUDE RUDNOG TELA “T” POGONA JAMA BOR I POGONA FLOTACIJA BOR COMBINED PROCESSING OF THE ORE BODY “T” FROM JAMA BOR AND FLOTATION PLANT BOR

 Jasmina Lilić, Vesna Filipović, Predrag Golubović: .......................................................................363 REKULTIVACIJA STAROG BORSKOG KOPA UZ PRIMENU NOVIH TEHNOLOGIJA BOR MINE RECULTIVATION OLD WITH USE OF NEW TECHNOLOGY

 Ruţica Lekovski, Zoran Vaduvesković, Miomir Mikić:...................................................................371 ZAŠTITA ŢIVOTNE SREDINE OD UTICAJA POVRŠINSKIH KOPOVA KRAKU BUGARESKU – CEMENTACIJA I CEROVO ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OPEN PIT KRAKU BUGARESKU - CEMENTACIJA AND CEROVO INFLUENCE

 Dimĉa Jenić, Predrag Golubović: .....................................................................................................379 ZAŠTITA ŢIVOTNE SREDINE OD RUDNIĈKIH VODA POVRŠINSKOG KOPA CEROVO, RTB – BOR, SRBIJA ENVIRONMENTAL PROTECTION FROM COPPER MINE „CEROVO“ WASTE WATER, RTB-BOR, SERBIA

 Milenko Jovanović, Miroslava Maksimović, SrĊana Magdalinović, Vladan Marinković:.............387 ISKORIŠĆENJE BAKRA SA ODLAGALIŠTA "DEPO ŠLJAKE 1" COPPER UTILIZATION FROM DEFERMENTATION OF SCORIA "DEPO ŠLJAKA – 1"

 Zoran Stojanović, Dejan Mitić:.........................................................................................................393 TRETMAN OTPADNIH VODA NA PODRUĈJU LEŢIŠTA “ĈOKA MARIN 1” TREATMENT OF WASTE WATER IN BEARINGS "ČOKA MARIN 1"

 Zoran Stojanović, Dejan Mitić:.........................................................................................................400 SANACIJA I REKULTIVACIJA ZEMLJIŠTA USLED UTICAJA RUDARSKIH RADOVA NA PODRUĈJU LEŢIŠTA “ĈOKA MARIN 1” RECULTIVATION LAND REHABILITATION AND IMPACT FROM THE AREA MINING DEPOSITS ČOKA MARIN 1

 Petar ĐorĊević, Zlatko Belić: ..........................................................................................................408 PRIMENA „SWELLEX“ I „FIBERGLASS“ SIDARA U RUDNIKU „RUDNIK“ USE OF SWELLEX AND FIBERGLASS ANCHORS IN THE MINE „RUDNIK“

 Slobodan Ilić:.....................................................................................................................................412 SAVREMENA KONTROLA KVALITETA RUDARSKIH PROIZVODA CONTEMPORARY QUALITY CONTROL OF MINING PRODUCTS

 Mirjana Stojanović, Jelena Milojković, Dragi Stevanović, Milan Adamović, Deana Ileš: .............421 PRIMENA ALUMOSILIKATNIH MATERIJALA U REMEDIJACIJI ZEMLJIŠTA KONTAMINIRANIH URANOM APPLICATION OF ALUMOSILICATE RAW MATERIALS FOR REMEDIATION OF URANIUM CONTAMINATED LAND

 Miro Maksimović, Ljiljana Rudić Mikić:..........................................................................................429 OBAVEZNI SADRŢAJ UPROŠĆENIH RUDARSKIH PROJEKATA BIOLOŠKE REKULTIVACIJE OBLIGATORY CONTENT OF SIMPLIFIED MINING PROJECTS IN BIOLOGICAL

 Nenad Malić, Vladimir Bijelić, Goran Kovaĉević: ..........................................................................437 REKULTIVACIJA TEHNOGENIH ZEMLJIŠTA U REPUBLICI SRPSKOJ RECLAMATION OF ТEHNOGENIOUS SOIL IN THE REPUBLIC OF SRPSKA

 Bogdanka Tubin, Rade Ĉeprnja, Miroslav Glušac: .........................................................................445 RIZICI ZAGAĐENJA I MJERE ZAŠTITE POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA OD DEPONIJA ELEKTROFILTERSKOG PEPELA RISKS AND POLLUTION PROTECTION MEASURES SURFACE AND GROUND WATER ASH TAILING

 Dragan Milanović, Miroslav Ignjatović, Ljubiša Obradović, SrĊana Magdalinović, Danijela Urošević: .......................................................................................450 SEPARACIJA KVARC NIH MINERALNIH SIROVINA IZ LEŢIŠTA “KAONA” KOD KUĈEVA SEPARATION OF RAW QUARTZ MINERAL MATERIAL FROM “KAONA” ORE DEPOSITS NEAR KUČEVO

 Ratomir Popović, Milenko Ljubojev, Mile Bugarin:.........................................................................460 ANALIZA ZAKONITOSTI ĈVRSTOĆE STENA NA PRIMERU PEŠĈARA SA TRASE TUNELA „KRIVELJSKA REKA“ ANALYSIS OF ROCK STRENGTH LEGALITY ON SANDSTONE SAMPLES FROM “KRIVELJ RIVER” TUNNEL LINE

 Rajko Dukić, Dragan Simić, Branko Perišić:....................................................................................466 NOVE KONCEPCIJE EKSPLOATACIJE RUDE BOKSITA SA ASPEKTA ISKORIŠTENJA SIROVINSKE BAZE I ZAŠTITE ŢIVOTNE SREDINE NEW CONCEPTION OF EXPLOATATION OF BAUXITE ORE FROM THE ASPECT OF UTILIZATION OF RAW MATERIALS AND ENVIROMENTAL PROTECTION

 Nebojša Miletić: .................................................................................................................................474 GEOMEMBRANE U RUDARSTVU, PRIMENA KROZ PRIMERE GEOMEMBRANES PRACTICE AND CASE STORIES

 Dragan Milanović, Zoran Marković, Slobodan Radosavljević, Miroslav Ignjatović, Zrinka Milanović:.........................................................................................480 REAGENSI I FLOTACIJA MINERALA ŠELITA REAGENTS AND SCHEELITE MINERALS FLOTATION

 Ţivko Sekulić, Miloš Đokanović, Vladimir Jovanović, Branislav Ivošević, Milan Petrov, Aleksandra Daković: .................................................................................................492 ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI PRIMENE KVARCNE SIROVINE IZ LEŢIŠTA BIJELA STIJENA – «BOKSIT» MILIĆI INVESTIGATION OF POSSIBILITY FOR APPLICATION OF QUARTZ RAW MATERIAL FROM BIJELA STENA DEPOSIT – “BOKSIT” MILIĆI

 Aleksandra Daković, Milan Kragović, Ţivko Sekulić, Sonja Milićević, SrĊan Matijašević, Mirjana Stojanović:...........................................................................................498 PRIMENA PRIRODNIH ZEOLITA U ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE NATURAL ZEOLITES – ENVIRONMENTAL FRIENDLY MATERIALS

 Milan Petrov, Radmila Marković, Ljiljana Mladenović, Melina Vukadinović:..............................504 MODIFIKOVANJE MINERALNOG OTPADA MODIFYNG MINERAL WASTE MATERIAL

 Zoran Janković:.................................................................................................................................512 UTICAJ TVORACA NAUĈNOG MENADŢMENTA NA SADAŠNJE STRUKTUIRANJE DOMAĆIH PREDUZEĆA EFFECTS CREATOR OF SCIENTIFIC MANAGEMENT FOR PRESENT STRCTURING DOMESTIC COMPANIES

 Dragomir Zeĉević, Milan Popović, Momir Petrović:.......................................................................520 ZAŠTITA VAZDUHA, VODE I ZEMLJIŠTA OD UTICAJA EKSPLOATACIJE RUDE BORA U POBRĐU – BALJEVAC PROTECTION OF AIR, WATER AND SOIL FROM THE EFFECTS OF BOR IN POBRĐE - BALJEVAC

 Milinko Košanin, Dragomir Zeĉević, Milan Popović: .....................................................................526 PERSPEKTIVA EKSPLOATACIJE NEMETALIĈNIH MINERALNIH SIROVINA U IBARSKOJ DOLINI PERSPECTIVE NON METALIC MINERAL RAW MATERIAL EXPLOITATION IN IBAR VALLEY

 Branislav Radošević, Bogdan Radošević:.........................................................................................532 ZAŠTITA NA RADU U RUDARSTVU U SRBIJI – POREĐENJE SA GLOBALNIM TRENDOVIMA

 Miodrag ĐurĊević, Zorica Petrović, Mihailo Marjanović:..............................................................534 OPSTRUKTIVNE BOLESTI PLUĆA NA TERITORIJI OPŠTINE LAZAREVAC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE LAZAREVAC IN THE TERRITORY OF THE MUNICIPALITY LAZAREVAC

Rudarstvo 2010 / Mining 2010

RUDARSTVO I ODRŢIVI RAZVOJ U SRBIJI MINING AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN SERBIA Nadeţda Ćalić1, Ljubiša Andrić2 1 2)

Rudarski fakultet Prijedor, Univerzitet u Banja Luci, Republika Srpska Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd

IZVOD Rudarstvo u Srbiji predstavlja osnovu za mnoge industrijske grane, a samim tim industrijskog razvoja i ekonomiju cele zemlje. Sa sigurnošću se moţe reći da je rudarsvo u Srbiji bilo veoma vaţan pokretaĉ privrednog razvoja tokom celog prošlog veka. Intenzivan razvoj rudarstva na prostorima današnje Srbije, poĉeo je nakon Drugog svetskog rata, kada je veliki broj rudnika otvoren u okviru privrede u drţavnom vlasništvu. U to vreme, rudarstvo je predstavljalo jedno od bitnih osnova ekonomije podrazumevajući: visok stepen rudarske proizvodnje, meĊusobnu povezanost izmeĊu rudarstva i preraĊivaĉke industrije, veliki broj zaposlenih i veliki broj kupaca-potrošaĉa. Zlatno doba za rudarstvo na ovim prostorima bilo je u periodu od 1969-1980. god. Za to vreme, veliki broj rudnika i najmodernijih postrojenja za pripremu mineralnih sirovina visokih kapaciteta, sagraĊeni su u tom periodu, a stara postrojenja su rekonstruisana sa inovacijama koje su se odnosile na povećanje kapaciteta, optimizaciju procesa, ekonomiju i ekologiju. Kljuĉne reĉi: rudarstvo, odrţivi razvoj, priprema mineralnih sirovina, metali, nemetali. ABSTRACT Mining in Serbia represents fundament for industry, and by that also for the economy of whole country. We could say that mining in Serbia was important driver of the country‟s economy development during the whole last century. Intensive development of mining in the regions of today‟s Serbia started after the Second World War, when a great number of mines were open within the economy of the state‟s ownership. Minining was one of the essential economy fundamentals (high value of mining production, interconnection of mining production and refinement industry, high number of employees and big customer–consumer). One could say that the gold era of mining in these regions was the period of twenty years between 1960 and 1980. A great number of, for that time, most modern mining and mineral processing plants for high capacities was built in that period, or old plants were reconstructed with the innovations which implied significant capacity increase and optimization of process from the aspect of technology, economy or ecology. Key words: mining, sustainable development, mineral processing, metals, nonmetals.

UVOD U toku sledećih 50 godina svet će koristiti pet puta više mineralnih sirovina od onih koje su iskopane do 2000-dite godine. Da bi se zadovoljio predviĊeni rast zahteva, rudarstvo mora da se razvija kao kompetitivan sektor u meĊunarodnim okvirima, poduprt inovacijama i tehnologijom. U junu 1998. godine, Predsedavajući Nacionalnog rudarskog udruţenja SAD i ministar za energiju sporazumeli su se da ostvare partnersku saradnju u tehnološkom istraţivanju, rudarska industrija u budućnosti. Posle potpisivanja sporazuma, rudarska industrija je izradila dokument “Budućnost poĉinje sa rudarstvom (The Future Begins With Mining): Vizija rudarske industrije u budućnosti” koja je završena u septembru 1998. godine. U ovom dokumentu prikazuje se pozitivna i produktivna perspektiva koja determineše dugoroĉne ciljeve rudarstva u SAD do 2030. godine. Koristeći tu viziju kao smernice, uraĊen je projekat “Rudarska industrija u budućnosti” na globalnom nivou, koji odreĊuje putokaze za postizanje ciljeva rudarske industrije: (primena naprednih

1


tehnologija ukljuĉujući satelitske komunikacije, kompjutersko modelovanje i korišćenje pametnih senzora, veću primenu informacionih tehnologija u cilju efikasnijeg i pouzdanijeg prilagoĊavanja rudarske industrije novom kompetitivnom okruţenju, posebno u pogledu zaštite okoline i povećanja bezbednosti i traţenja mogućnosti da se zadovolje zahtevi potrošaĉa u pogledu koliĉina i kvaliteta po kompetitivnim troškovima), a mnoge zemlje preuzele su osnovne smernice iz ovog dokumenta i izgradile svoje strategije razvoja rudarstva. Utisak autora je da sa Srbijom to nije sluĉaj, da je rudarstvo u Srbiji prepušteno samo sebi i da drţava ne pokazuje interes da rudarstvu da znaĉaj kakav je imalo polovinom prošlog veka. S‟druge strane ĉak i školovani rudarski inţenjeri kao da ne umeju da prepoznaju pravu i savremenu vrednost mineralne sirovine, a da o novim vlasnicima rudnika i ne govorimo. Reĉi “budućnost poĉinje rudarstvom” kriju veoma vaţnu, a ĉesto nevidljivu ulogu koju rudarsto igra u ekonomiji drţava i ţivotima pojedinaca. Kada govorimo o rudarstvu mislimo o svim aktivnostima vezanim za mineralne sirovine do dobijanja proizvoda trţišne vrednosti, naravno ukljuĉujući logistiĉku podršku rudarstvu, a naroĉito istraţivanje leţišta, pripremu mineralnih sirovina i ekonomsku geologiju. U najnovije vreme tranzicija, moţemo slobodno reći naše civilizacije, od ekonomskog razvoja ka ekološki odrţivom razvoju, pošla je od iscrpljivosti ograniĉenih rezervi neobnovljivih mineralnih sirovina i veoma ubrzanog zagaĊivanja ţivotne sredine kao posledice nekontrolisanog industrijskog razvoja i enormnog porasta broja stanovnika. Ova globalna tranzicija u centar paţnje stavlja oĉuvanje i unapreĊenje ţivotne sredine. Na samom poĉetku, poslednjih decenija prošlog veka priliĉno licemerno rudarstvo je kao veliki zagaĊivaĉ anatemisano, zanaĉajan broj rudnika u Zapadnoj Evropi pri ĉemu je zatvoren i znatan broj škola iz oblasti rudarsta ili je prestalo sa radom ili zanaĉajno smanjilo svoje kapacitete. Suprotno oĉekivanjima, paralelno sa implementacijom principa odrţivog razvoja proizvodnja i potrošnja najvećeg broja mineralnih sirovina u svetu nastavila je rast tako da je, obuhvatajući i energetske sirovine (bez prirodnog gasa) dostigla obim od oko 25 milijardi tona godišnje. U 2003. godini proizvedeno je: 3.596.000.000 t sirove nafte; 2.666.000 miliona m3 prirodnog gasa; 5.080.000.000 t uglja; 1.238.000.000 t rude gvoţĊa; 155.000.000 t boksita; 13.600.000 t bakra u rudi; 3.000.000 t olova u rudi; 2.520 t zlata; 453 t platine; 96.800.000 t gipsa; 20.800.000 t magnezita; 15.000.000 t feldspata; 1.660.000 t grafita; 6.300.000 t barita; 1.660.000 t dijatomita itd. Daleko najveću koliĉinu materijala koji se eksploatiše, preko 15 milijardi tona, ĉine prirodni graĊevinski materijali. Nije potrebno ni naglašavati da, bez obzira gde se eksploatacija ovih sirovina vrši, neuporedivo najveću potrošnju po stanovniku praktiĉno svih sirovina, katkada i više desetina puta u odnosu na nerazvijene, imaju razvijene zemlje, na prvom mestu Sjedinjene Ameriĉke Drţave. Naime, svake godine proseĉan amerikanac potroši preko 23 tone razliĉitih proizvoda na bazi mineralnih sirovina, ukljuĉujući i 3.5 t uglja za dobijanje energije. Zaposleni u rudarstvu zaraĊuju najviše plate, za oko 60% više u odnosu na prosek plata u ostalim granama industrije. Nasuprot popularnim percepcijama, rudarska industrija ima nisku stopu povreda na radu, niţu od stope povreda u prodavnicama, bolnicama i hotelima. U 1997. godini ukupna vrednost direktne rudarske proizvodnje u SAD iznosila je 39.5 milijardi $. Samo proizvodnja mineralnih sirovina za graĊevinarstvo i poljoprivredu imala je vrednost u iznosu od 27.1 milijardi $. U Evropskoj Uniji (EU), u ekstraktivnoj industriji (bez uglja, nafte i gasa) zaposleno je oko 190.000 lica, od ĉega je 140.000 u proizvodnji prirodnih graĊevinskih materijala. U podsektoru industrijskih minerala i prirodnih graĊevinskih materijala u EU, ostvaruje se oko 20% ukupne svetske proizvodnje (prirodni kamen, kaolin, feldspat, potaša), ali to je svega 2-3 % kada su u pitanju metaliĉne mineralne sirovine. Ukupan uvoz mineralnih sirovina u zemljama EU imao je vrednost u toku 1998. godine od 21,5 milijardu evra. Najveći snabdevaĉi su bili: Brazil, J. Afrika i Kina (Ecmo, 2002). Kada se pogledaju i analiziraju ovi podaci u Srbiji, kao da se sve ĉini da se znaĉaj rudarstva umanji, (12).

2


KRATAK ISTORIJSKI PREGLED RAZVOJA RUDARSTVA U SRBIJI U toku devetnaestog veka, oĉekujući veliki profit od rudarstva u Srbiji domaći i strani investitori su bili vrlo zainteresovani za ovo podruĉje. Naţalost, pokazalo se da je podruĉje Srbije bogato raznovrsnim siromašnim i srednjebogatim kompleksnim rudarma. Veoma ĉesto citirani Baron fon Herder koji je imao znaĉajnu ulogu u poĉecima razvoja rudarstva u prvoj polovini devetnaestog veka, u svojim spisima naglasio je potrebu izgradnje separacija, što jasno govori da nisu postojale rude koje bi se mogle direktno metalurški preraĊivati. Poĉetkom dvadesetog veka postalo je jasno da se razvoj rudarstva ne moţe zamisliti bez razvoja pripreme mineralnih sirovina. Poĉetkom dvadesetog veka u svetu je došlo do veoma znaĉajnih otkrića, a patentirani postupci su se odmah i praktiĉno primenjivali u Srbiji. U eri veoma brzog razvoja flotacijske koncentracije (dvadesetih godina prošlog veka) i otkrića i patentiranja ksantata kao kolektora za sulfidne minerale već 1929. godine u Boru, je poĉela sa radom prva flotacija minerala bakra, jedna od prvih u svetu koja je koristila ksantat kao kolektor. Za uspešnu eksploataciju relativno siromašnih ruda olova i cinka u Srbiji, za više od osamdeset godina veliku zaslugu ima i patent Seridan-Grisvold po kome je cijanid, u kombinaciji sa cink sulfatom veoma moćan selektivni deprimator svih sulfidnih minerala obojenih metala prema galenitu. Zahvaljujući tome 1930. godine izgraĊeno je postrojenje za flotiranje olovo-cinkovih ruda u Zveĉanu i kasnije u Lecu 1934. godine. Pored toga izgraĊena su moderna postrojenja na gravitacijsku koncentraciju uglja, u mašinama taloţnicama i u teškoj sredini i savremeno postrojenje za gravitacijsku i flotacijsku koncentraciju ruda antimona u Zajaĉi. Intenzivan razvoj rudarstva na podruĉju današnje Srbije nastaje praktiĉno posle II svetskog rata, kada je otvoren veliki broj rudnika u uslovima drţavne ekonomije. U ovom periodu izgraĊen je veliki broj tada najmodernijih postrojenja za pripremu mineralnih sirovina visokog kapaciteta, ili su rekonstruisana stara postrojenja sa inovacijama koje su oznaĉavale znaĉajno povećanje kapaciteta i optimizaciju procesa u tehnološkom, ekonomskom ili ekološkom smislu. U periodu od 1946 do 1970. godine, otvarani su instituti sa dobro opremljenim odeljenjima za pripremu, a ujedno poĉeli su da se obrazuju i kadrovi na posebnim smerovima. Tako su izgraĊena postrojenja srednjih i velikih kapaciteta za flotacijsku koncentraciju ruda bakra (Bor, Veliki Krivelj, Cerovo, Majdanpek) olova i cinka, sa pratećim korisnim komponentama (Zveĉan, Stari Trg, Leposavić, Rudnica, Lece, Rudnik), zatim postrojenja za gravitacijsku koncentraciju magnezita (Šumadija, Bela Stena, Strezovci, Goleš), azbesta (Stragari), uglja (Kolubara, Resavski rudnici, Aleksinaĉki rudnici) hroma, postrojenja za magnetsku separaciju magnezita i serpentina (Zlatibor, Šumadija), i kvarcnih peskova, flotacijska postrojenja za koncentraciju feldspata i kvarcnog peska, optiĉka sepracija za koncentraciju magnezita (Goleš) i kalcita. Polovinom sedamdesetih godina u Boru je radilo mikrobiološko luţenje koje je sada jedan od "hitova" u pripremi mineralnih sirovina itd. U ovom, "zlatnom", periodu po tehnološkim rešenjima, nauĉno-istraţivaĉkom radu, ostvarenim kapacitetima i tehnološkim rezultatima, kao i po ugraĊenoj opremi, priprema mineralnih sirovina u Srbiji bila je u samom svetskom vrhu. Danas, mnogi obrazovani rudarski inţenjeri drugih specijalnosti u svakom trenutku iz nerazumljivih razloga (neprincipijelna konkurentska borba za projekte ili mesto bliţe fondovima) ţele da ponište znaĉaj pripreme mineralnih sirovina za eksploataciju ruda i nekavalitetnih ugljeva i time svesno ili nesvesno utiĉu na zaostajanje razvoja rudarstva u Srbiji i umanjuju rezerve eksploatabilne rude. S‟obzirom na drţavnu ekonomiju, bez veoma ozbiljne analize podataka kroz ceo ovaj period, o ekonomiĉnosti proizvodnje eksploatacije rude ne bismo mogli ništa da tvrdimo. Od osamdesetih do 1990. godine stanje u rudarstvu deklarativno se odrţavalo usporenim tempom razvoja, a zapravo se radilo o neekonomiĉnoj eksploataciji i neprincipijelnom poslovanju.

3


Poslednjih nekoliko decenija došlo je do znaĉajnog pada rudarske proizvodnje. Razlozi za to su višestruki: nedovoljna ulaganja znanja i sredstava u razvoj novih tehnologija za eksploataciju, pripremu i preradu mineralnih sirovina na osnovu kojih bi mogle da budu valorizovane i sirovine niţeg kvaliteta; znaĉajno smanjenje obima geoloških istraţivanja i pripreme novih rezervi usled intenzivne eksploatacije mineralnih sirovina, sa tzv. „raubovanjem“ leţišta, što ima za posledicu pad kvantiteta i kvaliteta mineralne sirovine na kojoj se bazira proizvodnja, (5,6,7). SADAŠNJOST Srbija spada u red zemalja sa raznovrsnim, ali ne i dovoljno bogatim mineralnim resursima. Zastupljene su energetske mineralne sirovine, pre svega ugalj, nafta i gas, zatim metaliĉne sirovine kao što su bakar, olovo, cink, antimon, nikl, a tome nizu pripadaju zlato, srebro, bizmut, kadmijum, platina, selen, molibden, titan, radijum, paladijum i drugi retki i plemeniti metali i mineralne sirovine koje sluţe kao industrijski i graĊevinski materijal. ENERGETSKE SIROVINE U Srbiji postoji 13 bituminoznih basena uglja i 33 basena mrkog uglja. Sada se ugalj eksploatiše u 13 basena (u dva bituminozna basaena i u 11 basena mrkog uglja). Geološke rezerve mrkog uglja u Srbiji iznose do 23,59 milijardi tona, a ekonomske reserve su 4,5 milijardi tona. Najveći resursi nalaze se u Kosovskom basenu. Geološki resursi bituminoznog uglja iznose oko 21 Mt, a ekonomski oko 8,2 Mt. Prema današnjim znanjima najveći ekonomski znaĉaj za produkciju elektriĉne energije imaju meki mrki ugljevi (ligniti). Osnovna obeleţja naših lignita su relativno velike rezerve, velika debljina ugljenih slojeva, mala dubina i nizak kvalitet. Energetski potencijal Srbije: ugalj 85 %, hidropotencijal, uljni škriljci i obnovljivi izvori energije 6,5 %, nafta i gas 5,3 %, uran 3,2 %. Nivo proizvodnje uglja u Republici Srbiji je oko 35 miliona tona godišnje, lignita 98,5 %, mrkog uglja 1% i kamenog uglja 0,2 %. U Srbiji se 65 % elektriĉne energije dobija na bazi niskokvalitetnog lignita. U Srbiji bez Kosova oko dve trećine proizvodnje lignita potiĉe sa površinskih kopova Kolubare, a jedna trećina sa površinskih kopova Kostolca. Rudnici sa podzemnom eksploatacijom predstavljaju proizvodne pogone sa malim kapacitetom u kojima se eksploatišu visokokvalitetni kameni i mrki ugljevi (Resavski rudnici, Ibarski rudnici, Bogovina, Jasenovac, Lubnica, Jarando, Vrška Ĉuka, Štavalj, Soko). U svim rudnicima sa podzemnom eksploatacijom, pored usitnjavanja i klasiranja vrši se ĉišćenje krupnih klasa u suspenzijama. U rudnicima sa površinskom eksploatacijom, u Kolubari i Kostolcu, primenjeni su postupci usitnjavanja i klasiranja. Samo manji deo sirovine u Kolubari se podvrgava procesu ĉišćenja u teškoj sredini, a jedan deo uglja podvrgava se i sušenju u autoklavama po psotupku Fleisner, koji je u svetu dosta davno odbaĉen kao neekonomiĉan. Sitne klase koje po pravilu sadrţe dosta gline, peska ili drugih neĉistoća se ne ĉiste. Osnovni problemi sa kojim se sreće eksploatacija uglja, jeste konstantno smanjenje energetske moći rovnog uglja, zbog visokog prisustva jalovine i neverovatno velikih otpora da se pristupi makar i najjednostavnijim postupcima ĉišćenja uglja. To je verovatno zato što je na neki naĉin termoenergetika ucenjena da praktiĉno ne postavlja pitanje kvaliteta uglja na ulazu u kotlove, bez obzira kako se to odraţava na rad energetskih postrojenja, (1,5,6,7,11).

4


NEMETALIĈNE SIROVINE I INDUSTRIJSKI MINERALI Leţišta nemetaliĉnih mineralnih sirovina u Srbiji su brojna i raznovrsna. MeĊu pedesetak zastupljenih vrsta, oko 700 leţišta i oko 200 rudnika u eksploataciji nemetaliĉnih mineralnih sirovina, nesumnjiv ekonomski znaĉaj imaju: sirovine koje su eksploatisane ili se eksploatišu (barit, dolomit, kaolin, opekarska glina, feldspat, beli boksit, zeolit, bentonit, keramiĉke i vatrostalne gline, graĊevinski i arhitektonski kamen, prirodni mineralni pigmenti, ekspandirajuća glina, kreĉnjak, gips, dijatomiti, magnezit, silicijumske sirovine-kvarcni pesak, kvarcit, opalski silicijum); sirovine ĉije su rezerve i kvalitet utvrĊeni, ali do sada nisu eksploatisane (fluorit i borni minerali); sirovine sa uslovno bilansnim rezervama (fosfati, volastonit, alunit, aluminijum-silikati, vermikulit, graniti, pirofilit) i sirovine ĉija leţišta mogu da se oĉekuju u Srbiji (kamena so i liskuni). Kvarcni pesak (pešĉar) se eksploatiše iz više leţišta. Za staklarsku i livarsku industriju kvarcni pesak se dobija i preraĊuje u okviru sledećih kompanija: Rudnik i flotacija Rgotina, Rudnik i flotacija Bela Reka–Bor, Nemetali Ub, Ĉuĉuge, Slatina Kopovi, Nemetali Valjevo (rudna tela Ĉuĉuge, Slatina, BogovaĊa). Kaolinisani granit se preraĊuje u Šamot AranĊelovac, a dobija se iz rudnika sa separacijama Garaši, Ţitkovci i Ploĉnik). Magnezit, u periodu od 60-ih do devedesetih godina, predstavljao je veoma znaĉajan mineral za razvoj industrije u Srbiji, danas se vezuje za zapadnu Srbiju, za rudna tela duţine od nekoliko stotina metara i dubine koja uobiĉajeno prelazi 100 m. Magnezit je povezan sa malim koliĉinama dolomita, kvarca i kalcita. U blizini Bele stene, nekada sinonima za rudu magnezita sada su interesantne nove ekstenzije u kojima dominiraju minerali bora na lokalitetima Piskanja i PobrĊski potok (7 Mt sa sadrţajem 35-39 % borata). Znaĉajno je pomenuti i projekat eksploatacije bazalta na lokalitetu Vrelo, u blizini Kuršumlije. Bazaltna vlakna će zameniti azbest koji, navodno, ima štetne efekte. Kaolin i kaolinske gline su eksploatisane na lokalitetima Bare i Rudovci na severu i na lokalitetu Karaĉevo na jugu Srbije. U Srbiji postoje tri aktivne cementare - Beoĉin (1,2 Mt/ godišnje), Popovac (0,8 Mt/godišnje), Kosjerić (0,5 Mt/godišnje). Mineralne sirovine, laporac i kreĉnjak, eksploatišu se u blizini cementara. Leţište Lipnica (gips) je takoĊe eksploatisano za potrebe industrije cementa. Feldspat, liskun i kvarc se dobijaju iz leţišta pegmatita Vidovaĉki krš u blizini Prokuplja i Samoljica kod Bujanovca. Godišnja proizvodnja je 50.000 t koncentrata feldspata, 36.000 t kvarca i 14.000 t liskunskog koncentrata. Leţište kvarcnog peska Rgotina eksploatiše se na dva površinska kopa. Tuf i opalska breĉa u Katalencu se uglavnom koriste u industriji cementa. Leţište volastonita Jaram (ili Duboka) nalazi se na istoĉnoj strani kopaoniĉkog granodioritskog masiva. Ruda sadrţi 60-70 % volastonita, 2-16 % karbonata i 4-12 % kvarca. Iako komercijalna proizvodnja joše nije zapoĉeta, testovi pokazuju dobar sadrţaj volastonita. Uprkos opštem trendu pada industrijske proizvodnje u Srbiji, industrija graĊevinskog materijala je znaĉajna i profitabilna industrijska grana koja doţivljava kontinuirani rast (u 2000. godini zabeleţen je porast od 20 odsto), a oslonjena je pre svega na mineralne sirovine, odnosno na rudarstvo. To su fabrike cementa: u Beoĉinu, Kosjeriću i Novom Popovcu, industrija opeke: u Kikindi, Novom Beĉeju, Novom Pazaru, Rumi, Kanjiţi i dr. Eksploatacija tehniĉkog i arhitektonskog kamena je takoĊe profitabilna rudarska delatnost i odvija se na površinskim kopovima kod Uba, Topoli, Jelen Dolu, AranĊelovcu i dr. Najznaĉajniji i potencijalno najznaĉajniji nemetaliĉni resursi Srbije su bentonit, bor, refraktorne gline, gips, dijatomit, zeolit, kaolin, kvarcni pesak, cementni laporci, keramiĉke gline, kreĉnjaci, magnezit, dolomit, fosfati, graĊevinski i ukrasni kamen, (5,6,7,8).

5


Za pripremu nemetaliĉnih mineralnih sirovina u Srbiji danas moţe se reći da je na nezavidnom nivou i da na rudnicima uglavnom ne postoje struĉnjaci za pripremu mineralnih sirovina što je verovatno i razlog da se uglavnom pruţaju otpori uvoĊenju i najjednostavnijih procesa, a kamoli sloţenih procesa pripreme mineralnih sirovina u cilju dobijanja visokokvalitetnih proizvoda. Odgovarajući procesi pripreme mineralnih sirovina mogu da utiĉu na znaĉajno povećanje rezervi i poboljšanje kvaliteta i proširivanje sortimana proizvoda. Utisak autora ovog rada je da je to svojevrsno „raubovanje“ leţišta“ i sabotaţa odrţivog razvoja. Skoro je neverovatno koliko se mala sredstva ulaţu da se ispitaju mogućnosti dobijanja visokokvalitetnih koncentrata koji bi se mogli koristiti u zahtevnijim industrijama. Izgleda, da je srpskom rudarstvu nemetala najpogodnije da na primitivnijim postupcima eksploatacije proizvode najnekvalitetnije i najjeftinije proizvode, vodeći raĉuna samo o tome da je proizvodnja jeftinija i da se uloţeni novac što brţe vrati. Etika oĉuvanja neobnovljivih resursa i stavljanja kvaliteta proizvoda i proizvodnje u prvi plan ĉuva se za deklaracije. METALIĈNE SIROVINE I INDUSTRIJSKI MINERALI Nalazišta metaliĉnih resursa ne spadaju u red bogatih, ali mogu doprineti ekonomskom razvoju Srbije. I dalje su najinteresantnije rude bakra i rude olova i cinka. Rude bakra su od ekonomski najznaĉajnijih mineralnih sirovina (borska metalogenetska zona). Prognozni potencijal borske metalogenetske zone procenjen je na 8 mil. tona bakra i 350 t zlata u porfirskoj mineralizaciji i 1,5 Mt bakra i oko 100 tona zlata u mineralizaciji sulfidnih masiva. Rudarsko-topioniĉarski basen Bor u svojim rudnicima proizvodi rudu bakra u koliĉinama koje su znaĉajne na regionalnom nivou i svojom aktivnošću podstiĉe razvoj ĉitavog regiona. Sekundarno izdvajanje plemenitih metala iz rude bakra je takoĊe znaĉajno. Leţišta antimona karakteristiĉna su za Podrinje u zapadnoj Srbiji, pri ĉemu su najznaĉajnija Zajaĉa, Rujevac i Stolice. Zadovoljavajući sadrţaj nikla u leţištima RuĊinci i Veluća u gornjem delu toka Morave sa rezervama procenjenim na 17 Mt i sadrţajem nikla 1,15-1,20 %, predstavlja znaĉajan potercijal ove rude. Ono što je karakteristiĉno za ova leţišta jeste da se govori o milionima tona metala, ali se ne kaţe da nije utvrĊen postupak pripreme mineralnih sirovina, zahvaljujući kome bi taj metal mogao biti valorizovan. Najznaĉajnije podruĉje u Srbiji za rudu olova i cinka je kopaoniĉka metalogenetska zona, Trepĉa (Stari trg, Belo brdo, Novo brdo, Ajvalija). Prognozne geološke rezerve rude olova i cinka procenjene su na 45 Mt rude sa sadrţajem metala od 6,3 % ili 140 Mt sa sadrţajem 3,0-4,5 % olova i cinka. U Srbiji (bez teritorije Kosova) postoji nekoliko perspektivnih rudnika olova i cinka. Postojeći rudnici su: Rudnik sa kapacitetom do 200,000 t/ godišnje, Suva ruda posle rekonstrukcije imaće kapacitet od 450,000 t/god. i Rudnik Lece, koji će posle rekonstrukcije imati kapacitet do 180,000 t/god. Rudnici Podvirovi i Grot sa flotacijom u izgradnji imaće kapacitet od 150,000 t/god. Zajedniĉko za ove rudnike je da se preraĊuju ili će se preraĊivati kompleksne rude olova i cinka uz prisustvo pratećih korisnih metala kao što su srebro (Suva ruda), bakar i srebro (Rudnik, Podvirovi i Grot), srebro i zlato (Lece). Pored plemenitih metala i bakra ove rude sadrţe i bizmut, kadmijum, nikal itd. TakoĊe, eksploatisanje olovo-cinkove rude u Srbiji vrši se i podzemnim naĉinom eksploatacije, pri ĉemu su to rudnici malog do srednjeg kapaciteta. Ţelezare i topionice u Srbiji rade na bazi uvoznih sirovina i starog gvoţĊa. Danas nema aktivnih rudnika gvoţĊa, a legirajući metali dobijaju se kao prateći elementi ruda obojenih metala. U Srbiji se nalazi više leţišta crnih metala, ali rezerve gvoţĊa, mangana, hroma i titana nisu dovoljne da zadovolje crnu metalurgiju, a povećanje njihovih rezervi vezano je za dalja intenzivnija istraţivanja kako geološka, tako i tehnološka, (3,10).

6


PROBLEMI

-

-

-

-

Najznaĉajniji problemi rudarstva su: zastarela i nepotpuna zakonska rešenja iz oblasti rudarstva i geoloških istraţivanja, nasleĊeni problemi iz prethodnog perioda vezani za naĉin organizovanja, pravni status rudarskih preduzeća te netrţišni naĉin njihovog poslovanja. Rudnike u Srbiji, osim rudnika za površinsku eksploataciju uglja karakteriše: smanjenje kvaliteta rude u leţištu, smanjenje koliĉine preraĊene rude, zastarela oprema, visoki troškovi i utrošak energije po toni korisne komponente, neodgovarajuća projektantska i zastarela rešenja. Aktuelno stanje rudarstva na manje više svim postrojenjima u Srbiji odreĊeno je sledećim zajedniĉkim ĉiniocima: postrojenja su projektovana šezdesetih do osamdesetih godina, rezerve relativno bogatih ruda su iscrpljene, nije dovoljno ulagano u odrţavanje postojeće i nabavku nove opreme, što se naroĉito negativno odrazilo na stanje osetljive opreme, kao što je automatko upravljenje, zbog odreĊene inercije rukovodstava i oĉekivanja rešavanja problema od strane drţave, nezainteresovanosti drţave, neuke privatizacije u uslovima naglog skoka cena najveći broj rudnika i postrojenja nije blagovremeno reagovao da za sebe obezbedi korist u cilju poboljšanja budućnosti, pokrenuta ubrzana revitalizacija rudnika od 2007. god. i izgledi da se ulaţe u novu opremu i postrojenja prekinuta je globalnom ekonomskom krizom, (5,6,7).

BUDUĆNOST Civilizacijski i ekonomski prosperitet stanovništva naše planete moguć je samo ako se usklade svi segmenti razvoja sa kapacitetom i zakonitostima prirode i ako prerastu u koncept nove ţivotne filozofije. Proces usklaĊivanja podrazumeva da eksploatacija resursa, pravac investicija, razvoj tehnologije, kao i sve institucionalne promene obezbeĊuju oĉuvanje i unapreĊenje ţivotne sredine. Sagledavajući probleme naše planete u celini, sve se više dolazi do saznanja da samo odrţivi razvoj koji se zasniva na racionalnom korišćenju prirodnih resursa i oĉuvanju ţivotne sredine moţe da obezbedi sadašnjim i budućim generacijama kvalitetan ţivot i prosperitet. Ideja o odrţivosti ţivotne sredine podrazumeva da se planeta ostavi budućim generacijama u boljem stanju nego što smo je zatekli. Koncept odrţivog razvoja zasniva se na ravnomernom privrednom rastu, oĉuvanju sredine i poštovanju socijalnih i ljudskih vrednosti. Treba se potsetiti da ideja o odrţivom razvoju nastaje kada je postalo jako upadljivo da prekomerno trošenje neobnovljivog prirodnog blaga i nekontrolisan razvoj bogatih, vodi iscrpivanju neobnovljivih prirodnih resursa i uništavanju prirode i da ekspanzija industrijskog rasta, u bogatim zaemljama, dramatiĉno povećava jaz prema siromašnim zemaljama. U tom smislu zaštita planete i racionalan odnos prema mineralnim sirovinama okosnica su koncepcije odrţivog razvoja. Minerali su „prirodno postojeće supsatnce i ne mogu se virtualno niti eliminisati niti stvoriti“, a na bazi mineralnih sirovina proizvode se razliĉiti proizvodi koji se posle odreĊenog korišćenja mogu reciklirati i vratiti u prirodu na naĉin koji je konsistentan sa odrţivim razvojem. U finalnom predlogu Vizije za evropsku tehnološku platformu za odrţivi razvoj mineralnih resursa (Vision Paper for European Technology, 2005), u sagledavanju vizije do 2030. godine, konstatovano da će ova Platforma modernizovati i preoblikovati jedan od fundamentalnih stubova Evropske ekonomije i društva: Evropski sektor eksploatacije i prerade energetskih i neenergetskih sirovina. Ovo će se, izmeĊu ostalog, postići i davanjem podrške oţivljavanju istraţivanja evropskih

7


mineralnih potencijala. Nadamo se da će nas Evropa naterati da imamo pozitivan odnos prema domaćim mineralnim resursima. Dokument “Budućnost poĉinje sa rudarstvom: Vizija rudarske industrije u budućnosti” je posluţio kao osnov za globalno utvrĊivanje dugoroĉnih ciljeva rudarstva u budućnosti, tako da: ljudska aktivnost je za ţivotnu sredinu odrţiva jedino ako se odvija bez iscrpljivanja prirodnih resusa i degradiranja ţivotne sredine, racionalna eksploatacija mineralnih sirovina, odnosno neobnovljivih prirodnih resursa, i njena nesumljiva uloga u bogatstvu jedne zemlje i mogući i negativni i pozitivni uticaji na ţivotnu sredinu, okosnica su odrţivog razvoja. Odrţivi razvoj u sektoru mineralnih sirovina pretpostavlja minimizaciju eksploatacije sirovina veoma ograniĉenih rezervi uz istraţivanja supstituenata, a to mogu biti druge mineralne sirovine ili reciklirani proizvodi na bazi mineralnih sirovina. Uloga rudarstva je da kao kreator novih bogatstava obezbedi: ekonomski razvoj, zapošljavanje, takse i poreze, fondacije za smanjenje siromaštva, stvaranje profita, zaštitu okoline, odnosno tehniĉka rešenja zaštite sredine, povećanje standarda ţivota, zdravstvene sigurnosti i drugih socijalnih vrednosti. U Srbiji se o rudarstvu govori kao o privrednoj delatnosti zastarelih tehnologija, u koja drţava, radi socijalnog mira stalno mora da ulaţe sredstva. Danas su u modi novi materijali, ‟‟pametni materijali‟‟ ili ‟‟materijali koji pamte‟‟ i visoke tehnologije. Pre 50 godina većina ovih materijala su bili metali, i naglasak je bio na metalurgiji. Danas materijali obuhvataju metale, keramiku, polimere (plastika) i njihove kombinacije i ĉesto se nazivaju kompoziti. Za dobijanje novih materijala bez obzira kakve karakteristike treba da ima, sve zapoĉinje rudarstvom ukljuĉujući naroĉito pripremu mineralnih sirovina i geološka istraţivanja. Zdravlje i sigurnost ljudi na radu pretpostavka su modernog rudarstva. Nikakav novi proces ili poboljšanje procesa ne sme imati za posledicu profesionalnu izloţenost opasnosti po zdravlje preko prihvaćenih granica, (2,5,6,7). Primena naprednih tehnologija, ukljuĉujući satelitske komunikacije, kompjutersko modelovanje i korišćenje pametnih senzora je široko rasprostranjeno u rudarskoj industriji. Informacione tehnologije su odgovorne da korišćenje neobnovljivih mineralnih resursa uĉine efikasnijim i pouzdanijim i pomognu industriji da se prilagodi novom kompetitivnom okruţenju na siguran i, u pogledu zaštite okoline, zdrav naĉin. Kako se traţnja za mineralnim dobrima povećeva, tako se povećava i potreba da se ona iskopavaju i procesuiraju po kompetitivnim troškovima. Napredni senzori i instrumentacija mogu da dovedu do povećanja efikasnosti i produktivnosti bušenja, miniranja i pripreme mineralnih sirovina. Rudarstvo, dakle, pored toga što obezbeĊuje sirovinu za razvoj materijala i visokih tehnologija postajući njihov integralni deo, ujedno je i znaĉajan pokretaĉ njihovog (visokih tehnologija) razvoja kao jedan od najvećih korisnika sistema visoke tehnologije. U kontekstu odrţivog razvoja izazovi koji predstoje su: smanjenje troškova proizvodnje i povećanje energetske efikasnosti po jedinici mase korisne komponente, povećanje rezervi sirovina geološkim istraţivanjem i primenom pripreme mineralnih sirovina, odrţavanje i stvaranje novih trţišta za proizvode, ĉista proizvodnja i kvaliteti proizvoda, prijateljski odnos prema prirodi.

8


UMESTO ZAKLJUĈKA Rudarstvo, u Srbiji je bilo znaĉajan pokretaĉ razvoja privrede zemlje tokom ĉitavog prošlog veka. Sve krize koje su nas zadesile krajem prošlog i poĉetkom ovog veka veoma su se nepovoljno odrazile ne samo na rudarsku privredu i institucije, nego i stanje uopšte, a i na stanje duha eksperata iz oblasti rudarstva. Rudarstvo u Srbiji moţe predstavljati pokretaĉku snagu za industriju, pa time biti i veoma znaĉajno za ekonomiju zemlje u celini. Da bi se to ostvarilo potrebno je stvoriti bolji privredni ambijent i bolju poziciju rudarstva koje je trenutno izbrisano iz prioriteta privrednog razvoja, a za to je neophodno obezbediti: javnu i drţavnu percepciju rudarstva kao mogućnosti za stvaranje novih koristi, percepciju Vlade koja je od vitalnog znaĉaja za privredu drţave i istraţivanja novih leţišta, stvaranje partnerskih odnosa Vlade i rudarske industrije u uslovima tranzicije drţavne privrede u privatne i ekonomije. Oĉekuje se da će ulazom privatnog kapitala oţiveti rudarska proizvodnja. Privatizacija rudarskih sistema ne ide onom brzinom koja je predviĊena. U ovom trenutku završena je privatizacija manjih rudnika nemetala, olova i cinka, kao i rudnika sa podzemnom eksploatacijom uglja. Privatna inicijativa u rudarstvu je najviše izraţena u eksploataciji nemetala i graĊevinskih materijala. Problemi se mogu prevazići uz stratešku procenu geološkog potencijala, uz definisanje leţišta za eksploataciju baziranu na optimalnom kvalitetu proizvoda trţišne vrednosti, profitu i ekološki prihvatljivim tehnologijama. LITERATURA 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

8. 9. 10. 11. 12.

A. Kostić, D. Ţivotić, M. Ercegovac: (2007), Fossil fuels resources of Serbia, Book of Proceedings of 2 Balkan mining congress, Belgrade ITP Mining: Mining Industry of the Future Mineral Processing 2001. J. Stanojev at all., Rudnik i flotacija Rudnik, planiranje i praćenje vrednosti proizvodnje M. Kostović, The analysis of cyclone performance at sand preparation plant Kopovi Ub N. Ćalić, N. Magdalinović, (1997), Razvoj i perspektive pripreme mineralnih sirovina u Jugoslaviji, Zbornik II bugarsko-jugoslovenskog rudarsko-geološkog simpozijuma, referat 5, pp 1-12, Sofija, Bugarska N. Ćalić, P. Lazić, (2001), Stanje i perspektive pripreme mineralnih sirovina, Zbornik VI kolokvijum o PMS, RGF, Beograd, Jugoslavija N. Ćalić, D. Salatić, N. Magdalinović, (2003), Stanje i perspektive pripreme mineralnih sirovina Zbornik Konferencije, Mineralno-sirovinski kompleks Srbije i Crne Gore, str. 551-8, Beograd, Srbija i Crna Gora Rudarski glasnik, Beograd, brojevi iz 1904. i 1905. god. R. Jelenković, Resusrsi i rezerve metaliĉnih, nemetaliĉnih i energetskih mineralnih sirovina Srbije, nepublikovan material, Literatura R. J. Batterham and S. H. Algie. The Role of Technology in the Minerals Industry, Proceedings of the XIX International Mineral Processing Congress, San Francisco, 1995. Sh. Kelmendi, S. Kastrati: (2007), Challenges of lead and zink production in the region, Book of Proceedings of 2 Balkan mining congress, Belgrade V. Popadić, M.Tojaković, N. Todorović, Influence of opencast mine exploatation RB ''Kolubara'' on environment www1.eere.energy.gov/industry/mining/pdfs/mptroadmap.pdf

9


NOVI KONCEPT REŠAVANJA ISTORIJSKOG EKOLOŠKOG NASLEĐA U RTB – BOR A NEW CONCEPT OF RESOLVING HISTORICAL ECOLOGICAL INHERITANCE IN RTB - BOR Blagoje Spaskovski, Milorad Grujić, Zvonimir Milijić RTB Bor IZVOD Osnove za definisanje NOVOG KONCEPTA REŠAVANJA ISTORIJSKOG EKOLOŠKOG NASLEĐA, utvrĊene su kroz istraţivaĉki rad i projektno-plansku dokumentaciju. Pri ĉemu, iznaĊena su najoptimalnija rešenja, kako bi se postigli multifunkcionalni efekti u spreĉavanju ekoloških akcidenata i ekološko-ekonomskoj restauraciji degradiranih predela. ObraĊeno je tehniĉko rešenje sanacije postojećeg kolektora Kriveljske reke ispod flotacijskog jalovišta Veliki Krivelj. Njegova sanacija je neophodna i urgentna. Na saniranom delu, tokom više godina nema nikakvih konstruktivnih oštećenja, što ukazuje da je trajna sanacija moguća. Koncepcija novog rešenja omogućava brzu intervenciju na najugroţenijim mestima, što znaĉi da se moţe izvoditi diskontinualno, što sa dosadašnjim sanacionim rešenjima nije bio sluĉaj. Na osnovu laboratorijskih opita sedimentacije flotacijske jalovinew u obliku paste, koja sadrţi 70% ĉvrste faze, uraĊeno je tehniĉko rešenje za njenu proizvodnju. Rešenje je saobraţeno nabrţem zapunjavanju otkopanog prostora površinskog kopa Bor istorodnim materijalom. Pored tog, nova tehnologija, istovremeno rešava: - Spreĉava pirenje pukotinskog sistema na obodu površinskog kopa Bor. - Zaustavlja nadvišenje flotacijskog jalovišta Veliki Krivelj, a time i nepodnošljivije zagaĊenje ţivotne sredine. - Omoogućava izvoĊenje radova biološke rekultivacije jalovišta Veliki Krivelj. - Eliminiše degradaciju novih površina od oko 1.3 miliona m2 . Što znaĉi, novi koncept rešava nastali problem konflikta izmeĊu prethodne površinske eksploatacije i flotacijske koncentracije, novom tehnologijom odlaganja flotacijske jalovine, kao i oţivljavanje biološki poznatog prostora. ABSTRACT By new technology of paste formation from the flotation tailings, in conceptual sense would be solved: As soon as discharging of flotation tailings in the form of paste is started into the excavated space of the Bor open pit, primarily must be started Recultivation of flotation tailings pond Veliki Krivelj. 2. New surface of 2.000 ha of good quality soil, will not be degraded by discharging the flotation tailings - paste into the space of an old open pit. 3. New procedure of flotation tailings treatment in the form of paste, makes possible the fastest separation of water and excludes construction of sand dams, which are always the potential risk from tailings breaking through and environment pollution. 1.

UVOD S obzirom da je nasipanje tekuće jalovine završena u polje 2 kriveljskog jalovišta, u toku je proces prirodnog isušivanja jalovine, što izaziva pad hidrostatiĉkog pritiska a time i vrlo veliku razliku izmeĊu vertikalnog i boĉnog opterećenja na kolektor što izaziva povećanje postojećih i pojavu novih oštećenja kolektora, tako da postoji realna opasnost od urušavanja i blokade kolektora ĉeme bi se trajno presekao tok Kreveljske reke i izazvale nesagledive štetne posledice.

10


Izgradnja potpuno novog kolektora (stara koncepcija) za koji ne postoji projektna dokumentacija, ZAHTEVA DUŢI VREMENSKI PERIOD, znatno duţi od godinu dana, a u meĊuvremenu SE SVAKAKO MORA IZVŠITI SANACIJA postojećeg kolektora radi odrţavanja istog u funkciji i izbegavanja katastrofalnih posledica u sluĉaju loma i zarušavanja istog. PREDVIĐENI NOVI KONCEPT OBUHVATA TEHNIĈKO REŠENJE SANACIJE. Sanaciono rešenje je zasnovano na iskustvima steĉenim pri izvršenju prethodne tri sanacije i predstavlja kombinaciju ranije uspešno primenjenih rešenja. Sanacija se vrši u dve faze od kojih prva otklanja neposrednu opasnost od loma kolektora, a druga obezbeĊuje trajnu funkcionalnost donjeg dela obloge-kalote. Prva faza se deli u dva odvojena dela, fazu a i fazu b. U fazi a se zbog velikih deformacija profila kolektora primenjuje rešenje sa luĉnim ĉeliĉnim profilima koji formiraju „prstenove# po obimu unutrašnje obloge kolektora. U fazi b se vrši armiranje, betoriranje i injektiranje gornjeg dela kolektora od 1/3 visine nagore. NA OVAJ NAĈIN SE DELIMIĈNIMILI POTPUNIM IZVRŠENJEM FAZE A NA NAJBRŢI MOGUĆI NAĈIN OBEZBEĐUJE KOLEKTOR OD LOMA I ZAGUŠENJA NA NJAKRITIĈNIIM MESTIMA. U drugoj fazi se vrši ugradnja montaţnih armirano betonskih elemenata "kinete" izmeĊu postavljenih ĉeliĉnih „prstenova“ i betoniranje prostora izmeĊu betonskih elemenata. Ova sanacija treba da bude trajno rešenje koje će obezbediti stabilnost i fukcionalnost kolektora u toku celog perioda korišćenja istog. TakoĊe, ona omogućuje da se realizuje novi koncept odrţivog i ekonomiĉnog ponovnog uspostavljanja preĊašnjeg stanja u zoni kriveljskog jalovišta. ObezbeĊuje se izvoĊenje tehniĉke rekultivacije kriveljskokog jalovišta, radi spreĉavanja šteta okonim naseljima. Pored toga, odbrana od akcidentnih situacija u širem prostoru, zasnivana je na ispunjavanju grotla površinskog kopa flotacijskom jalovinom u obliku paste, zajedno sa kopovskom raskirvkom. Na taj naĉin, odbrana je brţa, trajnija i sigurnija u odnosu na koncept izgradnje novog kolektora za regulaciju kriveljske reke u zoni jalovišta Kriveljske reke. Stim u vezi na reprezentativnim uzorcima flotacijske jalovine, u laboratorijskim uslovima, utvrĊene su relevantne karakteristike tekuće jalovine i parametri zgušnjavanja jalovine, potrebni pri proraĉunu opreme za novu tehnologiju - dobijanje flotacijske jalovine u obliju paste. TEHNOLOGIJA DOBIJANJA PASTE IZ FLOTACIJSKE JALOVINE VELIKI KRIVELJ Osnov za definisanje tehnologije dobijanja paste iz flotacijske jalovine su: izvršena ispitivanja reoloških karakateristika jalovine i parametara taloţenja. LABORATORIJSKA ISPITIVANJA Tokom ispitvanja utvrĊeno je vreme taloţenja vreme taloţenja flotacijske jalovine iz pogona flotacije Veliki Krivelj, bez i sa upotrebom dve vrste flokulanata. Za ova ispitivanja, korišćene su razliĉite doze flokulanta HENGFLOC 60714 (15g/t, 25g/t i 50g/t) i SUPERFLOC A-100LMW (50g/t).

11


a. Sedimentaciona analiza na uzorku flotacijske jalovine vršena je na sledeći naĉin: U menzurama, zapremine 1000 ml, sipan je uzorak flotacijske jalovine. Prvom uzorku nije dodat flokulant, dok je u ostalim dodata razliĉita doza flokulanta HENGFLOC 60714 od 15, 25 i 50 g/t. Posle mešanja ovako pripremljenih uzoraka, pristupilo se merenju vremena taloţenja. Dobijeni rezultati prikazani su tabelarno i grafiĉki. Za odreĊivanje vremena brzine taloţenja i izrade sedimentacionih kriva koristi se grafiĉka metoda profesora S.I.Mitrofanova. Doza flokulanta, pri kojoj je ostvarena najveća brzina taloţenja, izabrana je za radnu dozu u novom opitu sedimentacije flotacijske jalovine, gde je primenjeni flokulant SUPERFLOC A100 LMW. b. Reološka karakterizacija uzorka o Uzorak flotacijske jalovine je izuzet u pogonu Flotacije Veliki Krivelj, na kanalu definitivne jalovine, 09.04.2009. o Hemijska analiza: Cu=7,28% o Gustina pulpe j=1190 kg/m3 o Gustina ĉvrstog γj=2560 kg/m3 o Granulo analiza (tabela 1.) Tabela 1. Granulometrijski sastav uzorka flotacijske jalovine Klasa krupnoće (mm)

m (%)

D(%)

+0,295

0,9

100

-0,295+0,208

4,1

99,1

-0,208+0,147

7,5

95,0

-0,147+0,104

9,6

87,5

-0,104+0,074

10,3

77,9

-0,074+0,000

67,6

67,6

c. Karakteristike primenjenih flokulanata Pri ispitivanju odgovarajuće koncentracije flokulanata za taloţenje jalovine u menzuri korišćen je anjonski polielektrolit HENGFLOC 60714. Ovaj flokulant karakteriše se velikom molekulskom teţinom. Primenjuje se kao flokulant za taloţenje ĉestica, granulisani prah i ima veoma nisko opterećenje. Primenjeni flokulant je pripremljen kao 0,2% rastvor (ova koncentracija najviše odgovara pogonskim uslovima) koji se dodavao u dozama od 15, 25, i 50g./t, pri sadrţaju ĉvrste faze od 26,2% i masi ĉvrstog od 0,312 kg.

d. Sedimentacijska analiza uzorka pulpe definitivne jalovine u menzuri

12


Tabela br.2. Sedimentacija definitivne jalovine flotacije V.Krivelj Taloţenja.t

H(mm),bez

(mm) 0 1

reag. 340 339

340 338

2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 60 120 180 670 1380 Brzina taloţenja

336 335 335 334 333 332 331 330 328 321 314 307 300 260 200 187 147 137 V= 0.07m/h

H(mm),15g/t

H(mm),25g/t

H(mm),50g/t

H(mm),50g/t;

340 336

340 271

SA-100LMW 340 337

336 333 329 326 323 318 314 310 306 287 269 249 229 198 178 168 148 145

331 325 318 311 303 295 289 281 272 237 219 208 202 178 159 150 135 134

240 224 214 207 200 195 192 189 186 176 171 167 164 157 154 152 150 150

330 322 313 305 296 288 280 271 263 233 218 207 198 175 157 148 133 133

V=0.18m/h

V=0.30m/h

V=2.6m/h

V=0.29m/h

V(m/h) bez flokulanta H flokulant, 15g/t H flokulant, 25g/t H flokulant, 50g/t

340 320 300 280

H (mm)

260 240 220 200 180 160 140 0

200

400

600

800

1000

1200

t (min)

Slika br.1. Uporedni prikaz sedimentacionih kriva

13

1400


bez flokulanata H flokulant, 15g/t 340 320 300

x= 51,7 min y= 151,4 mm

280

H (mm)

260 240 220 200 180 160 140 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

t (min)

Slika br.2. Sedimentaciona kriva flotacijske jalovine sa dodatkom HENGFLOC 60714 od 15g/t

bez flokulanta H flokulant 25g/t 350

H (mm)

300

x=27,4min y=135,8mm

250

200

150

100

0

200

400

600

800

1000

1200

t (min)

Slika br.3. Sedimentaciona kriva flotacijske jalovine sa dodatkom HENGFLOC 60714 od 25g/t

14

1400


bez flokulanta H-flokulant 50 g/t

350

300

H (mm)

250

200

150

100

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

t (min)

Slika br.4. Sedimentaciona kriva flotacijske jalovine sa dodatkom HENGFLOC 60714 od 50 g/t

15


bez flokulanta SA-100 flokulant 50g/t 340 320 300

x=27,4 min y=133,1 mm

280

H (mm)

260 240 220 200 180 160 140 120

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

t (min)

Slika br.5. Sedimentaciona kriva flotacijske jalovine dodatkom SUPERFLOC A-100 LMW od 50 g/t

16


Slika 6. Projektovani izgled zapunjenog borskog kopa Izgled zapremine solida paste i raskrivke u borskom kopu

17


SLIKA 7 Zgušnjivaĉ za pastu

SLIKA 8. Proizvod pasta zgušnjivaĉa

18


Na osnovu podataka izvršenih ispitivanja, došlo se do SPECIFIĈNE BRZINE taloţenja definitvne jalovine iz flotacije Veliki Krivelj, koja iznosi: V=0,52 t/m2/h. Izvrpenim tehnološim ispitivanjaim ana reprezentativnim uzorcima definitivne jalovine, dobijene su vrednosti preliminarnih parametara za proraĉun zgušnjivaĉa i pumpi za dovijanje i transport paste. Utvršene vrednosti parametara u laboratorijskim uslovima, potrebno je preveriti u okviru poluidustrijskih ispitivanja, radi veće pouzdanosti. Na osnovu projektovanog ĉasovnog kapaciteta prerade rude u Flotaciji Veliki Krivelj od q=1.235t/h i specifiĉne brzine taloţenja V=0,52 t/m2/h , dobijena je potrebna površina zgušnjavanja od 1.235t/h : 0,52 t/m2/h P=2 375m3 Za ovu potrebnu površinu zgušnjivaĉa, potreban je ekvivalntni preĉnik pet pasta zgušnjivaĉa: D=24m, za dobijanje paste od 75% ĉvrstog. Izbarani preĉnik pasta zgušnjivaĉa, ima njniţi raspon opterećenja u mehanizmu zgušnjivaĉa, što obezbeĊuje visoko efektivno korišćenje. Kapacitet pasta zgušnjivaĉa, slika 7, saobraţen jesa primenom domaće opreme 71% u odnosu na uvoznu 29%, što ilustruju podaci u budţetskoj proceni. TakoĊe, pasta zgušnjivaĉi, slika 8, obezbeĊuju maksimalni sadrţaj ĉvrste faze 75%, koja se deponuje u otkopani prostor kopa Bor, slika 6, koja omogućuje u kranjem i nadvišenje prostora. Sa godišnjim kapacitetom flotacijske jalovine od 10.000.000 t u raspoloţivu zapreminu kopa: V=235.547.000m3, radni vek odlaganja jalovine u obliku paste zajedno sa kopvskom raskirvkom, iznosio bi oko 10 godina. Na taj naĉin, eliminišu se uticaji deficita masa u formiranoj depresiji borskog kopa. Odnosno, spreĉavaju dalja proširenja klizišta, opasna za stanbene objekte iz okolnih naselja. Budţetska procena potrebne investicije za formiranje i deponovanje flotacijske jalovine u obliku paste Na osnovu rezultata laboratorijskih opita sedimentacije tekuće flotacijske jalovine, flotacije Veliki Krivelj i STUDIJE OTOTEK uraĊena su veoma precizna ulaganja u novu tehnologiju. 1. Izrada i montaţa zgušnjivaĉa sa nosećom konstrukcijom. Unutar zgušnjivaĉa su grabulje sa pregradnim razbijaĉima i to pokretnim i nepokretnim. Most zgušnjivaĉa na kome se nalaze: sabirni sud i mehanizam zgušnjivaĉa po kome idu dolazne cevi za jalovinu. Most je pokriven rešetkastim gazištem okca 30x30x3.

19


Zgušnjivaĉ je preĉnika Ø24m i visine 12m od ĉega je cilindriĉni deo 6m i konus 6m. Kompletna oprema zgušnjivaĉa se AKZ zaštićuje sa 2+2 premaza ukupne mikronaţe 160µm a premazi su na bazi epoksi smola. Mehanizam zgušnjivaĉa je obaveza isporuke INO partnera (OTOTEK). RTB BOR bira izvoĊaĉa koji vrši samo montaţu uz struĉni nadzor INO partnera. Idejno rešenje i sklopna i podsklpona dokumentacija je obaveza INO partnera. GraĊevinske radove na izradi temelja organizuje RTB BOR. Procenjena masa ĉeliĉne konstrukcije tanka, mosta i noseće ĉeliĉne konstrukcije je 150 tona po jednom zgušnjivaĉu. kompleta

5 x 528.000 eur

------------------------

2.640.000 eur

2. Isporuka i montaţa muljne pumpe 18˝x16˝ za recirkulaciju sa povezanim cevovodom. Motor pumpe je 450kW. kompleta

5 x 126.500 eur

-------------------------

632.500 eur

3. Isporuka i montaţa transportnih pumpi 12˝x10˝ kjoje transportuju pastu od zgušnjivaĉa do odlagališta – kopa. kompleta

5 x 62.500 eur

---------------------------- 312.500 eur

4. Ulazni cevovod za dovod jalovine do ulazne kasete zgušnjivaĉa. Ukupna duţina cevovoda NO 300 je oko 20m do zgušnjivaĉa i 12 m na mostu zgušnjivaĉa – ukupno 32m. Cevovod je ĉeliĉni sa prirubnicama obloţen gumom tvrdoće 60 shora debljine 10mm. Cevovod se nalazi na nosećoj ĉeliĉnoj konstrukciji koja je sastavni deo ponude. kompleta

5 x 20.500 eur

---------------------------- 102.500 eur

5. Odvodni cevovod od zgušnjivaĉa do kopa – odlagališta ukupne duţine po jednom zgušnjivaĉu 50m. Cevovod je preĉnika No 250 od plastiĉnih HDPE cevi. U cenu je ušla i noseća konstrukcija – stubovi cevovoda. kompleta

5 x

18.500 eur

-----------------------------

92.500 eur

6. Povratna voda – preliv zgušnjivaĉa. Odvodni cevovod sa kasetama do zbirnog cevovoda povratne vode. Cevovod preliva je No 200 orjentacione duţine oko 30m. kompleta

5 x

7.500 eur

-----------------------------

37.500 eur

7. Cevovod povratne vode – zbirni No 500 orjentacione duţine 400m. Cevovod je na prirubniĉke veze i gumiran gumom debljine 10mm a tvrdoće 60 shora.

20


kompleta

1 x 226.000 eur

---------------------------

226.000 eur

8. Sveţa voda za zaptivnu vodu pumpi i za rastvaranje fokulanata. Cevovod zaptivne vode je ¾˝ i ukupne duţine za svih 5 pumpi je oko 250m. Cevovod za rastvaranje fokulanata je No65 i ukupne duţine oko 500m. Cevovodi su zavarene konstrukcije i nisu gumirani. kompleta

1 x

21.000 eur

-----------------------------

21.000 eur

9. Izrada i montaţa rezervoara za fokulante preĉnika Ø1.5m i visine 1m izraĊenog od Ĉ.0361 i gumiranog gumom debljine 10mm a tvrdoće 60 shora. U ponudi je obuhvaćena i noseća ĉeliĉna konstrukcija rezervoara. kompleta

1 x

20.500 eur

-----------------------------

20.500 eur

10. Nepredvidivi radovi koji nisu nabrojani sa raznim sitnim prikljuĉcima paušalno

----------------------------

100.500 eur

11. Inţenjering, izrada nove radioniĉke dokumentacije, nostrifikacija dokumentacije INO isporuĉioca, praćenje projekta … kompleta

5 x

15.000 eur

-----------------------------

UKUPNO RADOVI ---------------------------

75.000 eur

4.160.000 eur

Isporuka INO opreme – OTOTEKA – je:     

Mehanizam zgušnjivaĉa 5 x 150.000 eur ----------- 750.000 eur Pumpe za transport paste 5 x 90.000 eur --------- 450.000 eur Doz pumpe za doziranje reagenasa 5 x 20.000 eur ----------- 100.000 eur Automatska regulacija nivoa sa elektro delom 5 x 60.000 eur -------- 300.000 eur Struĉni nadzor nad ugradnjom i puštanje u rad 5 x 15.000 eur ----------- 75.000 eur Ukupno INO oprema ------------------------------------

1.675.000

eur Prema tome, ukupna investiciona ulaganja iznose : DOMAĆA OPREMA SA TEHNIĈKOM DOKUMENTACIJOM ------------ 4.160.000 eur UVOZNA OPREMA SA NADZOROM ---------------------------------1.675.000 eur UKUPNA ULAGANJA ZA TEHNOLOGIJU DOBIJANJA „PASTE“ IZ FLOTACIJSKE JALOVINE VELIKI KRIVELJ I NJENO

21


DEPONOVANJE U GROTLO KOPA BOR

-------------------------

5.835.000 eur

ZAKLJUĈAK Novom tehnologijom formiranja paste iz flotacijske jalovine koncepcijski se rešava: 1. Ĉim se bude zapoĉelo odlaganje flotacijske jalovine u obliku paste u otkopani prostor Borskog kopa primarno mora da zapoĉne Rekultivacija flotacijskog jalovišta Veliki Krivelj. 2. Nova površina od 2.000 ha kvalitetne zemlje, neće biti degradirano odlaganjem flotacijske jalovine – paste u prostor starog površinskog kopa. 3. Novi postupak tretiranja flotacijske jalovine u obliku paste, omogućuje najbrţe izdvajanje vode i iskljuĉuje izgradnju pešĉanih brana, koje su uvek potencijalni rizik od proboja jalovišta i zagaĊenja okoline. LITERATURA 1. B. Spaskovski, M. Grujić, Z. Milijić i dr., Rešavanje istorijskog ekološkog nasleĊa degradiranog terena rudarskim radovima na površinskom kopu Bor, STUDIJA, Bor 2009. god. 2. Outotec, STUDIJA mogućnosti deponovanja flotacijske jalovine i raskrivke kpa Veliki Krivelj u starom površinskom kopu Bor, Bor 2009. god.

22


ANALIZA OSNOVNIH PARAMETARA ZA IZRADU STRATEGIJE PROIZVODNJE I POTROŠNJE UGLJA U REPUBLICI SRPSKOJ DO 2030 GODINE MAIN PARAMETERS ANALISYS FOR PROCUREMENT OF THE STRATEGY FOR PRODUCTION AND CONSUMPTION OF COAL IN THE REPUBLIC SRPSKA TILL 2030 Vladimir Bijelić1, Dejan Bijelić2, Goran Kovaĉević3 1Elektroprivreda Republike Srpske, Direkcija za razvoj, Banja Luka 2 Rudarski institut Banja Luka, Banja Luka 3 Rudarski institut Banja Luka, Banja Luka

Abstrakt: U ovom radu se daje ocena sadašnjeg stanja odobrenih i potencijalnih rezervi uglja, predisponiranih uglavnom za površinsku i delom podzemnu eksploataciju uglja, ocenu sadašnjeg stanja rudnika uglja u Republici Srpskoj, u cilju obezbeĊenja potrebnih koliĉina uglja za predviĊenu potrošnju do 2030 godine. Dati su uporedni pokazatelji za postignute i projektovane cene uglja, kao i optimalni scenario razvoja energetike Republike Srpske, u kojem znaĉajno mesto zauzima ugalj. Kljuĉne reĉi: ugalj, rezerve, rudnici, cene, razvoj cene Abstract: This paper gives the evaluation of the present state of approved and potential coal reserves, predisposed mainly for surface exploitation and partially for underground exploitation. It also gives the evaluation of the present state of coal mines in Republic Srpska, in purpose of providing necessary coal quantities for predicted consumption till 2030. Comparative indicators are shown for achieved and projected coal prices, as well as the optimal scenario for development of the energetics of Republic Srpska, in which coal takes significant place. Keywords: coal, reserves, mines, prices, price development

23


UVOD Cilj ovog rada je da prikaţe rezerve uglja, sadašnje i buduće potrebe za ugljom, kao najznaĉajnijim trenutnim izvorom energije u Republici Srpskoj. Razlog za korišćenje uglja kao izvora energije je njegova rasprostranjenost i koliĉine zadovoljavajućeg kvaliteta. Najveći procenat eksploatisanog uglja u Republici Srpskoj koristi se kao izvor energije u termoelektranama ( oko 91 %), dok se manje koliĉine koriste kao roba široke potrošnje. Rezerve na kojima će se razvijati eksploatacija uglja su relativno ravnomjerno rasporeĊene na celoj teritoriji Republike Srpske, od Lješljana na zapadu, do Gacka na jugo-istoku. Ograniĉavajući faktor korišćenja ugljeva, kako u Republici Srpskoj, tako i u svetu, su ograniĉene rezerve, negativni ekološki uticaji, te je obavezno usavršavanje tehnologija, precišćavanja produkata sagorevanja i naĉina sagorevanja uglja, uz rekultivaciju degradiranih površina nastalih eksploatacijom. Pored kvantitativnih i kvalitativnih parametara uglja, kao faktora pogodnosti za eksploataciju, neophodno je uzeti u razmatranje i povoljnu cenu dobijanja uglja u odnosu na naftu i gas.

Rd. Broj

NAZIV PROIZVODNOG KAPACITETA I VRSTA UGLJA

Prikaz rezervi uglja u Republici Srpskoj R E Z E R V E (000 t) VanbilanBilansne Potencijalne Ukupne sne (A+B+C1) (C2+D1+D2) geološke (A+B+C1)

Eksploatacione (A+B+C1)

REPUBLIKA SRPSKA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Rudnik Ugljevik (M) Rudnik Stanari (L) Rudnik Gacko (L) Rudnik Mljevina(M) Kotor Varoš(M)* Lješljani (M)* Ramići(L)* Ukupno lignit RS Ukupno mrki ugalj RS UKUPNO RS

247 409 17 792 114 558 82 559 34 668 9 596 269 958 37 862 / 21 200 15 800 40 100 16 410 1 359 8 843 195 10 000 37 596 390 113 72 530 9 596 293 862 33 787 166 017 683 975 106 317 175 613 Coal reserves in Republic Srpska

24

265 201 126 823 307 320 77 100

206 507 73 271 245 662 19 080

37 596 471 739 342 301 814 040

33 836.4 352 769 225 587 578 356


Karakteristike uglja rudnika Gacko Coal characteristics, mine Gacko

Rudnik : Vlaga Pepeo Sag materije Isp. materije C-fix Koks S – ukupni DTE

Imedijatne analize Jedinica % % % % % % % (kJ/kg)

Prosek 37,97 15,68 45,90 27,54 18,56 35,71 1,55 10 174

Karakteristike uglja rudnika Ugljevik Coal characteristics, mine Ugljevik

Vlaga Pepeo Sagor. Materije Isp. Materije Cfix Koks S-ukupni DTE

Bogutovo Bogutovo Selo-Sjever Selo-Jug Imedijatne analize: % 29.97 28.39 % 17.78 17.83

Ugljevik – Istok 33.54 18.20

%

52.24

53.14

47.76

% % % % kJ/kg

28.53 23.65 41.50 4.53 12639

30.29 23.45 39.22 4.96 12805

30.19 17.97 37.12 3.75 11419

Karakteristike uglja rudnika Stanari Coal characteristics, mine Stanari

Rudnik Vlaga Pepeo Sag materije Isp. Materije C-fix Koks S – ukupni DTE

Jedinica Imedijatne analize % % % % % % % (kJ/kg)

25

Prosek 50,75 5,74 43,12 25,76 17,60 23,21 0,17 9646


Karakteristike uglja rudnika Miljevina Coal characteristics, mine Miljevina

ELEMENTI

Oznaka i jedinica

Ukupno vlage Pepeo Sag.materije Isp.materije C-fix Koks S-ukupni S- Sagorivi DTE

W, % r A, % % r V, % Cfix, % % 2 S i, % r Sg % r H d, kJ/kg

Separisani ugalj iz Jame ″Nozdre″: -prosek23,22 21,98 54,80 29,07 25,59 47,60 2,37 1,48 13917

r

PK ″Budanj″ srednja vrednost rovnog uglja 18,27 28,73 52,99 30,28 22,70 51,43 2,39 1,04 12620

Karakteristike uglja rudnika Kotor Varoš Coal characteristics, mine Kotor Varoš

Oznaka i jedinica r W, % r A, % % r V, % Cfix, % % 2 S i, % r Sg % r H d, kJ/kg

ELEMENTI Ukupno vlage Pepeo Sag.materije Isp.materije C-fix Koks S-ukupni S-sagorivi DTE

Prosek 22.81 26.06 26.21

1.4 14 506

Karakteristike uglja rudnika Lješljani Coal characteristics, mine Lješljani

ELEMENTI Ukupno vlage Pepeo Sag.materije Isp.materije Fiksni ugljenik Koks Ukupni sumpor S ukupni DTE

Oznaka i jedinica r

W, % r A, % % r V, % Cfix, % % 2 S i, % r Sg % r H d, kJ/kg

26

Prosek 17.42 28.04 24.89 28.30 57.37 1.53 1.535 14396.27


Karakteristike uglja rudnika Ramići Coal characteristics, mine Ramići

ELEMENT

Vrednost

Gruba vlaga Hidro vlaga

21,70-40,65 % 6,42-13,82 %

Prosek 31,91 10,95

Ukupna vlaga

34,20-48,68 %

42,86

Pepeo

9,86-30,59 %

15,82

S – ukupni

2,17-5,91 %

3,88

S – sagorivi

1,22-3,67 %

2,65

S – vezani

0,95-2,24 %

1,23

Sag‚.materije

31,46-46,81 %

42,76

POSTOJEĆA I PLANIRANA PROIZVODNJA UGLJA SA INVESTICIJAMA Tokom 2008 godine u Republici Srpskoj je proizvedeno 4 440 627 t uglja koji je prvenstveno iskorišćen kao energent u termoelektranama ili u procentima 91%. U narednih 20 godina planirano je da se proizvodnja uglja poveća za 125% ili na 10 000 000 t uglja koji će biti isporuĉivan na tri termoelektrane i jednu energanu. Zbog štetnog uticaja sagorevanja uglja, za termoenergetske komplekse Ugljevik i Gacko zapoĉete su aktivnosti na smanjenju emisije štetnih gasova, a termoenergetski objekti koji se budu gradili biće ekološki prihvatljivi. U tabeli i dijagramu su prikazane trenutna i projektovana proizvodnja uglja u Republici Srpskoj, odnosno, dinamika eksploatacije u narednih 20 godina (prelomne godine). Proizvodnja/projekcija uglja Coal production/projection

Gacko

Proizvodnja 2009 god (t) 1 860 000

Proizvodnja 2030 god (t) 4 650 000

Ugljevik

1 386 000

1 750 000

Stanari

840 000

2 800 000

Miljena

0

600 000

Kotor Varoš

0

200 000

Ukupno:

4 440 629

10 000 000

Rudnik

27


Proizvodnja uglja Coal production Dijagram proizvodnje uglja u narednih 20 godina

proizvodnja, miliona t/god

12 10 8 6 4 2 0 2009

2014

2016

2017

2018

2030 Miljevina

godine

Ostali rudnici

Ukupne investicije u sektor uglja (obnova rudarske mehanizacije, otvaranje novih kopova na postojećim lokacijama i proširenje kapaciteta, otvaranje novih rudnika) u periodu 2010.-2030. godine procenjuju se na oko 655 miliona KM. PredviĊene investicije u rudnike Predicted Investments in mines RUDNIK

Ugljevik

Gacko Stanari Kotor Varoš

NAZIV OBJEKAT A U KOJI SE INVESTIRA

VREDNOST INVESTICIJE x 106 KM

Eksploataciono polje Ugljevik-istok Mehanizacija i infrastruktura na PK Bogutovo selo PK Gacko i PK kamena Ponikve PK Raskovac i PK Ostruţnja Rudnik Kotor Varoš

58 31.5 284.7 218.4 14.62

PROCENA TRŢIŠTA, PROIZVODNIH I PRODAJNIH CENA UGLJA Uvaţavajući trendove razvoja ugljarske proizvodnje i ukupne trţišne uslove vezane za proizvodnju, preradu i potrošnju uglja, dati su uporedni pokazatelji za postignute i projektovane cene: Gacko

Ugljevik

Stanari

Miljevina

Kotor Varoš

KM/t

KM/G J

KM/t

KM/G J

KM/t

KM/GJ

KM/ t

KM/GJ

KM/t

KM/GJ

Sadašnje cene

35,46

4,14

36,95

3,63

27,44

3,04

-

-

-

-

Cene iz projekta

28,81

3,39

44,88

4,31

27,44

3,04

40,0

3,20

35,00

2,50

28


SCENARIJ RAZVOJA ENERGETIKE REPUBLIKE SRPSKE

Strategija razvoja energetike Republike Srpske posmatra tri scenarija razvoja u okviru kojih su razraĊena dva scenarija porasta bruto domaćeg proizvoda (BDP-a) do 2030. godine – visoki i niski BDP. Scenariji koji se posmatraju su:

• S1 – Viši rast BDP-a – osnovna karakteristika ovog scenarija je brz rast bruto domaćeg proizvoda (poţeljan scenario razvoja privrede), primjena klasiĉnih tehnologija bez aktivnih mera vlasti, • S2 – Viši rast BDP-a sa merama – osnovna karakteristika ovog scenarija je brz rast bruto domaćeg proizvoda uz primjenu mera energetske efikasnosti i podsticanja korišćenja obnovljivih izvora energije, • S3 – Niţi rast BDP-a – osnovna karakteristika ovog scenarija je spori rast bruto domaćeg proizvoda i primjena klasiĉnih tehnologija bez aktivnih mera vlasti.

Od tri ponuĊena, od strane autora je prihvaćen scenario S2 kao optimalan za postojeće energetske prilike u jugoistoĉnoj Evropi.

Osnovni generator ekonomskog rasta Republike Srpske je industrija, koja će ubrzano hvatati korak s konkurentima na domaćem i trţištima u regiji. Takav dinamiĉan razvoj omogućiće najsavremenije tehnologije novih industrijskih procesa, a rezultat toga je nekoliko puta sporiji rast potrošnje energije od istodobnog ekonomskog rasta industrije. S rastom industrijske proizvodnje ubrzano raste i teretni transport, a s višim ţivotnim standardom udvostruĉiće se i broj liĉnih automobila, što uprkos oĉekivanom osetnom poboljšanju specifiĉne potrošnje goriva prometnih vozila, znaĉi i više od udvostruĉenja potrošnje energije u prometu.

Najveca stopa porasta finalne potrošnje energije u scenariju S1 biće u periodu 2010. – 2015. i 2015. – 2020. godine (3,2% i 3,5%). Najveću stopu porasta (tabela 7.1) imaće ugalj u periodu od 2005. – 2010. godine (34,1%) i gasovita goriva u periodu od 2010. – 2015. godine (12,8%). Najveći udeo u finalnoj potrošnji energije u scenariju S1 u 2030. godini imaće teĉna goriva (36,0%), elektriĉna energija (22,0%), gasovita goriva (20,3%) i obnovljivi izvori (17,4%).

29


Finalna potrošnja energije (indeks) Final energy consumption (index)

Ugalj Tečna Goriva Gasovita goriva Obnovljivi izvori Električna energija Toplotna energija Ukupno

2000

2005

2010

0.41 16.13 3.5 13.94 7.79 0.96 42.72

0.46 15.67 6.09 16.72 9.5 1.2 49.64

2 19.22 3.75 16.73 10.73 1.76 54.19

2015 PJ 1.76 22.81 6.85 16.7 12.96 2.24 63.32

2020

2025

2030

1.54 26.91 11.02 17.13 15.95 2.58 75.13

1.23 30.79 15.23 17.1 18.36 2.88 85.6

0.94 34.21 19.3 16.54 20.87 3.05 94.91

Finalna potrošnja energije (procenti) Final energy consumption (percentage)

Ugalj Tečna Goriva Gasovita goriva Obnovljivi izvori Električna energija Toplinska energija Ukupno

2005.-10.

2010.-15.

2015.-20.

2020.-25.

2025.-30.

34.1 4.2 -9.2 0.0 2.5 8.0 1.8

-2.5 3.5 12.8 0.0 3.9 4.9 3.2

% -2.6 3.4 10.0 0.5 4.2 2.9 3.5

-4.4 2.7 6.7 0.0 2.9 2.3 2.6

-5.2 2.1 4.8 -0.7 2.6 1.1 2.1

Najveći porast potrošnje ukupno potrebne energije u scenariju S1 biće u periodu 2010. –2015. godine (8,4%) a najmanji u periodu 2025.– 2030. godine (1,2%). Na kraju posmatranog perioda teĉna goriva i ugalj imaće najveće udele u potrošnji (35,1% i 34,9%). Elektriĉna energija se izvozi pa zbog toga njen udeo ima negativni predznak. Ukupno potrebna energija po energentima u scenariju S1 prikazana je na slici br.1

30


Ukupno potrebna energija Total energy needs

ZAKLJUĈAK Ugalj je najznaĉajni domaći resurs, koji moţe znaĉajno smanjiti aktivnosti oko uvoza energije. ObezbeĊuje snabdevanje postojećih termoenergetskih objekata za njihov vek eksploatacije i posle revitalizacije. Postojeće rezerve uglja omogućavaju izgradnju novih termoenergetskih objekata u meri u kojoj za njihovu gradnju postoji interes (od 600 – 1 000 MW). Kroz dodatne analize postojećeg stanja rezervi uglja, nihovog stepena istraţenosti, kvaliteta i drugih osobina, utvrdiće sa njihova bilansnost i eksploatabilnost, u cilju što pouzdanijeg snabdevanja postojećih i budućih termoenergetskih objekata na ugalj. Prouĉavanjem bitnih faktora koji utiĉu na proizvodnu cenu uglja, koja ima najznaĉajniji uticaj na cenu dobivene energije, potrebno je cenu uglja, a time i energije dobivene iz njega, prilagoditi cenama tih vidova energije na svetskom trţištu.

31


Iz iznesenih podataka je vidljivo da će do 2030 godine gro proizvodnje uglja i dalje biti na termoenergetskim objektima u sastavu elektroprivrede Republike Srpske. Privatni sektor će se lakše prilagoditi zahtevima trţišta, što je vidljivo iz projektovanih proizvodnih cena uglja. Ograniĉavajući faktor korišćenja ugljeva, kako u Republici Srpskoj tako i u svetu, su ograniĉene rezerve, negativni ekološki uticaji, te je obavezno usavršavanje tehnologija, preĉišćavanja produkata sagorevanja i naĉina sagorevanja uglja, uz rekultivaciju degradiranih površina nastalih eksploatacijom. Pored kvantitativnih i kvalitativnih parametara uglja, kao faktora pogodnosti za eksploataciju, neophodno je uzeti u razmatranje i povoljnu cenu dobijanja uglja u odnosu na naftu i gas, kao i sigurnost pri eksploataciji, naroĉito u rudnicima sa površinskom eksploatacijom. U narednih 20 godina moguće je povećanje proizvodnje uglja na ukupno 10 miliona tona godišnje sa osnovnim ciljem proizvodnje elektriĉne i u manjoj meri toplotne energije. Ograniĉavajući faktor u razvoju sektora uglja mogu biti buduće obaveze u pogledu smanjenja emisije ugljendioksida. Zbog štetnog uticaja sagorevanja uglja, za termoenergetske komplekse Ugljevik i Gacko zapoĉete su aktivnosti na smanjenju emisije štetnih gasova, a termoenergetski objekti koji se budu gradili moraju biti ekološki prihvatljivi. Dobra organizacija univerziteta u Republici Srpskoj i postojanje dovoljnog broja fakulteta i srednjih škola za osposobljavanje kadrova u energetici, predstavljaju kvalitetnu osnovu za nadopunu postojećih nastavnih programa sadrţajima za unapreĊenje znanja, u praćenju novijih trendova i sticanju novih znanja. Tu se prvenstveno misli na obnovljive izvore, koji postaju sve vaţniji u proizvodnji energije, te na drugo vaţno podruĉje koje je u RS u samom zaĉetku - podruĉje energetske efikasnosti. U podruĉju obnovljivih izvora energije, energetske efikasnosti, istraţivanja i eksploatacije mineralnih sirovina i implementacije novih tehnologija u energetici, s obzirom na evropske direktive i potencijale Republike Srpske, u nadolazećem periodu biće potrebno oko 1 000 visoko školovanih struĉnjaka iz odgovarajućih nauĉnih podruĉja i oko 250 tehniĉara razliĉitih struka. LITERATURA: 1. Studija energetskog sektora BiH, Moduli 1-14, Konaĉni izvještaj, Energetski institut Hrvoje Poţar, Hrvatska; Soluziona, Španjolska; Ekonomski institut Banjaluka, BiH; Rudarski institut Tuzla, BiH; 31. mart 2008. godine 2. Strategija razvoja elektroprivrede Republike Srpske u periodu od 1995 do 2020 godine sa osvrtom na kontinuitet u daljoj budućnosti; Đuković J. Ekologica, 5(1998), br. 1,21. Energoprojekt-Entel DD

32


PRAVCI DUGOROĈNE PROIZVODNJE UGLJA U RUDNICIMA JP PEU RESAVICA DIRECTIONS OF LONG-TERM PRODUCTION OF COAL IN MINES JP PEU RESAVICA Duško Đukanović JP za PEU, Biro za projektovanje, Beograd IZVOD Javno preduzeće za podzemnu eksploataciju uglja Resavica, u ĉijem sastavu se nalaze svi rudnici sa podzemnom eksplaoatcijom uglja u republici Srbiji, je trenutno u vlasništvu Republike Srbije. Bilansne rezerve uglja u aktivnim rudnicima u JP PEU iznose oko 280.000.000 t uglja, a procenjuje se da ima još oko 235.000.000 t potencijalnih rezervi. Uvaţavajući rezerve uglja i strategiju razvoja energetskog sektora u Republici Srbiji, neophodno je planirati povećanje proizvodnje uglja u rudnicima JP PEU, a stim u vezi i izgradnju novih termoenergetskih objekata, koji bi koristili taj ugalj. U ovom radu dat je prikaz trenutnog stanja u rudnicima, sirovinske baze, na osnovu kojih su predloţeni dalji pravci u cilju dugoroĉnog povećanja proizvodnje u rudnicima JP PEU. Kljuĉne reĉi: podzemna eksploatacija, rezerve, dugoroĉna proizvodnja, ugalj ABSTRACT Public enterprise for underground coal exploitation Resavica, which composed of all mines with undergound coal exploitaion in Republic of Serbia, currently is owned by Republic of Serbia 100 %. Balance coal reserves in underground exploitation in Serbia, is about 280,000,000 t of coal in active mines, whereas according to the assessment there are about 235,000,000 t of potential reserves. Accepting coal reserves and development strategy of energetic sector, it is necessary to plan the increase in coal production in mines JP PEU, and the construction of new steam power plants, which would use coal from underground exploitation. In this paper are given overview of current state in mines, raw material base, on the basis of which are proposed further directions, to long-term increase in productionof coal in mines JP PEU. Key words: underground coal exploitation, reserves, long-term, coal

UVOD Rudnici sa podzemnom eksplaoatcijom uglja u republici Srbiji posluju u sastavu Javnog preduzeća za podzemnu eksploataciju uglja Resavica, celokupna proizvodnja uglja se obavlja u 8 rudnika sa 11 jama. Ugalj spada u kvalitetnije vrste i koristi se za široku i industrijsku potrošnju. Eksploatacija uglja obavlja se stubnim metodama, koje imaju malu produktivnost. Oprema kojom Rudnici trenutno raspolaţu je veoma amortizovana i nije pouzdana, što dodatno utiĉe na smanjenje uĉinka rada, koji je i onako nizak. Dosadašnja praksa zadrţavanja tehnološkog procesa podzemne eksploatacije uglja na niskom stepenu mehanizovanosti uz visoko uĉešće fiziĉkog rada, izosatnak investicija, višeodišnja deplasirana cena uglja i materijalna destimulacija podzemnog rudarskog rada doveli su rudnike uglja sa podzemnom eksploatacijom u nezavidan poloţaj.

33


Bilansne rezerve uglja u aktivnim rudnicima u JP PEU iznose oko 280.000.000 t uglja, a procenjuje se da ima još oko 235.000.000 t potencijalnih rezervi. Uvaţavajući rezerve uglja i strategiju razvoja energetskog sektora u Republici Srbiji, neophodno je planirati povećanje proizvodnje uglja u rudnicima JP PEU, a stim u vezi i izgradnju novih termoenergetskih objekata, koji bi koristili taj ugalj. U ovom radu dat je prikaz trenutnog stanja u rudnicima, sirovinske baze, na osnovu kojih su predloţeni dalji pravci u cilju dugoroĉnog povećanja proizvodnje u rudnicima JP PEU. PRIRODNO-GEOLOŠKI USLOVI U RUDNICIMA JP PEU Prirodno-geološki uslovi koji determinišu uslove eksploatacije u aktivnim leţištima uglja karakterišu se sledećim: Tektonski uslovi u svim leţištima su sloţeni sa izraţenim tektonskim deformacijama ĉije su posledice nepravilni oblici ograniĉenih eksploatacionih podruĉja, sa relativno kratkim duţinama otkopnih polja i ĉestim promenama pravca pruţanja i uglova pada slojeva; Prema dubini zaleganja ugljenih slojeva, većina leţišta pripada grupi rudnika sa srednjom dubinom eksploatacije (do 400 m); Hidrogeološki uslovi su promenljivi i radi se o malim prilivima vode u podzemne objekte, kod ĉega je izuzetak leţište rudnika "Štavalj" sa većim prilivom vode (preko 3 m3/min); Aktivna leţišta nisu izraţeni nosioci metana. Nešto veća metanoobilnost je u rudnicima "Soko", "Vrška Ĉuka" i "Jarando"; U podini i krovini ugljenih slojeva dominiraju stene sa preovladavajućim uĉešćem glinovitih komponenti, sa niskim vrednostima mehaniĉkih svojstava, što izaziva bujanje stena i deformaciju podgrade izraĊenih rudarskih prostorija; Kvalitet uglja se kreće u širokom dijapazonu vrednosti sa ekološki prihvatljivim sadrţajem štetnih komponenti i toplotinim vrednostima adekvatnim za primenu u industriji i širokoj potrošnji. Ugljeni slojevi koji su predmet eksploatacije u aktivnim jamama, izuzev leţišta "Vrška Ĉuka", skloni su samozapaljenju, a ugljena prašina u odreĊenoj koncentraciji pokazuje opasna svojstva. SIROVINSKA BAZA-REZERVE UGLJA U okviru ove taĉke daće se sirovinski potencijal u aktivnim leţištima uglja koja su u fazi eksploatacije. Prema stanju rezervi uglja na dan 31.12.2006.godine ukupne bilansne rezerve uglja u leţištima u eksploataciji iznose 279.275.400 t, a ukupne vanbilansne rezerve uglja u leţištima u eksploataciji iznose 16.803.680 t, kako je dato u tabeli 1. Tabela 1. Ugalj/Rudnik

Kameni ugalj Vrška Ĉuka Ibarski rudnici  Kameni ugalj Mrki ugalj REMBAS Bogovina

Bilansne rezerve (t) A+B+C1

Vanbilansne rezerve (t) A+B+C1

Potencijalne rezerve (t) C2

2.361.230 2.632.540

350.000 1.223.980

6.000.000 1.000.000

4.993.770

1.573.980

7.000.000

12.207.330 2.058.260

540.060 1.897.190

15.000.000 1.000.000

34


Soko Jasenovac Štavalj  Mrki ugalj Mrkolignitski Lubnica  Mrkolignitski  JP PEU

58.127.960 1.210.900 187.086.180 260.690.630

2.763.270 0 7.709.550 12.910.070

150.000.000 8.000.000 50.000.000 224.000.000

13.591.190 13.591.190

2.319.630 2.319.630

4.000.000 4.000.000

279.275.400

16.803.680

235.000.000

POSTOJEĆE STANJE U RUDNICIMA JP PEU Prisutni prirodno-geološki uslovi i izostanak investiranja i mehanizovanja uticali su na izbor tehnoloških rešenja eksploatacije, tako da se danas u svim aktivnim jamama primenjuju klasiĉne stubne metode otkopavanja, u razliĉitim varijantama, kod kojih su radne faze polumehanizovane, a proizvodni efekti razliĉiti, uglavnom usled razliĉitosti uslova eksploatacije. Stepen istraţenosti i stepen upoznatosti uslova radne sredine je na veoma niskom nivou, što umnogome oteţava projektovanje i voĊenje tehnološkog procesa proizvodnje. Oprema sa kojom rudnici raspolaţu, osim nekoliko izuzetaka, je zastarela, što je posledica objektivnih okolnosti (predhodnih sankcija, politike cena i trenutnog nedostaka materijalnih sredstava i sl.) ali i subjektivnih (zapostavljanje problema transporta, dopreme repromaterijala, prevoza radnika, nedostatak koncepcije itd.). Teški uslovi rada prouzrokovani niskom mehanizovanošću i materijalna destimulacija uzrokuje stalno smanjenje jamske radne snage. Interes nove radne snage za zapošljavanje u rudnicima je bio gotovo simboliĉan, do zadnje godine kada je poraslo interesovanje za zapošljavanje u rudnicima. Opadanje nivoa proizvodnje i niska produktivnost uglavnom je vezano za naĉine izrade rudarskih prostorija, metode otkopavanja i sistem transporta. Izrada rudarskih prostorija obavlja se klasiĉno bušaĉko-minerskim radom. U tehnološkom procesu otkopavanja zaostajanje u primeni novih tehnologija je još oĉiglednije. U poslednjih desetak godina u jamama nije se radilo ni sa jednim mehanizovanim otkopom i pored postojanja uslova za njihovu primenu u pojedinim leţištima, odnosno delovima leţišta. Poseban problem ĉine sistemi transporta i dopreme repromaterijala i prevoza ljudi, koji pored zastarelosti povlaĉe i visok broj radnika za ove poslove, a na raĉun drugih tehnoloških faza. Stanje liĉne i kolektivne zaštite u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom uglja, takoĊe prate znaĉajne teškoće, koje su uglavnom vezane za nedostatak deviznih finansijskih sredstava za uvoz neophodne opreme i instrumenata. Uglavnom u svim jamama sa metanskim reţimom rada postoje instalisani sistemi za automatsku kontrolu gasno-ventilacionih parametara i glasno-govorno sporazumevanje, a ĉija je funkcionalnost vezana za redovno odrţavanje. PREGLED DOSADAŠNJE PROIZVODNJE Podzemna eksploatacija uglja u aktivnim leţištima karakteriše se poslednjih decenija neprekidnim padom nivoa proizvodnje, na šta su najveći uticaj imali pored sloţenih geoloških uslova, naroĉito nizak stepen mehanizovanosti radnih faza tehnološkog procesa, dotrajala osnovna sredstva, nedovoljna istraţenost uslova radne sredine, nepovoljna struktura radne snage i nedovoljna investiciona ulaganja u obnavljanje i razvoj proizvodnih kapaciteta. Prikaz ostvarenja proizvodnje uglja po petogodištima (od 1965-1990) i po godinama (od 1991) u sada aktivnim rudnicima dat je u tabeli 2.

35


Tabela 2. Pregled ostvarene proizvodnje u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom uglja Godina Proizvodnja (t) Godina Proizvodnja (t) 1965 1.305.300 1970 1.476.096 1975 1.300.269 1980 1.035.924 1985 1.035.870 1990 861.571 1991 954.180 2000 623.230 1992 960.973 2001 549.159 1993 687.765 2002 540.741 1994 686.393 2003 540.658 1995 662.445 2004 534.261 1996 651.239 2005 551.960 1997 697.943 2006 491.809 1998 634.013 2007 450.800 1999 579.202 2008 513.786 2009 520.981 Iz podataka navedenih u tabeli 2. uoĉava se znaĉajan pad proizvodnje uglja iz podzemne eksploatacije, koji su posledica više uzroka, od kojih su najznaĉajniji: pad nivoa proizvodnje uglja iz podzemne eksploatacije poĉinje još 60-tih godina kada se na raĉun, u to vreme "jeftine nafte", prišlo stihijskom zatvaranju rudnika sa podzemnom eksploatacijom i forsiranoj potrošnji nafte i naftnih derivata u industriji; zamena uglja kao goriva u industriji, toplanama, širokoj potrošnji i saobraćaju pre svega teĉnim i gasovitim gorivima i elektriĉnom energijom; ratovi u okruţenju i uvoĊenje sankcija Srbiji. Ovaj period karakteriše poĉetak znaĉajnijeg pada proizvodnje u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom uglja. Teški uslovi proizvodnje, koji su bili uslovljeni dešavanjima iz tog perioda, znaĉajno su uticali na to da metode otkopavanja, oprema, odrţavanja i još mnogo drugih ĉinilaca uticajnih na efikasnost rada i efikasnost poslovanja, ostanu na tadašnjem nivou razvoja, zastareli i neefikasni; izdvajanje JP PEU iz sastava JP EPS i politika cena uglja. PRAVCI DUGOROĈNE PROIZVODNJE UGLJA U JPPEU Podzemnom eksploatacijom uglja, eksploatišu se visokokaloriĉni ugljevi, koji se koriste preteţno u energetske svrhe i jednim neznatnim delom kao tehnološka sirovina: poluantracit, koristi se kao tehnološka sirovina za proizvodnju aktivnog uglja, zatim kao punilo i sirovina za proizvodnju koksa i polukoksa. Upotreba mu je još u livaĉkoj industriji, u proizvodnji cementa i ciglarskoj industriji i industrijskim kotlarnicama; kameni ugalj, koristi se preteţno u industrijskim kotlarnicama, u termoelektranama i livaĉkoj i ciglarskoj industriji; mrki ugalj i mrko-lignitski, koristi se u širokoj potrošnji (domaćinstva i blokkotlarnice), u industrijskim kotlarnicama, toplanama, termoelektranama, industriji cementa i ciglarskoj industriji. Imajući u vidu trenutno stanje i organizovanost JPPEU, neophodno je imati novi pristup.

36


U oblasti tehnike i tehnologije eksploatacije predvideti niz mera sa ĉijim sprovoĊenjem treba da se povećaju proizvodnost i produktivnost, unapredi zaštita na radu i humanizuje teški rudarski rad. U osnovi neminovno je osavremenjavanje i modernizacija tehnioloških procesa uvoĊenjem nove opreme i postupaka u pojedinim fazama eksploatacije, a što je uslov opstanka podzemne eksploatacije uglja. U rudnicima treba dosledno sprovesti mere usmerene ka optimizaciji osnovnih elemenata tehniĉko-tehnološkog sistema i to: -

intenziviranje proizvodnih radova po revirima, jamama i rudnicima; osavremenjavanje tehnoloških postupaka izrade rudarskih prostorija otvaranja, razrade i pripreme; intenziviranje geoloških istraţnih radova, sa površine i iz jame pri ĉemu najveći obim radova treba da se realizuje iz sopstvene operative; mehanizovati faze rada i prilagoditi konkretnim prirodno-geološkim uslovima leţišta; racionalizacija sistema transporta iskopine, prevoza ljudi, dopreme repromaterijala i opreme; osavremenjavanje postupaka prerade i valorizacija sitnih asortimana uglja; unapreĊenje sistema odrţavanja, opsluţivanja, pripreme repromaterijala, sistema tehniĉke zaštite, ventilacije i odvodnjavanja, kao i drugih mera humanizacije rada ; usavršavanje organizacije rada i unapreĊenju sistema rukovoĊenja, redukciji radne snage na optimalno potreban broj, bez glomaznih administrativnih sluţbi i niza sporednih delatnosti; edukacija kvalifikacione strukture zaposlenih i unapreĊenje struĉnog znanja rukovodnog osoblja.

Uvaţavajući geološke rezerve i teritorijalni poloţaj rudnika “Lubnica” i rudnika “Soko” i Aleksinaĉkog leţišta uz poznati kvalitet uglja koji rudnici poseduju, predlaţe se izgradnja termoelektrane-toplane, snage 200MW. Za realizaciju tog cilja neophodno je u rudniku “Lubnica” uvesti mehanizovano otkopavanje, kako bi se postigla proizvodnja od 200.000 tona uglja godišnje. U rudniku “Soko” neophodno je uvesti mehanizovano otkopavanje, sa krtkim širokim ĉelima zbog sloţenih geoloških uslova, kako bi se postigla proizvodnja od oko 300.000 tona uglja godišnje. Za realizaciju navedenog neophodno je izvršiti izradu jamskih prostorija u rudniku “Lubnica” oko 1000 m, a u rudniku “Soko” oko 2500 m. U Aleksinaĉkom leţištu, neophodno je obnavljanje proizvodnje, na nivou pre zatvaranja rudnika. Uvaţavajući geološke rezerve i teritorijalni poloţaj rudnika “Rembas” i rudnika “Jasenovac”, uz poznati kvalitet uglja koji rudnici poseduju, predlaţe se da ugalj plasira u Termoelektranu MoravaSvilajnac. Za realizaciju tog cilja neophodno je u rudniku “Rembas” uvesti mehanizovano otkopavanje širokim ĉelom u jami “Strmosten”, kako bi se postigla proizvodnja od 300.000 tona uglja godišnje za “Rembas”. U rudniku “Jasenovac” neophodno je ustaliti proizvodnju na 70.000 tona uglja godišnje. Za realizaciju navedenog neophodno je izvršiti izradu jamskih prostorija u rudniku “Rembas” jama “Strmosten” oko 2000 m Uvaţavajući geološke rezerve i teritorijalni poloţaj rudnika “Štavalj”, uz poznati kvalitet uglja koji rudnik poseduje, predlaţe se izgradnja termoelektrane-toplane u Sjenici, snage 300 MW. Za realizaciju navedenog neophodno je povećanje proizvodnje (uvoĊenje mehnizovanog otkopavanja) i otvaranje novih proizvodnih kapaciteta Proizvodnja uglja iz Ibarskih rudnika, moţe se plasirati u buduću TE-TO Sjenica, ili u “Energetiku” Kragujevac ili u TE “Morava”. U Ibarskim rudnicima neophodno je u saradnji sa drţavnim institucijama izvršiti konzervaciju jame “Jarando”, a kao zamenski kapacitet otvoriti površinski kop “Progorelica”. Za rudnike Bogovina i Vrška Ĉuka, nophodno je u saradnji sa drţavnim institucijama, preći u fazu konzerviranja jama.

37


Navedeni pristup bi omogućio da se iz rudnika JPPEU, dostigne proizvodni kapacitet na nivou od oko 1,5 miliona tona godišnje. Pored sada aktivnih leţišta rudnika uglja, postoje i druga brojna leţišta uglja u Srbiji koja raspolaţu znaĉajnim istraţenim rezervama uglja koja se mogu aktivirati i dati doprinos rešavanju problema u snabdevanju gorivom i toplotnom energijom u industriji u pojedinim gradovima i širokoj potrošnji. Leţišta koja se ne eksploatišu predstavljaju znaĉajnu sirovinsku energetsku bazu, gde se moţe razviti povećan kapacitet proizvodnje, što ukazuje na potrebu da se pristupi i otvaranju novih rudnika posebno u leţištima sa većim rezervama i povoljnim prirodno-geološkim uslovima kao što su po opštoj oceni leţišta: Poljana, Melnica, Despotovaĉki basen, Kosa-Zabela, Zapadno-moravski basen, dublji delovi u velikim lignitskim basenima (Kolubara i Kostolac-Ćirikovac) i brojna manja leţišta. Ovde takoĊe treba raĉunati i na rezerve uljnih škriljaca Aleksinaĉkog podruĉja, koje se procenjuju na oko 2.000.000.000 t. ZAKLJUĈAK Sadašnje stanje u podzemnoj eksploatciji uglja uslovljeno je nizom subjektivnih i objektivnih okolnosti. Trenutno je u rudnicima JPPEU, vidljivo smanjenje radne snage uz postepeno povećanje proizvodnje i stavranje uslova da se u narednom periodu poveća proizvodnja i produktivnost. Neosporno je da Drţava mora prići podzemnoj eksploataciji uglja, kao strateškoj privrednoj grani i omogućiti reorganizaciju postojećih rudnika i postepeno otvaranje novih. TakoĊe, neosporno je da osavremenjavanje, racionalizacija i povećanje proizvodnje u rudnicima uglja, kao i otvaranje novih rudnika sa podzemnom eksploatacijom uglja, nameće i izgradnju novih termoenergetskih kapaciteta, ĉemu treba teţiti u narednom periodu.

LITERATURA (1) Strategija energetskog razvoja republike Srbije do 2015. godine (2) Nacionalna strategija privrednog razvoja do 2012. godine (3) Ivković M.: „Pravci tehniĉkog, ekonomskog, trţišnog i društvenog razvoja i prestrukturiranja rudnika uglja sa podzemnom eksploatacijom za period 2001-2006 godina“; Rudarski radovi 1/2001, str. 1-12, 2001. (4) Dragosavljević Z., Denić M., Ivković M.: „Strategija razvoja podzemnih rudnika uglja u Srbiji u okviru razvoja ugljenih basena sa površinskom“; Rudarski radovi 1/2005, 2005. (5) Stjepanović M.: „Novi izazovi i vizije rudarstva u svetu sa osvrtom na rudarstvo u Srbiji“; Rudarski radovi 2/2007, str. 47-59, 2007. (6) Ristović I.: „Restrukturiranje i privatizacija rudnika uglja sa podzemnom eksploatacijom u Srbiji“–Zbornik radova I MeĊunarodni simpozijum Energetsko rudarstvo 07, str. 15-21, Vrnjaĉka banja 2007. (7) Projektna dokumentacija JPPEU-Biro za projektovanje i razvoj Beograd

38


KONCEPT DUGOROĈNOG RAZVOJA POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE U KOMPANIJI RTB – BOR, SRBIJA SURFACE MINING LONG TERM DEVELOPMENT CONCEPT IN RTB-BOR COMPANY, SERBIA Dimĉa Jenić, Predrag Golubović RTB-Bor, Bor IZVOD Kompanija RTB-Bor iz Bora, Srbija, se već preko sto godina bavi otkopavanjem rude i proizvodnjom bakra u razliĉitim društveno-politiĉkim, ekonomskim i privrednim uslovima u zemlji. Pri novonastalim uslovima na trţištu metala, nametnula se sama po sebi potreba za izradom nove strategije poslovanja koja mora biti usklaĊena sa nametnutim uslovima trţišnog poslovanja u ambijentu globalne ekonomske krize. Strateški razvoj RTB- Bor u oblasti otkopavanja i proizvodnje bakra baziraće se na masovnoj eksploataciji rude bakra površinskim naĉinom otkopavanja na kopovima u Boru i to: Veliki Krivelj, Kraku Bugaresku ( leţišta Cerovo1 i Cerovo 2), Cerovo primarno i na kopovima u rudniku bakra Majdanpek ( Juţni i Severni revir ). Pomenuta leţišta, zajedno sa izgradnjom nove topionice u Boru, kapaciteta oko 55000 do 60000 t katodnog bakra, treba da funkcionišu kao jedna celina novog transformisanog preduzeća, saglasno funkcionalnoj organizacionoj šemi poznatih svetskih kompanija, gde je kontrola kompletnog lanca proizvodnje dovedena do racionalnosti. ABSTRACT The main occupation of the mining and smelting company of RTB-Bor, in Bor, Serbia, is copper ore excavation and production of copper concentrate, although those activities have been almost stopped in past due to the political and economic situation of that time in Serbia. By the new conditions in the metal market today, the need for different business strategy arised, so the new long term development concept for the company of RTB-Bor was created. Strategic developement of RTB-Bor company in the field of the copper ore excavation and production of the copper concentrate will be based on massive surface exploitation of the town of Bor`s open pits: Veliki Krivelj, Kraku Bugaresku ( ore deposits Cerovo 1 and Cerovo 2), Cerovo primary and open pit Majdanpek (Southern and Northern shaft ). Above mentioned open pits, along with new built autogenous smeltery in Bor with 55.000-60.000 t of cathode copper capacity, should function like unique entity of the new transformed company, in accordance with organisational schemes of world wide well known companies, where the control of complete production chain is brought to optimal racionality.

UVOD Strateški razvoj RTB-a Bor u oblasti otkopavanja rude i proizvodnje bakra u narednih 20 godina, baziraće se na masovnoj eksploataciji površinskim naĉinom otkopavanja na kopovima u Boru i to: Veliki Krivelj, Kraku Bugaresku ( leţišta Cerovo 1 i Cerovo 2), Cerovo primarno i na kopovima u rudniku bakra Majdanpek ( Juţni i Severni revir ). Pomenuta leţišta, zajedno sa izgradnjom nove topionice u Boru, kapaciteta oko 55000 do 60000 t katodnog bakra, treba da funkcionišu kao jedna celina novog transformisanog preduzeća, koje će funkcionisati kao jedno preduzeće saglasno funkcionalnoj organizacionoj šemi poznatih svetskih kompanija, ĉija je kontrola kompletnog lanca proizvodnje dovedena do optimalne racionalnosti. I POTENCIJALNI MINERALNI RESURSI PROIZVODNJE RTB-a BOR Osnovni ĉinioci strateškog razvoja, oĉigledno treba da predstavljaju oni resursi koji obezbedjuju osnovu za realno planiranje a to su: overene rudne rezerve, dokazana tehnologija, profitabilna proizvodnja i obezbedjena investiciona sredstva.

39


Kompanija RTB Bor će svoju proizvodnju, u periodu srednjoroĉnog i dugoroĉnog razvoja, bazirati na sadašnjim aktivnim rudnicima sa površinskom eksploatacijom, Veliki Krivelj i Majdanpek kao i na rudnicima u kompleksu Cerovo koji su u planu za ponovno pokretanje proizvodnje ( Cerovo 1) i za otvaranje ( Cerovo 2 i Cerovo primarno ). Leţišta Cerovo 1 i Cerovo 2 obuhvaćeni su celinom pod nazivom leţište Kraku Bugaresku. Eksploataciono polje Rudnika bakra Bor sa navedenim lokalitetima i prostornim ograniĉenjima dato je na slici 1.

Slika 1. - Eksploataciono polje Rudnika bakra Bor

40


Preradom rude sa površinskog kopa Veliki Krivelj u kombinaciji sa kopovima u leţištu Kraku Bugarsku ( Cerovo 1 i Cerovo 2 ) i u leţištu Cerovo – primarno, tokom razmotrenog perioda od 10-20 godina moţe da se dostigne godišnji kapacitet u flotaciji Veliki Krivelj od 15,5×10 6 t rude sa odlaganjem flotacijske jalovine u jalovište Veliki Krivelj. Sva dalja prerada rude odvijaće se u flotaciji Veliki Krivelj, a odlaganje u flotacijskom jalovištu Veliki Krivelj. Sa aspekta razvoja rudarstva i odrţivog razvoja, odnosno oĉuvanja ţivotne sredine, flotacijsko jalovište Veliki Krivelj pobudjuje znaĉajnu paţnju i u narednom periodu treba da bude predmet razmatranja o promeni tehnologije odlaganja. Oksidne rude bakra iz leţišta Kraku Bugaresku treba planski odlagati i primeniti hemijske metode dobijanja bakra. Uz maksimalnu zaštitu ţivotne sredine moţe se dobiti oko 3000 t Cu godišnje. Rudnik bakra Majdanpek poseduje dva aktivna površinska kopa u leţištima Juţni i Severni Revir. Ostvaruju se izuzetno mali proizvodni kapaciteti, u odnosu na potencijalnost mineralnih sirovina baze, zbog nedostka opreme, problema sa odvodnjavanjem i neispravnih transportnih sistema za rudu i jalovinu. Nakon izrade detaljne strategije razvoja ovog rudnika moţe se pouzdanije govoriti o profitabilnosti ovog rudnika. Na osnovu dosadašnjih razmatranja, kapacitet prerade u ovom rudniku moţe biti 4†8×106 t rude godišnje. U ovoj strategiji razvoja nije obradjivati leţište “ Borska reka “, koje će se eksploatisati podzemnom eksploatacijom. Leţište je na velikoj dubini, iziskuje velika investiciona ulaganja za pripremne radove, razradu, odvodnjavanje i provetravanje. Kada se bude definitivno utvrdila metoda otkopavanja, proizvodnja iz Borske reke će dopuniti ukupni bilans metala kompanije RTB Bor. Uradjen je i overen Elaborat o rudnim rezervama leţišta “ Borske reke “ i one iznose 319.969,179 t rude u konturi 0,3% Cu sa proseĉnim sadrţajem od 0,50%Cu. Leţište će u perspektivi predstavljati znaĉajan resurs za dobijanje bakra za kompaniju RTB - Bor. II OVERENI RESURSI BAKARNE RUDE U RTB BOR RUDNO LEŢIŠTE VELIKI KRIVELJ U narednim tabelama, dat je prikaz rezervi sa stanjem terena na dan 01.01.2007. godine za leţište bakra Veliki Krivelj. TABELA 1 - Tabelarni prikaz bilansnih geoloških rudnih leţišta bakra Veliki Krivelj u konturi graniĉnog sadrţaja 0.2% Cu na dan 01.01.2007 godine ( do nivoa K–40 m) KATE RUDA G. VLAŢN H2O REZE A (%) RVI (t) A

84 208 476

3.0

B

271 638 184

3.0

C1

101 313 398

3.0

UKUP 457 158 NO 058

3.0

RUDA SUVA (t)

Cu (%)

Cu (t)

Au Ag Au (gr/ (gr/t (kg) t) )

Ag (kg)

S (%)

S (t)

81 680 282 0.344

280 684

0.07 5 718 0.4

32 672

3.96 7

3 240 257

18 444

0.4

105 396

5.30 5

13 978 093

0.07 6 879 0.4

39 310

6.96 8

6 847 732

31 041

177 378

5.24 0

23 243 460

263 489 038

0.353 930 116 0.07

98 273 996 0.282 443 443 316

0.336

277 133 1 487 933

41

0.07

0.4


Slika 2. – Eksploataciono polje Rudnika bakra V.Krivelj

42


RUDNO LEŢIŠTE KRAKU BUGARESKU Cerovo Kraku Bugarsku podrazumeva leţišta Cerovo Cementaciju 1 i Cerovo Cementaciju 2. U tabeli 2 su prikazane bilansne rezerve rudnog polja Kraku Bugaresku.

TABELA 2 - Bilansne rezerve rudnog polja Kraku Bugaresku

RUDN SRE SRE KOLI O KA D. D. KOLI KOL. Ĉ. TELO T. SAD SAD Ĉ. RUDE BAK SEG RE RŢ RŢ BAK (t) RA MEN Z. Cu(% Cu RA (t) (t) T ) (%)

SRE SR. SR. D. KOLI SA SA KOL. SAD Ĉ. D. D. Ag R. ((Au S Ag (kg) Au (kg) (g/t) (g/t) (%)

S (t)

“CER OVO1 ”

B

17.242. 1.31 22.69 3.23 0.291 50210 0.023 3.955 0,100 1 ,723 558.366 751 6 0 8

“CER OVO 2”

B

28.557. 91.14 1.12 32.13 0,319 0.025 7.167 378 3 5 2

0,74

2,119

2.99 865.131 8

45.800. 141.3 11.12 1.19 54.82 0,309 0.024 129 53 1 7 2

0,84

0,084

3.08 1.414.4 8 97

UKUPNO B

RUDNO LEŢIŠTE CEROVO PRIMARNO Planirani kapacitet 5×106 t godišnje, sa faznom flotacijskom preradom rude – na lokalitetu Cerovo primarno drobljenje, mlevenje, kondiciranje, hidrotransport pulpe do flotacije Veliki Krivelj, flotiranje u flotaciji Veliki Krivelj i odlaganje flotacijske jalovine na flotacijskom jalovištu Veliki Krivelj. TABELA 3 - Bilansne rezerve leţišta bakra “ Cerovo “ u konturi graniĉnog sadrţaja 0,2% Cu Kategorija

Ruda (t)

Bakar (t)

Ag (kg)

Au ( kg)

S(t)

B kategorija

102.396.289

351.184

105.433,7

155.841,6

4.244.877

C1 kategorija

47.742.028

140.952

40.375,3

4.393,1

1.854.934

B+C1

150.138.317

492.136

145.809

20.234,7

6.099.811

43


Slika 3. – Eksploataciono polje rudnika bakra Cerovo

44


RUDNO LEŢIŠTE JUŢNI REVIR U tabeli 6 dat je pregled rudnih rezervi sa koliĉinom metala. TABELA 6 - Bilansne rezerve leţišta “ Juţni revir”- Madanpeku konturi graniĉnog sadrţaja 0,2% Cu Kategorija

Ruda (t)

Bakar (t)

Ag (kg)

Au ( kg)

S(t)

A kategorija

82.576.199

348.425,6

136.518,7

B kategorija

38.254.540

133.926,8

52.000,7

12.720,7

424.426

C1 kategorija

125.252.049

399.551,6

17.708,0

2.646,7

1.711.734

A+B+C1

246.082.788

881.904

46.653,6

15.367,4

3.102.988

966.828

EKSPLOATACIONE RUDNE REZERVE TABELA 7 – Eksploatacione rudne rezerve Leţište

Ruda ( t)

Cu ( t )

Veliki Krivelj

163 878 810

511 849,70

Kraku Bugaresku

24 826 054

72 243,81

Cerovo primarno

88 749 963

319 669

Juţni revir

92 720.000

359.753,00

UKUPNO:

370.172.827

943.846,51

III REALNO MOGUĆI KAPACITETI U SREDNJOROĈNIM PLANOVIMA U FUNKCIJI ODRŢIVOG RAZVOJA

I

DUGOROĈNIM

Kapaciteti i dinamika razvoja rude i bakra u koncentratu dati su u tabeli 8 za Rudnik bakra Bor a u tabeli br. 9 za rudnik bakra Majdanpek, kao i na dijagramima od 1-6.

45

Rudarstvo 2010 / Mining 2010 TABELA 8 - PLANIRANA DINAMIKA PROIZVODNJE U RUDNICIMA BAKRA BOR Godina proizvodnje >>>

Rudnik bakra Veliki Krivelj

Rudnik bakra Cerovo leţište „Kraku Bugaresku ”

Rudnik bakra Cerovo leţište „Cerovo primarno”

Godišnji kapacitet u milionoma tona vlaţne rude pri sadrţaju bakra 0,30% ×106 [ t/god ] Godišnji kapacitet bakra u koncentrat u [ t/god. ] Godišnji kapacitet u milionoma tona vlaţne rude pri sadrţaju bakra 0,30% ×106 [ t/god ] Godišnji kapacitet bakra u koncentrat u [ t/god. ] Godišnji kapacitet u milionoma tona vlaţne rude pri sadrţaju bakra 0,35% ×106 [ t/god ] Godišnji kapacitet bakra u koncentrat u [ t/god. ]

2010.

2011.

2012.

2013.

2014.

2015.

2016.

2017.

2018.

2019.

2020.

2021.

2022.

2023.

2024.

2025.

2026.

2027.

2028.

2029.

2030.

2031.

2032.

2033.

8,5

8,5

8,5

8,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

10,5

160 (244)

2100 0

2100 0

2100 0

2100 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

2600 0

26000

26000

26000

26000

26000

26000

26000

26000

396000 (604000)

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

22,5

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

54000

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

87,5

7000

7000

7000

7000

7000

1400 0

1400 0

1400 0

1400 0

1400 0

1400 0

1400 0

14000

14000

14000

14000

14000

14000

14000

14000

245000

46

UKUPN O

Rudarstvo 2010 / Mining 2010 Ukupna godišnja proizvodnja vlaţne rude u milionima tona ×106 [ t/god ] Ukupna proizvodnja bakra u koncentratu [ t/god. ]

11,0

11,0

11,0

11,0

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

270 (354)

2700 0

2700 0

2700 0

2700 0

3900 0

3900 0

3900 0

3900 0

3900 0

4000 0

4000 0

4000 0

4000 0

4000 0

4000 0

4000 0

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

695000 (903000)

2030.

2031.

2032.

2033.

TABELA 9 - PLANIRANA DINAMIKA PROIZVODNJE U RUDNIKU BAKRA MAJDANPEK I UKUPNA PROIZVODNJA U RUDNICIMA BAKRA BOR I RUDNIKU BAKRA MAJDANPEK Godina proizvodnje >>> 2010. Godišnji kapacitet u milionoma tona vlaţne rude pri sadrţaju Rudnik bakra bakra 0,30% Majdanpe ×106 k [ t/god ] Godišnji kapacitet bakra u koncentrat u [ t/god. ] Rudnici bakra Bor ukupna godišnja proizvodnja vlaţne rude u milionima tona ×106 [ t/god ] Rudnici bakra Bor ukupna proizvodnja bakra u koncentratu [ t/god. ] Ukupna godišnja proizvodnja vlaţne rude u milionima tona ×106 [ t/god ] Ukupna proizvodnja bakra u koncentratu [ t/god. ]

2011.

2012.

2013.

2014.

2015.

2016.

2017.

2018.

2019.

2020.

2021.

2022.

2023.

2024.

2025.

2026.

2027.

2028.

1,5

3,2

3,2

3,2

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

4000

9000

9000

9000

1550 0

1550 0

1550 0

1550 0

1550 0

2050 0

2050 0

2050 0

2050 0

2050 0

11,0

11,0

11,0

11,0

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

2700 0

2700 0

2700 0

2700 0

3900 0

3900 0

3900 0

3900 0

3900 0

4000 0

4000 0

4000 0

12,5

14,2

14,2

14,2

20,5

20,5

20,5

20,5

20,5

21,0

21,0

3100 0

3600 0

3600 0

3600 0

5450 0

5450 0

5450 0

5450 0

5450 0

6050 0

6050 0

5,5

5,5

5,5

5,5

91,1

2050 0

2050 0

20500

20500

20500

313500

15,5

15,5

15,5

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

5,0 (15,5)

270 (354)

4000 0

4000 0

4000 0

4000 0

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

695000 (903000)

21,0

21,0

21,0

21,0

21,0

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

5,0 (21,0)

361 (445)

6050 0

6050 0

6050 0

6050 0

6050 0

34500 (60500 )

34500 (60500 )

34500 (60500 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

14000 (40000 )

1008500 (1216500 )

47

2029.

UKUPN O


48


49


50


IV INVESTICIONA ULAGANJA U tabeli 10 prikazana je dinamika procenjenih investicionih ulaganja. Procena investicionih ulaganja izvršena je na osnovu postojeće projektne dokumentacije i uvida u postojeće stanje opreme i objekata na terenu. TABELA 10 – Dinamika investicionih ulaganja ( u USD ) RUDNIK

VRSTA ULAGANJA

2010 – 2013

2014 – 2028

mehanizacija za kop

30.000.000

10.000.000

flotacija

10.000.000

10.000.000

Veliki Krivelj

flotacijsko jalovišta

5.000.000

mehanizacija za kopove Cerovo Kraku Bugaresku

Cerovoprimarno

15.000.000

7.400.000

10.000.000

-

eksproprijacija

2.000.000

-

mehanizacija za kop

15.000.000

15.000.000

mehanizacija za kop

21.700.000

15.800.000

drobljenje i flotacija

10.000.000

17.000.000

118.700.000

75.200.000

flotacija i hidrotransport

Rudnik bakra Majdanpek

UKUPNO 193.900.000

51


V ZAKLJUĈAK Ovim referatom prikazani su potencijali kompanije RTB-Bor i osnovna koncepcija dugoroĉnog razvoja ove rudarske kompanije. Evidentno je da uz pravilno koncipiranu dinamiku investicionih ulaganja ova kompanija moţe još relativno dugo biti konkurentna na trţištu obojenih i plemenitih metala. Od esencijalnog je znaĉaja pridrţavanje principa minimalnih troškova proizvodnje i implementacije savremenih rešenja u svim aspektima tehnološkog procesa.

52


MODEL UPRAVLJANJA ZALIHAMA UGLJA THE MODEL OF COAL PRODUCTION INVENTORY MANAGEMENT Omer Musić1, Ramiz Vugdalić2, Sead Rešić 1 - Univerzitet u Tuzli, Rudarsko-geološko-graĊevinski fakultet u Tuzli; 2 - Prirodno matematiĉki fakultet u Tuzli REZIME Sve su veći zahtjevi u rudarskoj nauci, da se tehniĉki problemi kao što su: optimalno planiranje investicionih ulaganja, optimalan izbor lokacije prostorija otvaranja, dinamika pripreme otkopnog polja, upravljanje proizvedenim zalihama uglja, optimalan naĉin ostvarivanja dobiti i dr., rješavaju u ukviru multidisciplinarnih nauka. U ovom radu dat je model upravljanja zalihama uglja koji je riješen preko operacionih istraţivanja, tj. diferencijalnog raĉuna, sa optimalnom proizvodnjom i deponovanjem uglja i ostvarenim mininimalnim troškovima i maksimalnom dobiti . Kljuĉne rijeĉi: proizvodnja, zalihe, troškovi, dobit, model. SUMMARY There are more and more requests in mining science to solve technical problems in frames of multidisciplinary sciences, such as optimal investments planning, optimal choice of locations for openings, dynamics of fields‟ excavation preparation, coal production inventory management, optimal ways of gaining profit, etc. The model of coal production inventory management, which is given in this work, is solved through operational researches, i.e. differentials calculation, with optimal production and coal depot, and realized minimal expenses with maximum profit. Key words: production, inventories, expenses, profit, model.

1. UVOD Operaciona istraţivanja su jedna od obasti primijenjene matematike, a ujedno i multidisciplinarna nauka, ĉiji poĉetak i razvoj datira od ĉetrdesetih godina XX stoljeća. Cilj te nauke je odreĊivanje optimalne organizacije tehniĉko-tehnoloških procesa, tj. planiranje tehnoloških operacija u proizvodnom procesu. Suština matematiĉkog model upravljanja zalihama uglja sa konstantnom potraţnjom je u tome da treba organizovati proizvodnju uglja u ciklusima, tako da funkcija F(x) u ukupnim troškovima rudnika ima minimalnu vrijednost. S matematiĉkog stanovišta gledano, tu primjenjujemo diferencijalni raĉun, tj. izvod funkcije. Naime, funkcija će imati minimalnu vrijednost za onu vrijednost od x, za koju je prvi izvod funkcije jednak nuli, a drugi izvod funkcije veći od nule. Dakle, mora vrijediti: FI(x)=0, FII(x)>0 U modelu, varijabla x predstavlja maksimalnu vrijednost koliĉine zaliha uglja na depou. Cilj rada je matematiĉkim modelom odrediti optimalni plan proizvodnje i deponovanja uglja sa ostvarenim minimalnim troškovima i maksimalnom dobiti.

53


2. MATEMATIĈKI MODEL KONSTANTNOM POTRAŢNJOM

UPRAVLJANJA

ZALIHAMA

UGLJA

SA

Ovaj model sadrţi poznate veliĉine (parametre) i nepoznate veliĉine (varijable). Poznate veliĉine su: Co–troškovi proizvodnje po jedinici proizvoda, C1-troškovi ĉuvanja i skladištenja jedinice proizvoda, po jednom danu, C-fiksni troškovi organizovanja jednog proizvodnog ciklusa, T-ukupni posmatrani vremenski period, najĉešće 1 godina, p-koliĉina proizvedene robe u jednom danu, q-konstantna koliĉina prodate (potraţivane) robe u jednom danu. Nepoznate veliĉine (varijable), tj. veliĉine modela koje treba odrediti, su: x-maksimalna koliĉina zaliha u jednom ciklusu, y-koliĉina proizvedene robe u jednom ciklusu, n-broj ciklusa, t-vrijeme trajanja jednog ciklusa, t1-vrijeme trajanja proizvodnje, t2-vrijeme trošenja zaliha, bez zanavljanja. Tehniĉkotehnološki proces treba organizovati u ciklusima koji se periodiĉno ponavljaju, prema sljedećem grafiku (slika 1.).

x

količina zaliha (x)

t1

t2

t

t1

t2

t

t1

t2

…... …...

t

T  n t

t1

t2

t

broj dana (t)

slika 1.

Sa grafika vidimo da je sa x oznaĉena maksimalna vrijednost zaliha u jednom ciklusu, u vremenskom periodu t1 se vrši proizvodnja uglja, a u vremenskom periodu t2 se prekida sa proizvodnjom. MeĊutim, prodaja uglja je kontinuirana. Srednja vrijednost zaliha u vremenskom periodu t=t1+t2 iznosi , te su troškovi odrţavanja zaliha u jednom ciklusu jednaki: Pošto je priraštaj zaliha u odreĊenom periodu srazmjeran razlici izmeĊu proizvodnje i potrošnje u tom periodu, to je: odnosno, Kako se u toku vremena t2 zalihe troše bez zanavljanja, moţemo reći da je:

, odnosno,

Prema tome, troškove odrţavanja zaliha u jednom ciklusu moţemo predstaviti obrascem:

Ako se ovim troškovima dodaju fiksni troškovi organizovanja jednog proizvodnog ciklusa i troškovi po jedinici proizvoda, dobiće se troškovi obezbjeĊenja snadbijevanja u jednom ciklusu:

54


Kako u jednom ciklusu treba proizvoditi y=pt1, i

to se moţe pisati da je:

a ukupni troškovi u jednom ciklusu su:

odnosno,

Ukupni godišnji troškovi mogu se izraziti sljedećom relacijom:

gdje je n broj proizvodnih ciklusa definisan sljedećim izrazom:

Smjenom vrijednosti za n u izrazu za F(x) dobija se konaĉni izraz za funkciju ukupnih troškova: = Optimalni obim zaliha x*, za koje se obezbjeĊuju minimalni godišnji troškovi snadbijevanja, odreĊuje se iz uslova minimuma funkcije F(x):

55


Kako je:

izjednaĉavanje ovog izvoda sa nulom dobija se da je:

Da bi ovako odreĊena vrijednost x* predstavljala vrijednost zaliha za koje su ukupni troškovi snadbijevanja minimalni potrebno je da bude zadovoljen uslov:

Ovaj uslov je u vaţnosti za p q. Optimalni broj ciklusa proizvodnje u toku godine definisan je izrazom:

Kako -broj ciklusa proizvodnje, izraĉunat posljednjom formulom, neće uvijek biti prirodan broj, uvodimo novu veliĉinu gdje oznaĉava najveći cijeli broj koji nije veći od , prema tome šta u stvarnosti više odgovara. Tada moramo veliĉinu p, u skladu sa predhodno reĉenim korigovati tako da iz relacije

slijedi da je

Za tu vrijednost veliĉine p je

56


Optimalno vrijeme trajanja ciklusa proizvodnje je:

Optimalno vrijeme trajanja proizvodnje je definisano sljedećim izrazom:

a optimalno vrijeme trošenja zaliha bez zanavljanja je:

Optimalni obim proizvodnje u toku jednog ciklusa utvrĊuje se na osnovu izraza:

Optimalni obim proizvodnje u toku jedne godine utvrĊuje se na osnovu izraza:

57


3. PRIMJENA MODELA UPRAVLJANJA ZALIHAMA UGLJA Poslije izloţenog teorijskog prikaza, predstavljamo primjenu modela upravljanja zalihama uglja na uopštenom primjeru rudnika „A“. Primjer: Rudnik „A“ trţištu dnevno isporuĉuje 1300 tona komercijalnog uglja. Uslijed nestabilnog trţišta, mogućeg zastoja tehniĉko-tehnološkog procesa, rudnik treba da obezbijedi odreĊene koliĉine zaliha uglja koje će deponovati u svom industrijskom krugu. Uspostavljanjem stabilnog trţišta, otklanjanjem zastoja i modernizacijom tehniĉko-tehnološkog procesa dobijanja uglja, rudnik bi mogao dnevno isporuĉiti 1600 do 1800 tona komercijalnog uglja. Troškovi tehniĉko-tehnološkog procesa su: troškovi proizvodnje komercijalnog uglja su 83,24 KM/toni ili 42,68 eura/toni, troškovi ĉuvanja i skladištenja uglja su 2,5 KM/toni ili 1,28 eura/toni na dan, fiksni troškovi organizovanja jednog proizvodnog ciklusa (t1 i t2) su 64000 KM ili 32 820,5 eura. Organizovati i planirati proizvodnju, prodaju i skladištenje zaliha uglja, u toku jedne godine, tj. 358 radnih dana. Srednja prodajna cijena komercijalnog uglja iznosi 120,00 KM/toni ili 61,54 eura/toni. Matematiĉkim modelom odrediti optimalni plan proizvodnje i deponovanja zaliha uglja, tako da ukupni troškovi rudnika budu minimalni. TakoĊe, grafiĉki prikazati i objasniti rezultate i odrediti godišnju dobit rudnika. Poznate veliĉine su: C o=83,24 KM/t, C1=2,5 KM/t/dan, C=64000 KM, T= 358 radnih dana, p=1600 do 1800 t/dan (poĉetna vrijednost), q=1300 t/dan. Treba odrediti varijable x, y, n, t, t1, t2: Izraĉunajmo . Vrijedi

Kako broj ciklusa treba da bude prirodan broj uvodimo da je broj ciklusa proizvodnje ciklusa. Organizacija proizvodnje se obavlja u 25 ciklusa. U skladu s tim korigovana vrijednost veliĉine p je: .

Optimalne vrijednosti tih varijabli, oznaĉene sa *, su:

58


4. REZULTATI ISTRAŢIVANJA U ukupnom vremenskom periodu od T=358 radnih dana, treba organizovati 25 proizvodna * ciklusa, pri ĉemu svaki ciklus traje t =14,32 radnih dana (114,5 radnih sati). Pri tome se u vremenskom periodu t1*=11,57 radna dana (92,5 radnih sati) proizvodi i prodaje ugalj, a u periodu t 2*=2,75 radna dana (22 radna sata) prekida se eksploatacija i vrši prodaja zaliha uglja. Optimalna koliĉina zaliha je x*=3575,4 tona uglja, tako da treba u industrijskom krugu obezbijediti depo za proizvedene zalihe uglja, a obim proizvodnje uglja u jednom ciklusu je y*=18616,09 tona uglja, što je prikazano na slici 2. (grafiĉko kretanje zaliha).

59


X=3575,40 tona

koliĉina zaliha (x)

0

11,57 14,32

25,89 28,64 37,46 42,96

…… ……

343,68

355,25 358

slika 2.

358 radnih dana(t)

Vidimo da koliĉina zaliha x, linearno zavisi od broja radnih dana t. Koristimo analitiĉki izraz (formulu) za jednaĉinu prave kroz dvije poznate taĉke (t1,x1) i (t2,x2). Prava kroz te dvije taĉke je: Konkretno, prava kroz taĉke (0,0) i (11,57;3575,4) je:

Dobili smo formulu za izraĉunavanje zaliha uglja 0. do 11,57. radnog dana. Npr. u 3. radnom danu koliĉina zaliha uglja je: x=309,02 ∙ 3 = 927,06 tona. Prava kroz taĉku (11,57;3575,4) i (14,32;0) je:

x  3575,4 

0  3575,4  t  11,57 , tj 14,32  11,57

Dobili smo formulu za izraĉunavanje zaliha uglja od 11,57. do 14,32. radnog dana. Npr. u 13. radnom danu koliĉina zaliha uglja je: Funkcija x(t) je periodiĉna, sa osnovnim periodom t*=14,32 radnih dana. Zato za dobijanje formula u drugom ciklusu umjesto t treba pisati t-14,32 u trećem ciklusu umjesto t treba pisati t-28,64, itd. U i-tom ciklusu umjesto t treba pisati; t-(i-1)∙14,32 gdje i , slika 3.

60


X*=3575,4 tona

X=18618,08-1300,14(t-14,32) koliĉina X=18618,08-1300,14(t-28,64) zaliha X=18618,08-1300,14 t

0 X=143,18 t

11,57

14,32

25,89

28.64

33,94

42,96

358 radnih dana(t)

X=309,02 (t-14,32) t X=309,02(t-28,6)

slika 3. U vremenskom periodu od 358 radnih dana, sa organizovanih 25 radnih ciklusa i obimom proizvodnje od 18616,09 tona, imamo godišnju proizvodnju 465402,25 tona uglja, tj.

Sa srednjom prodajnom cijena uglja od 120 KM/t ili 61,54 eura i godišnjom proizvodnjom od 465402,25 t, ostvarujemo prihod rudnika:

Ukupni godišnji troškovi proizvodnje i deponovanja zaliha uglja su:

Godišnja dobit rudnika iznosi:

55848270  40340015,46  15508214,54 KM , ili 7952932,3 eura.

61


5. ZAKLJUĈAK Dobiveni rezultati, pokazuju efikasnost i opravdanost primjene i korištenja teoretski postavljenog modela upravljanja zalihama. Ovakav pristup rješavanja zadataka, tj. primjena multidisciplinarnih nauka, u ovom sluĉaju primijenjene matematike, omogućava kvalitetnije organizovanje i voĊenje tehniĉkotehnoloških procesa u rudnicima. LITERATURA 1.GENĈIĆ, B. Tehnološki procesi podzemne eksploatacije slojevitih leţišta, otvaranje, priprema i metode otkopavanja , Beograd, 1972 2. LETIĆ, D. Operaciona istraţivanja. Novi Sad: Univerzitet u Novom Sadu, 2001 3. MUSIĆ, O. Istraţivanje proizvodno-tehniĉkih uslova pri izboru uskoĉelnih metoda otkopavanja za debele slojeve uglja. Doktorska disertacija, Univerzitet u Tuzli, Tuzla, 2005 4. MUSIĆ, O., AHMETOVIĆ, Š., SLIJEPĈEVIĆ, S. Dinamika pripreme otkopnog polja.Nauĉnostruĉni ĉasopis Rudarstvo 21-22, Tuzla 2001 5. PETRIĆ, J., ŠARENAC, L., KOJIĆ, Z. Operaciona istraţivanja, zbirka riješenih zadataka, Beograd, 1978 6. PETRIĆ, J. Operaciona istraţivanja, Beograd, 1979. 7. VUGDALIĆ, R., REŠIĆ, S., MUSIĆ, O. Operaciona istraţivanja, Tuzla, 2010

62


ULJNI ŠKRILJCI KAO ENERGETSKA SIROVINA SRBIJE ZA DOBIJANJE SINTETIĈKE NAFTE OIL SHALES AS ENERGY RAW MATERIAL OF SERBIAFOR OBTAINING SYNTHETIC OIL Miroslav Ignjatović1, Radmilo Rajković1, Dragan Milanović1, Miroslava Maksimović1, Daniela Urošević1, Dragan Ignjatović1, Dejan Mitić1 1

Institut za Rudarsvo i Metalurgiju; Zeleni bulevar 33 Bor

Izvod: Na svetskom trţištu energenata došlo je do poremećaja i posebno visoke cene energenata što diktira potrebu svestranog sagledavanja tehniĉkih, tehnoloških i ekonomskih parametara dobijanja sintetiĉke nafte iz uljnih škriljaca.U današnje vreme ukazuje se potreba da se maksimalno iskoriste vlastiti raspoloţivi energetski resursi u okviru kojih znaĉajno mesto zauzimaju alternativni izvori energije (uljni škriljci). Oceniće se potencijalnost istraţivanog podruĉja i izdvajanje prostora za dalja istraţivanja. Nakon izvršene ocene potencijalnosti izvršilo bi se projektovanje istraţnih radova sa ciljem dobijanja preliminarnih podataka o geološkoj graĊi, uslovima zaleganja i kvalitetu uljnih škriljaca. Sve izraţenija potreba za energetskim sirovinama u svetu i našoj zemlji, dovela je do intenzivnijih istraţivanja za iznalaţenjem novih izvora energije. Ako se uzme u obzir, da se iz godine u godinu, povećava potrošnja prirodnih energetskih potencijala (ugalj, nafta, gas), buduća istraţivanja su opravdano usmerena u cilju mogućeg korišćenja uljnih škriljaca, kao jedan od vaţnih izvora u proizvodnji sintetiĉke nafte. Ukoliko tehnološki postupak dobijanja sintetiĉke nafte iz uljnih škriljaca bude na tom nivou da je ekonomski isplativ, moţemo govoriti o zadovoljavajućem potencijalu. Kroz ova istraţivanja jasno se ţeli prikazati kontekst i koncept budućeg rada na dobijanju sintetiĉke nafte iz uljnih škriljaca uz jasnu prezentaciju njegove programske i sadrţajne celine. Pored toga, cilj istraţivanja je i pribliţiti koncept subjektima zainteresovanim za njegovu realizaciju, potencijalnim korisnicima i drţavnim i lokalnim strukturama vlasti. Kljuĉne reĉi: uljni škriljci, istraţivanje, eksploatacija, dobijanje sintetiĉke nafte

Summary: Disturbance on the world energy market and especially the high cost of energy, dictates the need for comprehensive consideration of technical, technological and economic parameters to obtain synthetic oil from oil shale. Nowadays is needed to maximize their own available energy resources in which the important place occupied alternative energy sources (oil shale). The potentiality area of research and allocation of space for further research will be evaluated. After the evaluation of made potentiality, design surveys with the aim of obtaining preliminary data on the geological material, conditions of diving and quality of oil shale will be performed. Rising needs for energy and raw materials in the world and our country, has led to intensive research to discover new sources of energy. If we take into account that from year to year, increasing consumption of natural energy resources (coal, oil, gas), future studies are reasonably directed to the possibility of use oil shale as one of the most important sources in the production of synthetic oil. If the technological process of obtaining synthetic oil from oil shale will be at level that is cost-effective, we speak of a satisfactory potential. Through this research clearly wants to show the context and the concept of future work on getting synthetic oil from oil shale with a clear presentation of its programming and content sections. In addition, the purpose of this study is to bring the concept to the subjects of interested for its implementation, potential users and state and local authorities.

63


Keywords: oil shale, exploration, exploitation, obtaining synthetic oil

1. UVOD Sve izraţenije potrebe za energetskim sirovinama u svetu, i kod nas (2), podstiĉu fundamentalna i razvojna istraţivanja novih izvora energije. Geološke rezerve i kvalitet fosilnih goriva (posebno uglja, nafte i zemnog gasa) predstavljaju najznaĉajniji deo energetskog potencijala svake zemlje. U geološkom pogledu, fosilna goriva su neobnovljivi energetski izvori , od izuzetnog strateškog znaĉaja. U današnjim uslovima tehnološkog i industrijskog razvitka, potrošnja fosilnih goriva se neprestano povećava. Ocenjuje se da će u narednih 100 godina, prirodni energetski izvori biti izuzetno skupi, jer i najveći optimisti priznaju da je teško oĉekivati nova spektakularna otkrića leţišta nafte, zemnog gasa i uglja. U strukturi dosadašnje potrošnje fosilnih goriva, s pravom ili ne, zanemareni su uljni škriljci, naftni peskovi i bituminozne stene, iako predstavljaju znaĉajne potencijalne izvore sintetiĉke nafte. Uljni škriljci, istovremeno predstavljaju znaĉajnu sirovinu koja ima široku primenu u graĊevinarstvu. To je dovoljan razlog da se geološka i hemijsko-tehnološka istraţivanja uljnih škriljaca, sve više podstiĉu posebno u zemljama koje raspolaţu njihovim znaĉajnim geološkim rezervama, dato na slici 1.

Slika 1 Geografski poloţaj, sadrţaj kerogena i prinosi ulja uljnih škriljaca u Srbiji Interesovanje za korišćenje uljnih škriljaca u svetu je postalo tradicionalno već od poĉetka XX veka, kada su teĉna i gasovita goriva poĉela sve više da dobijaju na znaĉaju. Prva korišćenja uljnih škriljaca vezana su za njihovo sagorevanje u industrijskim toplanama, potom u saobraćaju (parne lokomotive) i još uvek se u nekim zemljama koristi za sagorevanje u kotlovskim postrojenjima termoelektrana. Srbija bi, u narednih stotinak godina, mogla da se oslobodi uvoza sirove nafte i svoje energetske potrebe za teĉnim gorivima obezbedi iz uljnih škriljaca! Ova smela i gotovo neverovatna tvrdnja, nije bez

64


osnova. Naime, na osnovu dosadašnjih geoloških istraţivanja u više regiona centralne i jugoistoĉne Srbije, procenjeno je da tamo leţi nekoliko milijardi tona uljnih škriljaca iz kojih, odreĊenom tehnologijom, moţe da se dobije sintetiĉka nafta, sirovine za petrohemijsku industriju, graĊevinski materijal i retki elementi. Daljom rafinacijom sintetiĉke nafte dobijaju se goriva za transport, mlazno i dizel godivo i primarni benzin. Osim aleksinaĉkog i delimiĉno vranjskog basena, ostala leţišta unjnih škriljaca u Srbiji još uvek nisu svestrano ispitana, pa se vredi okrenuti Aleksinaĉkom uljnom škriljcu. Polazeći od procenjenih rezervi koje su oko 2,5 milijardi tona, samo leţište Aleksinaĉkog škriljca na primer, predstavlja znaĉajnu akumulaciju od pribliţno 500 miliona tona organskog materijala, ili, ako bi se raĉunalo na preradu u ulje, sa prinosom od 50 odsto – oko 250 miliona tona ulja, odnosno sintetiĉke nafte. Za našu zemlju [10] to predstavlja vrlo vaţan energetski potencijal. MeĊutim, prerada uljnog škriljca u ulje, odnosno sintetiĉku naftu je vrlo skup proces. MeĊutim, u uslovima cene konvencionalne nafte od preko 70 dolara za barel, sintetiĉka nafta iz uljnih škriljaca postaje isplativ energetski resurs, pod uslovom da tona uljnog škriljca daje preko 40 l ulja. Poremećaji na svetskom trţištu energenata i posebno visoke cene teĉnih energenata nameću potrebu svestranog sagledavanja tehnološko – tehniĉkih i ekonomskih parametara dobijanja sintetiĉke nafte iz uljnih škriljaca. Radovi istraţivanja mogućnosti korišćenja uljnih škriljaca kao energetske sirovine kod nas su do sada uglavnom vršeni u aleksinaĉkom podruĉju. Po svom sastavu uljni škriljci u osnovi predstavljaju specifiĉnu energetsku sirovinu, koja bi u odreĊenim uslovima mogla da postane adekvatan alternativni izvor za dobijanje teĉnih goriva i drugih sirovina ili zamena za neke njihove derivate. Njihov organski sastav je u osnovi veoma pomešan sa neorganskom fazom, koju uglavnom ĉine gline, pesak, kreĉnjak, kvarcne tvorevine ili njihove mešavine. Organski deo ĉini niz organskih komponenata sa razliĉitim sadrţajem ugljenika (C), vodonika (H), azota (N), sumpora (Ѕ) i kiseonika (O2). Uljni škriljci predstavljaju znaĉajne potencijalne izvore za dobijanje sintetiĉke nafte. U današnjim uslovima tehnološkog i industrijskog razvoja, potrošnja fosilnih goriva se neprestano povećava, posebno uglja, nafte i zemnog gasa. S tim u vezi, treba sagledati i istraţiti mogućnost valorizacije gore navedenih fosilnih goriva, prvenstveno uljnih škriljaca, ĉiji se depoziti nalaze u Istoĉnoj, Srednjoj i Zapadnoj Srbiji. Sa razvojem nauke i tehnologije i sa sniţavanjem preostajućih rezervi prirodne nafte i gasa (ĉak i uz uvoĊenje novih sekundarnih metoda, za povećanje iskorišćenja ovih rezervi) interes za racionalno korišćenje bituminoznih tvorevina u budućnosti sve više raste [2] što ima uticaja i na postojeća istraţivanja i ulaganja znaĉajnih sredstava u te svrhe. Tek u relativno skoroj budućnosti, uz dalji razvoj i primenu nauke i tehnologije, kada se uspešnije reše problemi eksploatacije ovih sirovina (podzemna i površinska), eksploatacije kerogena i drugih korisnih organskih, pa i neorganskih sastojaka, zatim problemi vezani za ekologiju, i kada iz više razloga cene prirodne nafte i gasa budu trajno na višem nivou, moţe se raĉunati sa ekonomski opravdanim korišćenjem uljnih škriljaca. Do tada svakako treba obezbediti još neke pretpostavke, od kojih se istiĉu:  da su leţišta u dovoljnoj meri i svestrano istraţena (geološki, rudarski, tehnološki i dr.);  da su uspešno i zadovoljavajuće rešena sva glavna pitanja vezana za zaštitu ţivotne sredine;  da su leţišta dovoljna za razvoj srazmerno većih kapaciteta;  da je definisana prerada i konverzija dobijenih organskih materijala u sintetiĉku naftu. Dalja mogućnost dobijanja sintetiĉke nafte i eksploatacija kao i prerada pratećih mineralnih sirovina, sprovela bi se kroz pet faza: 1. Tehnologije površinske eksploatacije uljnih škriljaca i pratećih mineralnih sirovina; 2. Tehnologije podzemne eksploatacije uljnih škriljaca i pratećih mineralnih sirovina;

65


3. Mogućnosti pripreme uljnih škriljaca za potrebe pirolize i potpunu valorizaciju korisnih komponenata; 4. Prerada tj. priprema (usitnjavanje i klasiranje), i valorizacija korisnih komponenata iz uljnih škriljaca; 5. Tehnološki postupak će obuhvatiti sledeće: 5.1. Ex-situ i in-situ proces, njihovu komparativnu analizu i komparativnu analizu komercijalnih i polu-komercijalnih procesa na osnovu dostupnih podataka (Kiviter, Galoter, Shell ICP itd.); 5.2. Komparativnu analizu postupaka prerade na lokaciji ekstrakcije uljnih škriljaca i prerade u rafijnerijskim postrojenjima; 5.3. Definisanje optimalne rafinerijske konfiguracije za preradu uljnih škriljaca u sintetičku naftu Uljni škriljci u tehnološkom pogledu, predstavljaju specifiĉnu mineralnu sirovinu. Iskorišćenje kerogena, vezano je uglavnom za zagrevanje škriljaca, usmereno na direktnom sagorevanju u termoelektranama ili dobijanju sintetiĉke nafte. Retortovanje uljnih škriljaca odvija se u procesima sa indirektnim grejanjem retorte. Prilikom retortovanja uljnih škriljaca, na temperaturi od 500 0C, dolazi do izdvajanja sirovog uglja i gasa, a jedan deo neisparljivog kerogena prelazi u polukoks. Sirovo ulje se zatim tretira vodonikom, pri ĉemu nastaje sintetiĉka nafta. Iz nje se, daljom preradom dobijaju derivati nafte i petrohemijske i hemijske sirovine. Pored razliĉitih tehnologija površinskog retortovanja, već duţe vreme ispituju se mogućnosti prerade uljnih škriljaca i u samom leţištu. Ova metoda se zove" in situ". Dosadašnja iskustva pokazuju da je retortovanje u leţištu vrlo sloţen proces, a pre svega teško se kontroliše. Retortovanje " in situ" moţe obuhvatiti jedan sloj ili više slojeva škriljaca ili se primenjuje modifikovan postupak, koji se sastoji od izrade podzemnih retorti. U tom sluĉaju se deo izvaĊenog škriljca preraĊuje na površini. Nema sumnje da je podzemno retortovanje, kad se radi o oĉuvanju ţivotne sredine, znatno povoljnije u odnosu na sve tehnologije površinske prerade, jer se eliminišu mnogi problemi vezani za šljaku i pepeo. Potrebno je izvršiti dodatna, geološko-rudarska istraţivanja, svih lokaliteta uljnih škriljaca širom Republike Srbije, jer oni predstavljaju budući potencijal zemlje za tehniĉkim gorivom. Struĉnjake i nauku imamo. Ovo veliko prirodno i domaće blago nam je na dohvat ruke. Za sada je potpuno neizvesno da li će i kad neko krenuti u eksploataciju uljnih škriljaca. Glavni problem, je baziran prvenstveno u izboru naĉina eksploatacije ove sirovine (površinske i podzemne), eksploatacije glavne organske komponente kerogena i drugih organskih i neorganskih komponenata prisutnih u uljnim škriljcima, kao i na iznalaţenju adekvatne tehnologije prerade uljnih škriljaca koja bi ujedno bila ekonomski opravdana i ekološki prihvatljiva. Po tom osnovu, treba pristupiti racionalno i svestrano u rešavanju gore navedenih problema, poĉev od najpovoljnije metode eksploatacije leţišta, ali istovremeno i najisplativije, pa sve do pronalaţenja odgovarajućih rešenja za zaštitu ţivotne sredine i usvajanje odgovarajuće tehnologije valorizacije uljnih škriljaca. Imajući u vidu visoki energetski potencijal ove sirovine, ona bi mogla da postane adekvatan alternativni izvor za dobijanje sintetiĉke nafte, te s toga, ne smemo ostati ravnodušni u sprovoĊenju i ulaganju dodatnih sredstava za istraţivanja, već trebamo intenzivirati aktivnosti ka eksploataciji i korišćenju uljnih škriljaca. 2. SADAŠNJE STANJE I AKTUELNOST ENERGETSKE SIROVINE Uljni škriljci su sedimentne stene, od finih zrnaca, sa promenljivim sadrţajem organske materije iz kojih se pirolizom (zagrevanjem) dobija ulje, odnosno sintetiĉka nafta. Organski materijal se preteţno

66


sastoji od kerogena. Kerogen je sloţena smeša jedinjenja sa velikim molekulima ĉiji je sadrţaj, preteţno, vodonik i ugljenik, ali i kiseonik, azot i sumpor. Kerogen se ne rastvara u vodi, a zagrevanjem se razlaţe na gasovite i teĉne supstance. Sadrţaj i tip kerogena odreĊuje genetski tip uljnih škriljaca i sluţi kao osnovni parametar za odreĊivanje kvaliteta i mogućnosti njihove prerade. To je dovoljan razlog da se geološka i hemijsko – tehnološka istraţivanja uljnih škriljaca sve više podstiĉu, posebno u zemljama koje raspolaţu njihovim znaĉajnijim geološkim rezervama. Rezerve uljnih škriljaca u Srbiji su prema procenama oko 8 – 10 milijardi tona. Osim aleksinaĉkog i delimiĉno vranjanskog podruĉja, ostala leţišta uljnih škriljaca u Srbiji, nisu detaljnije istraţena. U aleksinaĉkom podruĉju procenjene rezerve uljnih škriljaca iznose oko 2,5 milijarde tona, sa proseĉnim sadrţajem sirovog ulja od oko 10%. Zbog oĉekivanih visokih cena energije koje se oĉekuju na svetskom trţištu, sve zemlje nastoje da maksimalno iskoriste vlastite raspoloţive energetske resurse, u okviru kojih znaĉajno mesto zauzimaju alternativni izvori energije, meĊu koje se ubrajaju i uljni škriljci. U Srbiji je potrebno izvršiti dodatna geološko-rudarska istraţivanja svih lokaliteta uljnih škriljaca jer oni predstavljaju budući potencijal zemlje za energetskim sirovinama. Uljni škriljci se u velikim koliĉinama mogu naći u Australiji, Brazilu, Kanadi, Kini, Estoniji, Rusiji, Škotskoj,Juţnoj Africi, Španiji, Švedskoj i SAD-u. Termin ''naftni (uljni) škriljci'' moţe dovoditi u zabludu. U suštini, oni ne sadrţe naftu, niti su ''obiĉni'' škriljci [10]. Organski materijal u njima je prevashodno ''kerogen'', a škriljci su,zapravo,relativno ĉvrste stene ''lapor''. Ukoliko se adekvatno preraĊuje, kerogen moţe biti upotrebljen za dobijanje supstace sliĉne petroleumu. Za sada se još nije napravio dovoljan iskorak u smislu postizanja toplotnih uslova (pod kojima se nafta dobija na prirodan naĉin) pa se pribegava izlaganju materijala visokim temperaturama. Prilikom tog procesa, organski materijal se transformiše u teĉnost koja se mora dalje preraĊivati u sintetsku naftu. Uljni škriljci će naći svoje mesto u svetskoj ekonomiji, ali energetski zahtevi vezani za sagorevanje, transport, usitnjavanje, zagrevanje, dodavanje vodonika, kao i ĉitav jedan poseban problem proistekao iz pooštrenih mera bezbednosti,ekologije, opravdanih zahteva za ureĊenjem prostora i naĉina odlaganja otpada (u ovom sluĉaju velikih koliĉina), ĉine ceo koncept izuzetno sloţenim. Tokom 2007. i 2008. godine kada je cena sirove nafte na svetskom trţištu dostigla vrednosti i do 150 US$ po barelu, zabeleţen je znaĉajan porast interesovanja za proizvodnju i preradu uljnih škriljaca kao i za preradu sintetske nafte iz uljnog škriljca. Verovatno je da je najznaĉaniji razlog za povećano interesovanje bilo obezbeĊenje sigurnosti snabdevanja naftom kao strateškim energentom (SAD i Kanada). U tom periodu je bilo objavljeno od strane vodećih naftnih kompanija (Exxon-Mobil, BP, Shell i Total) da će se investirati znaĉajna finansijska sredstva kako u istraţivanje i ekstrakciju nekonvencionalnih nafti već i u njihovu rafinerijsku preradu. 3. GEOLOGIJA LEŢIŠTA Uljni škriljci Republike Srbije, predstavljaju budući potencijal zemlje za sirovinom iz koje se, preradom, dobija sintetiĉka nafta. Poznatija nalazišta su u Istoĉnoj, Srednjoj i Zapadnoj Srbiji, od kojih se istiĉu leţišta Aleksinac, Mionica i Ĉitluk. Rezerve su nedovoljno istraţene. U okviru realizacije Projekta TR – 17005 a osnovu studijskih istraţivanja izvršena je analiza i sinteza rezultata dosadašnjih geoloških istraţivanja i sagledavanja geoloških karakteristika Aleksinaĉkog leţišta uglja i uljnih škriljaca. Aleksinaĉko leţište uglja i uljnih škriljaca nalazi se, na listu Aleksinac K34-20 OGK, razmere 1:100 000 – slika 2.

67


Slika 2 Geološka karta šire okoline Aleksinaĉkog leţišta uglja i bituminozni škriljaca Teren šire okoline Aleksinaĉkog leţišta uglja i uljnih škriljaca izgraĊen je od stena razliĉitih po sastavu, starosti i naĉinu postanka, slika 2. Najstarije stene predstavljene su sericitskim, albit-sericitskim i sericitsko-hloritskim škriljcima rifej-kambrijumske i kambrijumske starosti. MlaĊi paleozoik predstavljen je devonskim sedimentima, otkrivenim u jezgrima većih antiklina. Predstavljen je marinskim klastiĉnim i karbonatnim sedimentima-liditima, pešĉarima i argilošistima sa proslojcima konglomerata i soĉivima kreĉnjaka. MlaĊem paleozoiku pripadaju i granitoidne stene koje probijaju rifej-kambrijumske škriljce. Neogeni sedimenti zahvataju najveći prostor. Taloţeni su u tektonskim potolinama ispunjenim jezerskim ili kopnenim sedimentima. Uglavnom odgovaraju miocenu. Kvartarne tvorevine predstavljene su aluvijalnim naslagama i reĉnim terasama. Produktivna serija sa uljnim škriljcima i mrkim ugljem, stvarana je u Aleksinaĉkom tercijarnom basenu., koji se prostire izmeĊu Jastrepca i Poslonjske planine na zapadu, i planine Baba, Roţnja, Bukovika i Sedog vrha na istoku. Sedimenti Aleksinaĉke serije odgovaraju donjem miocenu. Ukupna debljina ove serije na prostoru izmeĊu Aleksinca i Mozgova procenjuje se na oko 900 m. Preko ove serije, na severu i jugu, transgresivno i diskordantno leţe sedimenti gornjeg miocena, predstavljenog crvenim, mrkim i ţutim konglomeratima i aglomeratima, koji se smenjuju sa glinovitolaporovitim sedimentima i proslojcima tufogenog materjala. U okviru Aleksinaĉke produktivne serije, prema osnovnim litološkim karekteristikama [1] i [3] i superpoziciji slojeva, moţe se izdvojiti: 1. Bazalni kompleks debljine od 50 do 300m. Predstavljen je crvenim i mrkim konglomeratima i krupnozrnim pešĉarima (crvena serija). Naviše prelaze u ţućkaste i sive, krupno i srednjezrne pešĉare, alevritske gline i laporce.

68


2. Pešĉarsko-glinoviti kompleks koji leţi preko bazalnog i predstavlja podinu glavog ugljenog sloja. U okviru ovog kompleksa javljaju se, osim pešĉara i glinaca, podinski uljni škriljci, i u gornjim nivoima ovog kompleksa proslojci uglja. Ukupna debljina ove serije iznosi 300 m 3. Glavni ugljeni sloj debljine od 2 do 6 m. 4. Glinovito-laporoviti kompleks, koji leţi u povlati glavnog ugljenog sloja i koji je ekonomski najinteresantniji u pogledu eksploatacije uljnih škriljaca. U okviru ovog kompleksa izdvojena su dva horizonta: 4.1. Donji – predstavljen uljnim škriljcima [5], koji po mineraloško-petrološkom sastavu predstavljaju glinovito-laporovite stene sa povišenim ostatkom bitumija (kerogena). Ove stene izdanjuju na površinu terena kod Subotinca. Srednja debljina uljnih škriljaca je oko 60 m. 4.2. Gornji – predstavljen laporcima manje ili više bituminoznim, i sa kojim se završava Aleksinačka produktivna serija ,slike 3, 4 i 5.

Slika 3 Geološki profil 1 Aleksinaĉkog leţišta uljnih škriljaca (digitalizovani profil prikazan u Elaboratu o rezervama uljnih škriljaca u Aleksinaĉkom leţištu, Ugaljprojekt Beograd, 1984. god,)

Slika 4 Geološki profil 2 Aleksinaĉkog leţišta uljnih škriljaca (digitalizovani profil prikazan u Elaboratu o rezervama uljnih škriljaca u Aleksinaĉkom leţištu, Ugaljprojekt Beograd, 1984. god,)

69


Slika 5 Geološki profil 3 Aleksinaĉkog leţišta uljnih škriljaca (digitalizovani profil prikazan u Elaboratu o rezervama uljnih škriljaca u Aleksinaĉkom leţištu, Ugaljprojekt Beograd, 1984. god,) Rezerve uljnih škriljaca u Srbiji su, prema procenama, oko 8-10 milijardi tona. Osim Aleksinaĉkog i delimiĉno Vranjanskog podruĉja, ostala leţišta uljnih škriljaca u Srbiji nisu detaljnije istraţena. U Aleksinaĉkom podruĉju procenjene rezerve uljnih škriljaca iznose oko 2,5 milijarde tona, sa proseĉnim sadrţajem sirovog ulja od oko 10%. Ove rezerve svrstane su u kategoriju "vanbilansnih rezervi" zbog nedostatka tehno-ekonomske ocene prerade (retortovanja) uljnih škriljaca, bazirane na domaćoj tehnologiji, kao i nedovoljno definisanih uslova zaštite ţivotne sredine. 3.1. Izrada geološkog modela programskih paketa Minex 5.2.3 Ovim softverom moguće je da se izradi geološki model slojevitih leţišta, modeliraju rasedi, odredi optimalna kontura površinskog kopa, konstruiše detaljan izgled površinskog kopa i odlagališta jalovine, determiniše dinamika otkopavanja i odlaganja jalovine. Polazna osnova za rad u ovom programu su situaciona karta, sa ucrtanom topografijom terena (topografija za nove kopove ili poĉetno stanje radova za otvorene kopove) u digitalnom obliku (najĉešće u AutoCAD formatu) i podaci iz istraţnih bušotina o njihovom prostornom poloţaju, litologiji i kvalitativnim parametrima u Excel formatu. Na osnovu podataka o bušotinama kreira se geo – model leţišta. Svaki sloj u geo – modelu ima svoj grid (površina predstavljena mreţom odreĊenih dimenzija) krovine, podine i moćnosti, kao i grid kvaliteta za svaku posmatranu komponentu [11]. Geo – model leţišta uljnih škriljaca napravljen je na osnovu podataka iz Elaborata o rezervama uljnih škriljaca u Aleksinaĉkom leţištu, Ugaljprojekt Beograd, 1984. god. Iz ovog dokumenta su preuzeti podaci o istraţnim bušotinama. ObraĊeno je 20 bušotina sa sledećim parametrima:  Prostroni položaj – X, Y i Z koordinata usta bušotine; dužina stuba bušotine, azimut i pravac pružanja; devijacija stuba bušotine;  Litologija po stubu bušotine:  Sadržaj značajnih parametrara (kvalitet) po stubu bušotine – sadržaj ulja (ulj u modelu); sadržaj vode (H2O u modelu); sadržaj koksa (pk u modelu); gasna komponenta sa gubicima (gg u modelu). Na lokalitetu Aleksinaĉkog leţišta uljnih škriljaca definisana su dva S1 i S2 (povlatni i podinski slojevi uljnih škriljaca, izmeĊu kojih se nalaze slojevi uglja i jalovine), s tim što je sloj S1 podeljen na dva dela S1a i S1b jer se unutar sloja S1 nalaze proslojci jalovine znaĉajne moćnosti. Koliĉina jalovine iznad slojeva, koliĉina uljnih škriljaca u slojevima i parametri kvaliteta prikazani su u tabeli 1. 3D model slojeva uljnih škriljaca u programu Minex 5.2.3 prikazan je na slici 6.

70


Tabela 1 Koliĉine i kvalitet Aleksinaĉkog leţišta uljnih škriljaca UPPER SURFACE: Topo.grd; LOWER SURFACE: S2SF.grid Waste Oil shale Strip ratio Volume Tonnage Tonnage Tonnage ulj Seam 3 3 3 m t m t m /t % A B C D E F G 190 607 S1a 458 714 392 688 071 588 91 726 433 2,41 12,31 527 145 756 S1b 12 412 541 18 618 812 70 142 786 0,09 7,32 710 111 725 S2 73 220 337 109 830 506 53 765 704 0,66 11,59 133 448 089 TOTAL 544 347 270 816 520 905 215 634 923 1,21 10,51 370

Assay gg pk % % H I

H2O % J

5,17 76,65

6,03

3,38 82,54

6,76

5,88 76,66

5,58

4,76 78,57

6,15

Slika 6 3D model slojeva uljnih škriljaca u programu Minex 5.2.3 4. GEOMEHANIĈKA ISPITIVANJA Serija uljnih škriljaca sistematski je istraţena rudarskim radovima, istraţnim bušenjem, i u podreĊenom obimu geofiziĉkim radovima. Obzirom da je leţište istraţeno istraţnim bušenjem i rudarskim radovima, primenjene metode oprobavanja svode se na oprobavanje rudarskih radova metodom brazde, duţine 1 m, kao i na oprobavanje jezgra iz istraţnih bušotina. U okviru laboratorijskih ispitivanja uraĊene su švelne analize, kompletne hemijske analize, u laboratorijama Prirodno-matematiĉkog fakulteta Beograd, kao i u Institutu za hemiju, tehnologiju i metalurgiju iz Beograda. Osim studijskih istraţivanja,

71


analize i sinteze rezultata dosadašnjih geoloških istraţivanja, na osnovu pribavljene dokumentacije, izvršeno je i laboratorijsko ispitivanje, ĉiji su postignuti rezultati predmet ovog rada. Laboratorijska ispitivanja vršena su na uzorcima uzetih sa izdanaka bitominoznih škriljaca i iz dva potkopa – slika 7 a, b i c.

a Slika 7a Izdanak bituminoznog škriljca

b Slika 7bc Ulaz u prvi potkop (b); ulaz u drugi potkop (c)

c

Uzorci su obraĊeni i ispitani u laboratoriji za geomehaniku i ispitivanje materijala Instituta za rudarstvo i metalurgiju u Boru. Taĉke uzorkovanja su: taĉka 1-etaţa sa GPS kordinatama 7 555 040 4 metra i 4 828 572 4 metra; taĉka 2-potkopi. Izgled uzoraka u prirodnom obliku prikazan je na slici 8.

72


Slika 8 Izgled uzorka taĉke 1 i taĉke 2 Na uzorcima uljnih škriljaca odreĊena su, u laboratorijskim uslovima, sledeći fiziĉki parametri:  vlaga W [%],  zapreminska masa ĉvrstih ĉestica-specifiĉna masa γs [g/cm3]  zapreminska masa sa porama i šupljinama γ [g/cm3]  brzina prostiranja longitudinalnih talasa VL [m/s],  poroznost n [%] Pored mehaniĉkih ispitani su i deformacioni parametri ĉvrstih stena na uzorcima uljnih škriljaca:  ĉvrstoća na pritisak p [MPa]  kohezija C [MPa]  ugao unutrašnjeg trenja [º]  tangetni modul elastiĉnosti Et [MPa]  sekantni modul elastiĉnosti Es [MPa]  Poasonov koeficijent  Izgled pripremljenih uzoraka za geomehaniĉka ispitivanja prikazan je na slici 9.

Slika 9 Izgled pripremljenih ispitnih tela taĉke 1 i taĉke 2 Statistiĉki parametri fiziĉko-mehaniĉkih svojstava uljnih škriljaca sa taĉke 1dati su tabelom 2

73


Tabela 2 Statistiĉki parametri fiziĉko-mehaniĉkih svojstava uljnih škriljaca sa taĉke 1 Fiziĉko-mehaniĉki parametri Zapreminska Brzina ugao Statistiĉki teţina u Vlaga Poroznost longitudinalnih Kohezija unutrašnjeg parametri prirodnom W [%] n [%] talasa C [MPa] stanju trenja  VL [m/s] γ [kN/m3] br.uzoraka 10 10 10 10 9 9 min.vrednost

18,87

18,86

18,48

1326

1,50

18

max.vrednost 22,87 srednja 20,103 vrednost standardna 1,3342 devijacija koeficijent varijacija 6,6368 K [%]

19,98

22,15

1900

2,36

34

19,332

20,445

1678,9

1,914

27,556

0,4186

1,4104

162,6588

0,2949

6,0645

2,1654

6,8987

9,6884

15,4050

22,0082

Postojeći podaci fiziĉko-mehaniĉkih karakteristika uljnih škriljaca sa dodatnim istraţivanjima koja ĉe upotpuniti sliku leţišta, omogućiće da se što preciznije odrede rudne rezerve kao i odabir što ekonomiĉnije i bolje metode za eksploataciju leţišta. 5. IZBOR OPTIMALNE KONTURE KOPA ZA POVRŠINSKU EKSPLOATACIJU Tokom istraţivanja optimalnog rešenja tehnoloških procesa eksploatacije i prerade uljnih škriljaca sa lokaliteta Aleksinaĉkog leţišta i usvojenog tehniĉkog rešenja eksploatacije uljnih škriljaca, iz projekta TR – 17005 pod nazivom Tehnološki proces eksploatacije i prerade iz uljnih škriljaca sa ciljem dobijanja sintetiĉke nafte sa lokaliteta Aleksinaĉkog leţišta, proizašlo je tehniĉko rešenje pod nazivom OdreĊivanje optimalne konture novoprojektovanog površinskog kopa pri eksploataciji uljnih škriljaca sa lokaliteta Aleksinaĉkog leţišta programom Minex 5.2.3, kojim je definisana optimalna kontura novoprojektovanog površinskog kopa kojim će se otkopavati deo Aleksinaĉkog leţišta. OdreĊivanje optimalne konture površinskog kopa [11] je neophodan korak pri projektovanju u površinskoj eksploataciji. Osnovna karakteristika ove faze projektovanja jeste sloţenost i veliki broj mogućih rešenja koja odgovaraju tehniĉko – tehnološkim zadatim uslovima ali se meĊusobno razlikuju prema ekonomskom efektu. Zato je potrebno da se razliĉita rešenja podvrgnu tehno – ekonomskoj analizi pojedinih varijanti i usvoji rešenje koje će biti optimalno za date uslove. Ovaj zadatak moţe da se rešava pomoću razliĉitih metoda putem klasiĉnih tehno – ekonomskih analiza ili primenom savremene tehnike matematiĉkog programiranja. Tehno – ekonomska analiza vrši se uz primenu metoda za kvalitativnu i kvantitativnu prognozu svih ĉinilaca i uslova koji mogu da pruţe ţeljeni rezultat. Kvalitativna procena obuhvata sledeće pokazatelje: rudarsko – geološke i hidro – geološke uslove, organizacione i ekonomske ĉinioce. Kvantitativna procena obuhvata: utrošak finansijskih sredstava za odreĊeni period vremena, dinamiku investicionih ulaganja, cenu koštanja tone proizvoda, uĉinke, utrošak normativnog materijala itd.

74


Metode linearnog i dinamiĉkog programiranja primenjuju se za rešavanje problema sa velikim brojem varijanata i mogućih rešenja. Za rešavanje ovog zadatka postoji više raĉunarskih programa za obradu podataka i postavljanje modela. Primena matematiĉkog modela je moguća ako je ustanovljena odreĊena analogija i sliĉnost izmeĊu matematiĉkih formula i stvarnih radnih procesa koji se modeliraju U svetu se problem izbora optimalne konture površinskog kopa rešava uz pomoć raĉunarskih programa a što je postao ustaljeni standard za brzo i kvalitetno rešavanje ove problematike. Jedan od raĉunarskih programa kojim se odreĊuje optimalna kontura površinskih kopova je i program Minex 5.2.3, proizveden u Australiji u firmi Surpac Minex Group Pty Ltd, koji se primenjuje u Institutu za rudarstvo i metalurgiju Bor (br. licenci SSI – 24765 i SSI – 24766), a prema istraţenim i ispitanim tehniĉkim i ekonomskim parametrima. Optimizacija površinskog kopa u programu Minex 5.2.3, odnosno njegovom alatu Pit Design vrši se opcijom Pit Optimiser koja se bazira na Lerches and Grossman algoritmu. Lerches and Grossman algoritam je postupak za odreĊivanje optimalnog kopa kao onog sa najvećom vrednošću za odgovarajući set troškova i faktora povraćaja. Ulazni parametri za Pit Optimiser su ekonomski i tehniĉki [11]. Polazni podaci su uneti u Pit Optimiser što je prikazano na slici 10.

Slika 10 Ulazni podaci za Pit Optimiser u programu Minex 5.2.3 Optimizacijom su obraĊena 11 sluĉaja optimalne konture površinskog kopa variranjem diskontnog faktora prodajne cene nafte ±50% od trţišne vrednosti, sa korakom od 10%. Primer rezultata optimizacije prikazan je u tabeli 3. Vrednosti kopova dobijenih oprimizacijom date su u tabeli 4. Tabela 4 Koliĉine i kvalitet za površinski kop 6 pri diskontnom faktoru 1,0 PIT NAME: TRJ0100.grid; UPPER SURFACE: Topo.grd; LOWER SURFACE: TRJ0100.grid Waste Oil shale Assay Strip ratio Volume Tonnage Volume Tonnage ulj gg pk H2O Seam m3 S1a S1b

46 550 765 935 102

t

m3

69 826 148 1 402 653

23 031 712 8 375 012

t 47 859 898 17 403

75

m3/t

%

%

%

%

0,97 12,00 5,05 77,29

5,71

0,05

6,62

7,32 3,48 82,59


275 S2 TOTAL

9 104 509 56 590 376

13 656 764 84 885 564

2 970 218

6 172 114

1,48 12,78 6,88 75,23

5,10

34 376 943

71 435 287

0,79 10,93 4,82 78,40

5,88

Tabela 5 Pregled vrednosti kopova dobijenih optimizacijom Pit Waste, m3 Oil shale, t ulj, % Costs, $ 1 14 675 614 187 12,12 8 979 087 2 7 706 361 20 645 318 11,97 337 888 916 3 14 278 668 31 629 406 11,57 530 019 727 4 24 832 123 47 888 215 10,91 818 539 733 5 42 466 823 61 831 959 10,90 1 108 897 521 6 56 590 376 71 435 287 10,93 1 318 763 542 7 63 271 172 76 311 156 10,97 1 422 867 622 8 66 586 563 78 446 918 10,97 1 470 413 126 9 70 261 820 80 521 890 10,98 1 518 876 505 10 82 139 231 84 694 538 10,99 1 638 766 956 11 88 051 255 87 042 451 11,01 1 702 371 815

Revenue, $ 12 534 593 416 123 976 616 213 781 879 752 302 1 134 871 047 1 314 740 278 1 409 618 764 1 449 070 534 1 488 755 271 1 567 328 778 1 613 709 823

Profit, $ 3 555 507 78 235 060 86 194 054 61 212 570 25 973 526 - 4 023 264 - 13 248 858 - 21 342 592 - 30 121 234 - 71 438 178 - 88 661 991

Prema postojećim i novim ispitanim tehniĉkim parametrima odreĊena je optimalna kontura novoprojektovanog površinskog kopa kojim se ostvaruje maksimalno mogući profit a prema procenjenim ekonomskim parametrima. Na osnovu analize rezultata izbora optimalne konture površinskog kopa za eksploataciju uljnih škriljaca Aleksinaĉkog leţišta, zakljuĉak je da je optimalna granica za otkopavanje kop sa diskontnim faktorom 0,7 koji daje maksimalni profit u odnosu na ostale projektovane konture. Optimalna kontura površinskog kopa za eksploataciju uljnih škriljaca Aleksinaĉkog leţišta zahvata 31 629 406 t uljnih škriljaca uz 14 278 668 m3 jalovine. Koeficijent raskrivke za optimalnu konturu iznosi K r = 0,45 m3/t. Dno kopa je na elevaciji K+25m. Maksimalna dubina kopa iznosi 200 m. Kop sa maksimalnim profitom prikazan je na slici 11 i 12.

76


Slika 11 Optimalna kontura kopa za diskontni faktor 0,7 u programu Minex 5.2.3 6. IZBOR METODE I TEHNOLOGIJA PODZEMNOG OTKOPAVANJA Analiza uticaja rudarsko-geoloških i tehniĉkih uslova eksploatacije nedvosmisleno je potvrdila mogućnost primene širokoĉelne metode otkopavanja uz kompleksno mehanizovani tehnološki proces. Kao komparativne, istaknute su tri moguće alternative i to:  Širokočelno otkopavanje sa zarušavanjem krovine uljnog škriljca (vertikalna koncentracija);  Višeetažno otkopavanje metodom širokog čela (2 do 3 etaže), sa visinom otkopa od 2,2 do 3,8 m (horizontalna koncentracija);  Kombinovano otkopavanje koje obuhvata prethodno otkopavanje dela uljnog škriljca ispod krovine širokim čelom visine 2,2 do 3,8m i nakon toga otkopavanje preostalog dela uljnog škriljca na principu vertikalne koncentracije ( sa zarušavanjem krovine uljnog škriljca); Primena široko-ĉelnog otkopavanja sa zarušavanjem uljnog škriljca u uslovima Aleksinaĉkog leţišta ima niz nedostataka od kojih su najznaĉajniji:  Velika debljina uljnog škriljca u pojedinim delovima (preko 70 m). U takvim uslovima operativno je izuzetno teško kontrolisati proces pražnjenja krovne ploče uljnog škriljca, a ne isključuje se potreba miniranja krovne ploče, što bi takođe uzrokovalo operativne probleme i znatno produžilo trajanje proizvodnog ciklusa u otkopu.  Podinske gline sklone bujanju pri maloj brzini napredovanja sigurno bi bitno remetile uslove rada na otkopu, a naročito deformacije prostorija pripreme (TH i VH). To bi neminovno zahtevalo ostavljanje zaštitne ploče pri podini. Dosadašnji stepen istraţenosti leţišta ne pruţa sve potrebne podatke na osnovu kojih bi se moglo sigurno projektovati višeetaţno otkopavanje sa širokoĉelnom metodom na principu horizontalne koncentracije. Ostaje kao otvorena mogućnost eventualno otkopavanje leţišta sa dva zahvata širokim ĉelom na principu horizontalne koncentracije. Kombinovano otkopavanje, pod kojim se podrazumeva otkopavanje podkrovinskog (gornjeg) dela uljnog škriljca sa visinom otkopa od 2,2 do 3,8m, pa nakon toga, otkopavanje preostalog dela uljnog škriljca metodom širokoĉelnog otkopavanja sa zarušavanjem krovne ploĉe uljnog škriljca, predstavlja za ovaj stepen poznavanja strukturno geoloških svojstava leţišta, najracionalniju varijantu. Najbitnije prednosti ove metode otkopavanja ispoljavaju se u sledećem:  Moguda potpuna kontrola tehnološkog procesa u otkopu uz maksimalnu bezbednost rada zaposlenih.  Udeo manuelnog rada u tehnološkom procesu svodi se na minimum.  Obezbeđuju se uslovi za brzinu napredovanja otkopa kojom se eliminiše opasnost od endogenih požara u otkopanom prostoru i smanjuje negativno dejstvo podzemnog pritiska na otkop prostorije pripreme.  Deo sloja koji ostaje u radu otkopa predstavlja povoljnu podlogu za pomeranje otkopne mehanizacije i eliminiše negativno dejstvo podinskih glina na konstrukciju otkopa.  Omogudava dodatno istraživanje strukturno-geoloških i tehničkih svojstava ležišta, odnosno preostalog dela sloja u cilju konačnog izbora metode otkopavanja tog dela sloja. Na slici 12 šematski je dat popreĉni presek otkopa u fazi otkopavanja.

77


Slika 12 Popreĉni presek otkopa u fazi otkopavanja 6.1. Izbor otkopne mehanizacije Efikasna primena metode otkopavanja širokim ĉelom u slojevitom uljnom škriljcu srednje I velike debljine usko je povezana sa primenom tehnologije otkopavanja kontinualnim rezanjem kombinovanim otkopnim mašinama uz podgraĊivanje otkopa mehanizovanom hidrauliĉnom podgradom. To se problem izbora otkopne mehanizacije svodi na izbor racionalne konstrukcije MHP i sistema otkopna mašinaotkopni grabuljasti transporter. Analiza opštih eksploatacionih uslova , nedvosmisleno upućuje na zakljuĉak da se za uslove Aleksinaĉkog leţišta, korenspondira MHP tipa štit. Razvoj štitne podgrade u svetu dostigao je visok stepen koji je proširio domen primene MHP tog tipa za otkopavanje uljnih škriljaca. Pri tome se razvijaju slemenjaĉe sa višestrukim mogućnostima artikulisanja u ravni upravnoj na pravac kretanja otkopa. Naime, pri projektovanoj visini otkopa od 2,2 do 3,8 m u uslovima Aleksinaĉkog leţišta, mogu se javiti dva problema. Jedan se vezuje za relativno mek uljni škriljac, sa ĉim je povezana opasnost od zarušavanja u prikrovinskom delu ĉela otkopa. Drugi problem se odnosi na moguće prorušavanje otvorene kroine, posle prolaska otkopne mašine. Za uspešno operativno rešavanje tih problema nuţno je koristiti tehniĉko rešenje slemenjaĉe koja ima dodatni elemenat za bĉno podupiranje ĉela kao što je prikazano na slici 13.

Slika 13 Sekcija štitne podgrade sa fiksnom slemenjaĉom i dodatnim elementom za pridrţavanjem boka ĉela otkopa

78


Kao komparativna alternativa, prethodno navedenoj, je tehniĉko rešenje štita, kod koga zglobno vezani konzolni produţetak slemenjaĉe moţe izvlaĉiti-uvlaĉitii po potrebi kretati u vertikalnoj ravni, kako je prikazano na slici 15.

Slika 15 Štitna podgrada sa pokretnim konzolnim produţetkom slemenjaĉe i dodatnim elementom za pridrţavanje boka ĉela otkopa Konaĉno, izbor MHP u funkciji je tehniĉkih karakteristika, uslova isporuke, garancija proizvoĊaĉa u smislu funkcionalnosti i pouzdanosti u radu. Potrebna nosivost MHP odreĊena je po metodi Wilsona. 7.TEHNOLOGIJE PRERADE I DOBIJANJA SINTETIĈKE NAFTE Po svojoj prirodi, uljni škriljci u tehnološkom pogledu predstavljaju specifiĉnu mineralnu sirovinu. Iskorišćavanje kerogena je uglavnom vezano za za tehnologiju tretiranja uljnih škriljaca usmereno ka dobijanju sintetiĉke nafte a reĊe direktnom sagorvanju u termoeleelektranama. Uprošćena šema prerade i korišćenja uljnih škriljaca prikazana je na slici 16.

79


Slika 16 Uprošćena šema tehnologija prerade uljnih škriljaca Osnovni naĉin direktnog korišćenja uljnih škriljaca sastoji se u sagorevanju radi dobijanja elektriĉne energije i tolote. Pri energetskom korišćenju uljnih škriljaca koriste se preteţno sitnije klase radi optimizacije samog tehnološkog procesa. Pri ovakvom korišćenju uljnih škriljaca stvaraju se velike koliĉine pepela koje, takoĊe, predstavljaju znaĉajnu sirovinu, zavisno od hemijskog sastava i ima raznovrsnu primenu (za klasifikaciju kiselih zemljišta, za proizvodnju cementa i opeka za dobijanje metala i sliĉno). Poseban znaĉaj imaju uljni škriljci kao sirovina za dobijanje ugljovodonika –sintetiĉka nafta i drugih jedinjenja koja predstavljaju veoma znaĉajnu sirovinu u hemijskoj industriji benzen, toluen, rastvaraĉi, i drugo. 7.1. Retortovanje uljnih škriljaca u retortama sa direktnim zagrevanjem (tehnologije prve generacije) Ovo je najstariji tehnološki postupak pirolize uljnih škriljaca koji se primenjivao pre i posle II svetskog rata u SAD, Zapadnoj Evropi i Rusiji. Piroliza je vršena u retprtama razliĉitih konstrukcija (Pumpherston, Berg-Kvarntorp, NTU, Union A, Paraho, Kiviter, gas Combustion i drugi). Za sve ove retorte je karakteristiĉno da se piroliza odvija u procesu sa direktnim grejanjem. U retortama se, pored pirolize, odvija proces sagorevanja koji obezbeĊuje potrebnu toplotnu energiju. Konstrukcija pomenutih tipova retorti je takva da obezbeĊuje odvijanje razliĉitih procesa kao što su predgrevanje, piroliza, sagorevanje i hlaĊenje škriljaca u odreĊenim delovima retorte. Sve ove retorte graĊene su po ugledu na ureĊaje za gasifikaciju uglja. Ove retorte sa tzv. tehnologijama prve generacije imaju mnogo nedostataka meĊu kojima su nemogućnosti retortovanja sitnih frakcija škriljaca, mali kapacitet i nizak procenat iskorišćenja, kao i nezadovoljavajući kvalitet proizvedenog ulja. Da bi se postigli uspešni rezultati kod prerade uljnih škriljaca, postavljena su tri osnovna uslova.

80


1. Prerada mora biti dovoljno velika i izgraĊena na jednom mestu da se ne bi rasipale investicije i izdaci na veći broj radne snage, ako bi se podizao veći broj manjih preduzeća. Osnovne produkcione jedinice moraju imati velike kapacitete i velike uĉinke . Smatra se da jedan pogon – preduzeće treba da ima najmanji kapacitet 25-30.000 t škriljaca na dan. 2. Pošto se pri preradi uljnih škriljaca oko 30% ukupne kaloriĉne vrednosti organske materije škriljca pretvara u gasove i ostatke u preraĊenom škriljcu- koliĉina ove toplote mora da bude dovoljna za potrebe samog procesa. 3. Pošto se naslage škriljaca nalaze u oblasti siromašnijoj vodom- izabrani tehnološki proces moţe trošiti malo vode, prvenstveno za hlaĊenje gasova i kondenzaciju sirovog ulja, ili je uopšte ne upotrebljavati. Tehnološki procesi mogu, na bazi njihovog zajedniĉkog svojstva koje se sastoji u naĉinu prenošenja toplote na škriljac za vreme destilacije, svrstati u pet sledećih grupa: I. Posredno prenošenje toplote na škriljac kroz zid suda u kome se vrši destilacija; II. Neposredno zagrevanje škriljaca toplim gasovima nastalim sagorevanjem u samom destilacionom susdu; III. Direktan prenos toplote na škriljac preko vrućih gasova koji su zagrejani ili sagoreli izvan destilacionog suda; IV. Neposredan prenos toplote na škriljac recikliĉnim gasovima koji su delom primili toplotu od vrućeg izdestilisanog škriljca (šljake), a delom od sopstvenog sagorevanja u retorti; V. Zagrevanje elektriĉnom strujom. Retorte prve grupe- uzane cevi od legiranog ĉelika (Bergh-ova retorta u Švedskoj i škotskaPumpherston-ova retorta) imaju vrlo mali uĉinak i slab prenos toplote, te su usled toga neekonomiĉne. Primena V grupe dolazi u obzir samo tamo gde je vrlo jeftina elektriĉna energija. Bureau of Mines je uzeo u razmatranje samo predstavnike II, III i IV grupe, koje rade na principu direktnog prenosa toplote. SagraĊeno je više eksperimentalnih-poluindustrijskih ureĊaja i prouĉen njihov tehnološki i ekonomski efekat. 7.2 Retortovanje uljnih škriljaca u retortama sa indirektnim zagrevanjem (tehnologija druge generacije) Retortovanje uljnih škriljaca odvija se u procesima sa indirektnim grejanjem retorte. Konstrukcija je takva da omogućava sagorevanje proizvoda pirolize uljnih škriljaca izvan retorte u zasebnim ureĊajima. U njima se zagreva nosilac toplote (uglavnom gas ili ĉvrste ĉestice) koji se uvodi u retortu. razdvajanjem procesa sagorevanja, ostvaren je bolji uĉinak retorte. Tehnologije retortovanja druge generacije imaju znatne prednosti koje se ogledaju u dobijanju gasa boljeg kvaliteta, u povećanju preciznosti kontrole pirolize u retorti i poboljšanju ukupnog energetskog bilansa retorte (Jovanović i saradnici, 1986). Ove tehnologije imaju znatne prednosti u odnosu na procese prve generacije i stoga su danas su veoma aktuelne savremene tehnologije od posebnog ekonomskog znaĉaja.

81


Slika 17 Postupak pirolize Union Oil (Burger, 1973) Postupak „Union Oil“ (Kalifornija, SAD). Postupak „Union Oil“ (Kalifornija, SAD): Tehnološki postupak se odvija uz direktno zagrevanje gasa koji se prethodno greje izvan retorte. Sliĉan princip je primenjen i u postupku „Paraho“. U ovim postupcima se koristi škriljac sliĉnog granulometrijskog sastava kao i u postupku „Gas Combustion“. Uljni škriljac se unosi u retortu sa donje strane; potiskuje se naviše tako da prolazi razliĉite temperaturne reţime. PreraĊen škriljac se izbacuje na gornjem delu retorte. OsloboĊeno ulje se sakuplja na dnu retorte, odakle odlazi na dalju preradu (slika 17). treba posebno istaći da ovaj postupak ne zahteva vodu za hlaĊenje, kao i da se njime mogu preraĊivati škriljci manjih dimenzija ali bogatih sadrţajem kerogena. Kapacitet prerade iznosio je 1.700 t škriljaca na dan, a prinos ulja je iznosio oko 90%. Postrojenje se nalazi u Koloradu (Grand Valley). 7.3. Postupak prerade uljnih škriljaca korišćenjem vrelih gasovitih medijuma za prenos toplote Većina razvijenih tehnoloških sistema prerade uljnih škriljaca je bazirana uglavno na sledećim tehnološkim fazama. Izdrobljeni rovni uljni škriljac odvodi se u ureĊaj za predgrevanje u temperaturnom intervalu: 200-3000C, pri ĉemu dolazi do izdvajanja vlage i volatilija iz škriljaca. Za predgrevanje se koristi gas dobijen sagorevanjem polukoksa, koji se dobija kao ostatak razlaganja kerogena. OsloboĊene volatilije, vlaga i gasovi sagorevanja se odvode u ureĊaje za preĉišćavanje gasova od ĉvrstih ĉestica, gde se nakon preĉišćavanja ispuštaju u atmosferu. Predgrejani uljni škriljac se dalje odvodi u peć, za zagrevanje uljnih škriljaca u temperaturnom intervalu od 200-700 0C, pomoću pregrejanog energetskog gasa koji se dovodi iz izmenjivaĉa toplote. U ovoj peći se vrši piroliza kerogena kada se oslobaĊaju gasoviti ugljovodonici i sirovo ulje, u vidu uljnih para. Oni se odvode iz peći do izmenjivaĉa toplote u kojem se vrši kondenzacija uljnih para, pomoću vazduha ili vode. Kada se uljne pare ohlade, smeša kapljica i energetskog gasa odvodi se u separator, u kome se vrši odvajanje sirovog ulja od energetskog

82


gasa. Ovako dobijeni energetski gas se moţe koristiti za: potrošaĉe, kao medijum za prenos toplote gde se odvodi u izmenjivaĉ toplote u kome se zagreva do temperature 800-1000 0C, i tako zagrejan koristi, kako je već napomenuto za zagrevanje uljnih škriljaca. Jedan deo dobijenog energetskog gasa se troši u gorioniku. U gorionik se dovodi zagrejan vazduh dobijen hlaĊenjem pepela i vreli gasovi sagorevanja iz peći za sagorevanje polukoksa. Gasovi gorionika se odvode u izmenjivaĉ toplote radi zagrevanja energetskog gasa, koji se dovodi u peć za zagrevanje uljnih škriljaca. Iz peći za zagrevanje uljnih škriljaca, dobijeni polukoks se odvodi u peć gde se vrši njegovo sagorevanje, kako bi se dobili vreli gasovi za predgrevanje uljnih škriljaca i za izmenjivaĉ toplote. Pepeo kao produkt sagorevanja polukoksa odvodi se u ureĊaj za hlaĊenje pepela, gde se hladi dovoĊenjem sveţeg vazduha. Vazduh se kreće u suprotnom pravcu od kretanja pepela. Zagrejani vazduh se zatim odvodi u peć za sagorevanje polukoksa dobijenog od škriljaca, gde se koristi za zagrevanje istog. OhlaĊen pepeo se odvodi na jalovište ili se koristi kao graĊevinska sirovina za proizvodnju cementa i opeke. Jedan deo toplog vazduha se odvodi u gorionik radi sagorevanja energetskog gasa. Kao što se vidi iz gore navedenog, toplota dobijena sagorevanjem uljnih škriljaca je maksimalno iskorišćena. Opis rešenja tehniĉkog problema; Polazeći od drobljenja rovnog uljnog škriljca u granicama od 15-3 mm iz bunkera 1 preko dodavaĉa 2 i transportne trake 3 linijom 44, tako usitnjen uljni škriljac odvodi se u ureĊaj 4, slika 18 u kojm se vrši predgrevanje uljnog škriljca u protoku, tako da se isti zagreje u granicama od 200-340 0C i više. Tom prilikom se izdvaja vlaga i volatilije iz škriljaca. Predgrevanje se izvodi pomoću gasova sagorevanja u peći 10, koji se vode gasovodom 22. U ureĊaju za predgrevanje 4 oslobaĊa se vlaga i volatilije, koji se sa gasovima sagorevanja odvode pomoću gasovoda 40. Gasovi se preĉišćavaju u ureĊajima 5, 6 i 7za preĉišćavanje gasova od ĉvrstih ĉestica, pa se posle preĉišćavanja ispuštaju u atmosferu. Uljni škriljac pošto se zagreje do temperature 200-340 0C i više, odvodi se u peć 9 po liniji 39. U ovoj peći odrţava se temperatura u granicama 200-700 0C. Zagrevanje uljnog škriljca u ovoj peći vrši se pomoću pregrejanog energetskog gasa, koji se dovodi pomoću gasovoda 23. U peći 9 vrši se piroliza kerogena kada dolazi do oslobaĊanja gasovitih ugljovodonika i sirovog ulja u vidu uljnih para. Gasoviti ugljovodonici (energetski gas) i uljne pare odvode se iz peći pomoću gasovoda 38 i odvode se u izmenjivaĉ toplote 13 u kojem se vrši kondenzacija uljnih para. HlaĊenje se moţe izvesti pomoću vazduha ili vode. Pošto se uljne pare ohlade dovoljno radi kondenzacije iste, smeša kapljica ulja i energetskog gasa odvode se gasovodom 34 u separator 15. U ovom separatoru vrši se odvajanje sirovog ulja od energetskog gasa. Energetski gas se moţe deliti na tri dela. Višak energetskog gasa odvodi se gasovodom 32 do potrošaĉa. Drugi deo gasa sluţi kao medijum za prenos toplote, i on se odvodi gasovodom 31 u izmenjivaĉ toplote 16 u kojem se zagreva do temperature 800-1000 0C i tako zagrejan odvodi se gasovodom 23 u peć 9 u kojoj prenosi toplotu na uljni škriljac. Treći deo energetskog gasa, prema potrebi, odvodi se gasovodom 28 u gorionik 17. U gorionik se istovremeno dovodi zagrejan vazduh po liniji 27 radi sagorevanja energetskog gasa. U gorionik se prema potrebi moţe dovoditi i vreli gasovi sagorevanja iz peći 10 po liniji 25. Topli gasovi gorionika 17 odvode se po liniji 29 u izmenjivaĉ toplote 16 radi zagrevanja energetskog gasa koji se odvodi po liniji 23. Iz peći 9 polukoks škriljca odvodi se po liniji 24 u peć 10 u kojoj sagoreva polukoks kako bi se dobili vreli gasovi za predgrevanje rovnog uljnog škriljca i za izmenjivaĉ toplote, odnosno zagrevanje energetskog gasa kao prenosnika toplote. Vreli gasovi sagorevanja polukoksa u peći 10 odvode se kroz dva gasovoda. Jedan deo gasova odvodi se pomoću gasovoda 22 u ureĊaj 4 radi predgrevanja uljnog škriljca, a drugi deo se odvodi pomoću gasovoda 25 u izmenjivaĉ toplote 16. Ukoliko nema dovoljne koliĉine toplote vrelih gasova sagorevanja koji se dovode po gasovodu 25 u izmenjivaĉ toplote , onda se izvodi sagorevanje energetskog gasa koji se dovodi po liniji 28 u gorionik 17 radi sagorevanja energetskog gasa.

83


Slika 18 Tehnologija prerade uljnih škriljaca

7.4. Podzemno retortovanje Pored razliĉitih tehnologija površinskog retortovanja već duţe vremena ispituju se mogućnosti prerade uljnih škriljaca i u samom leţištu „in situ“. Sva dosadašnja iskustva ukazuju da je postupak retortovanja u leţištu veoma sloţen jer zavisi od više razliĉitih faktora koji se u uslovima podzemne prerade znatno teţe kontolišu u odnosu na one pod kojima se odvija ovaj proces u retortama na površini. Proces retortovanja „in situ“ moţe obuhvatati jedan sloj ili više slojeva, ili se primenjuje tzv. modifikovani postupak koji se sastoji od izrade podzemnih retorti. U tom sluĉaju se deo izvaĊenog škriljca preraĊuje na površini. Nema sumnje da je podzemno retortovanje sa aspekta oĉuvanja ţivotne sredine znatno povoljnije u odnosu na sve tehnologije površinskog preraĊivanja jer se eliminišu mnogi problemi vezani za šljaku i pepeo. MeĊutim, mnogi geologški i rudarski faktori znatno utiĉu na stepen iskorišćenja uljnih škriljaca pri podzemnoj preradi. On je najĉešće nezadovoljavajući iz nekoliko osnovnih razloga, a to su:  Koliĉina i tip kerogena, kao i naĉin pojavljivanja u osnovnoj mineralnoj osnovi škriljaca. Neravnomerna raspodela kerogena u sloju, kao i dimenzije disperznog kerogena veoma nepovoljno utiĉu na sam proces pirolize, a time i na stepen konverzije uljnih škriljaca.  Problem optimalnog usitnjavanja škriljaca u leţištu je neprestano prisutan bez obzira da li se ono vrši pod pritiskom ili putem miniranja. Karakter i dimenzije pukotina i pora treba da omoguće pristup toplote disperznom kerogenu kako bi se proces mogao odvijati sa zadovoljavajućim uĉinkom. Pokazalo se da je škriljac veoma krt i da sistem pukotina i pora, koje nastaju pri usitnjavanju, ne zadovoljava tako da znatan deo škriljaca ostaje nepromenjen.

84


 Geološki i geotektonski nastanak leţišta, posebno petrofiziĉke karakteristike povlatnih slojeva i stepen njihove propustljivosti, kao i stepen rasedanja, takoĊe bitno utiĉe na mogućnost optimalnog retortovanja „in situ“. Broj i debljina slojeva imaju takoĊe znaĉajan uticaj. Na slici 19 je prikazan proces retortovanja „in situ“ kako bi se u osnovi shvatio tehnološki postupak. Postoje odreĊena iskustva ovakvog retortovanja u svetu, posebno u Rusiji, Švedskoj i SAD. Ona potvrĊuje da je stepen iskorišćavanja uljnih škriljaca nezadovoljavajući. U SAD je posebno razraĊivan postupak vertikalnog retortovanja uljnih škriljaca koji se nalaze na većoj dubini („Occidental Petroleum Corp.“, Hepler i saradnici, 1979, Janjić, 1986), kako je to prikazano na slici 20 Pri eksperimentalnom radu vertikalne retorte, postignute su znatno veće temperature od onih u nadzemnim retortama do 850 0C. Sistem takvog retortovanja obezbeĊuje zaštitu podemnih voda od svih proizvoda pirolize. Pri izradi ovakvih retorti, oko 30% škriljaca se preraĊuje na površini. Obiĉno radi više retorti tako da proces teĉe kontinuirano; posle završenog procesa u jednoj retorti, nastavlja se u drugoj. Znatne koliĉine škriljaca, meĊutim, ostaju neiskorišćene jer zaštitni stubovi izmeĊu retorti moraju biti veći od 10 m zavisno od genetskog tipa leţišta i fiziĉko – mehaniĉkih karakteristika posne sredine.

Slika 19 Šematski dijagram horizontalnog retortovanja „in situ“ Geokinetiks, SAD; Dinneen 1976 Dougan i saradnici (1970) ispitivali su mogućnost retortovanja „in situ“ leţišta uljnih škriljaca Kolorado (Basen Piceance Creek). Injektiran je prirodni gas pod visokim pritiskom i zagrejan do 4800C. U leţištu su izbušene 1 injekciona i 4 eksploatacione bušotine. Prema rezultatima ovog eksperimenta na odabranoj lokaciji pomenutog leţišta zakljuĉeno je da se ova tehnologija moţe primenjivati i da je treba smatrati kao potencijalni ekonomski postupak retortovanja uljnih škriljaca „in situ“.

85


Slika 20 Šema vertikalnog retortovanja „in situ“ Occidental Petroleum Corp, SAD Na sĉici 21 prikazan je posebno razraĊeni postupak vertikalnog retortovanja uljnih škriljaca „in situ“ (Land Mana Gement SAD).

Slika 24 Šematski prikaz eksploatacije uljnih škriljaca „in situ“ Na eksploatacionom polju dimenzije 6 x 9 m izbušena je serija bušotina do dubine cca 180 m na rastojanju oko 1,5 m kroz sedimentne stene bogate uljnim škriljcima i preko. Zagrevajuće cevi zagrevaju okolinu cca 400oC a proces traje od 8 meseci do 4 godine. Na molekularnom nivou toplota izdvaja ugljenik, ulje i gas iz okolne stene i ulje i gas izvlaĉe sa površina kroz bušotinu po-moću pumpi na vrhu.

86


8. ZAKLJUĈAK Poremećaji na svetskom trţištu energenata i posebno visoke cene teĉnih energenata nameću potrebu svestranog sagledavanja tehnološki-tehniĉkih i ekonomskih parametara dobijanja sintetiĉke nafte iz uljnih škriljaca. Po svom sastavu uljni škriljci u osnovi predstavljaju specifiĉnu energetsku sirovinu, koja bi u odreĊenim uslovima mogla da postane i adekvatni alternativni izvor za dobijanje teĉnih goriva i drugih sirovina ili zamena za neke njihove derivate. Uljni škriljci će verovatno naći svoje mesto u domaćoj ekonomiji, ali energetski zahtevi vezani za sagorevanje, transport, usitnjavanje, zagrevanje, dodavanje vodonika, kao i jedan poseban problem koji je proistekao iz pooštrenih mera bezbednosti ekologije, opravdanim zahtevom za ureĊenje prostora i naĉina odlaganja otpada (u ovom sluĉaju velikih koliĉina), ĉine ceo koncept korišćenja ovakvog resursa izuzetno sloţenim. Uljni škriljci u tehnološkom pogledu predstavljaju specifiĉnu mineralnu sirovinu. Iskorišćenje kerogena je vezano iskljuĉivo za zagrevanje škriljaca , usmereno na direktnom sagorevanju u termoelektranama ili dobijanju sintetiĉke nafte. Zato treba sprovesti detaljna istraţivanja vezana za iznalaţenje najeadekvatnije i najisplativije metode za korišćenje ove sirovine. Potrebno je dobiti više od 40 l ulja iz jedne tone uljnih škriljaca da bi eksploatacija bila ekonomski opravdana. ZAHVALNOST Realizatori istraživanja zahvalnost izražavaju Ministarstvu za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije, koje je finansijski podržalo istraživački projekat TR – 17005 u sklopu koga su sprovedena istraživanja.

LITERATURA [1] RO za projektovanje i inţenjering ″Ugaljprojekt″ Beograd, Elaborat o rezervama uljnih škriljaca u Aleksinaĉkom leţištu polje ″Dubrava″, Beograd, 1984. [2] M.Ignjatović, R.Rajković, M.Mikić, M.Ljubojev: Mogućnost eksploatacije uljnih škriljaca sa lokaliteta Republike Srbije iz kojih će se dobijati sintetiĉka nafta, II MeĊunarodni simpozijum Energetsko rudarstvo 08, 15-18. Septembar, 2008, Tara [3]. Miroslav Ignjatović, Dragan Ignjatović, Lidija ĐurĊevac Ignjatović: Uticaj granulacije na koliĉinu pepela uljnog škriljca Aleksinaĉkog basena, zbornik radova –deponije pepela, šljake i jalovine u termoelektranama i rudnicima, II Savetovanje sa meĊunarodnim uĉešćem, Banja Vrujci 20-21. Oktobar 2009. [4] T. Milovanović, R. Trifunović : Upotreba bituminoznih škriljaca u industrijskoj proizvodnji cementnog klinkera, Cement – br.1/86; Fabrika cementa ″Novi Popovac″, Popovac [5] M.Ignjatović, M.Ljubojev, D.Mitić, Z.Stojanović: Uljni škriljci kao energetski potencijal Republike Srbije, Rudarski radovi 1/2009, Bor, ĉasopis strana 23-32. [6] S.Krstić, M.Ignjatović, V.Ljubojev, D.Ignjatović: Uljni škriljci sela Vlaško Polje i uljni škriljci u Aleksinaĉkom površinskom kopu, Ĉasopis INOVACIJE I RAZVOJ, Bor, 2009. Ĉasopis strana 45-50. [7] Ing. Dimitrije Matić : Pred ĉetvrti MeĊunarodni kongres za naftu i Simpozijum za uljne škriljce, Tehnika 1955, Beograd [8] Yu-patent 2404/83: Milutin Grbović, Ţiva Markov, Rajko Jovanović

87


OSETLJIVOST PROIZVODNJE POJEDINIH PROIZVODNIH SEKTORA U PRIVREDNOM DRUŠTVU TE-KO "KOSTOLAC" NA PROMENE TEHNIĈKIH KOEFICIJENATA SENSITIVITY OF PRODUCTION OF CERTAIN SECTORS WITHIN THE TPP-PM “KOSTOLAC” ON CHANGES IN TECHNICAL COEFFICIENTS Svetomir Maksimović1, Igor Miljanović2, Stevko Boševski3, Тoma Benović4 1 - EPS, Direkcija za proizvodnju energije, Beograd, 2 - Rudarsko geološki fakultet, Beograd, 3 - "Rudproekt", Skopje, Makedonija, 4 - "Rudnik i termoelektrana Ugljevik", Republika Srpska Abstrakt: U industriji uglja Srbije prvi put je bila konstruisana matrica tehniĉkih koeficijenata, kao osnovne podloge input-output tabele, u sloţenoj organizaciji udruţenog rada REIK – Kolubara, još davne 1977.god. Nakon toga nije bilo pokušaja primene input-output analize u industriji uglja Srbije. Sliĉna situacija je i u industijama uglja velikih svetskih proizvoĊaĉa. Ovim radom autori ţele da prošire primenu input-output analize na primeru PD TE-KO "Kostolac" u cilju stvaranja mogućnosti za realnije sagledavanje meĊusobnih veoma sloţenih proizvodnih zavisnosti i uticaja unutar privrednog društva. Matrica tehniĉkih koeficijenata izvedena je za 2007.god. mada u principu se mogu analizirati proizvodne meĊuzavisnosti za bilo koju prethodnu godinu ili uraditi prognoze za nastupajuće godine. Kljuĉne reĉi: Rudarstvo, meĊusektorski bilans, input-output tabela, privredno društvo, sektori, tehniĉki koeficijenti. Abstract: In the history of coal in Serbia, a matrix of technical coefficients as a general foundation of the input-output table was first constructed in the MEIC Kolubara back in 1977. After that, there were no attempts of using the inputoutput analysis in the coal industry of Serbia. The same is true with coal industries of large producers of coal worldwide. With this paper, the authors are aiming to broaden the range of input-output analysis application for the example of BA TPP-PM (Business Association Thermal Power Plant – Pit Mines) Kostolac, in order to create opportunities for more realistic review of mutually complex production dependencies and influences within the Business Association. The matrix of technical coefficients was formed for the year 2007, although production dependencies can be analyzed for any given year, or even prognostics for the following years can be completed. Key words: Mining, intersectoral balance, input-output table, Business Association, sectors, technical coefficients.

1.Uvod Input-output tabele (I-O) prvi put su objavljene od strane nobelovca Vasilija Leontieva 1936.god. i smatraju se jednim od najvećih dostignuća u ekonomiji 20. veka. Leontiev opisuje I-O analizu kao

88


"praktiĉni nastavak klasiĉne teorije generalne meĊuzavisnosti koja vodi celu ekonomiju jednog regiona, zemlje ili ĉak celog sveta kao jedinstven sistem i interpertira sve njegove funkcije u vidu specifiĉnih merljivih osobina njegove strukture". Od svog poĉetka I-O analiza naišla je na široko prihvatanje i postala osnovna grana kvantitativne ekonomije. Umesto komplikovanih algebarskih formula ona omogućava da se jedan ekonomski sistem analizira korišćenjem realnih brojeva. Prva publikacija velikih I-O tabela bila je 1947.god. kada je Ameriĉki biro za statistiku primenio I-O analizu u cilju spreĉavanja velike nezaposlenosti na kraju Drugog svetskog rata. Istraţivanje sprovedeno na katedri za rudarstvo Univerziteta u Witwatersrand-u pokazuje da I-O analiza moţe biti moćno sredstvo upravljanja posebno velikim kompleksnim rudnicima sa znaĉajnim benefitom. U Republici Srbiji ovim problemom bavi se Katedra za primenu raĉunara i sistemsko inţenjerstvo pod mentorstvom prof.dr Slobodana Vujića, na Rudarsko geološkom fakultetu. Podruĉje primene I-O analize u javnim preduzećima i privrednim društvima nedovoljno je istraţeno. Prvi rezultati dobijeni primenom ovog modela u rudarstvu ukazuju na mogućnosti realnijeg sagledavanja meĊusobnih veoma sloţenih proizvodnih zavisnosti i uticaja. U radu smo analizirali osetljivost pojedinih proizvodnih poslovnih jednica (sektora) u privrednom društvu TE-KO "Kostolac" na promene trehniĉkih koeficijenata. 2. Uvod u input-output analizu Kod primene modela i I-O analize u privrednim društvima polazi se od sledećih predpostavki: - Da jedinice privrednog društva (sektori) predstavljaju zaokruţenu tehnološku celinu u kojima se proces proizvodnje odvija na jedan odreĊeni naĉin - Da veliĉina svih vidova utroška za proizvodnju bilo koje poslovne jedinice (sektora) je u linearnoj zavisnosti od nivoa proizvodnje odgovarajućeg privrednog društva. Kod izrade input-output tabele privrednog društva pošlo se od toga da se privredno društvo sastoji od više sektora (x1, x2,...,xn) koji svaki za sebe predstavlja odreĊenu homogenu celinu u pogledu tehnologije rada, privredne delatnosti. Svaki sektor sa leve strane kolone obezbeĊuje input za svaki sektor u redu ukljuĉujući i samog sebe. Na ovaj naĉin matrica koja se naziva transakciuona tabela pokazuje protok dobara i usluga ili transakciju izmeĊu inputa-outputa izmeĊu svakog sektora u privrednom društvu. Matrica je kvadratna i ima isti broj kolona i redova. Svi sektori su prikazani u koloni sa leve starne tabele i u redu na vrhu iste tabele. Privredno društvo TE-KO "Kostolac" ima tri sektora odnosno devet razliĉitih transakcija zabeleţenih izmeĊu postojećih sektora. Transakciona tabela je srce input-output analize. 3. Izraĉunavanje input-output tabela MeĊuzavisnost izmeĊu sektora u PD TE-KO "Kostolac" proizilazi iz ĉinjenice da svaki sektor PD koristi proizvode drugih sektora kao sirovinski materijal za dalju proizvodnju, a njeni proizvodi su korišćeni od strane drugih sektora. Svaki red I-O tabele detaljno pokazuje prihvatanje jednog sektora od strane drugih sektora. Ova tabela je poznata kao tabela transakcija. Kada se krećemo kroz tabelu idemo od proizvodnje uglja u Sektoru uglja, pa preko sektora za proizvodnju elektriĉne energije i eksterne realizacije do zadnje kolone, ukupno – raspodeljena proizvodnja.

89


Teoretski ukupni input mora biti jednak ukupnom outputu, ali se to u praksi retko ostvaruje usled nepreciznosti u prikupljanju podataka. Vrednosti transakcija za sektore PD TE-KO "Kostolac" prikazane su u kvadratnoj matrici od tri reda i kolona i oznaĉene su sa malim аij gde su i i j u opsegu 1 do 3. Ukupna koliĉina raspodeljene proizvodnje, odnosno bilansna jednaĉina proizvodnje za sektor x i data je sledećim sistemom jednaĉina: 3 Xj = Σ xij +Yi, i =1, 2, 3 j=1 3 Gde su: Σ xij, (i ≠ j, i,j = 1, 2, 3) – koliĉina proizvodnje sektora xi koja se troši u ostalim sektorima; j=1 3 Σ xij, (i = j, i,j = 1, 2, 3) – koliĉina proizvodnje sektora koja se troši u istom sektoru; j=1 Yi, (i =1, 2, 3) - preostale koliĉine raspodeljene proizvodnje sektora xi koje su namenjene eksternoj realizaciji. Jednaĉina troškova za isti sektor PD data je sledećim sistemom jednaĉina: 3 Xj = Σ xij +Fj, (j =1, 2, 3) i=1 3 Gde su: Σ xij, (i,j =1, 2, 3) – proizvodni (materijalni) troškovi nastali u internoj realizaciji, i=1 Fj, (j =1, 2, 3) – eksterni troškovi (svi troškovi i elementi proizvodnje, izuzev troškova nastalih u internoj realizaciji, koji su potrebni za obavljanje procesa proizvodnje, kao i sastavni elementi ukupne proizvodnje). U eksterne troškove spadaju: troškovi materijala i usluga, elektriĉna energija, ostali troškovi, amortizacija, dohodak (ugovorne obaveze, zakonske obaveze, bruto zarade). Polazeći od relacije koja predstavlja jednu od najvaţnijih osobina I-O modela, po kojoj je Xi = Xj, dobijamo sledeći oblik jednaĉina: 3 3 Xj = Σ xij +Yi = Σ xij +Fj, j=1 i=1 ili za PD: 3 3 3 3 3 Σ Σxij + ΣYi = Σ Σxij + ΣFj, i=1 j=1 i=1 i=1 j=1

i,j = 1, 2, 3

3 j=1

3 3 odnosno: ΣYi = ΣFj. i=1 j=1

90


Prvi korak daljeg izraĉunavanja daje mogućnost da se dinarska vrednost prevede u tehniĉke koeficijente kako bi se došlo do ukupno raspodeljene proizvodnje za svaki sektor. U tabeli 1 prikazana je transakcija sektora PD TE-KO "Kostolac" za 2007.god. koja ĉini osnovu za dalje izraĉunavanje.

Tabela 1- Proizvodnja i raspodela po sektorima u PD TE-KO "Kostolac" u 2007.god. (x103din) Ukupno Sektor Eksterna Sektor-A Sektor-B Ukupno raspodeljena uglja realizacija proizvodnja Sektor uglja 3.147 2.000.000 4.567.853 6.571.000 446.000 7.017.000 Sektor-A 55.153 340.000 0 395.153 2.641.517 3.036.670 Sektor-B 178.445 0 992.000 1.170.445 7.748.027 8.918.472 Ukupno 236.745 2.340.000 5.559.853 8.136.598 10.835.544 18.972.142 Eksterni 6.853.311 696.670 3.358.619 10.835.544 troškovi Ukupno raspol. 7.017.000 3.036.670 8.918.472 18.972.142 proizvodnja Za prvu poslovnu jedinicu Sektor uglja, obzirom na izvršena teorijska razmatranja i podatke postavljene input-output tabele, jednaĉina namenske raspodele proizvodnje dotiĉnog sektora će biti: 3.147.000 + 2.000.000.000 + 4.567.853.000 = 6.571.000.000 a jednaĉina vrednosne strukture njegove proizvodnje: 236.745 + Eksterni troškovi = Ukupna raspoloţiva proizvodnja 236.745.000 + 6.853.311.000 = 7.017.000.000 Analogno se mogu opredeliti jednaĉine alokacije outputa i strukture inputa ostalih sektora. Za PD TE-KO „Kostolac“ kao celine, shodno ustanovljenim i razmatranim relacijama i podacima utvrĊene input-output tabele, jednaĉina namenske raspodele proizvodnje imaće oblik: 18.972.142.000 = 236.745.000 + 2.340.000.000 + 5.559.853.000+10.835.544.000 a jednaĉina vrednosne strukture proizvodnje PD će biti: 18.972.142.000 = 6.571.000.000 + 395.153.000 + 1.170.445.000 + 10.835.544.000 Na osnovu ovih dvaju jednakosti neposredno se dalje moţe odrediti i rezultirajuća jednaĉina opšte ravnoteţe PD TE-KO "Kostolac". 8.136.598.000+10.835.544.000 =10.835.544.000+8.136.598.000

91


kojom je neposredno pokazano da je ukupna finalna potrošnja eksterne realizacije razmatranog PD TE-KO „Kostolac“ opredeljena veliĉinom i strukturom materijalnih troškova intermedijarnih proizvoda poreklom iz okruţenja sistema, amortizacijom i zaradom ostvarenom, u PD u 2007.god. Svaki sektor u okviru PD zahteva input produkta ili usluga na koji se onda dodaje odreĊena vrednost kako bi generalisao sopstveni output. Dodavanje vrednosti na input bilo koje prirode je suština svakog poslovanja. Ako se to ne obezbedi, sektor samo troši input i postraje gubitaš. PD TE-KO "Kostolac" u 2007.god. poslovalo je negativno bez obzira na pozitivne naturalne pokazatelje. Da bi se mogla sprovesti meĊusektorska analiza, bilo je neophodno da se preuzmu podaci samo oni koji se odnose na poslovni prihod i poslovni rashod. TakoĊe je poslovni rashod umanjen za dupliranu vrednost amortizacije za koliko je ukupni poslovni rashod veći od poslovnog prihoda. Amortizacija je umanjena za sve proizvodne jedinice. 4. Matrica tehniĉkih koeficijenata sa primerom ( А = [аij] ) Matrica tehniĉkih koeficijenata izvodi se iz transkacione (absorpcione) matrice i pokazuje koeficijente inputa ili direktne potrebe svakog sektora u odnosu na output sektora. Tehniĉki koeficijenti su odnos svake osnovne vrednosti iz transakcione matrice i sume outputa svakog sektora. Oni pokazuju neophodni input za dati sektor potreban da bi se proizvela jedna jedinica finalne potrošnje od tog sektora i moţe se prikazati sledećom jednaĉinom: n Σxij/Xj + Dj/Xj = 1 i=1 Gde je: Xj –celokupna ostvarena proizvodnja j-tog sektora u PD; Dj – komponenta društvenog proizvoda. Tehniĉki koeficijent se moţe prikazati jednostavnom linearnom homogenom funkcijom oblika: аij = xij/ Xj ili xij = аij Xj. Pošto su tehniĉki koeficijenti bezdimenzioni dozvoljavaju poreĊenje izmeĊu raznih ekonomija sektora i što je još vaţnije omogućavaju izvoĊenje inverznih koeficijenata. U tabeli 2 dati su tehniĉki koeficijenti izvedeni iz uprošćene transakcione tabele sektora PD TEKO "Kostolac" za 2007.god. Tabela 2 - Tehniĉki koeficijenti sektora u PD TE-KO "Kostolac" za 2007.god. Sektor uglja Sektor-A Sektor-B Sektor uglja 0,00045 0,65862 0,51218 Sektor-A 0,00786 0,11196 0,00000 Sektor-B 0,02543 0,00000 0,11123 Ukupno 0,03374 0,77058 0,62341 Tehniĉki koeficijenti svih sektora formiraju matricu tehniĉkih koeficijenta А = [аij] (3x3) u kojoj su proizvoĊaĉi prikazani po redovima, a preraĊivaĉi po kolonama matrice.

92


Matrice tehniĉkih koeficijenata za ekonomski sistem sektora mogu se tumaĉiti samo po kolonama i imaju sledeće elemente:

0,00045 А = 0,00786 0,02543

0,65862 0,11196 0,00000

0,51218 0,00000 0,11123

Gde je A – matrica koeficijenata direktnih materijalnih troškova. Koeficijenti direktnih materijalnih troškova mogu se dobiti na dva naĉina: 1. Statistiĉki na osnovu analiza bilansnih izveštaja za prošle godine (primenjeno je i u ovom radu); 2. Normativno, uz predpostavku da se sektori sastoje iz delova proizvodnje kod kojih su već razraĊeni normativi troškova. Ako su poznati koeficijenti direktnih materijalnih troškova, to je za za datu finalnu potrošnju za svaki sektor moguće odrediti neophodnu bruto produkciju sektora. U tome se sastoji osnovna ideja korišćenja matriĉnih modela za planiranje proizvodnje. Naglašavamo neka svojstva koeficjenta direktnih troškova: - Da je aij ≥ 0 , i= 1,2, ... , n n - Zbir elemenata matrice A u bilo kojoj koloni je manji od jedinice ∑aij < 1, i= 1,2, ..., n. i=1 Posmatrajući elemente u prvoj koloni moţe se ustanoviti da će Sektor uglja za ostvarivanje sopstvene proizvodnje u vrednosti od jednog dinara biti prinuĊen da koristi sopstvene proizvode (ugalj) u vrednosti od 0,045 pare, kupi elektriĉnu energiju od Sektora-A u vrednosti od 0,79 pare i od Sektora-B u vrednosti od 2,54 pare. Proizvodna aktivnost Sektora uglja nalazi se u direktnoj proizvodnoj zavisnosti od Sektora-B za 2,54%. Posmatrajući elemente u drugoj koloni, Sektora-A, moţe se uoĉiti da će Sektor-A za ostvarivanje sopstvene proizvodnje u vrednosti od jednog dinara biti prinuĊen da koristi sopstvene proizvode (u ovom sluĉaju elektriĉnu energiju) u vrednosti od 10,8 para, kupi ugalj od Sektora uglja u vrednosti od 65,9 para. Proizvodna aktivnost drugog sektora nalazi se u direktnoj proizvodnoj zavisnosti od Sektora uglja za 65,9%. U trećoj koloni moţe se uoĉiti da će Sektor-B za ostvarivanje sopstvene proizvodnje u vrednosti od jednog dinara biti prinuĊen da koristi sopstveni proizvod (elektriĉnu energiju) u vrednosti od 11,1 parea, kupi ugalj od Sektora uglja u vrenosti od 51,2 pare. Proizvodna aktivnost Sektora-B nalazi se u direktnoj zavisnosti od Sektora uglja za 51,2%. Vrednost tehniĉkih koeficijenata mora da ispuni dva uslova: 0 ≤ аij < 1 n Σ аij < 1 i=1

i,j = 1, 2, ..., n j = 1, 2, ..., n

Tehniĉki koeficijenti mogu biti, pored vrednosnih, iskazani i po odgovarajućim naturalnim jedinicama mere. Tada bi, na primer, tehniĉki koeficijenat mogao biti iskazan relacijom:

93


аij = xij/ Xj = Qijxpi/Qjxpj = qijxpi/pj,

i,j=1, 2, ... , n

u kojoj je sadrţan tehniĉki koeficijent (qij) iskazan naturalnim merilima i cene po jedinici proizvodnje itog , odnosno j-tog sektora (pi,pj). Primer: Predpostavimo da je finalna potrošnja porasla i to u inputu uglja iz Sektora uglja (za potrebe TE“Morava“) za 700.000(t/god.), u inputu elektriĉne energije iz Sektora-A za 200.000(MW/god.) i Sektor-B za 200.000(MW/god.). U odnosu na tabalu 1 u tabeli 3 date su vrednosti dodatne predpostavljene eksterne realizacije po sektorima i sve izmene koje su zbog nje nastale u reprodukcionoj potrošnji i ukupno raspodeljenoj proizvodnji. Predpostavljena promena eksterne realizacije u Sektoru uglja sa 700.000(t/god.) za potrebe TE „Morava“. Dodatnih 200.000(MWh/god.) iz Sektora-A i Sektora-B, dovela je do promene reprodukcione potrošnje u sektorima, a samim tim i do vrednosti ukupno raspodeljenih sredstava. Tabela 3 - Vrednosti reprodukcione potrošnje i ukupno raspodeljene proizvodnje nastale uvoĊenjem predpostavljene eksterne realizacije Ukupno raspodeljen Eksterna a Sektor uglja Sektor-A Sektor-B UKUPNO potrošnja proizvodnj (dodatna) a (x103din) 260.000(t) 240.000(t) 500.000(t) 700.000(t) Sektor 0 273.000x103di 252.000x103di 525.000 735.000x103di 1.260.000 uglja n n x103din n 3.885(MWh) 22.000(MWh) 25.885(MW 200.000(MWh Sektor h) ) 9.635 47.960x103din 0 553.595 -A x103din 57.595 496.000x103di 3 x10 din n 10.460(MW 20.000(MWh) h) 43.600 34.996(MW 200.000(MWh 25.940 x103din 576.511 Sektor 0 h) ) x103din -B 950(MWh) 80.511 496.000x103di 3 3 3.586(MWh) 2.071x10 din x10 din n 3 8.900x10 din Dopunom naturalnih pokazatelja iz tabele 1 sa pokazateljima iz tabele 3 dobiće se tabela 4 sa izmenjenim pokazateljima iz koje će se izvesti novi tehniĉki koeficijenti. Prethodno izneto moţe se interpretirati i na sledeći naĉin: Da bi se proizvelo novih 700.000(t/god.) u Sektoru uglja, potrebno je preuzeti od Sektora-A elektriĉnu energiju u vrednosti od (3.885MWh/god.) odnosno 9.635.000 din i od Sektora-B (3.586MWh/god.), odnosno 8.900.000din.

94


Tabela 4 - Vrednosti integrisane reprodukcione potrošnje i ukupno raspodeljene proizvodnje nastale uvoĊenjem predpostavljene eksterne realizacije za 2007.god. (x103din) Sektor Eksterna Ukupno rasp. Sektor-A Sektor-B UKUPNO uglja realizacija proizvodnja Sektor 3.147 2.273.000 4.819.853 7.096.000 1.260.000 8.356.000 uglja Sektor-A 64.788 387.960 0 452.748 3.137.517 3.590.265 Sektor-B 213.285 0 1.037.671 1.250.956 8.241.956 9.492.912 UKUPNO 281.220 2.660.960 5.857.524 8.799.704 12.639.473 21.439.177 Eksterni 8.074.780 929.305 3.635.388 12.639.473 troš. Ukupno 8.356.000 3.590.265 9.492.912 21.439.177 rasp.proizv. Tabela 5 - Tehniĉki koeficijenti sektora u PD TE-KO "Kostolac" za 2007. god. nakon predpostavljene dopune eksterne realizacije Sektor uglja Sektor-A Sektor-B Sektor uglja 0,00038 0,63310 0,50773 Sektor-A 0,00775 0,10806 0,00000 Sektor-B 0,02552 0,00000 0,10931 Ukupno 0,03365 0,74116 0,61704 Da bi Sektor-A povećao eksternu realizaciju za 200.000(MWh/god.), potrebno je otkupiti od Sektora uglja 260.000(t/god.) u vrednosti od 273.000.000 din. i poivećati sopstveni utrošak elektriĉne energije za 22.000(MWh/god.) u iznosu 47.960.000 din. I najzad da bi Sektor-B povećao eksternu realizaciju za 200.000(MWh/god.), potrebno je da obezbedi iz Sektora uglja 240.000(t/god.) u iznosu od 252.000.000 din. i poveća sopstveni utrošak elektriĉne energije za 20.950(MWh/god.) u iznosu 45.671.000 din. Uporednom analizom tabela tehniĉkih koeficijenata 2 i 5 moţe se uoĉiti da je sa povećanjem eksterne realizacije u sva tri sektora, za predpostavljene vrednosti, došlo do smanjenja troškova nabavke elektriĉne energije od strane Sektora uglja prema Sektoru-A i skoro ista vrednost nabavke od Sektora-B. Kod nabavke uglja od Sektora uglja od strane Sektora-A i Sektora-B došlo je do smanjenja troškova. 5. Zakljuĉak Rezultati primene nekih modela input-output analize obraĊeni su u malom broju radova koji se odnose na industriju uglja. I tako mali broj radova ukazuje na mogućnost realnog sagledavanja meĊusobnih vrlo sloţenih zavisnosti i uticaja. Iz datih input-output tabela proizilaze brojna, široka i znaĉajna saznanja: o direktnim i povratnim proizvodnim povezanostima podsistema u sistemu, dvosmernim meĊuzavisnostima sistema i okruţenja, tj prirodi i intezitetu zavisnosti proizvodnog sistema od nabavki iz, i isposruka okruţenju, naĉinu formiranja i raspodeli proizvodnje podsistema, tj. sistema i njihovoj vrednosnoj strukturi, veliĉini i strukturi finalne potrošnje, tj. eksterne realizacije, naĉinu i stepenu delovanja njenih promena na proizvodnju sistema, strukturi pojedinih kategorija troškova i cena ostvarene proizvodnje itd.

95


U radu su delom zahvaćeni samo tehniĉki koeficijenti u input-output analizi, a to je samo jedna karika u daljem spektru mogućnosti kojima raspolaţe meĊusektorski model i meĊusektorske analize. Ne postoje prepreke da se odreĊeni modeli input-output analize primene u EPS-u, u njegovim privrednim društvima, radnim jedinicama, pogonima. 6. Literatura [1] R.Stanojević, MeĊusektorski modeli, Ekonomski Institut, Beograd, 1998. [2] S.Maksimović, Z.Milanović, I.Miljanović, S.Boševski, M.Hudej, T.Benović, Application of InputOutput Analysis in Corporate Enerprises of EPIS Thermal Power Sector, 3rd Balkan Mining Congress, Izmir- Turkey, 2009. [3] S.Maksimović, Primena meĊusektorske analize u privrednim društvima termoenergetskog sektora Elektroprivrede Srbije, Elektroprivreda br.1 2009. str.85-92,Beograd [4] S.Popović, V.Nešić, J.Petrović, Primena input-output analize u sloţenoj organizaciji udruţenog rada na primeru REIK "Kolubara", SYM-OP-IS 77, Herceg Novi, 1977. str. 439-460. [5] L.C. Stilwell, R.C.A. Minnitt, INPUT-OUTPUT ANALYSIS: ITS POTENTIAL APPLICATION TO THE MINING INDUSTRY, The Journal of The South African Institute of Mining and Metalurgy, 2000.(455-460) [6] Izveštaj o poslovanju u periodu januar-decembar 2007.god., Kostolac, mart 2008.god.

96


KOMPLEKSNO ISKORIŠĆENJE MINERALNO-SIROVINSKOG POTENCIJALA LEŢIŠTA UGLJA ’’VELIKI CRLJENI’’, KOLUBARSKI UGLJONOSNI BASEN (MOGUĆI € SCENARIO) ALL-INCLUSIVE MINERAL RESOURCESSES EXPLOITATION, ’’VELIKI CRLJENI’’ COAL DEPOSIT, KOLUBARA COAL BASIN, (POSSIBLE € SCENARIO) Bogoljub Vuĉković1, Duško Nešić1, Vesna Bogdanović1, Zoran Draško2, Klemĉić Goran2 1,2

JP EPS, PD RB ‟‟Kolubara‟‟, Ogranak ‟‟Projekt‟‟, Lazarevac; 3,4 Rudarsko-geološki fakultet, Beograd

IZVOD Leţište ‟‟Veliki Crljeni‟‟ jedno je od brojnih leţišta uglja kolubarskog ugljonosnog basena. Tokom 2009. godine realizovani su radovi na otvaranju površinskog kopa i pripreme za otkopavanje uglja. Osim uglja, geološkim istraţivanjima utvrĊeno je i prisustvo znaĉajnih masa kvartarnih aluvijalnih šljunkova u neposrednoj krovini ugljenog sloja. Proraĉunom rudnih rezervi utvrĊeno je prisustvo >18.000.000 m3 šljunka, od ĉega će se oko 10.000.000 m3 otkopati na budućem površinskom kopu. Uz >30.000.000 t uglja, dodatne koliĉine šljunka u znaĉajnoj meri povećavaju rentabilnost rudniĉke proizvodnje i opravdavaju sredstva uloţena u geološka istraţivanja. Prihod od uglja iznosi 400.000.000 €; dodatna dobit na šljunku iznosi oko 85.000.000 €, odnosno predstavlja 25% relativne dobiti sa leţišta. KLJUĈNE REĈI : ugalj, šljunak, eksploatacija, rudniĉka rentabilnost ABSTRACT ‟‟Veliki Crljeni‟‟ is one of noumeruous coal deposits in Kolubara Coal Basin, Western Serbia. In 2009. year, the deposit was under invetstment and opening phase. Geological exploration, performed earlier, show the presence of alluvial unsorted gravels in roof coal sediments. Ore reserve calcullation gave >18.000.000 m3 of gravel, which 10.000.000 m3 would be digged in open pit. With >30.000.000 t of row coal, those additional gravel quantities increse the minning rent ability and improve the geological exploration costs. Possible income of row coal at the deadline of digginig could reach 400.000.000 €, additional end of life open pit income provided by solden gravel reach at 85.000.000 €, almost 25% of relative all-inclusive deposit income. KEY WORDS: coal, gravel, exploitation, mining rent ability

1. UVOD Kolubarski ugljonosni basen nalazi se u zapadnoj Srbiji na 50 km jugozapadno od Beograda. Površine je oko 600 km2. Rekom Kolubarom podeljen je na istoĉni i zapadni deo.

97


Slika 1. Pregledna karta kolubarskog ugljonosnog basena sa istraţno-eksploatacionim poljima, polje ‟‟Veliki Crljeni‟‟ šrafirano (geološka sluţba ‟‟Kolubare-Projekt‟‟)

U njegovom istoĉnom delu nalaze se aktivni površinski kopovi polje "B" i "D", zatim zatvoreni površinski kop polje "A" i istraţna polja "C", "E", "G", "F", "Šopić-Lazarevac” i "Veliki Crljeni". U zapadnom delu basena nalaze se površinski kopovi "Tamnava-Istoĉno polje" i "Tamnava-Zapadno polje" , kao i istraţno polje "Radljevo". Polje "Veliki Crljeni" nalazi se u istoĉnom delu basena i obuhvata njegov severni deo, površine je 8,5 km2. (slika 1). 2. GEOLOŠKA GRAĐA Geološkim istraţivanjima utvrĊeno je da geološku graĊu leţišta ĉine neogeni miocenski sedimenti, prekriveni kvartarnim pokrivaĉem (slika 2). Prema do sada poznatim podacima na polju Velki Crljeni utvrĊeno je kontinuirano taloţenje sedimenata od srednjeg miocena do donjeg pliocena. Miocenski sedimenti predstavljeni su badenskim, sarmatskim i panonskim katom, kao i pontskim katom u kojem se nalaze ogromne naslage uglja. Badenski kat (M22) je na najvećoj dubini, saĉinjen je od litotamnijskih kreĉnjaka, laporovitih i peskovitih glina i glinaca, retko i sitnozrnim peskovima, krajnja debljina nije utvrĊena. Sarmat (M31) se nalazi neposredno iznad badenskog kata, ĉine ga peskovite gline koje se lokalno smenjuju sa raznim vrstama kreĉnjaka i peskova, debljina im takoĊe nije precizno utvrĊena. Preko sarmata nalaze se sedimenti panona (M32). Predstavljeni su peskovitim glinama i glinovitim peskovima. Ova serija sedimenata je promenljive debljine, pojavljuje se ispod 150 m dubine. Pontski kat (M32) predstavljen je serijom alevritskih, prašinastih ili sitnozrnih peskova, lokalno se zapaţaju sivoţute opekarske gline. Smatra se da poĉinje na oko 150 m od površine terena pa naviše. Skoro sve istraţne bušotine na leţištu su veoma plitke (30 do 50 m), cilj im je bio da nabuše ugljeni sloj koji je na maloj dubini ispod površine terena, te je samo nekoliko bušotina ostvarilo dubine od 100, 200 ili 300 metara. U okviru pontskog kata nalazi se sloj uglja koji odreĊuje ekonomsku vrednost celog leţišta (slika 2).

98


Slika 2. Geološki stub polja Veliki Crljeni (Marinković I., 2003.)

Na prostoru leţišta registruje se jeda ugljeni sloj jednostavne geološke graĊe (slika 3). Ugljeni sloj se u kontinuitetu prostire na celom prostoru leţišta. Predstavlja deo jednisrtvenih ugljenih slojeva kolubarskog ugljonosnog basena. Prostorno nalazi se u njegovom centralnom delu.

99


Slika 3. Geološki profili AB i CD; Legenda : 9. Sivo-paleozojski fundament podruĉja; 8,5,4,2.Ţutomiocensko/pliocenski sedimenti; 3, 6, 7. Crno-Ugljeni slojevi 1. Svetlosivo-kvartarni sedimenti (Geološka sluţba ‟‟Površinskih kopova uglja‟‟, Baroševac)

100


3. PRIKAZ USLOVA I MOGUĆNOSTI OTKOPAVANJA UGLJA I PRATEĆIH KORISNIH NMS Na polju Veliki Crljeni krajem 2008. godine zapoĉeli su radovi na otvaranju leţišta i priprema za eksploataciju uglja. Za tri meseca 2008. otkopano je 1.900.000 m3 jalovine. Tokom 2009. godine radovi su vršeni na jalovini.

Slika 4. Izgled radne etaţe na uglju u krajnjem zapadnom delu leţišta, usek otvaranja neposredno uz TamnavuIstoĉno polje, dec. 2009. (Geološka sluţba ‟‟Tamnava-Istoĉno polje‟‟)

Osim uglja, korisnu NMS na leţištu predstavljaju i naslage šljunka. One su subhorizontalne i konkordantno naleţu preko sloja uglja. Glavnim rudarskim projektom (2006) projektovana je selektivna eksploatacija uglja, ali i sloja šljunka. U konturi projektovanog površinskog kopa moguće je otkopati 30.000.000 t uglja. Tokom otkopavanja uglja, neminovno će biti otkopane i znatne mase šljinka iz neposredne krovine ugljenog sloja. Ovim naĉinom otkopavanja moguće je selektivno otkopati i odloţiti na zasebno odlagalište oko 10.000.000 m3 šljunka. Ovako projektovan i okonturen površinski kop obezbeĊuje godišnji kapacitet 4.000.000-5.000.000 t uglja, odnosno ukupno 30.000.000 t tokom celog perioda rada. Osim uglja biće otkopano i 10.000.000 m3 jalovine otkrivke, kao i oko 10.000.000 m3 šljunka. Iz prikazanih naturalnih pokazatelja uoĉava se da se iz leţišta dobija oko 40.000.000 m3 korisnih mineralnih sirovina uz samo 10.000.000 m3 jalovine, ĉime se dobija izuzetno povoljan koeficijent otkrivke od 0,25. Uz obimna investiciona ulaganja od 103.000.000 € i troškove proizvodnje od 9 €/t uglja, neophodna prodajna cena uglja iznosi 13,3 €/t, odnosno 1,66 €/GJ. Ovim se obezbedjuje interna stopa rentabilnosti od 16,5% što je prihvatljivo. Proseĉna dobit iznosi >4 €/t uglja. Ukupni prihodi od uglja za period rada površinskog kopa iznose oko 400.000.000 €.

101


Glavnim rudarskim projektom (2006), Investicinim programom otvaranja površinskog kopa i ostalim planskim dokumentima, kao i ekonomskom analizom projekta usvojeno je da se osim uglja, za korisnu mineralnu sirovinu pogodnu za prodaju, uvrste i odreĊene mase šljunka, odnosno skromnih 100 Km3 godišnje. Za period rada površinskog kopa ukupno 700.000 m3 prodatog šljunka. Pri prodajnoj ceni (okvirno) od 10 €/t ‟‟franco‟‟ separacija, mogući prihod iznosio bi oko 7.000.000 €. Za to vreme će na deponiji šljunka biti odloţeno još oko 8.500.000 m3 šljunka i predstavljaće mtrvi kapital preduzeća. Uz mogućnost mokre i suve separacije šljunka i sa gubicima na korisnoj susptanci od 15%, moguće je proizvesti oko 7.500.000 m3 separisanog šljunka. Uz obimnu investicionu izgradnju saobraćajne infrastrukture u neposrednoj blizini leţišta, a pri prodajnoj ceni separisanog šljunka od 10 €/t ‟‟franco‟‟ separacija, mogući dodatni prihod rudnika iznosio bi oko 75.000.000 €. Dinamika plasmana separisanog šljunka, kao i koliĉine koje mogu biti isporuĉene potrošaĉima, nisu detaljno razraĊeni. Prethodnim brojnim analizama (studije, projekti, programi...) u više navrata došlo se do zakljuĉka da je proizvodnja uglja iz ugljenokopa ‟‟Kolubare‟‟ sve skuplja i da se ostvaruje na granici rentabiliteta. Ovim dodatnim prihodom iz pratećih korisnih NMS pobiljšala bi se rentabilnost rudniĉke proizvodnje, te bi se u narednom periodu planiranja, projektovanja i izvoĊenja radova moglo slobodnije pristupiti razradi geoloških istraţivanja i rudniĉke proizvodnje. Ukupni mogući prihodi/rashodi ovako predloţene i organizovane proizvodnje mogli bi iznositi : Prihod od uglja Prihod od šljunka Rashod na uglju Investiciona ulaganja u NMS Dobit

400.000.000 €, 84,1% od ukupnog prihoda 75.000.000 €, 16,9% od ukupnog prihoda oko 270.000.000 €, 99% rashoda oko 1.000.000 €, < 1% rashoda. oko 273.000.000 €.

Ova razmatranja vezana za NMS kompleks su geološki i rudarski u velikoj meri pouzdano obraĊena, a tehnološki su razraĊena metodom analogije sa postojećim kapacitetima, uslovima i rezultatima prerade. Ekonomska obrada (za deo NMS) je uslovna i preliminarnog je karaktera. U svakom sluĉaju, rezultati ovog sagledavanja mogu da posluţe daljim konkretnijim geološkim, rudarskim, tehnološkim, ekonomskim i plansko-strateškim razmatranjima. ZAKLJUĈAK Osim uglja, koji je nesumnjivo glavna korisna mineralna sirovina i koji odreĊuje ekonomsku vrednot leţišta, kao preteća korisna NMS pojavljuje se šljunak. Znaĉajne mase šljunka mogu obezbediti dodatni prihod od cca 75.000.000 €, i to bez znaĉajnijih investicionih ulaganja. Literatura : 1. VUĈKOVIĆ B., BUKVIĆ B., BELJIĆ N., RADOVANOVIĆ B., 2010. - Elaborat o rezervama uglja leţišta Veliki Crljeni, stanje 31.12.2008. godine - str. 180, RB ‟‟Kolubara‟‟, ‟‟KolubaraProjekt‟‟, Lazarevac 2. NEŠIĆ D., RADOVANOVIĆ B., VUĈKOVIĆ B., 2006. - Glavni rudarski projekat površinskog kopa Veliki Crljeni - str. 448, RB ‟‟Kolubara‟‟, ‟‟Kolubara-Projekt‟‟, Lazarevac

102


TRANSPORT BAGERA, REKONSTRUKCIJA I IZMEŠTANJE SISTEMA NA OTKRIVCI I UGLJENOG SISTEMA SA POVRŠINSKOG KOPA "POLJE D" NA POVRŠINSKI KOP "POLJE E" TRANSPORTATION OF BUCKET WHEEL EXCAVATOR AND RECONSTRUCTION AND RELOCATION OF OVERBURDEN AND COAL SYSTEM FROM OPEN CAST MINE “FIELD D” TO OPEN CAST MINE “FIELD E” Ljiljana Ristovski, Vesna Joviĉić, Ruţa Nikolić, Svetlana Arsenijević PD RB Kolubara d.o.o., DP Kolubara -Površinski kopovi, Lazarevac Apstrakt: Zbog nerešenih imovinsko-pravnih odnosa sa Mesnom zajednicom Vreoci zaustavljen je razvoj površinskog kopa "Polje D" prema zapadu. Izvedeno je proširenje površinskog kopa na njegovoj juţnoj strani, prema "Polju E" - "Juţno krilo" i na istoĉnoj strani prema odlagalištu "Istoĉna kipa". Iz bazne zone "Polja D" izmešteno je šest sistema na otkrivci i jedan ugljeni sistem. Do novih lokacija sistema uraĊene su trase za transport mehanizacije, gde se transportovalo osam rotornih bagera i šest odlagaĉa, što je sve obraĊeno u odgovarajućoj tehniĉkoj dokumentaciji i elaboratima. Na "Polju D" je ostao jedan ugljeni sistem. Kljuĉne reĉi: površinski kop, transport, rekonstrukcija

Abstract: Dye to unsolved problems regarding private property and legal relations with local community Vreoci, development of open cast mine “Field D” towards west stopped. Extension of open cast mine was performed on south side towards “Field E”-“South Wing” and on east side towards dumping area “East kippe”. From base zone of “Field D” six systems were relocated as well as one coal system. Transportation route for eight bucket wheel excavators and six spreaders to their new positions was made and processed according appropriate elaborates and technical characteristics. On open cast mine “Field D” only one coal system remained. Кey words: open cast mine, transportation, reconstruction

Uvod Zbog poznatih problema sa Vreocima zaustavljen je razvoj ,,Polja D“ ka zapadu. Krajem 2007.godine jedan od jalovinskih sistema izmešten je na prostor, ,,Juţno krilo“. Sledeće godine na tzv. ,,Istoĉnu kipu“ premešten je još jedan jalovinski sistem, a ove godine i preostala ĉetiri jalovinska i jedan ugljeni sistem, ĉime je zapoĉelo otvaranje novog površinskog kopa, oznaĉenog kao ,,Polje E“.

103


Proširenje površinskog kopa ,,Polje D”, u ovom trenutku, moguće je na lokaciji ,,Juţno krilo”. Sa istoka prostor je ograniĉen usekom otvaranja površinskog kopa ,,Polje D”, sa zapada parcelama koje nisu obuhvaćene eksproprijacijom, a pravac napredovanja etaţa je prema jugu, do ,,Pomoćne mehanizacije”. Razvoj odlagališta na juţnoj strani kopa, ograniĉen je završnim kosinama po vaţećem Dopunskom projektu. Osnovne geološke karakteristike juţne kosine površinskog kopa „Polje D“ Prostor koji obuhvata juţna završna kosina površinskog kopa ,,Polje D” izgraĊuju tvorevine: paleozoika koje ĉine osnovu terena, ponta, ĉiji su sedimenti ekonomski najznaĉajniji u okviru leţišta i kvartara koji ĉini pokrivaĉ svim tvorevinama. Fundament leţišta uglja u juţnoj završnoj kosini površinskog kopa „Polje D“ predstavljaju tvorevine osnovnog gorja, odnosno paleozojski škriljci i daciti, koji su u potpunosti ili delimiĉno raspadnuti. Preko ovih tvorevina zaleţu neogeni: peskovito-glinoviti sedimenti panona i donjepontski sedimenti predstavljeni glinom, kvarcnim peskom i glinovitim peskom. Donjepontski sedimenti su predstavljeni glinom, jaĉe i slabije peskovitom, peskovima jaĉe i slabije zaglinjenim i kvarcnim peskovima, što je i potvrĊeno bušotinama, naroĉito dubljim, gde su zastupljeni svi ĉlanovi donjeg ponta. Sloj kvarcnog peska javlja se u krajnjem severnom delu. Debljina srednjezrnih, sivih, sivo-belih i belih kvarcnih peskova varira od nekoliko centimetara do više desetine metara. Najvećim delom prostora koji obuhvata juţna završna kosina površinskog kopa ,,Polje D”, superpoziciono neposrednu podinu uglja predstavlja glina, koja se odlikuje visokim sadrţajem alevritske komponente, sivo-plave boje mestimiĉno sa sadrţajem ugljevite materije. Debljina ove gline se kreće od 3-15m, ĉesto i više. Morfološki glavni ugljeni sloj javlja se u obliku kontinuiranog sloja, generalnog pravca pruţanja zapad-istok. U severnom delu prostora koji obuhvata juţna završna kosina površinskog kopa ,,Polje D” glavni ugljeni sloj je subhorizontalan, sa blagim tonjenjem ka zapadu pod uglom 3-50, a u juţnom delu glavni ugljeni sloj se povija, odnosno podvlaĉi u „Polje E“ pod uglom 20-250 . Debljina glavnog ugljenog sloja ima promenljive vrednosti i raste od severa, gde iznosi oko 15m, prema juţnom delu gde njegova debljina iznosi oko 50m. Glavni ugljeni sloj je ispresecan proslojcima jalovine, odnosno gline i ugljevite gline, ĉija se debljina kreće od nekoliko centimetara do par metara. Glina je u proslojcima masna, plastiĉna, maslinasto zelene boje. Litološko-petrološki ugalj je ksilitnog tipa (trakast, drvenast i dopleritski), mestimiĉno prošaran, odnosno u smeni sa amorfnim (zemljastim) tipom uglja. Povlatni ugljeni sloj je najvećim delom prostora koji obuhvata juţna završna kosina površinskog kopa ,,Polje D” erodovan i javlja se samo u njegovom krajnjem juţnom delu („Polje E“). Njegova debljina je od nekoliko do 25m. U podini glavnog ugljenog sloja nalazi se više podinskih proslojaka uglja proseĉne debljine od nekoliko centimetara do 2m. Ovi podinski proslojci uglja prate pruţanje glavnog ugljenog sloja. Povlatu ugljenog sloja ĉine gornjopontski sedimenti i to: peskovite gline, peskovi i kvartarne gline, sa proslojcima šljunka i peska. U severnom delu prostora koji obuhvata juţna završna kosina površinskog kopa ,,Polje D”, glavni ugljeni sloj je subhorizontalan i, u celini gledano, blago poremećen, tako da se ugalj nalazi u plitkoj asimetriĉnoj sinklinali generalnog pruţanja istok-zapad, sa blagim tonjenjem prema zapadu 3-50. Na juţnom delu ovog prostora glavni ugljeni sloj se povija, odnosno podvlaĉi u „Polje E“ pod uglom 20-250. Kvalitet uglja koji je prema uprošćenom rudarskom projektu predviĊen za otkopavanje na „Polju D“ odreĊen je na osnovu podataka dobijenih laboratoriskom analizom uzoraka iz istraţnih bušotina. Treba

104


naglasiti da sve bušotine koje su ušle u proraĉu kvaliteta nisu u saglasnosti sa Pravilnikom o klasifikaciji i kategorizaciji i proraĉunu rezervi mineralnih sirovina. Naime, bušotine iz 1972. godine oprobavale su ugalj u intervalu većem od 5m. Za proraĉun kvaliteta uglja korišćeni su podaci iz 6 bušotina, sa 17 pojedinaĉnih proba. U uglju leţišta „Polja D“ jasno je vidljiva drvenasta struktura (sa komadima drvenastog tkiva i jasno oĉuvanom biljnom strukturom). Izraţeno je prisustvo drvenastog uglja (ksilita). Boja uglja je ţuto mrka, tamno mrka do crna. Ugalj je tvrd, krt, reĊe ţilav. Na prelomu se uoĉavaju sjajne školjkaste površine. Pored ksilitnog uglja u maloj meri se javlja ugalj zemljastog habitusa (barski), ţuto mrke boje, lako i brzo se pretvara u prašinu. Mehanizacija koja radi na otkopavanju i odlaganju otkrivke, tabela br.1

Mehanizacija koja radi na otkopavanju i odlaganju otkrivke Sistem Ia Ib Ic II IV

BTO BTO BTO BTO BTO

V

BTO

Rotorni bager SRs 1200x22/2+VR, G-I SRs 1200x24/4+VR, G-V SRs 1200x24/4+VR, G-VI SRs 1200x24/4+VR, G-III SRs 1201x24/4+VR, G-II SRs 1200x24/4+VR, G-IV SRs 1301x24/2.5, G-X

-

Bager odlagaĉ A2 RsB3500x60+BRs, O-II A2RsB 3500x60+BRs, O-III AR1600(37+33+60)x18, O-V A2RsB 3500x60+BRs, O-I A2RsB 3500x60+BRs, O-IV ARs 1800/( 14+33+60 )x20, O-VI

Uglovi radnih kosina etaţa za sve etaţe otkrivke su 55º, a generalni radni nagib je od 5 do 10º. Visine etaţe su promenljive i po sistemima a u okviru istog sistema. One zavise od geomehaniĉkih karakteristika radne sredine, konfiguracije terena i od dohvatne visine bagera. Transport otkrivke se obavlja sa pet meĊusobno nezavisnih transportnih sistema sastavljena od razliĉitog broja transportera sa gumenom trakom (u zavisnosti od duţine transporta) ĉija je gumena traka širine B=1400mm, brzine V=4,5m/sec. i teoretskim kapacitetom Q=3450m3/h; i jednim transportnim sistemom ĉija je gumena traka širine B=1800mm, brzine V=4,5m/sec. Otkopavanje uglja Otkopavanje ugljenog sloja se vrši sa dva sistema: BTS i BTU i odvoz uglja do separacije se vrši sistemom transportera sa trakom širine B=1400mm, brzine V=4,5m/sec, kapaciteta Q=3500m3/h, Mehanizacija koja radi na otkopavanju uglja, tabela br.2

Sistem

Bager

BTU

SchRs - 630. 25 / 6, G-VII

BTS

SRs

- 1300. 26 / 5+VR, G-VIII

105


Transport mehanizacije po sistemima i rekonstrukcije sistema Tokom 2007, 2008. i 2009.godine na površinskom kopu ,,Polje D“, izvršeno je premeštanje sistema na nove lokacije, na kojima će nastaviti sa otkopavanjem jalovine i uglja, koji je neophodan za potrebe termoelektrana i drugih potrošaĉa. Otkopani ugalj se transportuje do utovarnog mesta, odnosno pogona ,,Prerade“. Zbog nerešenih imovinsko-pravnih odnosa u M.Z. Vreoci zaustavljen je razvoj „Polja D“ ka zapadu pa se pristupilo pronalasku alternativnih rešenja. Izmeštanje sistema zahtevalo je velike radove, poĉev od formiranja novih trasa za postavljanje transportera, do njihove demontaţe na starim pozicijama. Uz to na nove lokacije trebalo je transportovati bagere i odlagaĉe, za što je bila neohodna izrada odgovarajućih trasa. Krajem 2007. godine je jedan od jalovinskih sistema izmešten je na prostor ,,Juţno krilo“. U 2008.-oj godini premešten je još jedan jalovinski sistem na ,,Istoĉnu kipu“. U toku 2009. godine premeštena su preostala ĉetiri jalovinska sistema i jedan ugljeni sistem. Time je praktiĉno poĉelo otvaranje novog površinskog kopa polja ,,E“. Transport mehanizacije i izmeštanje Ia BTO sistema Krajem 2007. godine, Ia BTO sistem je prvi jalovinski sistem koji je izmešten je na novu lokaciju prostor ,,Juţno krilo“. Pre transporta na etaţi Ia BTO sistema radio je rotorni bager SRs 1200x 24/4+VR (G-IV), gde je u visinskom bloku ostavio rampu za izlazak na etaţu V BTO sistema. Za vreme I.O. 23.10.2007.god., izvršena je rekonstrukcija sistema i transport rotornog bagera SRs1200x22/2+VR (G-I) sa V BTO sistema do nove lokacije Ia BTO sistema . G-I je radio na ĉišćenju povlate glavnog ugljenog sloja u juţnoj završnoj kosini polja D“,na severnom delu ,,Polja E“. U datom prostoru gde sada otkopava Ia BTO sistem, nalazi se materijal, koji je odloţen pri otvaranju površinskog kopa ,,Polja D“. Rotorni bager, slika br.1

106


Transport mehanizacije i izmeštanje Ib BTO sistema Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR ( G-V ) sa pozicije transportera B.24 na poziciju novog transportera B.17 odvijao se u dve faze do nove lokacije Ib BTO sistema. U I fazi, transport se odvijao od transportera B.24 do placa za investicionu opravku. U II fazi od placa za investicionu opravku do nove pozicije transportera B.17. Ukupna duţina trase za transport bagera je 10176m sa nagibima do 8%. Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR (G-V) je poĉeo 25.06.2009.god. I faza transporta do placa za investicionu opravku je trajala do 02.07.2009.god..kada je rotorni bager SRs1200x24/4+VR (GV) poĉeo sa I.O. Po završenoj I.O. 01.08.2009.god.bager je u II fazi krenuo u transport do nove lokacije na Ib BTO sistemu,. na poziciju novog transportera B.17. 09.08.2009.god., sistem je poĉeo sa radom. Istog dana 25.06.2009. je poĉela I.O., odlagaĉa A2RsB3500x60+BRs (O-III). I.O. odlagaĉa raĊena je u zoni pogonske stanice A.16 (stara pozicija sistema). Po završenoj I.O. 28.07.2009. odlagaĉ je krenuo u transport do novog poloţaja odlagališnog transportera. Transport odlagaĉa (O-III), je trajao do 02.08.2009.god. Ukupna duţina trase za transport bagera je 4 640m sa nagibima do 8%.Odlagaĉ je transportovan na novu poziciju sistema.

107


Transport mehanizacije i izmeštanje Ic BTO sistema Poĉetkom 2008.godine Ic je izmešten novu lokaciju tzv. „Istoĉnu kipu“. Rotorni bager SRs1200x24/4+VR (pogonski broj G-VI) je transportovan od placa za I.O. koji se nalazi izmeĊu transportera na uglju B.23 i B.20 do novog poloţaja do etaţnog transportera B.12 na "Istoĉnoj kipi". Ukupna duţina trase je 5600m sa nagibima do 8%. Poĉetak trase je na placu za I.O., nivelete 13, a kraj trase na niveleti 196. Do novog poloţaja etaţnog transportera B.12 , deo trase je u padu, a deo u usponu sa smerom pruţanja ka istoku. Plac za I.O. odlagaĉa ARs 1600(37+33+60)x18 (pogonski broj O-V) se nalazi kod povratne stanice 1.1 sa dubinske strane. Po završetku I.O. O-V je transportovan do novog poloţaja odlagališnog transportera C.5 na "Istoĉnoj kipi". Ukupna duţina trase je 4500m sa nagibima do 8%. Poĉetak trase je na placu za I.O., nivelete 92 , a kraj trase je nivelete 204. Najveći deo trase ima nagib 5%, dok se na pojedinim deonicama povećava do 8% i na tim deonicama ne sme postojati popreĉni nagib. Prilikom prolaska kroz prostor aktivnog dela površinskog kopa "Polja D", trasa je prelazila preko transportera: 1.1 na Ia BTO sistemu kao i preko novog poloţaja etaţnog transportera B.12. Transport mehanizacije i izmeštanje II BTO sistema Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR ( G-III ) sa pozicije transportera A.6 na poziciju novog transportera B.4 odvijao se u dve faze do nove lokacije II BTO sistema . U I-oj fazi bager se od etaţnog transportera A.6 sa nivelete 40 transportuje do placa za investicionu opravku, koji se nalazi na dubinskoj strani transportera B.20 nivelete 14. Duţina trase za transport bagera je 3200m. Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR (G-III) je poĉeo 23.02.2009.god. Do 25.02.2009.god. bager je istransportovan do placa za investicionu opravku. Po završenoj I.O. bager je 30.03.2009.god krenuo u transport do nove lokacije na II BTO sistemu. 04.04.2009.god. bager je završio transport na poziciju novog transportera B.4 nivelete 100. Duţina trase za transport bagera je 2100m. Transport se odvijao po već postojećoj trasi koja je korigovana zbog bezbednosti bagera. Za vreme transporta rotornog bagera ( G-III ) na etaţi u aktivnom delu kopa radi rotorni bager ( G-II ), sa IV BTO sistema. Odlagaĉ A2RsB3500x60+BRs (O-IV) ostaje posle I.O. da radi na IV BTO sistemu. Transport mehanizacije i izmeštanje V BTO sistema Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR ( G-IV ) je poĉeo sa pozicije transportera A.17 nivelete 92 na poziciju novog etaţnog transportera A.20 na V BTO sistemu. Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR ( G-IV ) je poĉeo sa dubinske strane transportera A.17 sa platoa 300m od povratne stanice, od 11.05.- 25.05.2009.god. . Duţina trase za transport bagera je 9300m, sa nivelete 92 je transportovan pored transportera ugljenog sistema, do nivelete 14 (BTS sistem) i nivelete 8 (BTU sistem) iznad podine uglja. Do nove lokacije na V BTO sistemu na poziciju etaţnog transportera A.20, stacionaţa 9+300 i (nivelete 171) trasa je bila u stalnom usponu. Najveći deo, trasa je imala nagib od 5%, dok se na pojedinim deonicama povećavala do 8%. Na tim deonicama nije bilo popreĉnog nagiba. Istog dana 11.05.2009. je poĉeo i transport odlagaĉa ARs1800/(14+33+60)x20 (O-VI), na dubinskoj strani transportera C.15 (kod pogonske stanice). Ukupna duţina trase za transport bagera je 4800m, a maksimalni nagibitrase sudo 8%. Poĉetak transporta odlagaĉa je sa odlagališnog transportera C.15, sa

108


nivelete 182 do novog poloţaja (nivelete 201). Transport odlagaĉa (O-VI), trajao je 4 dana, nakon ĉega je odlagaĉ uklopljen na novu poziciju odlagališnog transportera C.15. Po zaustavljanju V BTO sistema sistem je rekonstruisan i pogonske stanice su transportovane i postavljene u novi poloţaj. Sve povratne stanice izvuĉene su sa pogonskim stanicama na pozicije novih transportera na V BTO sistemu. Istransportovani su kompletno visiko-naponski kablovi i telefonski kablovi. Transport mehanizacije i izmeštanje IV BTO sistema Transport rotornog bagera SRs1200x24/4+VR( G-II ) poĉinje sa pozicije transportera A.6 na poziciju novog transportera B.20. Transport rotornog bagera ( G-II ) odvijao se u dve faze. U I fazi: od transportera A.6, do placa za investicionu opravku. U II fazi: od placa za investicionu opravku do nove pozicije transportera B.20 na IV BTO sistemu. Investiciona opravka sistema poĉela je 24.09.2009. U I fazi duţina trase za transport bagera je 3200m. Po završenoj I.O. 28.10.2009.god., .bager je u II fazi krenuo u transport do nove lokacije na IV BTO sistemu, prema transporteru B.20.(02.11.2009.) Kada je IV BTO sistem prekinuo sa radom u baznom delu kopa i rotorni bager G-II krenuo u transport, prema placu za investicionu opravku, transportovan je i odlagaĉ A2RsB 3500x60+BRs (O-IV). Transport O-IV trajao je dva dana, od 30.09.2009. god. do 01.10.2009. god. Odlagaĉ je uklopljen na novi odlagališni transporter A.6 novog IV BTO sistema. Duţina transporta je 1400m. Pogonske i povratne stanice su transportovane i postavljene u novi poloţaj. Pogonske stanice A.6, A.12 i 1.9.a, postavljene su na IV BTO sistemu, a 2.6 na BTU sistem. Iseĉena je i transportovana gumena traka, ĉlanci, šine, pontoni, visoko-naponski kablovi, kablovi niskog napona i telefonski kablovi. Transport mehanizacije i izmeštanje BTS sistema Krajem 2009.godine izvršeno je izmeštanje BTS sistema i transport rotornog bagera G-VIII na ,,Polje E”. U novembru rotorni bager SRs1300x26/5+VR(G-VIII), po završenom otkopavanju visinskog bloka sa pozicije transportera 1.1 i R.1, transportovan je na novu lokaciju na ,,Polje E“. Duţina trase za transport bagera je 4000m, sa nagibima do 7%. Prelazi preko etaţnog transportera (BTU), drugog ugljenog sistema i prema jugu silazi na najniţu taĉku niveletu na podine 0 glavnog ugljenog sloja površinskog kopa ,,Polja D“. Trasa prelazi i preko cevovoda. Zatim se transport G-VIII odvijao po već postojećoj trasi koja je korigovana zbog bezbednosti bagera. Transport G-VIII je trajao 3 dana, od 15.11.2009. do 18.11.2009.godine. kada je sistem je poĉeo sa radom. Na slici br. 2 data je dispozicija transportera sa trasama za transport mehanizacije.

109


,,POLJ E D "

163.9

A .16

B .17 A.18

113.0

133.2

B.9

156.4

A .20

O-II

131

O-

III

? ?? ?? ? ? ?? ? ??: SR s 1200x24/4+VR ( ?-IV ?-V , ?-VI ?-III SR s 1200x22/2( ?- ) SR s 1201x24/4+VR ( ?SRs 1300x26/5+VR ( ?-VIII SRs 1301x24/2.5 ( ?-X SchRs 630x25/6 ?-VII BR s1600/(28+ 50)x15(BW EŠ 5/45 (21, 22, 23) EŠ 6/45 (27, 29, 31) EŠ10/70(10, 11) A2R sB 3500x60+ BR s ( O-I, O-III, O-IV,O-II) AR s 1600( 37+ 33+ 60 )x18( O-V ) AR s 1800/(14+ 33+ 60 )x20(O-VI) 1 81.2

49000

D ISPOZICIJA T RANSPORT ERA

A.4

48000

46000

44000

145.1

1.9

142.6

47000

POVRŠINSKI KOP

45000

23000

170.0

C .15 127.5

C .4

O-VI

122.6

B.24 A .17

G-IV

18 0

G-V II+BW

I O-

1.1

3 C.

B.2 3

.15

/ C.4

B.2 4

4 .0

1

1 .2

B. A.167

102 G- II

III

116G- B.9 V II I

B.1 0

179

116 G 12 6

171

.7 165

B.10

126

A.1 8

142

2.8

17 2

7 B .1V G-

G- V

G- X

181

129 G- IV

200

188 181.9 18 4

B.1 2

B.2 B. 7 5.3 27 125 G .6 A .1 A.1 7 G- IV 11 9 7

1.9

7 B.1

V BT O sistem A.17=988 m A.18= 810m A.19= 512m A.20= 452m A.22= 399 m A.21= 1305 m C .15= 670 m

? .15 98

7 B.1 V AG.4A.2 0

G 111.9 125 - X 12

208.2

B.20

A.22

111

108

G -V

6

90

91

107.7 B.14

223

221

2

2.

.1

O-III 0.

01

B.4 I G - II B.8

A

20000

IV BT O sistem 1.9= 328 m B.20=719 m A.12= 730 m B.5= 619 m A.6= 953m

A .2

98

60

II BT O sistem B.4=511 m A.7=440 m B.6=475 m 1.2= 200m C.3=1061m

OVI

? ?.

2.2

B

220

218.4

O- V C

30

200.3 217

O-V

C.7

Ic BT O sistem 2.8=547m B.12=759 m B.7=361 m C.5= 1123m

200

121

5,8

Ib BT O sistem B.17=467 m A.4= 243 m A. 16=576 m B.24= 999 m C.4=321 m

203

116

C.14

Ia BT O sistem B.10=847 m B.27= 661 m B.14= 265m B.8=1189m B.25= 1021m A.15= 416m A.5= 1083 m

C.1 C .1 5 5

A

A. 7

118

BT S sistem B.9= 362 m B.15=830 m 2.6=766 m C .7=1013 m B.11=1040m B.19= 377m C.9= 540m C.10= 410m

220

.19

V

B .11

O-III C.4

B TS

16,5 B .19 B .13 15,1

220

9

C .8

65

2

3

B TU

1. 5

B .6

C. 10

C

B

15

3

O -I

16

26

B.2

1 23

119

202

128

OVI

G-V III

20,7 21000

BTU sistem B.23= 803m PRET. T R.= 30m B.13= 370m C .8= 509m 2.2= 386m C.14= 478m

136

0,7

21

A

116.8 93.6

G- V

22000

G-V I

2.8

G- V I

178

196

17 8.1

SLIKA BR.2

Zakljuĉak Tokom rekonstrukcije montirano je 18km novih transportera i na nove lokacije premešteno 28 pogonskih stanica. Za rukovanje i transport rotornih bagera odreĊena su struĉna lica, kao i za prelazak bagera preko transportera bila je obezbeĊena koordinacija struĉnih lica odgovornih za transport i osoblja površinskog kopa ,,Polja D“. Trase su bile uraĊene da zadovoljavaju tehniĉke karakteristike bagera, a kontrolu nagiba izvršila je geodetska sluţba.

Literatura: Dokumentacija RB Kolubare

110


ANALIZA MOGUĆNOSTI UPOTREBE POGONSKIH STANICA TRAĈNIH TRANSPORTERA BEZ UDARNIH KLAPNI NA PRESIPNIM MESTIMA ANALISIS OF POSSIBILITY USES POWER STATIONS WITHOUT DISCHARGING PLATES ON THE CONVEYOR BELTS Milan Stojaković, Mihailo Petrović PD RB Kolubara d.o.o ABSTRAKT Pogonske stanice su sastavni delovi traĉnih transportera na kojima se nalaze pogonske jedinice sa svom pratećom opremom. Pored toga pogonska stanica je mesto sa koga se transportovani materijal presipa na sledeći transporter. Materijal koji se presipa predhodno udara u presipnu klapnu, a onda pada na naredni transporter. U uslovima kada se trake nalaze u osi moguće je demontirati klapnu tako da materijal ne gubi brzinu što smanjuje potrebnu energiju za njegovo ponovno ubrzanje. Ovaj rad ima za cilj da ukaţe na mogućnost demontaţe klapke i uštedu energije. Kljuĉne reĉi: pogonska stanica, pogonska jedinica, presipna klapna. ABSTRACT Power stations is composing element of conveyor belts. On the power stations are power units with all need equipment.From the power station transporting material are discharged to the next conveyor belt privious strike on the discharge plate.In position when conveyor belts are in the line there are possibility to remove the discharge plate. That is min that we don't use energy for axelelation of material again. Keywords: power station, power unit, discharce plate.

UVOD Površinska eksploatacija ugljeva lignita bazira svoju efikasnost na visokoj proizvodnji. Ligniti su ugljevi niske toplotne vrednosti pa se uglavnom koriste za proizvodnju struje. Visoka proizvodnja uglja zahteva otkopavanje velikih koliĉina otkrivke. Koliĉina otkopane otkrivke, zavisi od koeficijenta otkrivke. Koeficijenti otkrivke su sve veći kako se otkopavaju sve dublja leţišta pa je i ukupna masa materijala koju treba otkopati pa zatim transportovati vrlo velika. Pored toga gabariti modernih površinskih kopova su veliki što zahteva veću duţinu transportnih traka. Na površinskim kopovima Kolubare otkopava se godišnje oko 30mil. t uglja i i 70 mil. m3 otkrivke. Sav materijal se otkopava rotornim bagerima, a transportuje se transportnim trakama.

111


Planirana proizvodnja

Ostvarena proizvodnja

Ostvarenje

(m3čm)

(m3čm)

%

„Polje B” „Polje D” „Tamnava - Istočno polje" ,,Veliki Crljeni'' „Tamnava - Zapadno polje”

3 300 000 34 000 000

117,60 87,52

6 000 000 16 000 000

3 880 911 29 758 215 2 552 976 5 246 817 22 394 084



59 300 000

63 833 003

107,64

Površinski kop

Površinski kop „Polje B” „Polje D”

87,45 139,96

Planirana proizvodnja

Ostvarena proizvodnja

Ostvarenje

(tRu)

(tRu)

%

2 100 000 13 990 000

2 004 036 12 705 222

95,43 90,82

„Tamnava - Istočno polje” i ,,Veliki Crljeni''

4 200 000

4 817 017

114,69

„Tamnava - Zapadno polje”

9 403 000

9 615 641

102,26

29 693 000

29 141 916

98,14

Σ

Kao primer sistema transporta data je dispozicija transportnih traka na najvećem površinskom kopu „ Polje D ” data je na prilogu br. 1. Trake mogu biti mobilne pomerljive i stabilne. Mobilne trake su uglavnom trake rotornih bagera, bagera vedriĉara samohodnih transportera i odlagaĉa. Ove trake vrše prijem materijala sa predhodnog elementa sistema. To moţe biti radni element bagera ili predhodna traka. Sve ove trake pomeraju se pri promeni poloţaja bagera. TakoĊe se mogu samostalno pomerati kruţeći ili menjajući visinu zavisno od potrebe. Trake na etaţi mogu biti pomerljive kao šro su etaţne i odlagališne trake. Ali mogu biti i stacionarne kao što su vezne trake. Utovar materijala se na traci rotornog bagera vrši preko utovarnog ureĊaja posebno konstruisanog za te svrhe. Dalje se materijal predaje sa trake na traku na presipnim mestima. Utovar materijala na etaţnu traku vrši se preko mobilnog utovarnog ureĊaja (utovarnih kolica).Istovar materijala sa odlagališne trake vrši se sa mobilnog pretovarnog ureĊaja (klizni voz). Prilog br. 3. Pored navedenih ureĊaja (sastavnih delova BTO sistema), postoje i specijalni ureĊaji kao što su ureĊaji za selektivan rad, mobilne drobilice i sl. Presipno mesto je veza izmeĊu dva transportera. Tu se vrši presipanje materijala sa predajnog mesta predhodne trake na prijemno mesto sledeće trake gledajući u pravcu kretanja materijala. To je deo transportnog puta materijala, kada on nema kontakt sa trakom već se slobodno kreće kroz vazduh. Zbog toga je pravilno podešen presip vrlo vaţan za sistem transporta. Ukoliko to nije sluĉaj moţe doći do prosipanja materijala, zatrpavanja presipa sa svim potencijalnim posledicama. Šematski izgled presipnog mesta dat je na slici br. 1.

112


Skica br. 1: Presipno mesto 1 - isipni bubanj na pogonskoj stanici 2 - udarna klapna 3 - povratna stanica 4 - materijal

Presipno mesto treba da bude tako koncipirano da obezbedi presip materijala iz trake u traku bez prosipanja. Pri tome meĊusobni ugao dve trake moţe biti od 0°, kada su u osi do više od 90°. Osnovni element koji vrši promenu pravca toka materijala je odbojna ploĉa (klapna), koja je montirana na predajnoj traci . Samo pravilno podešena klapna omogućava dobar rad. Ukoliko to nije sluĉaj doći će do prosipanja materijala. Uzrok prosipanju moţe biti zagušenje presipa ako je mali svetli otvor. Zatim moţe doći do beţanja prijamne trake na mestu utovara i prosipanja materijala zbog loše trajektorije mlaza koji pada na prijemnu traku.

Skica br.2: Trajektorija materijala na presipu kada su trake pod uglom ≈ 90º

Uloga klapne je i u tome da prihvati mlaz materijala koji dolazi na presip kada traka menja profil i od korita postaje ravna.

113


A

B

C

D

A

B

C

D

Skica br. 3: popreĉni preseci korita trake (A, B, C, D) na presipnom mestu pogonske stanice

M2 M1

Skica br. 4: širina trake na presipu, M1 – širina materijala u koritu trake M2 – širina materijala na ravnoj traci na presipu

Kada se materijal odbije od klapne on pada u utovarni ureĊaj na povratnom bubnju. Ovaj ureĊaj treba da prihvati materijal da onemogući prosipanje van korita trake sve dok materijal ne postigne stabilno stanje kretanja bez turbulencije. UreĊaj mora da ima boĉne stranice za prihvat dela mlaza i njegovo usmeravanje ka koritu trake. Potrebno je da ispod boĉnih kosih stranica ima zaptivne gume koje onemogućavaju prosipanje materijala za vreme turbulentnog kretanja mlaza materijala na mestu pada sa predhodne trake. Pored toga duţina povratne stanice treba da je dovoljna da prihvati materijal koji brisaĉi trake skidaju sa pogonskog (isipnog ) bubnja predhodne trake.

114


b

b=

B

b=

05

0,

B-

2

9 0,

1

0 -0,05

1

2

B

Crteţ br. 5: Dijagram iskorišćenja širine trake,b - proraĉunska širina trake B - nazivna širina trake

1

2

x

Crteţ br. 6: Minimalna duţina povratne stanice 1 – trajektorija mlaza materijala na presipu, 2 - trajektorija materijala posle ĉeonog brisaĉa na pogonskom bubnju x – minimalna duţina povratne stanice

Klapna kao element sistema unosi probleme odrţavanja i dovodi do zastoja. Kao prvo njeno odrţavanje je komplikovano obzirom da trpi stalno opterećenje mlaza materijala. Najveći problem odrţavanja je ĉeonog gumenog umetka, kao rezultat dugogodišnje prakse u Kolubari, ali se umetak se izraĊuje od stare gumene trake. Ova praksa je usvojena u Kolubari, ali je poznato da se habajući delovi klapne mogu praviti i od razliĉitih drugih materijala. Klapna koja ima oblogu od tvrdih materijala otpornih na habanje je skuplja, znatno laksa i podloţna lepljenju vlaţnih materijala. Obloga klapne od gume je kraćeg veka, ali je znatno teţalakša i onemogućava intezivno lepljenje zbog svoje elestiĉnosti. Ĉesto kako je to već reĉeno u rudnicima Kolubare obloga se pravi od stare gumene trake. Nju je moguće oblikovati u polukruţni oblik, što omogućava suţavanje i usmeravanje mlaza. Pored toga ovakva konstrukcija omogućava vrlo fleksibilan „ viseći ” poloţaj obloge koji smanjuje lepljenje. Obloga koja se pravi od stare gumene trake je priliĉna ušteda ako se uzme u obzir da na Kolubari imamo više od 100 presipnih mesta. Na kopovima Kolubare dešavale su se havarije cepanja gumene trake tako što se komad drveta ili metala zaglavi izmeĊu klapne i bubnja. Mehanizam cepanja dat je na prilogu br. 6.

Crteţ br. 7: Mehanizam cepanja trake

115


Prateće negativno delovanje klapne je što vrši zaustavljanje mlaza materijala tako da sledeća traka troši energiju na njegovo ponovno ubrzavanje. Ako se poĊe od osnovne funkcije klapne da ona ima funkciju u procesu promene pravca toka materijala sa trake na traku kada one nisu u osi. Moţe se postaviti pitanje da li se klapna moţe ukloniti onda kada su trake u osi. Tako bi smanjili potrošnju energije i izbegli sve ostale negativne efekte. Pre nego što se ovakav efekat u postojećim uslovima proba potrebno je izvršiti analizu novih uslova presipa pa ukoliko nema tehniĉkih prepreka uporediti efekte oba rešenja. Dakle ukoliko uklonimo klapnu mora se obezbediti da mlaz materijala u tom sluĉaju ne udara u neki deo konstrukcije. Ĉesto to moţe biti gazište ili neki popreĉni profil konstrukcije stanice. Ako se ovaj uslov obezbedi analiziraćemo šta su sledeći negativni i pozitivni efekti. Energija potrebna za ubrzavanje materijala moţe se izraĉunati na sledeći naĉin:

Wi 





E k  E ko Qh V 2  v02 N   V 7,2  V  g

gde je Wi - otpor inercije Ek - kinetiĉka energija materijala pri brzini V Ek0 - kinetiĉka energija materijala pri brzini V0 Qh - kapacitet trake V0 - brzina materijala u momentu pada na prijemnu traku V - brzina materijala na prijemnoj traci posle presipa Brzina materijala posle udara od klapnu i pada u presip nije ista za sve ĉestice mlaza. On ima najveću vrednost 0, a deo materijala ima i negativne brzine zbog efekta odbijanja materijala od klapnu što je pontencirano oblaganjem klapne gumom. 

- upadni ugao materijala

v1- vektor brzine elementarne mase materijala koji pada na klapnu v2- vektor brzine elementarne mase materijala posle odbijanja od klapne

v1h v1

v1v v2v

v1,2,h,v - komponente vektora v1 i v2

v2 v2h



Crteţ br. 8: Šema dobijanja materijala od klapne

Iz predhodnih skica i objašnjenja vidi se da kada postoji klapna deo materijala ima negativnu brzinu. Obzirom da se klapna u principu postavlja pod uglom od 90°, brzina materijala u pravcu prijemne trake moţe maksimalno biti 0. Kada se ukloni klapana horizontalna kompletna brzina ostaje umanjena za otpor trenja vazduha. MeĊutim problem nije jednostavan kao na šemi zbog toga što se mlaz materijala na presipnom bubnju širi. Kao što je već objašnjeno profil trake od oblika korita na presipu prelazi u ravan. Prijemni deo prijemne trake je znatno uţi prvo zbog koritastog oblika prijemne trake, a zatim i zbog zaptivanja praznih prostora i mogućnosti „ beţanja trake ”).

116


B S1

S2

S3

Crteţ br. 9: Odnosi širine materijala na isipnom bubnju i raspoloţive širine trake na presipnom delu ovratne stanice B – nazivna širina trake S1 - širina materijala na ravnoj traci isipnog nbubnja S2 – širina svetlog otvora na povratnoj stanici S3 – širina korita trake na presipnom bubnju

Sve ove veliĉine (širine) zavise od vrste materijala i pojedine konstrukcijeureĊaje kao i širina trake. MeĊutim zajedniĉko im je da obzirom na paraboliĉan oblik trajektorijematerijala na presipu manji deo mase pada na boĉne strane prijemnog ureĊaja. materijal koji padne na boĉne strane odbija se i gubi deo horizontalne komponente brzine. MeĊutim deo horizontalne komponente zadrţava. Vrlo je teško taĉno izraĉunati brzinu svih delova mlaza. Zbog toga bi uz aproksimaciju mogla uzvršiti procena. Ako procenimo da materijal koji se odbije ima 10% „ negativne” brzine onda isto tako moţemo dati slobodu da procenimo da će 20% materijala pasti na strane pretovarnog ureĊaja i pri tom izgubiti 50% brzine. Ovakva procena daje rezultat da pri presipu materijala ukoliko se ukloni klapna nema otpora inercije. Ušteda energije za jedan presip svela bi se prema ovakvim uslovima na proraĉun utroška energije za ubrzavanje izabrane mase materijala od brzine V0= m/sec do brzine prijemne trake. Da bi se u praksi realizovalo rešenje presipa bez klapne kada su trake u osi potrebno je proveriti da li je duţina presipnog ureĊaja dovoljna. U praksi ovakvo rešenje postoji najĉešće kod odlagaĉa gde se sa meĊutrake materijal bez klapne presipa na odlagališnu traku. Tako na odlagaĉu ARs 1400/27+60x21 presipa se materijal sa trake 1600 na odloţnu traku 1400 bez klapne i bez posebnih problema. v ~ vh

v

vh

v- vektor brzine trake na isipnom bubnju vh- horizontalna komponenta vektora brzine v

vv- vertikalna komponenta vektora brzine v

vv(g)

Crteţ br. 10: Trajektorija padanja materijala na presipu bez klapne

117


Na površinskom kopu Tamnava Istoĉno polje radile su dve trake širine 2m bez presipne klapne dok su trake bile u osi. Kada se njihova konfiguracija promenila pa nisu bile u osi nameštena je klapna. Traka SU4 je konstruisana sa mogućnošću ugradnje i demontaţe klapane. Ukoliko se ukloni klapna materijal će imati duţu paraboliĉnu putanju. Zbog toga je potrebno proveriti da li povratna stanica ima dovoljno dugaĉke stranice koje usmeravaju materijal i onemogućavaju prosipanje. L2

L1

L

Skica br. 11: OdreĊivanje potrebnog produţetka povratne stanice bez klapne ΔL – potrebno produţenje povratne stanice kada se ukloni klapna

Ukoliko uzmemo primer da se radi o proseĉnoj proizvodnji sistema od recimo 6  10 3 t godišnje onda će potrebna energija za ubrzavanje materijala na presipu sa klapnom biti ekvivalentna kinetiĉkoj energiji koji se troši za ubrzanje i

m V 2 2 2 6  10 6 t   4,5m / sec Ek   17000 KWh 2 Ek 

Dakle dalja analogija I kombinatorika mogu da prošire sliku o ovom predlogu. Dakle mogućnost skidanja klapne ima prema našem mišljenju prednost nad rešenjem sa klapnom u sluĉaju kada su trake u osi. LITERATURA: 1. Ranko Borović: Transportne trake 2. Miloš Grujić: Transport i izvoz u rudnicima 3. Dokumentacija: PD RB „ Kolubara ”

118


UTICAJ PERSONALA NA POUZDANOST BAGERSKIH JEDINICA PERSONNELS INPACT ON THE RELIABILITY OF EXCAVATING UNITS Milorad Pantelić1, Ljubiša Papić2, SrĊan Bošnjak3 1 - Kolubara Metal, Vreoci, 2 - DQM Istraţivaĉki centar, Prijevor Ĉaĉak,3 - Mašinski fakultet, Beograd Rezime Analiza pouzdanosti personala je namenjena za kvalitativnu i kvantitativnu ocenu personala na pouzdanost bagerskih jedinica pri normalnoj eksploataciji i za vreme havarije. Kvalitativna analiza pouzdanosti vrši se radi utvrĊivanja logiĉko-vremenske strukture postupka izvršavanja svake funkcije personala u odreĊenim uslovima njegove povezanosti sa sistemom upravljanja i mogućih pogrešnih operacija personala. Kvantitativna analiza pouzdanosti personala vrši se radi proraĉuna brojnih vrednosti njegovih pokazatelja pouzdanosti. Kao glavni pokazatelj pouzdanosti obiĉno se odabira verovatnoća izvršavanja funkcije bez greške operatora ili verovatnoća greške personala. Ove ocene predstavljaju poĉetne podatke pri analizi intenziteta poĉetnih dogaĊaja, a takoĊe se koriste pri proraĉunu verovatnoće realizacije pojedinih scenarija nastanka havarija na stablu dogaĊaja. Kljuĉne reĉi: havarija, analiza pouzdanosti, pouzdanost personala, ljudski faktori. Abstract Personnel reliability analysis is used for qualitative and quantitative evaluation of the reliability of excavating units personnel during normal operation and during accidents. Qualitative reliability analysis is performed to determine the logical-time structure of the process of execution of each function of personnel in certain circumstances, his relationship with the system management and possible personnel operations error. Quantitative analysis of the reliability of personnel is carried out calculations for various values of its indicators of reliability. As the main indicator of reliability witch is usually selected, are probability performance of the functions without error or operator error probability personnel. This evaluations represent the initial data of intensity analysis of the initial event, and is also used to calculate the probability of realization of certain scenarios of accidents occurrence in the event tree. Key words: accident, reliability analysis, personnels reliability, human factors.

1. Uvod Oblast ljudskih faktora postoji jer ljudi ĉine razne vrste grešaka u korišćenju tehniĉkuh sistema. Ljudska greška se definiše kao neuspeh da se izvrši odreĊeni zadatak (ili obavljanja zabranjene radnje) koji bi mogao dovesti do narušavanja redovnog poslovanja ili oštećenja opreme i imovine [5, 3].

119


Analiza pouzdanosti personala je namenjena za kvalitativnu i kvantitativnu ocenu pouzdanosti personala pri normalnoj eksploataciji i za vreme havarije bagerskih jedinica. Pri analizi pouzdanosti personala obiĉno se prouĉavaju samo nenamerna pogrešna dejstva personala [1]. Predmet analize je pouzdanost izvršenja odreĊenih funkcija personala u interakciji sa skupom tehniĉkih sredstava sistema upravljanja.

Slika 1. Havarija katarke bagera dreglajna EŠ 5/45, RB Kolubara, mart 2007. godine

2. Opšte postavke U statistiĉkoj analizi sigurnosti bagerskih jedinica prouĉavaju se tri grupe zadataka personala [1]: upravljanje bagerskim jedinicama pri normalnoj eksploataciji (ukljuĉujući poremećaj normalne eksploatacije),  odrţavanje i remont bagerskih jedinica (ili njihovih celina),  upravljanje bagerskom jedinicom za vreme havarije. Neizvršenje ili pogrešno izvršenje funkcije personala moţe imati sledeće posledice:  nastanak poĉetnog dogaĊaja havarije, neraspoloţivost celina bagerske jedinice u procesu eksploatacije, što treba uzeti u obzir u analizi poĉetnih dogaĊaja pri konstrukciji stabla dogaĊaja,  neraspoloţivost celina bagerske jedinice posle odrţavanja i remonta, što treba uzeti u obzir pri analizi pouzdanosti sistema sigurne zaštite,  realizacija scenarija nastanka havarija, koji prethodno nisu razmatrani i krajnjih stanja bagerske jedinice sa teškim posledicama pri proticanju havarije, što se uzima u obzir pri konstrukciji stabla dogaĊaja u okviru analize krajnjih stanja. Uz ovu klasifikaciju, u tabeli 1 naveden je spisak funkcija personala koje se mogu prouĉavati u analizama pouzdanosti personala pri vršenju statistiĉke analize sigurnosti bagerskih jedinica [1]. Uzimajući u obzir datu klasifikaciju funkcija personala pri vršenju statistiĉke analize sigurnosti bagerskih jedinica razmatraju se sledeće vrste problema analize pouzdanosti personala:  ocena pokazatelja pouzdanosti personala pri eksploataciji, kada neizvršenje ili pogrešno izvršenje funkcija personala dovodi do nastanka poĉetnog dogaĊaja,  ocena pokazatelja pouzdanosti personala pri odrţavanju celina, kada neizvršenje ili pogrešno izvršenje funkcija personala dovodi do neraspoloţivosti tih celina pri nastanku poĉetnog dogaĊaja, 

120




ocena pokazatelja pouzdanosti personala pri havariji, kada neizvršenje ili pogrešno izvršenje funkcija personala dovodi do pojaĉavanja posledica havarije. Uzrok neizvršenja ili pogrešnog izvršenje funkcija personala su greške ili pogrešan rad. Pri analizi uticaja ljudskog faktora na sigurnost bagerske jedinice razmatraju se sledeće greške personala [6]:  izostavljanje (propuštanje) - ne izvršavaju se, u skladu sa postupkom, potrebne operacije (na primer, neke operacije kontrole tehniĉkog - pogonskog stanja),  nekvalitetno izvršenje operacija - potrebne, u skladu sa postupkom, operacije se izvršavaju, ali rezultat ne odgovara nekim kriterijumima kvaliteta (na primer, nedovoljno otvaranje ventila),  poremećaj odvijanja operacija - operacije se izvršavaju u skladu sa postupkom, ali ne sa potrebnim redosledom (ako je to vaţno),  zamena operacija - umesto potrebnih, u skladu sa postupkom, operacija izvršavaju se druge, koje imaju sliĉna obeleţja (na primer, umesto potrebnog dugmeta pritiska se drugi, iste boje),  izvršenje nepravilnih operacija - pogrešno se izvršavaju operacije kada za to ne postoji potreba,  pogrešna ukljuĉivanja - sliĉna nepravilnim operacijama, ali se dozvoljavaju pri izvršavanju potrebnih funkcija,  poremećaj blagovremenosti operacija - potrebne, u skladu sa postupkom, operacije se izvršavaju ili prevremeno ili sa kašnjenjem. Tabela 1. Pregled standardnih funkcija personala i uslova njihovog izvršenja kod bagerskih jedinica

USLOVI IZVRŠENJA FUNKCIJE PERSONALA 1. Funkcije personala koje se izvršavaju u procesu normalne eksploatacije bagerske jedinice Raspored planskih remonata i 1.1 Priprema i uvoĊenje u eksploataciju bagerske jedinice odrţavanja 1.2 Otkrivanje, kontrola i identifikacija poremećaja normalne eksploatacije bagerske jedinice 1.3 Operativna ispravka i stabilizacija parametara u Sluĉajni prelazni procesi prelaznim reţimima bagerske jedinice 1.4 Operativna regulacija parametara celina bagerske jedinice posle njihovog ukljuĉivanja u rad 1.5 Operativno otklanjanje otkaza celina bagerske jedinice Otkazi celina bagerske jedinice (pri postojanju odgovarajućih mogućnosti) 1.6 Povlaĉenje celina bagerske jedinice u rezervno stanje Raspored planskih remonata i ili remont odrţavanja 2. Funkcije personala, koje se izvršavaju pri odrţavanju i remontu bagerske jedinice Raspored planskih remonata i 2.1 Kontrola radne sposobnosti celina bagerske jedinice odrţavanja 2.2 Obnavljanje stanja radne sposobnosti celina bagerske jedinice, ĉiji otkazi su otkriveni (dijagnostikovani) pri Otkazi celina bagerske jedinice odrţavanju 3. Funkcije personala, koje se izvršavaju pri upravljanju bagerskom jedinicom pri havariji 3.1 Otkrivanje, kontrola i identifikacija poĉetnih dogaĊaja Uputstva za otklanjanje havarija 3.2 Kontrola aktiviranja potrebnih sistema sigurne zaštite Uputstva za otklanjanje havarija Sluĉajni prelazni procesi posle 3.3 Operativna regulacija parametara poĉetnog dogaĊaja FUNKCIJA PERSONALA

121


USLOVI IZVRŠENJA FUNKCIJE PERSONALA 3.4 Operativno otklanjanje otkaza celina (pri postojanju Otkazi celina bagerske jedinice posle odgovarajućih mogućnosti) poĉetnog dogaĊaja FUNKCIJA PERSONALA

3. Kvalitativna analiza pouzdanosti personala Kvalitativna analiza pouzdanosti vrši se radi utvrĊivanja logiĉko-vremenske strukture postupka (uputstva) izvršavanja svake funkcije personala u odreĊenim uslovima njegove povezanosti sa sistemom upravljanja i mogućih pogrešnih operacija personala [1]. IzvoĊenje kvalitativne analize pouzdanosti personala obuhvata sledeće faze [6]: 1. UtvrĊivanje funkcija personala, ĉije izvršavanje utiĉe na nastanak odreĊene grupe posledica (poĉetnih dogaĊaja havarija, krajnjih stanja sa teškim posledicama). 2. OdreĊivanje (isticanje, konstatovanje) mesta izdvojenih funkcija personala u konstruisanim stablima otkaza ili stabilima dogaĊaja. 3. Analiza postupaka (uputstava) izvršavanja razmatranih funkcija personala vodeći raĉuna o karakteristikama posla personala. Prva faza utvrĊuje funkcije personala koje utiĉu na nastanak odreĊene grupe poĉetnih dogaĊaja, na pokazatelje raspoloţivosti sistema sigurne zaštite, ĉije izvršavanje je potrebno pri pruĉavanju havarije, a takoĊe funkcija ĉije izvršavanje moţe biti potrebno u procesu analize odreĊene havarije. Druga faza sastoji se u odreĊivanju (povezanosti) grešaka personala pri njegovom izvršavanju funkcija sa drugim dogaĊajima na bagerskoj jedinici u odreĊenoj situaciji radi utvrĊivanja mesta i uloge operatora u njenoj realizaciji. Na funkcionalnom i sistemskom nivou razmatraju se funkcije personala, pri ĉijem izvršavanju greške direktno dovode do otkaza ĉitavih bagerskih jedinica ili njihovih pojedinaĉnih celina. Na nivou celina razmatraju se takve funkcije personala pri ĉijem izvršavanju pogrešne operacije dovode do nastanka otkaza u intervalu vremena koji prethodi odreĊenom zadatku odrţavanja. Treća faza kvalitativne analize pouzdanosti personala sastoji se u analizi postupaka izvršavanja odreĊene funkcije personala vodeći raĉuna o karakteristikama posla svih ukljuĉenih specijalista iz sastava personala. Cilj ove faze je otkrivanje svih vaţnih faktora posla radi njihovog uzimanja u obzir pri kvantitativnoj analizi pouzdanosti i eventualnoj izmeni postojećeg postupka. Faktori posla su bilo koji uslovi koji utiĉu na kvalitet i pouzdanost operacija personala. Kvantitativna analiza pouzdanosti personala takoĊe se zasniva na kombinaciji faktora posla koji predstavljaju osnovu za odreĊivanje verovatnoće grešaka personala. Potreba postojanja resursa vremena za izvršavanje upravljaĉkog delovanja usloţnjava posao operatora i dovodi do dodatnih grešaka u uslovima ograniĉenog vremena za izvršavanje dodeljenih funkcija upravljanja. U uslovima oštrog limita vremena za izvršavanje funkcije ĉoveka - operatora prisutna je sledeća opšta zakonitost: što je manje vremena na raspolaganju operatoru za izvršavanje neke operacije, tim više njegove funkcije treba da budu taĉno propisane u odgovarajućim uputstvima [1]. Po pravilu, kod bagerskih jedinica prouĉavaju se tri vrste faktora posla, slika 2:  spoljašnji faktori,  unutrašnji faktori i  faktori stresa. 

122


Spoljašnji (situacioni) faktori posla

Unutrašnji (individualni) faktori posla

Greške personala

Početni dogaĎaj

Faktori stresa

Slika 2. Uticaj faktora posla na sigurnost bagerskih jedinica

Spoljašnje faktore posla definišu uslovi rada personala, karakteristike funkcija koje se traţe od personala i potrebna uputstva pri izvršavanju tih funkcija. Unutrašnje (individualne) faktore posla definišu potencijalni nivo povišenja kvaliteta i pouzdanosti ĉoveka, koji se povišava (unapreĊuje) pri osposobljavanju personala. Faktori stresa, mada su unutrašnji, zbog svoje vaţnosti prouĉavaju se posebno. U zavisnosti od stepena napora, psihološki stres moţe biti ili destruktivan ili mobilišući. Prvi od njih predstavlja rezultat takvog nivoa stresa koji ugroţava i plaši ĉoveka. Drugi - predstavlja rezultat bilo kog niovoa stresa, koji uznemirava, podstiĉe na akciju i razdraţuje ĉoveka. Pri veoma visokim nivoima stresa posao ĉoveka se znatno pogoršava, dok pri niskim - on neće biti optimalan zbog nedovoljne zainteresovanosti. Optimalni nivo stresa odgovara sluĉaju kada zadatak za personal nije suviše dosadan, ali ni suviše naporan. Svi fiziološki faktori stresa su destruktivni.

123


Tabela 2. Faktori posla personala za analizu pouzdanosti personala pri vršenju statistiĉke analize sigurnosti 1. Spoljašnji faktori posla 2. Unutrašnji (individualni) faktori posla 1.1 Karakteristike situacija:  prethodna obuka (osposobljenost) i iskustvo,  vrsta (odlika) radnog prostora,  aktuelno stanje, iskustva, navika i klasifikacija,  kvalitet radne sredine (ambijenta),  individualne i intelektualne karakteristike,  radni sati i pauze,  poznavanje potrebnih standarda posla,  naizmeniĉnost smena i noćni rad,  motivacija za posao,  raspoloţivost specijalne opreme i alata,  uticaj porodice i stranih (drugih) lica,  odlike popunjavanja deţurstava,  grupni ujednaĉen postupak (stereotip).  organizaciona struktura i operacije pomoćnog 3. Faktori stresa personala. 3.1 Psihološki faktori stresa: 1.2 Karakteristike funkcija personala i opreme:  neoĉekivanost situacije,  zahtevi za opaţanjem (percepcijom),  brzina izvršavanja zadatka,  zahtevi za objašnjenjem (tumaĉenjem),  funkcionalno opterećenje,  zahtevi za donošenjem odluka,  monotonost posla,  zahtevi za pamćenjem (memorijom, trajnom i  razdraţujući faktori (buka, svetlost, vibracije, operativnom), kretanje),  zahtevi za motornim (pokretaĉkim) reakcijama (brzina,  trajanje perioda oĉekivanja, napor, taĉnost),  slaba psihološka podrška,  zahtevi za obaveštenošću (informisanošću),  visok rizik za ţivot,  povezanost organa upravljanja i sredstava,  opasnost neuspeha,  povratne sprege (kontrola rezultata),  konflikti zbog posla,  obim (koliĉina i granice) zadataka,  trajanje stresa.  uĉestanost i ponovljivost zadatka, 3.2 Fiziološki faktori stresa  kritiĉnost i sloţenost zadatka,  zamor,  zahtevi za proraĉunima,  ograniĉenost kretanja,  karakteristike povezanosti (interakcije) ĉoveka i mašine.  nedovoljno fiziĉko opterećenje, 1.3 Karakteristike uputstava za izvršavanje funkcija  prekomerna fiziĉka opterećenja (statiĉki napori), personala:  glad ili ţeĊ,  propisana (odreĊena) i nepropisana uputstva,  pisana i usmena saopštenja (obaveštenja), upozorenja i  spoljašnji uticajni faktori (temperatura, vibracije i dr.), opomene,  poremećaji dnevnog ritma  preporuke i pogonske naredbe.

Analiza pouzdanosti personala vrši se uzimajući u obzir sledeće karakteristike njegovog posla [6]:  personal izvršava svoje funkcije u skladu sa pisanim postupcima, koristeći uputstva ili bez njih,  pojedinaĉni operator izvršava posao samo redno, a grupa operatora (personal smene, deţurni, koji uĉestvuje u realizaciji svake konkretne funkcije - kako redno, tako i paralelno,  personal poseduje sposobnost samokontrole i otklanjanja svojih grešaka i njihovih posledica,  personal i tehniĉka sredstva koja on koristi u trenutku nastanka potrebe (zahteva) za njihovim radom mogu se nalaziti u stanju neraspoloţivosti, usled ĉega nastaju zastoji i otkazi i, kao posledica, dogaĊaji povezani sa neizvršavanjem funkcija personala,  pouzdanost izvršavanja pojedinih operacija personala zavisi od njihove vrste, uslova rada operatora, vrste tehniĉkih sredstava koja se koriste i prihvatljivog vremena za izvršenje operacija,  pouzdanost izvršavanja celokupne funkcije personala zavisi od njegove strukture (postupaka sa uzimanjem u obzir uslova rada) i prihvatljivog (dozvoljenog) vremena za njeno izvršavanje,

124




pouzdanost izvršavanja operacija personala zavisi od faktora njegovog psihofiziĉkog opterećenja, povezanog sa nivoom stresa, nedostatkom vremena, nedostatkom informacioja i dr.,  pri nedostatku vremena, operator gubi samokontrolu i odustaje od izvršavanja neobaveznih operacija, teţi da skrati ukupno vreme izvršavanja operacija, usled ĉega se moţe povisiti verovatnoća njegovih pogrešnih operacija,  pri nedostatku informacija zbog neadekvatnog projektovanja sredstava kontrole povećava se vreme izvršavanja kontrole, verovatnoća pogrešnih rešenja, poremećaja normalne eksploatacije i drugih dogaĊaja povezanih sa prelaznim procesima ili neprihvatljivih scenarija nastanka havarija. Najvaţniji faktori pri analizi pouzdanosti personala su: rezerva vremena, faktori stresa, sloţenost i kritiĉnost zadataka, karakteristike pouzdanosti ĉoveka i mašina, uputstva za izvršavanje funkcija personala. Ovi faktori, se uzimaju u obzir pri kvantitativnoj analizi pouzdanosti personala. 4 Kvantitativna analiza pouzdanosti personala Kvantitativna analiza pouzdanosti personala vrši se radi proraĉuna brojnih vrednosti njegovih pokazatelja pouzdanosti. Kao glavni pokazatelj pouzdanosti odabira se verovatnoća izvršavanja funkcije bez greške operatora ili verovatnoća greške personala. Ako se sa p i oznaĉi verovatnoća izvršavanja i-te operacije, u sluĉaju pretpostavke da sve operacije koje ulaze u odgovarajuću funkciju izvršavaju se redno, oĉigledno da je verovatnoća P izvršavanja funkcije bez greške: n

P=

p

i

, i = 1, 2, ..., n,

gde je n - broj operacija.

i 1

Ova formula vaţi ako su pojedinaĉne operacije, koje izvršava personal, nezavisne. Za proraĉun verovatnoće izvršavanja funkcije bez greške ili verovatnoće greške personala koriste se dve osnovne metode: statistiĉka i ekspertna. Statistiĉka metoda se sastoji u ispitivanju aktivnosti personala (u periodu stabilnog rada) i beleţenju ukupnog broja Mi operacija i-te vrste i pri tome prihvatljivih grešaka mi. U tom sluĉaju, taĉkasta ocena verovatnoće izvršavanja i-te operacije bez greške se izraĉunava prema sledećoj formuli: 

p = (Mi - mi) / Mi. i

Ova formula vaţi pod uslovom da je pri izvršavanju jedne operacije moguća samo jedna greška personala. Taĉkasta ocena verovatnoće greške personala qi pri izvršavanju i-te operacije se izraĉunava prema sledećoj formuli:





q = 1 - p = mi / Mi. i

i

U sluĉaju mi = 0, greška personala u toku i-te operacije nije se dogodila), izraĉunava se donja poverljiva granica za verovatnoću izvršavanja i-te operacije bez greške p i pri nivou poverenja γ: 

p i = (1 - γ)

1/Mi

.



Za dobijanje ukupne ocene verovatnoće izvršavanja bez greške senzorsko-motornih funkcija potrebno je pomnoţiti pokazatelje pouzdanosti koji se odnose na ureĊaj. Ekspertna metoda se zasniva na odreĊivanju verovatnoće izvršavanja operacije bez greške putem ekspertne ankete, koja se sprovodi po specijalnom programu ili putem odgovarajućih tabela, koje sadrţe informacije o vrednostima pi u zavisnosti od jednog ili drugog faktora posla. Uopštene vrednosti qi = 1 - pi za razliĉite aktivnosti (poslove), u zavisnosti od vremena za donošenje odluka, navedene su u tabeli 3.

125


Tabela 3. Verovatnoće pogrešnih operacija Verovatnoća pogrešnih operacija kvalifikovanog personala 0,1 10-3 3  10-4

Vreme za donošenje odluke i izvršavanje operacija Veoma kratko (manje od 5 min) Kratko (od 5 do 60 min) Dugo (više od 60 min)

Jedan od poznatih ekspertnih prilaza oceni verovatnoće greške pri izvršavanju funkcije, povezan je sa pripremom specijalnih skala. Jedna od najpoznatijih takvih skala navedena je u tabeli 4. U tom smislu ovaj prilaz podseća na FMECA, koja se izvodi putem tabela. Tabela 4. Skala mogućnosti grešaka

Verovatnoća greške 1,0 0,5 0,1 0,05 0,01 0,005 0,001 0,0005 0,0001

Broj grešaka od broja mogućih 1,0 1/2 1/10 1/20 1/100 1/200 1/1000 1/2000 1/10000

Kvalitativni opis Grešku dozvoljavaju svi Izvršavanje operacije nije veoma pouzdano Izvršavanje operacije je više manje pouzdano Izvršavanje operacije je pouzdano Izvršavanje operacije je veoma pouzdano

5. Projektovanje opreme u pogledu ljudskih faktora Kako bi imali efektivnu i odgovarajuću opremu prilagoĊenu korisniku, neophodno je uzeti u obzir relevantne ljudske faktore u fazi projektovanja opreme. U ovoj fazi osnovni cilj bi trebalo da bude konstruisanje opreme, koja neće dovesti do izlaganja ljudi ekstremnom mentalnom ili fiziĉkom stresu ili opasnosti i omogućiti im da obavljaju rad na najefikasniji naĉin. Tokom ĉetiri faze projektovanja opreme koji su prikazani na slici 3, projektanti bi trebalo da razmotre ljudske faktore iz razliĉitih perspektiva [2, 7]. U pre-konceptualnoj fazi, projektanti bi trebalo da sistematski definišu stavke kao što su zadaci i operativni zahtevi, zatim funkcije potrebne za sprovoĊenje svakog dogaĊaja u zadataku, kao i sve što je potrebno za izvoĊenje zadataka.

126


Slika 3. Faze projektovanja opreme

Tokom konceptualne faze, pored pre-konceptualne faze zadataka, projektanti takoĊe treba da uzmu u obzir stavke kao što su preliminarno definisanje potreba za obukom; preliminarne opise poslova korisnika, operatera i odrţavalaca; i analizu za definisanje najpogodnije projektne metode za ispunjavanje funkcionalnih hardverskih zadataka. 6. Korisne smernice u vezi opštih ljudskih faktora za primenu u projektovanju rudarske opreme          

Razmotriti ciljeve za opremu/sistem u odnosu na ljudski faktor. Pribavliti odgovarajuća uputstva i referentna dokumenta vezana za ljudski faktor u projektovanju. Sastaviti liste zadataka vezanih za ljudski faktor u projektovanju, koji se primenjuju u projektnoj i proizvodnoj fazi. Koristiti usluge specijalista za ljudski faktor kad se za to ukaţe potreba. Proveriti da li je, gore navedena, lista zadataka vezanih za ljudski faktor u projektovanju efektivno korišćena tokom projektne i proizvodne faze. Koristiti odgovarajuće modele za „testiranje“ efikasnosti projektovanog korisniĉkog interfejsa. Razmotriti finalne verzije crteţa za proizvodnju opreme na osnovu ljudskih faktora. Izraditi prototip hardvera (ako je moguće) za procenjivanje njegovog rada u realnim okolnostima. Izvršiti odgovarajuće eksperimente, u sluĉajevima kada referentna uputstva ne pruţaju zadovaljavajuće informacije za donošenje odluka vezanih za projektovanje. Sprovesti odgovarajuća terenska ispitivanja projektovane opreme i sistema, pre konaĉnog odobrenja za isporuku kupcu.

7. Klasifikacija i uzroci ljudskih grešaka koje su dovele do fatalnih nesreća u rudnicima Studija od 794 ljudskih grešaka koje su rezultirale fatalnim nesrećama u rudnicima razvrstava ove greške u šest razliĉitih klasifikacija, kao što je prikazano na slici 4 [4]. Uzroci neuspeha u opaţanju upozorenja su neadekvatne kontrolne tehnike, zanemarivanje kontrolisanja, opstrukcije na licu mesta, nepaţnja i ometanje, maskiranje šuma, i sl. Tri glavna uzroka neuspeha u opaţanju upozorenja su neadekvatne informacije, nedostatak obuke, kao i nedostatak iskustva. Glavni razlog neuspeha u opaţanju upozorenja je potcenjivanje opasnosti.

127


Slika 4. Klasifikacije ljudskih grešaka koje su dovele do fatalnih nesreća u rudnicima

Tri uzroka za neefikasno reagovanje na upozorenja su nepaţnja ili nemar, neodgovarajuća standardna praksa, i dobronamerna, ali neefikasna direktna reakcija. Razlozi za podcenjivanje opasnosti i za neodgovarajuća sekundarna upozorenja nisu identifikovani u ovoj studiji [4]. Literatura [1] Aleksandrovskaya L. N., Aronov I. Z., Elizarov A. I.: Statisticheskie metody analiza bezopasnosti slozhnykh tekhnicheskikh sistem, Logos, Moskva (2001) [2] Dhillon, B.S.: Advanced Design Concepts for Engineers, Technomic, Lancaster, PA (1998) [3] Dhillon, B.S.: Human Reliability: With Human Factors. Pergamon, New York (1986) [4] Lawrence, A.C.: Human error as a cause of accidents in gold mining. J. Safety Res. (1974) [5] Meister, D.: Human factors in reliability. Reliability Handbook. McGraw-Hill, New York, (1966) [6] Pantelić M.: UnapreĊenje koncepcije odrţavanja putem operativnog upravljanja sigurnošću bagerskih jedinica na površinskim kopovima, Doktorska disertacija, Ĉaĉak (2009) [7] Woodson, W.E., Tillman, P.: Human Factors Design Handbook. McGraw-Hill, New York (1981)

128


BEZBEDNOST I ZDRAVLJE NA RADU U TEHNOLOŠKOM PROCESU EKSPLOATACIJE UGLJA NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA SAFETY AND HEALTH AT WORK IN PROCESS TECHNOLOGY EXPLOITATION OF COAL OPENCAST MINES Sneţana Vuković, Dragica Jagodić – Krunić, Nenad Jovanović PD RB Kolubara d.o.o. REZIME: Tehnološki proces površinske eksploatacije uglja na kopovima Kolubare. Opšte karakteristike površinskog kopa. Karakteristike ugljenog sloja. Kvalitet uglja i hemijski sastav pepela. Štetnosti i opasnosti koje se mogu pojaviti u tehnološkom procesu. Fiziĉko hemijske štetnosti. Opasnost od poţara. Opasnost od havarijskih stanja. Opasnost od kolektivnog i pojedinaĉnog povreĊivanja radnika. Opšte i kolektivne mere zaštite. Posebne mere zaštite. Smernice za izradu Akta o proceni rizika.

UVOD Opasnosti i štetnosti kojima su izloţeni radnici „Kolubare“ su raznovrsne i zavise od uticaja radne sredine, tehnološkog procesa, kao i specifiĉnog radnog procesa vezanog za pojedinca. S obzirom na tehnologiju rada, prisustvo velikog broja i raznovrsnosti rudarskih mašina i opreme, automatizaciju procesa, stalnog pomeranja postojećih i izrade novih puteva, uz prisustvo graĊevinskih mašina, velikog broja obrtnih delova, a sve u prostoru pojaĉane zaprašenosti, uz smenski rad, kao i rad na otvorenom, povećan je rizik kod većeg broja radnih mesta. Rudarske mašine, bageri i pogonske stanice za traĉne transportere na kopu se napajaju visokim naponom, a na samom bageru ima više naponskih nivoa, što sve zajedno predstavlja dodatnu opasnost sa aspekta bezbednosti i zdravlja na radu , kao i opasnosti od poţara i havarijskih stanja. U radu je data moguća klasifikacija opasnosti i štetnosti, po više razliĉitih kriterijuma. TEHNOLOŠKI PROCES POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE UGLJA Kolubarski ugljenosni basen prostire se na oko 600 km2 u centralnom delu Srbije zahvatajući i zapadni deo Šumadije od Rudovaca i Prkosave na istoku, do Koceljeve na istoku, Slovca i Lajkovca na jugu i Stepojevca na severu. Basen obuhvata srednji i donji tok reke Kolubare i njenih glavnih pritoka: Lukavice, Peštana, Turije i Beljanice na istoĉnoj strani, i reke Tamnave sa pritokama Ubom i Kladnicom na zapadnoj strani. U pravcu zapad –istok duţina basena iznosi oko 50 kilometara, dok je u pravcu sever– jug i širina basena oko 15 kilometra. Karakteristika ugljenog sloja je uglavnom kontinualno raspostiranje, dosta prosta graĊa i homogen sastav. Debljina sloja uglja zavisi od poloţaja u leţištu i kreće se najĉešće oko 30-40 metara. Da bi se vršila eksploatacija uglja mora se najpre ukloniti površinski sloj- povlata koja ĉini jalovinski, nekorisni deo iskopane mase. Povlata ugljenog sloja je saĉinjena od gline-masne, peskovite i plastiĉne, kao i peska razliĉite granulacije prašinasti, sitnozrni, srednjezrni i šljunkoviti. TakoĊe se moţe naći i ugljevita glina,

129


smeĊe boje, koja se nalazi u direktnoj povlati ugljenog sloja. Debljina jalovinskog sloja varira od kopa do kopa i iznosi 5 do 20 metara. Za hidrogeološke uslove radne sredine RB Kolubara karakteristiĉno je da se basen nalazi u slivu reke Kolubare i ona svojim pritokama znatno utiĉe na hidrogeološke prilike, Dosadašnjim istraţnim radovima utvrĊeno je prisustvo podzemnih voda u svim delovima basena, ĉije se potpuno odvodnjavanje ne moţe postići Navedene ĉinjenice navode na zakljuĉak da će osnovna mehanizacija u RB „Kolubara“ imati za radnu sredinu i sedimente iz kojih je voda delimiĉno odstranjena. Ovo je veoma vaţno u postupku odreĊivanja njenih parametara. Mehanizacija mora biti dimenzionisana za takve uslove, bez obzira što će delimiĉno raditi i u odvodnjenoj radnoj sredini. ŠTETNOSTI RADNE SREDINE Kvalitet uglja i hemijski sastav pepela Kvalitet uglja je proraĉunat na osnovu podataka iz 225 bušotina rasporeĊenih u mreţi 125h125metara, odn. 250h250 metara u zapadnom delu. Srednje vrednosti parametara u leţištu su: Elementarna analiza uglja: Ugljenik Vodonik C sagoriv Azot + kiseonik

26,00 % 2,50 % 0,20 % 11,30%

Tehniĉka analiza uglja Vlaga Pepeo Sumpor ukupan Sumpor u pepelu Sumpor sagoriv Koks C-fih Isparljive materije Sagorljive materije Gornji toplotni efekat Donji toplotni efekat Zapreminska masa

52 % 13 % 0,62 % 0,32 % 0,29 % 30,88 % 16,17 % 22,62 % 38,79 % 10.300,00 kJ/kg 7.518,00 kJ/kg 1,14 t/m3

Hemijska analiza pepela SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO CO3

58 % 6,80 % 22,00 % 5,60 % 1,80 % 2,80 %

Poĉetak sinterovanja Taĉka omekšavanja Taĉka polulopte Taĉka razlivanja

130

9100C 11200C 12950C 13200C


P2O5 TiO2 H2O3

0,13 % 0,70 % 0,50 %

Iz navedenog se vidi da najveći negativan efekat po sigurnost radne sredine ĉini sadrţaj slobodnog silicijum dioksida (SiO2 ) u lebdećoj prašini. Ovaj sadrţaj se kreće u širokom dijapazonu i zavisi od mesta rada, tj. da li je sistem jalovinski ili ugljeni. Za sisteme na uglju sadrţaj slobodnog SiO2 se kreće od 5,6% do 10,8% , dok za sisteme na jalovini iznosi od 5,1 % do visokih 21,6%. (l.1.) Uticaj atmosferskih prilika S obzirom da je rad zaposlenih u površinskoj eksploataciji mineralnih sirovina u velikoj meri vezan za spoljnu radnu okolinu, klimatske karakteristike uţeg lokaliteta imaju veliku ulogu sa stanovišta bezbednosti i zdravlja na radu. Na posmatranom podruĉju klima je umereno-kontinentalna. Na osnovu statistiĉkih podataka za petnaestogodišnji period (od 1972.-1986. godine ) posmatramo apsolutne godišnje minimalne i maksimalne temperature (0S): Mesec 1. Min 20,0 Mah +18

2. 18,8 22,5

3. -9,5

4. -4,0

5. 0,5

6. 3,0

7. 5,0

8. 6,0

9. 0,0

10. -3,5

12. 12,5 20,2

Godina -20,0

29,4

11. 11,5 25,6

28.0

30,0

32,0

37,5

38,0

37,6

34,5

10.

11.

12.

11,7

1,5 3,5

6,0

Godina 25,9 143,9 29,7

38,0

Broj dana sa maksimalnom temperaturom vazduha ≥300S , ≥200S , ≤00S Mesec 1. ≥300S ≥200S 11,5 ≤00S

2.

3. 2,4

4. 1,0 8,9

5. 1,7 21,5

6. 3,8 23,7

7. 7,5 26,7

8,7

8. 7,9 24,5

9. 4,0 23,0

Na osnovu priloţenog, mogu se izdvojiti odreĊene karakteristiĉne vrednosti za napred prikazane temperature vazduha.: Srednja dnevna temperatura vazduha  proleće 11,80S o leto 20,20 S o jesen 11,60 S o zima 1,80 S o apsolutna minimalna temperatura vazduha je registrovana u januaru 1980. godine i iznosila je -20  0 S, apsolutna maksimalna temperatura vazduha je registrovana u julu 1985 godine i iznosila je  0 38.0 S, razlika izmeĊu minimalne i maksimalne apsolutne meseĉne temperature bila je u januaru 1980  godine i iznosila je 35.80S, apsolutno godišnje kolebanje temperature vazduha je 56.80S,  u godini ima svega 29.7 dana sa srednjim dnevnim temperaturama ispod 0.00S. 

131




iznosi 73.8 dana srednji broj ledenih dana sa registrovanom maksimalnom dnevnom temperaturom ispod nula stepeni celzijusa u godini je 29.7 dana

Analizirajući proseĉan broj dana sa padavinama (kiša i sneg) u toku godine, kao i proseĉan broj dana sa sneţnim pokrivaĉem (iznad 1 cm iznosi 43,4 dana godišnje), kad se izuzmu dani sa maglom, i preteranom vlaţnošću vazduha, vetroviti dani sa Severcem i Košavom, dani smanjene vlaţnosti vazduha, i temperaturom preko 400S , ostaje vrlo malo dana sa optimalnim uslovima za rad i postaje sve jasnija slika teškog rada rudara na kopovima „Kolubare“.

OPASNOSTI U skladu sa procesom rada, znaĉajan je i broj i vrsta opasnosti kojima su izloţeni radnici. 1) Mehaniĉke opasnosti:koje se pojavljuju korišćenjenjem opreme za rad: - nedovoljna bezbednost zbog rotirajućih ili pokretnih delova, - slobodno kretanje delova ili materijala koji mogu naneti povredu zaposlenom, - unutrašnji transport i kretanje radnih mašina ili vozila, kao i pomeranja odreĊene opreme za rad, - korišćenje opasnih sredstava za rad, koja mogu proizvesti eksplozije ili poţar, - nemogućnost ili ograniĉenost pravovremenog uklanjanja sa mesta rada, izloţenost zatvaranju, mehaniĉkom udaru, poklapanju, i sl., - drugi faktori koji mogu da se pojave kao mehaniĉki izvori opasnosti; 2) Opasnosti koje se pojavljuju u vezi sa karakteristikama radnog mesta: - opasne površine (podovi i sve vrste gazišta, površine sa kojima zaposleni dolaze u dodir, a koje imaju oštre ivice – rubove, šiljke, grube površine, izboĉene delove, i sl.). - rad na visini, u smislu propisa o bezbednosti i zdravlju na radu, - rad u skuĉenom, ograniĉenom ili opasnom prostoru (izmeĊu dva ili više fiksiranih delova, izmeĊu pokretnih delova ili vozila, rad u zatvorenom prostoru koji je nedovoljno osvetljen ili provetravan, i sl.). - mogućnost klizanja ili spoticanja (mokre ili klizave površine), - fiziĉka nestabilnost radnog mesta, - moguće posledice usled obavezne upotrebe sredstava ili opreme za liĉnu zaštitu na radu, - uticaji usled obavljanja procesa rada korišćenjem neodgovarajućih, neprilagoĊenih metoda rada, - druge opasnosti koje se mogu pojaviti u vezi sa karakteristikama radnog mesta i naĉinom rada (korišćenje sredstava i opreme za liĉnu zaštitu na radu koja opterećuju zaposlenog, i sl.); 3) Opasnosti koje se pojavljuju korišćenjem elektriĉne energije, kao što su: - opasnost od direktnog dodira sa delovima elektriĉne instalacije i opreme pod naponom, - opasnost od indirektnog dodira, - opasnost od toplotnog dejstva koje razvijaju elektriĉna oprema i instalacije (pregrevanje, poţar, eksplozija, elektriĉni luk ili varniĉenje, i dr.). - opasnosti usled udara groma i posledica atmosferskog praţnjenja, - opasnost od štetnog uticaja elektrostatiĉkog naelektrisanja, - druge opasnosti koje se mogu pojaviti u vezi sa korišćenjem elektriĉne energije.

132


Štetnosti se grupišu u: 1) Štetnosti koje nastaju ili se pojavljuju u procesu rada, kao što su: - hemijske štetnosti, prašina i dimovi (udisanje, gušenje, unošenje u organizam, prodor u telo kroz koţu, opekotine, trovanje, i sl.). - fiziĉke štetnosti (buka i vibracije), - štetni uticaji mikroklime (visoka ili niska temperatura, vlaţnost i brzina strujanja vazduha), - neodgovarajuća – nedovoljna osvetljenost, - štetni uticaji zraĉenja (toplotnog, jonizujućeg ili nejonizujućeg, laserskog, ultrazvuĉnog), - štetni klimatski uticaji (rad na otvorenom), - štetnosti koje nastaju korišćenjem opasnih materija u proizvodnji, transportu, pakovanju, skladištenju ili uništavanju, - druge štetnosti koje se pojavljuju u radnom procesu, a koje mogu da budu uzrok povrede na radu zaposlenog, profesionalnog oboljenja ili oboljenja u vezi sa radom; 2) Štetnosti koje proistiĉu iz psihiĉkih i psihofizioloških napora koji se uzroĉno vezuju za radno mesto i poslove koje zaposleni obavlja: - napori ili telesna naprezanja (ruĉno prenošenje tereta, guranje ili vuĉenje tereta, razne dugotrajne povećane telesne aktivnosti i sl.). - nefiziološki poloţaj tela (dugotrajno stanje, sedenje, ĉuĉanje, kleĉanje i sl.), - napori pri obavljanju odreĊenih poslova koji prouzrokuju psihološka opterećenja (stres, monotonija i sl.), - odgovornost u primanju i prenošenju informacija, korišćenje odgovarajućeg znanja i sposobnosti odgovornost u pravilima ponašanja, odgovornost za brze izmene radnih procedura, intenzitet u radu, prostorna uslovljenost radnog mesta, konfliktne situacije, rad sa strankama i novcem, nedovoljna motivacija za rad, odgovornost u rukovoĊenju, i sl.; 3) Štetnosti vezane za organizaciju rada: - rad duţi od punog radnog vremena (prekovremeni rad), rad u smenama, skraćeno radno vreme, rad noću, pripravnost za sluĉaj intervencija, i sl.

133


POLITIKA BERZBEDNOSTI

1. Идентифика ција опасности 2. Процена ризика

1. Обука запослених 2. Провера знања 3. Упутства за безбедан рад 4. Процедуре за рад

1. Смањење нивоа ризика (смањење броја повреда за 5% на годишњем нивоу) 2. Смањење учестаности (елиминација ) нежељених инциденета 3. Сузбијање алкохолизма и других облика зависности 4. Стално побољшање и усклађивање са Европским стандардима

Повратне информације - анализа повреда - предлози за побољшање

Управљање ризиком

Slika1: Definisanje ciljeva u oblasti bezbednosti i zdravlja na radu Politika zdravlja i bezbednosti na radu, koju usvaja najviše rukovodstvo, treba da sadrţi jasno izraţene ciljeve vezane za zdravlje i bezbednost na radu kao i obavezu stalnog poboljšavanja zdravstvenih i bezbednosnih uslova. Na Slici 1, dat je primer moguće kvantifikacije ciljeva. Za uspostavljanje i preispitivanje ciljeva potrebno je izvršiti detaljnu analizu uzroka povreĊivanja u statistiĉki znaĉajnom periodu, preduzeti mere za otklanjanje što većeg broja remetilaĉkih faktora (neusaglašenosti), pritom sagledavajući opasnosti, rizike , tehnološke mogućnosti, finansijske, radne i poslovne potrebe, a svakako i planirani fiziĉki obim proizvodnje, broj i stepen obuĉenosti radnika. Zacrtani ciljevi moraju biti dokumentovani programom mera i aktivnosti, koji će na svim nivoima, i u svim relevantnim funkcijama, predvideti i omogućiti sprovoĊenje aktivnosti i kontrolu izvršenja usvojenih planova. Pristup ostvarenju ciljeva mora biti sistemski, sveobuhvatan, proaktivan, i u aktivnostima moraju uĉestvovati svi zaposleni. ULOGA I ZNAĈAJ SLUŢBE BEZBEDNOSTI I ZDRAVLJA NA RADU Da bi se ostvarila funkcija kontinualnog poboljšanja stanja bezbednosti i zdravlja na radu u „Kolubari“, potrebno je u potpunosti ovladati svim informacijama iz oblasti bezbednosti i zdravlja na radu

134


uspostavljajući automatizam izmeĊu dešavanja koja se tiĉu bezbednosti radnika i rada, i informacija koje se prosleĊuju u sluţbe koje treba da ih analiziraju i aktivno uĉestvuju na otklanjanju uzroka svakog pojedinaĉnog dešavanja, kao i spreĉavanja ponovne štetne radnje, incidenta i akcidenta. Organizacija mora da uspostavi i odrţava procedure za identifikaciju opasnosti, procenu rizika i primenu potrebnih mera za upravljanje rizicima. Ove mere moraju obuhvatiti: 1. Sve aktivnosti - Sve rutinske (uobiĉajene ) aktivnosti - Sve povremene aktivnosti, koje se vrše pri poslovima otklanjanja kvara ili uzroka neispravnosti, - Servisi i investicione opravke 2. Sve zaposlene i celokupno osoblje koje ima pristup radnom mestu: - Zaposleni - Radnici pod privremenim ugovorom - Posetioci - Studenti i Ċaci na praksi 3. Sva oruĊa, mašine, opremu i ureĊaje na radnom mestu bez obzira da li pripadaju „Kolubari“ ili su angaţovana privremenim ugovorima Sluţba bezbednosti i zdravlja na radu, koja upošljava dovoljan broj osposobljenih struĉnih lica, ima znaĉajan zadatak unapreĊenja bezbednosti i zdravlja na radu. Za tu aktivnost mora da postoji metodologija koja, osim obaveza propisanih Zakonom o rudarstvu i Zakonom o bezbednosti i zdravlju na radu, stalno vrši preispitivanje postojećih procedura, tehnologije radnih aktivnosti i njihovog prilagoĊavanja radniku, aţuriranje uputstava, informacija i upozorenja . ZAKLJUĈAK Bezbednost i zaštita radnika na radu imaju znaĉajan uticaj kako na produktivnost rada, tako posredno i neposredno i na troškove poslovanja. Zadovoljan, motivisan radnik, onaj za koga poslodavac brine, daje najbolje rezultate rada i ne odsustvuje sa posla. Briga o radniku je ne samo humana, već i ekonomska kategorija. Uklanjanjem opasnosti i smanjenjem štetnosti na minimum, spreĉavamo bolovanja i odsustvovanja zbog povreda i bolesti. Bez obzira koliko se mi trudili da opštim, kolektivnim, organizacionim i posebnim merama predupredimo sve opasnosti i štetnosti, i mogućnost njihovog ispoljavanja svedemo na najmanju moguću meru, nije moguće sasvim eliminisati uticaje sredine, ali cilj mora da bude smanjenje broja povreda za odreĊeni procenat svake godine. Stalnim unapreĊenjem primenjenih mera bezbednosti, pravilnim sagledavanjem rizika radnog procesa kod postojećih i novih tehnologija i doslednom primenom akta o proceni rizika taj cilj bi morao biti dostignut. Literatura: M.Ivanović: Mineralna prašina-metode i rezultati ispitivanja SiO2 i azbesta. Beograd, 2002

135


PROGRAM PRAĆENJA UTICAJA EKSPLOATACIJE LIGNITA NA PK „POLJE D“ NA ŢIVOTNU SREDINU, KOLUBARSKI UGLJONOSNI BASEN, SRBIJA ENVIRONMENTAL MONITORING ON ’’D’’ COALFIELD OPEN PIT, KOLUBARA COAL MINES, SERBIA Marina Vuĉković, Vesna Krstić, Sneţana ĐorĊević PD RB Kolubara, Lazarevac IZVOD Eksploatacijom lignita na površinskom kopu ‟‟polje D‟‟ ostvaruje se nepovoljan uticaj na ţivotnu sredinu u njegovom neposrednom okruţenju. Uticaj zagaĊivaĉa ogleda se povećanju nivoa buke, vibracija, zaprašenosti i zagaĊenju površinskih i podzemnih vodotokova. U cilju pravovremenog otkrivanja nepovoljnog uticaja eksploatacije lignita na ţivotnu sredinu, neophodno je uspostaviti monitoring sistem za podruĉje neposredno oko površinskog kopa. Ovaj vid kontinualnog osmatranja i merenja nivoa zagaĊenosti omogućiće pouzdanu ocenu veliĉine i intenziteta zagaĊenja. TakoĊe, utvrdiće moguću štetu, na osnovu koje se mogu planirati pravovremene mere u cilju spreĉavanja šireg, odnosno radi uspešnog saniranja uoĉenog i zabeleţenog zagaĊenja. Monitoringom ţivotne sredine pratiće se svi znaĉajni izvori zagaĊenja koji nastaju kao rezultat postojećih rudarskih aktivnosti na površinskom kopu u proširenim granicama. Postupak monitoringa realizovaće se u okviru postojećih zakonskih i institucionalnih okvira u Srbiji, a u sluĉajevima gde ne postoji zakonska regulativa, biće poštovani meĊunarodni propisi i preporuke (EU, Svetska banka, EPA, WHO). ABSTRACT Lignite open pit exploitation on ore field D cause an significant environmental pollution in the nearest neiboroughod. The increasement of noise, bad vibrations, dustiness and underground and water flow pollution is the bad open pit digging results. In a realtime defining of bad lignite digging influnecess, it is necessary to establish an environmental monitoring in a nearest suburban of open pit. This type of continiously envorinmental measuring should provide a respective estimation of open pit nearest neigboruogh pollution. In addition, yearsly measuring should provide elements for damage estimations, due it wiil be planed a sucssesfull measures healing the widespreaded pollution. Environmental pollution monitoring should notify all the pollution sources, which are the result of open pit activities. Monitoring will be realised according to a Serbian government legislation, also taking care of all inclusive and additional legality rules of Serbia and/or European Union Community regulations and recommendations (EU, World Bank, EPA, WHO).

UVOD U cilju pravovremenog otkrivanja nepovoljnog uticaja eksploatacije lignita na ţivotnu sredinu potrebno je razviti monitoring sistema za podruĉje površinskog kopa „Polje D”. Ovaj sistem omogućiće pouzdanu procenu veliĉine i inteziteta zagaĊenja, moguće štete, pravovremeno preduzimanje mera radi spreĉavanja šireg zagaĊenja, odnosno radi uspešnog saniranja uoĉenog i zabeleţenog zagaĊenja.

136


Merenje i procene postignutih efekata na polju zaštite ţivotne sredine su, u prvom redu, predmet angaţovanja radnika. Nadleţni drţavni, regionalni i lokalni organi te efekte prate, procenjuju i potvrĊuju njihovu prihvatljivost ili traţe poboljšanja uspostavljenog sistema. U sklopu RB "Kolubara" nije uraĊen generalni program kojim bi monitoring bio sveobuhvatno planiran i razraĊen. Poslednjih godina Rudarski institut-Beograd i još neke institucije vrše povremena i periodiĉna merenja (3 do 4 puta godišnje) nekih parametara vazduha (SO2 , NO2, ĉaĊ, suspendovane ĉestice, taloţne materije i fenoli), vode i buke. Dobijeni rezultati se dostavljaju površinskim kopovima u obliku pisanih elaborata. Monitoring sistemom biće praćena emisija zagaĊujućih materija na podruĉju izvoĊenja rudarskih aktivnosti:      

kvalitet podzemnih voda i pojavu potencijalnih toksiĉnih materija, kvalitet površinskih voda i pojavu potencijalnih toksiĉnih materija, kvalitet zemljišta, korišćenje i rehabilitacija zemljišta, ĉvrsti otpad (sa odlaganjem na površini i nastalim ispiranjem i biogasom), kvalitet vazduha emisije, nivo buke.

Sistem za monitoring ţivotne sredine, koji se predviĊa ovim radom biće u mogućnosti da izvrši analizu izvora zagaĊenja u skladu sa njihovim doprinosom ukupnom zagaĊenju ţivotne sredine uz sagledavanje efikasnosti primenjenih mera zaštite ţivotne sredine. Postupak monitoringa će uzeti u obzir postojeći zakonski i institucijalni okvir u Srbiji, a u sluĉajevima gde ne postoji zakonska regulativa u Srbiji, biće poštovani meĊunarodni propisi i preporuke (EU, Svetska banka, EPA,NJHO). Osnivanje sluţbe za monitoring površinskog kopa "Polja D" koja će predstavljati posebnu sluţbu integrisanu u postojeću organizaciju površinskih kopova, odnosno koja će se kasnije integrisati u sluţbu monitoringa na nivou RB Kolubara. Odgovornost navedene sluţbe biće sprovoĊenje i organizovanje potrebnih merenja i analiziranja, dalja elaboracija rezultata, uspostavljanje i razvoj baze podataka, izveštavanje o monitoringu podruĉja i dr. Predloţenim monitoringom biće praćena emisija zagaĊujućih materija na podruĉju izvoĊenja aktivnosti projekta uz pokrivanje sledećih ĉinilaca ţivotne sredine:        

Kvalitet vazduha-emisije i imisije, površinske vode odvedene sa predmetnog industrijskog kompleksa, podzemne vode-zaštita kopa od podzemnih voda, ĉvrsti otpad (sa odlaganjem na površini), nivoi buke, kvalitet zemljišta, kvalitet flore i faune praćenje zdrastvenog stanja stanovništva. U našem sluĉaju izbor parametara monitoringa se vezuje samo za konkretne izvore zagaĊenja i gde svaki privredni subjekt ima zakonske obaveze da prati obim emisije.

137


MESTA, NAĈIN I UĈESTALOST MERENJA UTVRĐENIH PARAMETARA Rezultati merenja koncentracija zagaĊujućih materija porede se sa graniĉnim vrednostima imisija (GVI), te se na osnovu obavljenih analiza utvrĊuje stanje i trendovi, na osnovu kojih se preduzimaju odgovarajuće mere zaštite. Za merenje stepena aerozagaĊenja, u poĉetnoj fazi njenog utvrĊivanja, kontinualna ili diskontinualna merenja imisije taloţnih i suspendovanih materija jednom godišnje, saglasno Zakonu o zaštiti ţivotne sredine i Pravilnikom o graniĉnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumima za uspostavljanje mernih mesta i evidencije podataka ("Sl. glasnik RS", br. 54/92). Pri postavljanju mreţe mernih stanica mora se uzeti u obzir vrste emitujućih materija, visina emitera ili nekog drugog posmatranog objekta koji je izvor zagaĊenja, meteorološki parametri (pravac kretanja preovalaĊujućih vetrova i sl.), otvorenost prostora i dr. Merna mesta odabrana su tako da se, koliko je to moguće u uslovima predmetne lokacije, izbegne uticaj drugih potencijalnih zagaĊivaĉa, u cilju dobijanja meritornih rezultata.U sluĉaju da izmerene vrednosti imisije nisu u skladu sa navedenim pravilnikom, radovi na kopu moraju se zaustaviti dok se ne otklone uzroci nedozvoljene imisije zagaĊujućih materija. Merenje i naĉin uzorkovanja odreĊuje struĉna organizacija registrovana za merenje imisije zagaĊujućih materija. Obaveze Nosioca Projekta su: 

Obaveza nosioca projekta je da izvrši garancijsko merenje imisije ukupnih taloţnih materija i imisije suspendovanih ĉestica u ţivotnoj sredini, radi dobijanja dozvole za rad. Garancijsko merenje obavlja se po završenoj izgradnji i postizanja ustaljenog rada postrojenja i ureĊaja. Ukoliko merenjima ne mogu da se dokaţu dozvoljene imisione norme shodno Pravilniku o graniĉnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumima za uspostavljanje mernih mesta i evidencije podataka ("Sl. glasnik RS", br. 54/92), radovi na kopu moraju se odmah zaustaviti dok se ne otklone uoĉeni nedostaci.



Obaveza nosioca projekta je, da godišnje u toku redovnog rada, izvrši merenje imisije ukupnih taloţnih materija i imisije suspendovanih ĉestica u ţivotnoj sredini shodno Pravilniku o graniĉnim vrednostima, metodama merenja imisije, kriterijumima za uspostavljanje mernih mesta i evidencije podataka ("Sl glasnik RS", br. 54/92). Ukoliko merenjima ne mogu da se dokaţu dozvoljene imisione norme, radovi na kopu moraju se odmah zaustaviti dok se ne otklone uoĉeni nedostaci.

138


160

140

120 100

140

130 115

135

A . 19

120

100 80

60

40

65

50

25 80

A kt i v na eta` a unutr a{ weg odl agal i { ta

20

Vz

15

25

49

64

40 60

80 15

62

25

74

47

89

55

90

75

0 25 35 25

45

88

73

60

50

Moni t or i ng kval i t et avazduha

70

Moni t or i ng ni voabuke

90 110

Moni t or i ng zemq i { t a 70

50

100

25

43

58

88

73

110

90

110

110

Z

30

20

50 70 90

43

25

30

71

10 57/ 50

20 67

35 50 15

30

43

20

C.9

C.6 54/ 50

45 0

48

B .18

53/ 50

C. 10

-10

25 49 51/ 50 10 50

30

15

30

36 -10

B .27 10

8 12

C. 14

Slika br: 1. Situaciona karta “Polja D” u proširenim granicama sa ucrtanim mernim mestima

139


MONITORING KVALITETA VAZDUHA Predloţeni sistem za monitoring vazduha treba da omogući registrovanje kvaliteta vazduha na površinskom kopu "Polja D" u proširenim granicama, kao i okruţenju, u cilju procene rizika po zdravlje ljudi koji su izloţeni zagaĊenju vazduha. Sprovodiće se tri vrste merenja: 1. Kontinualno (na stanicama), 2. Diskontinualno (sa prekidima), 3. Merenje u pokretnim laboratorijama (na odabranim lokacijama). Zajedno sa ovim merenjima obezbediti i paralelno praćenje meteoroloških parametara na posmatranom podruĉju. Mesta merenja imisije zagaĊenja vazduha izabrana su na lokacijama gde je rizik za prekoraĉenje graniĉnih vrednosti veliki. Generalno, broj i raspored mernih mesta zavisi od rasporeda znaĉajnih receptorskih taĉaka u okolnom podruĉju. Tako je, u cilju odreĊivanja uticaja pojedinih izvora zagaĊenja, merna mesta postavljaju se u njihovoj neposrednoj blizini (tj. u blizini bagera, odlagaĉa, transportnih traka, i sl.). Ova merenja se obavljaju pokretnim mernim stanicama po definisanom programu. Uticaj pomenutih izvora pratiti na radnim mestima u okviru samog podruĉja na kome se odvijaju rudarske aktivnosti. Uĉestalost merenja biće dva puta meseĉno u poĉetnom periodu a kasnije i reĊe, kada se ustanove zavisnosti emisionih i imisionih vrednosti. Imajući u vidu da su rezultati proraĉuna prostiranja ĉestica u okolini izvora emisija u okviru kopa pokazali da se ne oĉekuje da podruĉje van kopa bude ugroţeno ĉesticama sa kopa, kao i da se stalno naseljena mesta u blizini kopa nalaze sa juţne i zapadne strane istog. Na podruĉju u okolini kopa biće postavljena po jedna stacionarna merna stanica za merenje kvaliteta vazduha (Tabela br. 1) Tabela 1. Merenje kvaliteta vazduha Uĉestalost merenja Oznaka mesta

Naziv mernog mesta

Vz1

Pokrov Sv. Bogorodice

Vz2

Dom kulture Vreoci

Vz3

Stara Toplana

Vz4

Aktivna radna etaţa "Polja D"

Vz5

Aktivna etaţa unutrašnjeg odlagališta "Polja D"

Parametri koji se prate 2 puta meseĉno    

Lebdeće ĉestice prašine Taloţne ĉestice prašine ĈaĊ Emisija gasova(SO, NOx, CO2)

2 puta meseĉno 2 puta meseĉno 2 puta meseĉno 2 puta meseĉno

140


Monitoring zagaĊenja vazduha vrši će se i pokretnom laboratorijom, koja se upućuje na ciljane taĉke da bi se izvela merenja u toku epizodnih zagaĊenja vazduha. Podaci koje sakuplja laboratorija uvrštavaju se u centralnu bazu podataka.Merenje nataloţenih ĉestica vrši se pomoću posebnih ureĊaja poznatih pod imenom Bergerhoff merni ureĊaji za nataloţenu prašinu. Jedan ovakav aparat postavi će se na površinskom kopu "Polje D", a po tri aparata na izabranim mestima u Vreocima. Uzimanje uzoraka prašine, SO2 i NO2 vrši će se povremeno, dva puta meseĉno. Svako merenje trajaće tri dana, a pokretnom laboratorijom kontrolisaće se naseljeno mesto Vreoci (ukupno pet mesta). U zavisnosti od konkretnih rezultata merenja, frekfencija uzorkovanja moţe se povećati ili smanjiti, ĉime se ograniĉava ili proširuje prostor za kontrolu. Vaţno je napomenuti da je PK "Polje D" u neposrednoj blizini površinskog kopa "Polje B", monitoring vazduha treba organizovati kao jedinstven sistem za celo podruĉje. MONITORING KVALITETA VODA Monitoring voda obuhvata praćenje kvaliteta:   

površinskih voda, podzemnih voda i formiranih akumulacija. Studija predviĊa na "Polju D" da će postojati šest mernih mesta za praćenje kvaliteta voda na razliĉitim lokacijama. Mesta, parametri i uĉestalost su prikazana i oznaĉena (V1-6) u tabeli br: 2. Tabela 2. Merenje kvaliteta vode

Ozn. mesta

Merno mesto

Parametetri 

V1

Vodovod Vreoci

V2

Postojeća akumulacija vode (A)

V3

Vodosabirnik (taloĉnik)

V4

Uliv u reku Peštan (Odvodni kanal)

V5

Reka Peštan uzvodno od kopa

V6

Reka Peštan nizvodno od kopa

Uĉestalost merenja

Saglasno Pravilniku o kvalitetu vode za piće, nivo, koliĉinu.

 svakodnevno

    

P, N, BPK5, RK, teški metali (Zn, Cu, Cr , Pb ukupn, Cd, Hg,) sulfidi, nivo, koliĉina, acidifikacija i eutrofizacija.

 Jedanput godišnje

      

Boja, miris i temparatura vode, suspendovane ĉvrste ĉestice, rastvorne materije vidljive, otpadne materije, Ph vrednost, elektroprovodljivost, amonijum jon, nitrati,

 kvartalno

   

141




 

nitriti,Ca,Mg, hloridi, sulfati, Fe, Mn, Zn, Cu, Cr-ukupni, Pb, Cd, Hg, rastv.O2,procenat zasićenja kiseonikom, BP5, HPK5, fenoli, specifiĉni pokazatelji (masti i ulja), proticaj.

Osnovni zadaci ovog monitoringa su sledeći:      

Monitoring kvaliteta i kvantiteta površinskih tokova; Monitoring emisije teĉnih efluenata (kvalitativni i kvantitativni) u površinske tokove; Monitoring nivoa podzemnih voda; Monitoring kvaliteta podzemnih voda; Monitoring kvaliteta vode za piće; Monitoring kvaliteta vode iz akumulacija.

Parametri površinskih voda i otpadnih voda meriti standardizovanom postojećom regulativom (Sl. Glasnik RS br.31/82) koja definiše:    

klasifikaciju površinskih voda prema maksimalno dozvoljenim neorganskim i organskim neĉistoćama, zahteve za preĉišćavanjem otpadnih voda, uslove ispuštanja otpadnih voda u površinske vode, metodologiju i periodiĉnost sistematskih analiza i dr.

Merno mesto uzorkovanja vode (V6 ) obezbeĊuje praćenje uticaja površinskog kopa, odnosno da omoguće praćenje promene kvaliteta voda posle ulivanja otpadnih voda. "Polje D" potencijalno ugroţava reku Peštan, tako da su merna mesta postavljena na:   

uzvodno od kopa (V5), na mestima uliva otpadnih voda u izlivnom kanalu (V4), nizvodno od kopa na vodotoku(V6).

Uĉestalost merenja biće kvartalna.Ovaj se program merenja već sprovodi na postojećem PK "Polja D", tako da ga u narednom periodu treba usaglasiti sa razvojem kopa.Montoring nivoa podzemnih voda vrši se u okviru mera za odbranu kopa od podzemnih voda. Kao što je u Poglavlju 3 opisano, izdani koje su od neposrednog znaĉaja za odbranu kopa od podzemnih voda su krovinska i meĊuslojna izdan. Parametri na osnovu kojih se prati kvalitet podzemnih voda definisani su regulativom (SL. Glasnik RS br 6/78, kao i pravilnik o kvalitetu vode za piće Sl. Glasnik RS br 42/98). Procena pada nivoa podzemnih voda vrši će se jedanput godišnje, merenjem dubine u razliĉitim bušotinama. Monitoring postojeće vode za piće, kojom se snabdevaju sela, obavljaće se svakog dana u skladu sa uobiĉajenom praksom. Monitoring voda u nastalim akumulacijama (merno mesto V2 i V3) vrši se u cilju prevencije mogućih higijensko ekoloških nepravilnosti, kao i u cilju definisanja mogućnosti korišćenja ovih voda u budućnosti. Osnovni parametri u tom smislu vezani su za pojave:  

Eutrofikacije (pratiti fosfor, azot. BPK5 i HPK), Acidifikacija (pratiti pH-vrednost, teške metale, fenol i sulfide)

142


TakoĊe pratiti bilanse ovih voda. Mesta za uzimanja uzoraka odreĊena su u dnu površinskog kopa. Postojeći monitoring na površinskom kopu "Polja D" zadovoljava postavljene zahteve u pogledu karakteristika otpadnih voda, površinskih i podzemnih voda. U programu monitoringa integrisati i praćenje koliĉine voda koja se ispuštaju u reku Peštan.

MONITORING NIVOA BUKE Praćenje buke treba sprovoditi u odgovarajućim intervalima kako na radnim mestima, kako bi se procenila izloţenost radnika buci odreĊenog inteziteta, tako i na karakteristiĉnim taĉkama u okolini kopa posebno pored naseljenih podruĉja koje se nalaze u blizini pruge za transport uglja i saobraćajnica za kamionski saobraćaj. Sam površinski kop i mašine smeštene unutar površinskog kopa "Polja D" bukom bitno neće ugroţavati najbliţa naselja u okruţenju. Osnovni problem, u pogledu buke leţi u transportnom sistemu kojima se ugalj transportuje iz kopa. U tu svrhu treba uvesti kontinualno praćenje nivoa buke naroĉito pored naseljenog mesta-Vreoci. Potrebno je 5-7 meraĉa ispred i u kućama najbliţim granici kopa, meriti nivo buke u dnevnim i noćnim uslovima. Merenje vršiti 12 puta godišnje, a saglasno rezultatima projektovati i preduzeti mere zaštite od buke. Mesta gde će se pratiti nivo buke sa oznakama B1-4 .prikazano je u tabeli br: 3. Tabela br.3. Merenje nivoa buke

Oznaka mesta

Merno mesto

Parametri

Uĉestalost merenja

B1


nivo

Meseĉno

B2

Dom kulture Vreoci

nivo

-II-

B3

Stara Toplana

nivo

-II-

B4

Aktivna radna etaţa "Polja D"

nivo

-II-

B5

Aktivna etaţa unutrašnjeg odlagališta "Polja D"

nivo

-II-

TakoĊe pri merenju nivoa buke na svakom mernom mestu meriti punih 24 ĉasa, jedanput meseĉno, ĉime je moguće meriti varijacije u toku 24 ĉasa. Cilj praćenja buke je predviĊanje i prevencija rizika po zdravlje zaposlenih a takoĊe i prevencija uticaja buke na lokalnu zajednicu, preduzimanjem odgovarajućih mera za njihovo ublaţavanje. Merenje nivoa buke vršiti na osnovu Pravilnika o dozvoljenom nivou buke u ţivotnoj sredini ("Sl. glasnik RS", br. 54/92). Ako se u toku monitoringa pojavi sluĉaj prekoraĉenja dozvoljenih vrednosti nivoa buke, rad na proizvodnom kompleksu se mora obustaviti i sprovesti mere za smanjenje nivoa buke u dozvoljene granice.

143


MONITORING ZEMLJIŠTA Monitoring zemljišta se vrši u cilju poboljšanja uslova korišćenja zemljišta i obuhvata uzimanje uzoraka, merenje i obradu podataka o faktorima plodnosti i toksiĉnosti zemljišta, naroĉito sadrţaja teških metala. Merenje faktora plodnosti zemljišta i faktora toksiĉnosti vršiti barem jedanput godišnje. Mesta gde će se pratiti kvalitet zemljišta oznake (Z1-3) prikazana su u tabeli br. 4. Tabela br.4. Određivanje kvaliteta zemljišta Oznaka mesta

Naziv mernog mesta

Parametri koji se prate

Z1


Z2

Dom kulture Vreoci

Z3

Stara Toplana

   

pH, CaCO3, sadrţaj humusa, mikro elementi, teški metali (Zn, Cu, Cr ukup., Pb , Cd, Hg,Fe, Mn)

Uĉestalost merenja

Jedanput godišnje

Uzimanje uzoraka obavlja osoblje sluţbe za monitoring. Prikupljene informacije omogućavaju izradu izveštaja o prostornim i vremenskim trendovima praćenih parametara. Osnovne komponente sistema monitoringa zemljišta su monitoring kupovine i zauzimanje zemljišta i monitoring korišćenja i rekultivacije zemljišta.U vezi sa praćenjem rekultivacije zemljišta vrši se procena kopova iz spoljašnjih odlagališta devet meseci posle rekultivacije, merenjem gustine domaćih biljnih vrsta koje su se razvile na rekultivisanom zemljištu. Osim toga, 15 meseci posle rekultivacije procenjuje se i raznolikost biljnih vrsta. MONITORING ZDRAVSTVENOG STANJA STANOVNIŠTVA Zdravlje stanovništva pratiti redovnim pregledima u nadleţnim medicinskim ustanovama, ĉiji specijalizovani lekari treba da utvrde obim i sadrţaj potrebnih analiza i pregleda, kao i da saĉine detaljni izveštaj o rezultatima i trendovima analiza. Tabela 5. Monitoring zdravstvenog stanja stanovništva Mesto

Vrste i broj oboljenja koje se prate

Radna sredina

Radnici PK "Polja D"

Naselje Vreoci

Stanovništvo Vreoca

    

Obolenja disajnih puteva, Sluh, Maligna obolenja, Obolenja bubrega , Praćenje i voĊenje evidencije svih vrsta obolenja

144

Uĉestalost lekarskih pregleda

Jedanput godišnje


MONITORING FLORE I FAUNE Prilikom rada površinskog kopa neophodno je sprovoditi biološki monitoring koji podrazumeva praćenje akumulacije zagaĊujućih materija ili njihovih štetnih sastojaka u tkivima i organima, kao i odgovarajućih biohemijskih, morfoloških fizioloških i patoloških promena kod jedinki, odnosno populaciono ekoloških promena kod biljaka i ţivotinja. Taĉan broj mernih mesta zavisiće od konkretnih i dominantnih uslova rada na predmetnom podruĉju i u zaviznosti od dinamike rudarskih radova. Poloţaj planiranih mernih mesta biće konaĉno definisan od strane rukovodstva rudnika u saradnji sa sluţbom koja će da prati rezultate i zapaţene trendove. ZAKLJUĈAK Razmatranje, kontrola i usvajanje dobijenih rezultata je vaţan deo procesa monitoringa, jer se njime praktiĉno, verifikuju snimljeni podaci i uoĉene pojave, definišu trendovi i vrši stalna korelacija parametara koji se prate. Da bi se to ostvarilo, razmatranje kontrola i usvajanje dobijenih rezultata, treba raditi najmanje jednom godišnje. Materijale “priprema Sluţba osmatranja u saradnji sa kompanijama koje su obavljale poslove monitoringa. Ista sluţba treba da na bazi postignutih rezultata i uoĉenih trendova predloţi korigovanja plana monitoringa. LITERATURA: 1. Studija o proceni uticaja na ţivotnu sredinu zateĉenog stanja eksploatacije uglja na površinskom kopu "Polje D" RGF-Beograd, 2006.god. 2. Strateška procena uticaja plana generalne regulacije za podruĉja naselja Vreoci - Institut za arhitekturu i urbanizam Srbije, Beograd, 2008.god. 3. Plan generalne regulacije za podruĉje naselja Vreoci - Institut za arhitekturu i urbanizam Srbije, Beograd 2008.god. 4. Idejni projekat sa studijom opravdanosti proširenja granica površinskog kopa "Polje D", Kolubara Projekt, Lazarevac, 2005.god. 5. Dopunski rudarski projekat površinskog kopa "Polje D", Kolubara Projekt, Lazarevac, 2009.god. 6. Elaborat o rezervama uglja u leţištu "Polje D", Kolubarski basen, J.P. "Rudarski basen Kolubara" sa p.o., D.P. "Kolubara - Površinski kopovi" - Baroševac, 2003.god. 7. Institut za arhitekturu i urbanizam Srbije, "Prostorni plan podruĉja eksplotacije kolubarskog lignitskog basena", Beograd, 2007.g. 8. Energoprojekt – Entel a.d., Analiza uticaja površinskog kopa "Polje B" na ţivotnu sredinu", Idejni projekat sa studijom opravdanosti proširenja površinskog kopa "Polje B" za kapacitet od tri miliona tona uglja godišnje, Beograd, 2003. 9. Rudarsko-geološki fakultet- Beograd, "Periodiĉna ispitivanja hemijskih i fiziĉkih štetnosti, mikroklime i osvetljenosti u radnim sredinama površinskog kopa "Polje D", Beograd, zimski period, 2002.godina. 10. Gradski zavod za zaštitu zdravlja, "Analize otpadnih voda površinskih kopova "Polje B", "Polje D" i "Tamnava Istoĉno Polje" za 2002. i 2003. godinu", Beograd, 2004.

145


POVEĆANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U SISTEMU PROIZVODNJE UGLJA NA KOPOVIMA KOLUBARE I PROIZVODNJI ELEKTRIĈNE ENERGIJE U ELEKTRANAMA “NIKOLA TESLA” AN OPPORTUNITY TO IMPROVE THE PRODUCTION EFFICIENCIES AT KOLUBARA COALFIELDS AND NIKOLA TESLA POWER PLANTS Jelenko Mićić,1 Miroslav Spasojević,2 Miloljub Grbović 3 1)

Rudarski basen Kolubara d.d.o., Lazarevac ,2)Termoelektrane Nikola Tesla, Obrenovac 3) Borovac International Pty Ltd, Beograd

REZIME Rezerve kvalitetnog uglja sa Istoĉnih polja Kolubare dobrim delom su iscrpljene i kao posledica ovakvog stanja kao glavne teškoće javljaju su: pad iskorišćenja raspoloţivih geoloških rezervi sa raslojenih delova leţišta i pad iskorišćenja nominalno instalisane snage blokova u elektranama. Prateće teškoće su: pad iskorišćenja kapaciteta raspoloţive opreme na kopu, habanje opreme i povećano zagaĊenje okoline usled velike mase balastnih materija u uglju. U radu se daje analiza postojećeg stanja i dosadašnjih napora da se u uslovima otkopavanja raslojenih leţišta poveća energetska efikasnost u sistemu Kolubara-TENT sa ciljem da se obezbedi visok kvalitet uglja za postojeće i nove blokove elektrana. Kljucne reĉi: Ugalj, Jalovina, Energija, Ekologija, Ĉiscenje ABSTRACT In recent times Kolubara Mines were incapable of supplying sufficient quantities of good quality coal. The mining has moved from good-quality Eastern coalfields, which are pretty much exhausted now, to Western parts, which contain significant quantities of interlayer waste. This move has resulted in significant operational difficulties and inefficiencies at both mine and power plants, including: low recovery of existing low quality coal reserves and inability to utilize full capacities of installed equipment at power plants. Associated difficulties in operation of the open pit equipment, mine and power plant equipment wear and increased environmental pollution are equally recognized. The paper will present current status of mine development and efforts to improve efficiencies of the mine and power plant systems by incorporation of the coal cleaning process to provide a quality coal feed to existing and new power plant units. Key words: Coal, Waste, Power, Environment, Beneficiation

Tehniĉki problem Visok kvalitet uglja na poljima Istoĉnog dela Kolubarskog basena utvrĊen geološkim istraţnim radovima sredinom prošlog veka, posluţio je kao osnova za otvaranje površinskih kopova u Kolubari i za gradnju termoelektrana „Nikola Tesla“ (TENT) u Obrenovcu. Moćni kvalitetni homogeni slojevi uglja u istoĉnom delu basena su otkopavani sa rotornim bagerima ĉija visina radnog toĉka iznosi 10,2 m. Pošto

146


na Istoĉnim poljima u ugljenim naslagama nema znaĉajnijih proslojaka meĊuslojne jalovine, bageri su kopali punim rezom i ostvarivali projektovane uĉinke. Otkopavan je visoko kvalitetnj ugalj (VKU) i direktno isporuĉivan elektranama na sagorevanje. Rezerve sa Istoĉnih polja dobrim delom su iscrpljene i elektrane sada dobijaju ugalj sa:  Polja D, gde su homogeni slojevi uglja – Sistem “Vreoci”; i  Polja Tamnava Zapad, gde su raslojene naslage uglja - Sistem „Tamnava“ u koji je ukljuĉen i VKU sa kopa Veliki Crljeni. Sa poĉetkom proizvodnje niskokvalitetnog uglja (NKU) sa raslojenog zapadnog polja Tamnava pogoršani su uslovi rada kako u proizvodnji uglja na kopu, tako i u korišćenju tamnavskog uglja u proizvodnji elektroenergije. Tabela 1 Kvalitet rezervi uglja Veliki Crljeni i Tamnava Zapad Niskokvalitetni ugalj DTE ≤ 5.800 kJ/kg Otkopno polje

Veliki Crljeni Tamnava Zapad

Visokokvalitetni ugalj DTE ≥ 5.800 kJ/kg

DTE pri zahvatu jalovine, kJ/kg

Tona milion

Masa %

kJ/kg

Tona milion

Masa %

kJ/kg

0,5 m

1,0 m

0,4

1,07

5.670

37,09

98,93

7.795

7.793

7.793

190,5

30,26

5.275

431,4

69,78

7.126

6.559

6.286

1.1. Teškoće u proizvodnji uglja sa kopa Tamnava Zapad Iskorišćenje raspoloţivih rezervi uglja Garantovani kvalitet jediniĉnih isporuka sa rudnika je definisan toplotnom moci DTE ≥ 5.280 kJ/kg. Isporuke ispod ovog kvaliteta elektrane ne plaćaju. Postojećim rotornim bagerima teško se moţe istovremeno obezbediti garantovani kvalitet isporuke i zadovoljavajuće iskorišćenje rezervi uglja iz leţišta. Pri odstranjenju meĊuslojne jalovine bagerom se zahvataju i tanki slojevi uglja do 1m debljine i odbacuju na jalovište. Sadašnji izgled unutrašnjeg odlagališta (Slika 1) vidljivo govori o gubitku uglja na ovaj naĉin. U cilju poboljšanja kvaliteta isporuka u sistem isporuke uglja ”Tamnava” prikljuĉena je i proizvodnja VKU sa leţišta Veliki Crljeni. Ovo pomaţe da se obezbedi donji garantovani kvalitet isporuke koji je plativ od strane elektrana. MeĊutim, sav bagerom zahvaćeni ugalj sa DTE ispod gore naznaĉene granice, nekoristan je za elektranu. Toplota koju u sebi nosi ovakako zahvaćen ugalj utroši se u procesu sušenja u mlinu i u zagrejanom pepelu koji odlazi na pepelište.

147


Slika 1 - Unutrašnje odlagalište na kopu Tamnava Zapad Smanjeno iskorišćenje kapaciteta instalirane opreme na kopu Tamnava Zapad Veoma je sloţen sistem otkopavanja raslojenih delova leţišta Tamnava Zapad (Slika 2). U odnosu na ranije stanje na kopovima Kolubare kada su etaţne trake u moćnim homogenim slojevima uglavnom sluţile samo za transport otkopanog uglja, sada se dve od tri ove trake (M1 i M2) koriste naizmeniĉno ili za transport i odlaganje meĊuslojne jalovine, ili za transport boljih partija uglja ka drobiliĉnom postrojenju. Ovo dovodi do manjeg iskorišćenja kako bagera, tako i transportnih etaţnih i sabirnih traka od bagera do drobiliĉnog postrojenja. M1

M2

U6 Unutrašnje. odlagalište jalovine

SU3

SU2

SU1

BI

VKU sa kopa V. Crljeni Novi objekti

Jalovina

Ĉišćenje NKU

Oĉišćen krupan VKU

Drobljenje NKU

Drobljenje VKU

Oĉišćen sitan VK ugalj VKU za elektrane

148


Slika 2 - Etaţne trake za NKU i meĊuslojnu jalovinu na kopu Tamnava Zapad

1.2. Pogoršani uslovi za korišćenje tamnavskog uglja u proizvodnji elektroenergije Transport uglja od rudnika do elektrana TENT Sa leţišta Tamnava Zapad godišnja prizvodnja uglja za elektrane dostiţe oko dvanaest (12) miliona tona. U ovoj masi je oko tri (3) miluona tona NKU uglja. U odnosu na ranije stanje kada se sa celog basena isporuĉivao kvalitetniji ugalj, transport ovakvog NKU uglja je znatno oteţan. Potrebna su ulaganja u opremu i rad, što poskupljuje troškove prevoza do elektrane. Povećano habanje opreme Jalove neorganske mineralne balastne materije u niskokvalitetnom uglju najvećim delom se sastoje od gline i peska. Pesak je vrlo abrazivan što se nepovoljno odraţava na opremi pri usitnjavanju uglja (drobljenje i mlevenje), kao i na elektrofilterima i pumpama za transport pulpe pepela ka deponijama. Habanje delova mlinskog postrojenja je skoro ĉetiri puta uvećano, pa mlinovi moraju da se zaustave kako bi se izveli remontni radovi i zamenili pohabani delovi. Otpornost ksilitskog uglja na usitnjavanje U raslojenim delovima kolubarskih leţišta izraţenija je ksilitska struktura nego kod homogenih leţišnih naslaga. Dobar deo NKU posle mlevenja je nedovoljno usitnjen i ne moţe da sagori u kotlu. Nesagoreli ugalj stvara mehaniĉke probleme na rostu, a nakon odlaganja na pepelište povećava i zagaĊenje okoline. Iskorišćenje insstalirane snage blokova u elektranama TENT Sastav NKU kao goriva je u velikom procentu jalovina u obliku vode, gline i peska. To zahteva veliku potrošnju energije kroz recirkulacione kanale mlinova. Oduzima se toplota iz loţista i zagreva postrojenje mlinova i sav ugalj u procesu loţenja. Da bi se ostvarila dobra meljava uglja i jalovine koja ga prati, potrebno je ispariti vlagu iz ukupne mase koja ulazi u mlin, sto i energetski i zapreminski pretstavlja teskoću. Posledice sagorevanja uglja sa većim udelom jalovine su da utiĉe da loţište bude stalno podhlaĊeno, da vatra beţi po visini ili po ćoškovima loţišta, što sve stvara probleme u odrţavanju simetriĉnih temperatura i dilatacija , a samim tim i neravnomernosti u toplotnom fluksu, te se tako pojedine zone previše opterećuju. Kada je ugalj niskog kvaliteta i poĉinje da opada temperatura loţišta i rastu visine naslaga na rostovima, mora se dozvoliti podrška vatre dodatkom teĉnog goriva. Niţa toplotna moć i ksilitska struktura uglja iz raslojenih delova Zapadnih polja kolubarskog leţišta osnovni su uzroci što postojeći blokovi TENT ne mogu da rade sa punom instalisanom snagom. Zadnjih godina energetiĉari elektrana su detaljnim snimanjima u pogonu utvrdili da sniţeni kvalitet uglja (DTE) obara iskorišćenje snage za oko 10%.

149


Ksilitska struktura uglja utiĉe na još veće sniţenje iskorišćenja snage blokova. Veliki su napori uĉinjeni da se rekonstrukcijama i adaptacijama u procesu mlevenja popravi stanje, ali rezultati nisu adekvatni ulozenom trudu. Zaštita okoline rudnika i elektrana Povećana masa balastnih materija u rovnom uglju je uzrok povećanja zagaĊenja okoline produktima sagorevanja. Povećane koliĉine nesagorelog uglja na rostu i uvećana masa pepela usled balastnih materija u ulaznom uglju, odlaţe se na deponiju pepela. Velike površine, odnosno mase odloţenog pepela, dostigle su takve razmera da se stalno moraju povećavati napori i troškovi da bi se postrojenja drţala pod kontrolom. Neke od deponija se bliţe kraju upotrebe i sledi zauzimanje novih prostora plodnog zemljišta. 2. Process ĉišćenja uglja - rešenje tehniĉkog problema U poslednje dve decenije prošlog veka, u elektroprivredi Srbije raspravljalo se o problemu ĉišćenja uglja od balastnih masa i njegovom obogaćivanju. Savezno Ministarstvo nauke Srbije i Crne Gore ugovorilo je studiju otkopavanja i ĉišćenja uglja iz raslojenih lignitskih leţišta. U uslovima raspada drţave, rad je prekinut. Rudnici Kolubare i Termoelektrana TENT su i pored otkaza finansiranja projekta od strane drţave, pokazali interesovanje za ovaj problem i operativno pomogli istraţivaĉima da nastave dogovoreni posao i obave tehnološka istraţivanja ĉišćenja kolubarskog niskokvalitetnog uglja sa kopa Tamnava. Inţenjeri operativci sa kopa su podesili da bager radi sa plitkim rezom, pa su otkopali 6,5 tona uglja i dopremili u Beograd na poluindustrijsko postrojenja za ĉišćenje. Sve analize produkata ĉišćenja su uraĊene u laboratorijama Kolubare (Tabela 2). Razlike u fiziĉkim osobinama izmeĊu ĉistog uglja i balastnih neorganskih materija u rovnom niskokvalitetnom uglju otkopanom iz sloţenih slojeva sa Tamnave, posluţile su kao osnova primenjenog hidrauliĉkog procesa ĉišćenja uglja od jalovine. Postoje dve vrste balastnih materija koje utiĉu na smanjenje toplotne moći lignita, a to su:  Unutrašnje mineralne materije koje su nastale od neorganskih jedinjenja pramaterije u vremenu kada se stvarao i sam ugalj. Udeo ovih materija je neznatan, veza sa ĉistim ugljem je stabilna i ne otklanjaju se iz rovnog uglja.  Spoljašnje mineralne materije koje su nastajale u periodima prekida formiranja ĉistih slojeva uglja. Udeo ovakvih materija u raslojenim delovima leţišta je veliki. U leţište su dospele preteţno mehaniĉkim putem kao glina i/ili pesak. Njihova veza sa ĉistim ugljem je labilna, jer nisu konsolidovane kao ĉvrsta stena. Hidrauliĉkom metodom ribanja ove materije se mogu osloboditi veze sa ĉistim ugljem i kasnije odstraniti iz rovnog uglja. Istraţivanja su pokazala da se primenjenom hidrauliĉkom metodom prerade rovnog uglja spoljašnje balastne mineralne materije, koje su u leţište dospele mehaniĉkim putem, mogu uspešno odstraniti iz uglja. Tabela 2 Bilans ĉišćenja uglja Produkt

Rovni ugalj

Kvalitet

Raspodela, %

DTE, kJ/kg

Pepeo, %

Masa

Toplota

Pepeo

4,960

30.1

100.0

100.0

100.0

150


Oĉišćen ugalj

8,200

16.4

52.0

85.9

30.0

Jalovina

1,460

43.8

48.0

14.1

70.0

3. Proces ĉiscenja uglja Uvodjenjem procesa ciscenja uglja, omogućava se rudarima da efikasnije koriste postojeću mehanizaciju pri otkopavanju sloţenih slojeva. Bagerom se uz ugalj moţe zahvatati i meĊuslojna jalovina do 1,0 m moćnosti. Na ovaj naĉin se više niskovrednog uglja zahvata i otprema u skladište drobiliĉnog postrojenja, odakle ide na dalju preradu u postrojenje ĉišćenja. Postojeća krupna visokoproduktivna oprema otkopavanja i dalje se koristi sa zadatkom da obezbedi koliĉinski dovoljno uglja za elektrane, a kvalitet ukupno isporuĉenog uglja elektranama, uz povećano iskorišćenje raspoloţivih geoloških rezervi leţišta, popravlja se ĉišćenjem. Ugalj se kao i do sada, drobi u drobiliĉnom postrojenju i deponuje u skladište. Krupnoća drobljenja se podešava prema potrebi potrošaĉa oĉišćenog uglja, ali ne iznad gornje graniĉne krupnoće (ggk) koja iznosi 150mm. Iz skladišta izdrobljeni ugalj se otprema u postrojenje za ĉišćenje. U procesu ĉišćenja NKU koristi se standardna oprema iz oblasti pripreme mineralnih sirovina. U postrojenju ĉišćenja se najpre obavlja oslobaĊanje mehaniĉke veze ĉistog uglja sa jalovinom. Ovaj proces oslobaĊanja labilne veze krupnih komada i ĉestica ĉistog uglja od jalovine obavlja se trljanjem (scrubbing) hidromešavine rovnog uglja i vode u rotirajućem bubnju. Primarno ĉišćenje i pranje se obavlja na situ ciji se otvor mreţe odreĊuje prema potrebi i zahtevu energetiĉara da u oĉišćenom sitnom uglju ne bude više od 5% krupnijeg uglja od 30mm. Kao nadrešetni proizvod se dobija krupan oĉišćen ksilitski ugalj namenjen domaćinstvima i industriji. Podrešetni proizvod primarnog ĉišćenja, mulj sitnog uglja i jalovine, transportuje se pumpama na sekundarno ĉišćenje, pri cemu se vrši dodatno oslobaĊanje veze ĉistog uglja od jalovine. Na sekundarnom ĉišćenju rovnog NKU, kao podrešetni proizvod na sitima se odstranjuje velika masa jalovine u obliku mulja. Ova jalovina se odlaţe samostalno ili sa pepelom iz elektrana u zajedniĉko odlagalište otkopanog prostora na površinskom kopu. Kao nadrešetni proizvod dobija se sitan oĉišćen ugalj za potrebe termoelektrana. Preradom NKU po ovom postupku obezbeĊuje se:  krupan visokokvalitetan ugalj za domaćinstva i industriju  sitan visokokvalitetan ugalj za elektrane - glavni produkt prerade NKU; i  jalovina u obliku mulja gline sa peskom. 4. Tehniĉke mogućnosti za industrijsku primenu i koristi koje donosi uvoĊenje postupka ĉišćenja niskokvalitetnog uglja za REIK Kolubaru i TENT Industrijsko ĉišćenja uglja tehniĉki je moguće realizovati na kopu Tamnava Zapad u koordinaciji sa gradnjom TE-TO Kolubara B. 4.1

Proizvodnja uglja na kopu Tamnava Zapad

Tehniĉka mogućnost primene procesa ĉišćenja na kopu Tamnava:  Postojeći proces i oprema otkopavanja raskrivke, meĊuslojne jalovine i uglja se ne menja, već se i dalje koristi (Slika 2). Tehniĉka izmena se sastoji u dogradnji jedne sabirne trake (Poz. BI) koja

151


prima NKU sa etaţnih transportera M1, M2 i U6, pa ga dalje transportuje do drobiliĉnog postrojenja (Dogradnja ove trake je inaĉe predviĊena u glavnom projektu kopa Tamnava). Korist od primene procesa ĉišćenja je:  Omogućuje se povećanje korišćenja instalisanih kapaciteta opreme ne kopu. Iako rad bagera i otpreme trakama M1 i M2 i U6 neće dostići efekte kao kada se radilo u homogenim slojevima Istoĉnog dela basena, u svakom slucaju će biti bolje od sadašnjeg stanja.  Problem iskorišćenja raspoloţivih rezervi uglja iz leţišta se prebacuja na pogon ĉišćenja uglja i na elektrane, jer oni dobijaju adekvatnu tehnologiju i uslove da ga reše.  Otvara se mogućnost da se odloţi, a time i ublaţi, pritisak na izmeštaj naselja i industrijskih objekata koji pokrivaju kvalitetne homogene naslage uglja na polju Veliki Crljeni i drugim poljima Istoĉnog dela basena.

4.2

Transport otkopanog uglja od rudnika do elektrana TENT

Tehniĉka mogućnost primene procesa  Odbacivanjem meĊuslojne jalovine iz rovnog niskokvalitetnog uglja u procesu ĉišćenja, rudnici Kolubare uspevaju da obezbede kvalitet ukupnih isporuka TENT-u kao kada su otkopavana samo homogena polja Istoĉnog dela basena. Korist od primene procesa ĉišćenja je:  Nema potrebe da se angaţuju veća transportna sredstva za transport uglja od rudnika do elektrana dok se ne puste u rad novi blokovi. Troškovi transporta se ne povećavaju. 4.3

Proizvodnja elektroenergije u elektranama TENT

Tehniĉka mogućnost primene procesa  Ĉišćenjem NKU odbacuju se balastne neorganske mineralne materije iz uglja. Elektranama se isporuĉuje visokokvalitetan ugalj sa raslojenih Zapadnih polja. Nema nikakvih tehniĉkih teškoća u primeni procesa. Korist od primene procesa ĉišćenja je:  Najveći deo gline i peska je ĉišćenjem uklonjen iz rovnog uglja. Ovo olakšava protok pri transportu i umanjuje habanje opreme, tj. zastoje i troškove odrţavanja.  Ksilitske krupnije frakcije rovnog NKU, posle usitnjavanja u postojećem drobljenju idu na primarno ĉišćenje. U procesu primarnog ĉišćenja izdvaja se krupan, oĉišćen VKU, koristan za direktnu prodaju domaćinstvima i industriji. Dopunskim drobljenjem ovaj VKU se moţe (ako je nuzan u datom periodu elektrani) sa ostalim VKU isporuĉivati elektranama. Na ovaj naĉin se omogućava da se sa postojećim mlinovima obezbedi finoća mlina za potpunije sagorevanje u kotlu pri punom kapacitetu.  Stvoreni su uslovi da se ostvare velike uštede u potrošnji mazuta.  Ĉišćenjem NKU stvaraju se uslovi da se mazut opravdano troši samo u situaciji: o Kada se kotao odrţava u radu na sniţenom teretu proporcijalno sniţenom kvalitetu uglja da bi se zaštitili delovi postrojenja koji bi u sluĉaju ispada bili ugroţeni, a ponovno kretanje bi zahtevalo posebne intervencije ĉišćenja i uklanjanja takvog materijala, o U fazi potpale vatre u kotlu dok se ne preĊe u potpunosti na reţim uglja, i o Kada Dispeĉer ima potrebe za punim teretom generatora ili većom snagom uopšte, a trenutno kotao to ne moţe da obezbedi.

152






Istraţivanja su pokazala da se iz NVU sa DTE = 4.960 kJ/kg, hidrauliĉkim ĉišćenjem moţe proizvesti kvalitetan ugalj sa DTE = 8.200 kJ/kg, uz iskorišćenje toplote od 85%. Ovo omogucuje da se industrijskim ĉišćenjem NVU sa polja Tamnave Zapad moţe proizvoditi proseĉan kvalitet uglja za elektrane od oko 7.800 kJ/kg; Sa ovakvim kvalitetom postojeći blokovi će raditi punom snagom, a za nove blokove će biti potrebna manja ulaganja. Konaĉno, na svim Zapadnim poljima Kolubarskog basena ima još neotkopanih oko 350.000.000 tona niskokvalitetnog uglja iz koga se preradom moţe proizvesti oko 175 miliona tona visokokvalitetnog uglja sa DTE oko 8.000 kJ/kg. Vrednost ovakvog uglja iznosi: 175.000.000 x 12 Euro/t= 2.100.000.000 Eura. 100 90 Rovni ugalj

80

Cist ugalj

70 M, %

60 50 40 30 20 10 0 2.5

3.9

4.3

4.7

5.1

5.5

5.9

6.3

6.7

7.1

7.5

7.9

DTE, MJ/kg

Slika 3 - Masa i kvalitet uglja za termoelektrane sa kopa Tamnava-Zapad (kriva 1 - bez ĉišćenja; kriva 2 - sa ĉišćenjem) 4.4

Zaštita okoline rudnika i elektrana

Tehniĉka mogućnost primene procesa  Balastne neorganske materije iz rovnog uglja su najvećim delom otklonjene u procesu ćišćenja uglja, ĉime se smanjuje ukupno zagaĊenje i olakšava posao uredjaja za kontrole zagaĊenja okoline produktima sagorevanja uglja. Korist od primene procesa:  Zaštita okoline je jedan od najteţih problema u proizvodnji i sagorevanju uglja. Ako se ne odstrani balastna neorganska materija iz rovnog uglja, situacija će biti još teţa, jer sledi otkopavanje sve raslojenijih Zapadnih polja. Industrijska primena procesa poboljšaće stanje zaštite okoline: o Na rudniku, jer se znatno smanjuje masa NKU odbaĉenog uglja na unutrašnje odlagalište kopa o Na elektrani, jer elektrofilteri sa smanjenom masom pepela efikasnije rade o Stvara se tehnićka mogućnost da se pepeo iz elektrana TENT bezbedno deponuje u otkopani prostor rudnika Kolubare, odakle je i došao u elektranu.

153




5.

Drţava Srbija ima meĊunarodnu obavezu da u odreĊenom roku smanjuje emisiju dimnih gasova, a jedan od najvećih emitera su upravo elektrane TENT. Ĉišćenje uglja doprineće da se lakše rešava i ovaj problem. Postupnost u rešavanju tehniĉkog problema

Svaka industrijska promena u tehnološkom procesu otkopavanja velikih masa, a što je sluĉaj na kopu Tamnava, po pravilu je teška i nosi odredjene rizike, što dovodi to toga da se odluke o inovacijama jako sporo donose. UvoĊenje industrijskog ĉišćenja niskokvalitetnog uglja na kopu Tamnava predstavlja vrlo znacajnu promenu i eventualna greška pri izboru i realizaciji nove tehnologije moţe da izazove neugodne posledicama. Sa ciljem da se izbegnu greške i da se uz što manje troškove doĊe do sigurnih tehniĉko-ekonomskih pokazatelja o neophodnosti ĉišćenja uglja, potrebno je da se uradi sledece: - Prethodna Studija opravdanosti koja treba da pruţi: Prikaz tehnološkog procesa ĉišćenje NKU na bazi rezultata izvedenih tehnoloških istraţivanja; Koncepcijsko tehniĉko rešenje postrojenja ĉišćenja uglja; i Procenu investicionog ulaganja i troškova ĉišćenja uglja. - Opit industrijske provere postupka ĉišćenja uglja, koji se radi ako Prethodna Studija pokaţe da treba ĉistiti NKU. Izvodi se na jednom od postrojenja u Kolubari ili TENT-u. Opitom treba da se dobije potvrda (ili korekcija) tehnoloških rezultata dobijenih tokom laboratorijsko-poluindustrijskih tehnoloških istraţivanja. - Feasibility Studija i Idejni projekat postrojenja ĉišćenja uglja Feasibility Studija se radi na bazi podataka iz Prethodne Studije opravdanosti i podataka dobivenih iz industrijske provere postupka. Koriste se industrijskog iskustva u proizvodnji uglja na kopovima i proizvodnji elektroenergije u TENT-u.

154


RAZVOJ SISTEMA ZA PRAĆENJE UTICAJA NA ŢIVOTNU SREDINU POVRŠINSKOG KOPA ,,TAMNAVA ZAPADNO POLJE“ DEVELOPMENT OF SYSTEM FOR ENVIROMENT IMPACT MONITORING FROM OPEN CAST MINE ”TAMNAVA WEST FIELD” Nadica Drljević PD RB ,,KOLUBARA” d.o.o.

REZIME Osnovni cilj zaštite ţivotne sredine koja je pod direktnim uticajem razvoja i rada površinskog kopa je da se obezbede normalni uslovi za ispunjenje planirane proizvodnje, a istovremeno kontroliše degradacija i zagaĊenje ugroţenog podruĉja. Kroz definisanje ciljeva zaštite ţivotne sredine i mera za njihovo sprovoĊenje preduzimaju se odreĊene aktivnosti koje omogućavaju pravilnu implementaciju usvojenih rešenja. U tom smislu od velikog znaĉaja je i pravilan program praćenja uticaja pre, za vreme i nakon sprovoĊenja usvojenih mera zaštite ţivotne sredine. Kljuĉne reĉi: ţivotna sredina, uticaj površinskog kopa, mere zaštite ABSTRACT The main objective of environmental protection, which is under the direct influence of the development and operation of open cast mine is to ensure normal conditions for fulfilling the planned production, while controlling pollution and degradation of vulnerable areas. By defining the goals of environmental protection and measures for their implementation certain activities are undertaken that allow proper implementation of adopted solutions. In that sense, of great importance is regular program of monitoring the impact before, during and after implementation of the adopted environmental protection measures. Key words: enviroment, open cast mine influence, protective measures

1. Opis i lokacija površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ Površinski kop „Tamnava-Zapadno polje“ pripada zapadnom delu Kolubarskog ugljenog basena. Ovaj prostor karakteriše ravniĉarski i blago zatalasani teren ispresecan reĉnim vodotokovima od kojih je najznaĉajniji tok reke Kolubare. Sama reka deli basen na istoĉni deo ( sa poljima „B“, „D“, „C“, „E“, „F“, „G“. „Šopić“ i „Veliki Crljeni“) i na zapadni deo sa poljima „Tamnava-Zapadno polje“ i „Radlljevo“. Pored kopa „Tamnava-Zapadno polje“ aktivni kopovi su još polje“B“, “D“ i polje „Veliki Crljeni“, dok će se ostala polja u budućnosti sukcesivno otvarati. Na slici 1.1. dat je prikaz Kolubarskog ugljenog basena sa definisanim otkopnim poljima.

155


Slika 1.1 - Kolubarski ugljeni basena sa definisanim otkopnim poljima.

Na površinskom kopu "Tamnava - Zapadno polje" prve aktivnosti zapoĉeli su 1985.god. izgradnjom useka otvaranja sa severne i severozapadne strane kopa. Radovi na otkopavanju otkrivke I BTO sistemom su zapoĉeli 1994 godine, a 1999 godine ukljuĉen je u rad II BTO sistem. Eksploatacija uglja je zapoĉela 1995 godine formiranjem I BTU sistema, a od septembra 2006 u radu je druga linija na eksploataciji uglja tj. II BTU sistem. Projektovana proizvodnja kopa je 22x106 m3 jalovine i 12x106 tona uglja godišnje, koji bi se koristio za dobijanje elktriĉne energije u TE“Nikola Tesla“ i u TE-TO “KolubaraB“ nakon završetka njene izgradnje. 2. Prisustvo karakteristiĉnih zona i objekata uticaja Površinski kop je objekat za koji se ni prema kom parametru, zahtevu ili zakonskoj odredbi ne moţe definisati udaljenosti od objekata namenjenih za korišćenje lokalne populacije kao što su to saobraćajnice, vodotokovi, poljoprivredna i druga dobra, turistiĉke lokacije i dr.. Kako od vrste i prostiranja rudnog rela zavisi utvrĊivanje eksploatacionih granica površinskog kopa, prisustvo karakteristiĉnih objekata podloţnih uticaju u zoni radova je velik i raznovrstan. I na prostoru površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ evidentirane su oblasti i objekti pod uticajem rudarskih radova i za njih je potrebno utvrditi stepen uticaja i propisati mere zaštite. 2.1. Podruĉja zaštićenih dobara U okviru ove grupe evidentiran je znatan broj arhelokoških lokaliteta razliĉite starosti. TakoĊe, u skladu sa terminom „graĊevine sa elementima tradicionalne kulture tj.tradicionalne kuće“ na ovom prostoru se nalazi više objekta od etnografske vaţnosti. 2.2. Blizina vodotokova i izvora vodosnabdevanja Vodotokovi prisutni na prostoru kopa pripadaju slivu reke Kolubare. Stalni tok je reka Kladnica, dok lokalni potoci imaju veće koliĉine vode samo u kišnom periodu. Na prostoru p.k.“Tamnava-Zapadno polje“ postoji postrojenje za pripremu vode „Kalenić“ izgraĊeno za potrebe vodosnabdevanja TE-TO „Kolubara B“ i okolnih naselja tehniĉkom i pitkom vodom. TakoĊe, u cilju odbrane kopa od voda reke Kladnice izgraĊena je nasuta brana „Kladnica“ i formirano veštaĉko jezero.

156


2.3 Naselja Aktivna zona rada kopa se nalazi u atarima sela Kalenić, Radljevo (SO Ub) i Mali Borak, Skobalj i Jabuĉje (SO Lajkovac). Evidentirana su manja seoska imanja poljoprivrednog i stoĉarskog karaktera, sa stanovništvom koje se usled prisustva industrijskih objekata i mogućnosti zapošljavanja u istima sve manje bavi izvornim delatnostima. Izraţena je migracija prema većim mestima. 2.4. Postojanje objekata infrastrukture U blizini površinskoh kopa „Tamnava-Zapadno polje“ od većih saobraćajnica se nalazi magistralni put Beograd-Ĉaĉak, dok su ostali putevi lokalnog karaktera. TakoĊe u blizini je i pruga Beograd-Bar, kao i trase dalekovoda 35kW Istok I,II, i III. Za potrebe snabdevanja TE „Nikola Tesla“ zgljem izgraĊen je krak industrijske pruge. 2.5. Prirodni resursi Pored uglja koji je najznaĉajniji prirodni resurs, na prostoru površinskoj kopa zemljište se, u zavisnosti od kvaliteta koristi u razliĉite poljoprivredne svrhe. Evidentirane su šume sa razliĉitim vrstama flore i faune, moćvare sa tresetištima i livade. Za potrebe vodosnabdevanja postoje vodotokovi i izvorišta. 2.6. Klimatske uslovi i promene Prostor površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ definiše umerena kontinentalna klima sa umereno hladnim zimama i relativno toplim letima. Merenjima su utvrĊene srednje vrednosti proseĉnih temperatura, padavina, isparavanja i uĉestalosti pojave vetrova. 2.7. Objekti od javnog znaĉaja Kako se kop nalazi na prostoru nekoliko sela, evidentiran ze znatan broj škola, lokalnih radnji, zdravstveni objekti, crkvi i grobalja. 3. Prethodno snimanje (nulto stanje) uticaja U cilju što jasnijeg i boljeg praćenja uticaja rudarskih aktivnosti na ţivotnu sredinu neophodno je izvršiti prethodno snimanje na objekatima i u prostoru pod dejstvom radova. U prethodnom periodu razvoja industrije na prostoru površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ nije bilo detaljniji praćenja uticaja na ţivotnu sredinu, a evidentirani su odreĊeni negativni ospekti, pre svega na prirodne ekosisteme kao i na poljoprivredna i šumska podruĉja, koji su se manifestovali kroz uništavanje zemljišta, promenu pejzaţa i morfologije terena, izmeštanje prirodnih staništa, uništavanje vegetacije, promenu tokova i reţima voda, zagaĊenje tla i vode usled neadekvarnog odlaganja otpadnih materija, zagaĊenje vazduha prašinom i pepelom, povećanje izvora buke i vibracija i dr. Zbog toga je potrebno izvršiti snimanje stanja (nulto) kvaliteta vode, vazduha, zemljišta i ostalih parametara u zoni dejstva rudarskih radova da bi se na osnovu toga nastavilo sa kontrolom uticaja i propisivanjem adekvatnih mera zaštite. Pri utvrĊivanju stanja voda prate se hidrogeološki parametri (prihranjivanje, koeficijent filtracije, praţnjenje); hemizam vode i sadrţaj karakteristiĉnih elemenata; kvalitet vode prema uslovu mogućnosti njene prerade u odgovarajućim postrojenjima za potrebe vodosnabdevanja; kvalitet vode u reĉnim tokovima posebno onima koji sluţe kao recipijenti voda (površinskih i podzemnih) koje se dreniraju iz aktivne zone kopa. Ova merenja se vrše na aktivnim bunarima i izvorištima u zoni dejstva rudarskih aktivnosti sa posebnim osvrtom na periode u kojima se javlja opasnost od izlivanja prisutnih reĉnih tokova. Kada se posmatra stanje zemljišta na prostoru površinskog kopa „Tamnava-zapadno polje“ evidentirano je nekoliko tipova tla sa odreĊenim karaketristikama sa aspekta sadrţaja mineralnih elemenata, posebno N,P,K; uĉestalost pojavljivanja odreĊenih tipova tla; mogućnost uzgoja odreĊenih kultura; podela prema obradivosti; utvrĊivanje vrste i stepena kontaminacije usled deponovanja ĉestica

157


aero-zagaĊenja, upotrebe veštaĉkih Ċubriva, povećanog sadrţaja organskog ugljenika u odvodnim vodama sa polja i farmi, smanjenje kvaliteta površinskog sloja tla usled neadekvatnog mešanja sa ostalom jalovinom i zatrpavanje na odlagalištima ĉime se gubi i genetski sadrţaj i naslage semenki. Kvalitet vazduha se prati kroz sadrţaj SO2 i koncentraciju suspendovanih ĉestica sa SiO2 u ukupnoj prašini kao posledicu rudarskih aktivnosti. Evidentirano je, pri definisanju nultog stanja, da je povećan sadrţaj SO2 (posebno u zimskim uslovima) kao i koncentracija suspendovanih ĉestica u odnosu na zakonom dozvoljenu. Pored ovih parametara potrebno je definisati nulto stanje i za buku (koja uglavnom potiĉe od rudarske mehanizacije), radijaciju, stanje flore i faune i ekosistema u zoni dejstva kopa, objekte zagaĊenja u blizini (drobilana), stanje u postojećim naseljima i demografse aspekte, morfologiju terena i pejzaţ, klimatske aspekte i dr. 4. Sistem praćenja uticaja na ţivotnu sredinu Razvoj sistema praćenja uticaja na ţivotnu sredinu ima za cilj da obezbedi pouzdane pokazatelje i vrednosti zagaĊenja, moguću štetu i odgovarajuće mere zaštite za spreĉavanje odnosno saniranje nastalih negativnih posledica. Pravovremenim i taĉnim definisanjem mogućih nepovoljnih uticaja površinskog kopa „TamnavaZapadno polje“ na ţivotnu sredinu moguće ih je u daljem razvoju kopa, prema odgovarajućim usvojenim rešenjima, adekvatno kontrolisati odnosno minimizirati bez ugroţavanja osnovne namene objekata i prostora. U ovom procesu ne neophodna saradnja svih zainteresovanih strana kako rukovodstva preduzeća, tako i drţavnih, regionalnih i organa lokalne samouprave. Svetska dostignuća na temu monitoringa uticaja na ţivotnu sredinu su razvila blok dijagram kroz koji se taĉno definišu svi potrebni aspekti. Pokazati nadleţnim vlastima i organima da su radovi na razvoju kopa i prateće aktivnosti na proizvodnji uglja usklaĊeni sa ciljevima zaštite ţivotne sredine odreĊeni Studijom o proceni uticaja na ţivotnu sredinu i da se u toj oblasti postiţu dobri rezultati Standardi Republike Srbije i standardi Evropske Unije zasnovani na meĊunarodnim Standardi standardima ISO 1400 utvrditi kratkoroĉne i dugoroĉne trendove , prepoznati promene u ţivotnoj sredini i Secifiĉni analizirati uzroke , meriti uticaj i rezultate porediti sa predviĊanjima , unapreĊivati ciljevi monitoring sistem , unapreĊivati praksu i postupke zaštite ţivotne sredine MONITORING Zahtevi monitoringa Problemi u okruţenju Specifiĉni zahtevi monitoringa koji su Procenom uticaja na ţivotnu sredinu treba razvijeni u Programu monitoringa: definisati: • šta se meri • vrednosti ţivotne sredine koje treba štititi • gde se meri • potencijalne opasnosti <=> • kad se meri • potencijalne uticaje • kako se meri • nivo prihvatljivih promena • ocena korišćene metode • nivo privatljivog rizika • potrebne dodatne informacije • putevi i mesta uticaja OCENA VREDNOSTI Iz sistema monitoringa odrediti trendove Iz sluţbe praćenja i ocenjivanja izmeniti praksu i uzoraka, oceniti uticaje i usaglasiti dobijene postupaka zaštite ţivotne sredine i uvrstiti vrednosti izmene u sistem monitoringa Cilj

158


Tabela 4.1. Blok dijagram sistema monitoringa

4.1. Parametri uticaja Veoma je vaţno da se kroz razvoj sistema praćenja uticaja površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ na ţivotnu sredinu utvrde parametri kroz koje se mogu prepoznati negativni uticaju na okruţenje. TakoĊe potrebno je sprovesti neke aktivnosti kroz koje će se odrediti: - identifikovanje izvora i parametara zagaĊenja, - izbor parametara ţivotne sredine za koje će se vršiti merenja, - odreĊivanje kritiĉhih oblasti mogućih zagaĊenja, - prikupljanje, analiza i obrada dobijenih podataka merenja Parametara uticaja preko kojih se vrši praćenje negativnih uticaja na ţivotnu sredinu su : kvalitet vazduha, kvalitet površinskih voda i voda iz akumuklacija na kopu, kvalitet i nivo podzemnih voda, kvalitet zemljišta, buka. 4.2. Praćenje i merenje parametara Praćenjem i merenjem parametara uticaja na ţivotnu sredinu definišu se promene koje se odnose na promenu kvaliteta, pojavu štetnih aspekata, kao i mesto i naĉin merenja. U tabeli 4.2.1. dat je prikaz parametara preko kojih se meri negativan uticaj na ţivotnu sredinu, a daljom razradom će se definisati i ostale aktivnosti i naĉin njihovog sprovoĊenja.

Kvalitet vazduha

Kvalitet površinskih voda Kvalitet i nivo podzemnih voda Kvalitet i nivo voda iz akumulacija u kopu Kvalitet zemljišta Buka

taloţene ĉestice prašine ĉaĊ emisije gasova

sumpor dioksid

sumpor dioksida azotnih oksida ugljen monoksida boja, miris i temperatura vode, suspenodvane ĉvrste ĉestice, rastvorene materije, vidljive otpadne materije, pH vrednsot, elektroprovodljivost, amonijum jon, nitrati, nitriti, kalcijum, magnezijum, hloridi, sulfati, gvoţĊe, mangan cink, bakar, hrom ukupni, olovo, kadmium, ţiva, rastvoreni kiseonik, procenat zasićenja kiseonikom, BPK5, HPK5, fenoli Saglasno pravilniku o kvalitetu vode za piće

nivo

fosfor, azot, BPK5 RK, teški metali (cink, bakar, nivo,koliĉina,acidifikacija hrom ukupni, olovo kadmijum, ţiva) i sulfidi i eutrofikacija pH, CaC03 sadrţaj humusa, mikro elementi, teški metali (gvoţĊe, mangan, cink, bakar, hrom ukupni, olovo, kadmijum, ţiva) Jaĉina, dnevna merenja Jaĉina, noćna merenja Tabela 4.2.1. Praćenje negativnih uticaja na ţivotnu sredinu

Kod praćenja kvaliteta vode (površinskih i podzemnih) kao i voda iz akumulacija u kopu i recipijenata kao što se vidi iz tabele 4.2.1. prati se veliki broj parametara pri ĉemu se merenja vrše na stacionarnim objetkima (mostovima, pumpnim stanicama, ispustima, bunarima za vodosnbdevanje i dr.). Veoma je vaţno odreĊivanje dovoljnog broja uzoraka, pravilno rukovanje uzorcima, definisanje potrebnog broja merenja, a sve to u skladu sa zakonskom regulativom koja tretira predmetnu oblast.

159


Praćenje kvaliteta zemljišta se obavlja u cilju utvrĊivanja i poboljšanja uslova tla kao i definisanja buduće namene. U tabeli 4.2.1. su dati paramentri za praćenje uz poseban osvrt na sadrţaj faktora plodnosti odn. toksiĉnosti zemljišta. Merenja se vrše na rekultivisanim površinama, karakteristiĉnim mestima na kopu koja mogu biti ili su ugroţena od zagaĊenja, zemljištu ispred ili oko površinskog kopa. Potrebno je definisati broj merenja tla na godišnjem nivou, meseĉnih prikupljanja podataka u cilju upravljanja zemljištem (kontrola erozije, zaštita pejzaţa), sadrţaj domaćih biljnih vrsta i njihovu gustinu pojavljivanja i raznolikost u vremenskom intervalu koji se odnosi na posmatranu rekultivisanu površinu. Rezultati praćenja i merenja ovih parametara se implementiraju u buduće projekte razvoja i napredovanja na površinskom kopu u cilju povećanja efikasnosti na samoj eksploataciji i odlaganju otkrivke i uglja, kao i na daljoj rekultivaciji i budućem korišćenju zemljišta. Merenje kvaliteta vazduha podrazumeva dobijanje podataka o parametrima koji su dati u tabeli 4.2.1., pri ĉemu je potrebno kontrolisati i odreĊene meteorološke faktore koji direktno doprinose emisiji zagaĊenja vazduha. Raspored mernih mesta odreĊuje se zavisno od podruĉja na kome se ispituje kvalitet vazduha, od rasporeda i vrste izvora zagaĊivanja, gustine naseljenosti, orografije terena i meteoroloških uslova. Merenjem se prati zagaĊenosti vazduha u blizini pojedinaĉnog izvora, u blizini opterećenih saobraćajnica i u blizini razuĊenih objekata zagaĊenja po ĉitavoj površini kopa. Za merenje imisije zagaĊenja vazduha definišu se mesta gde je povećan rizik prekoraĉenja graniĉnih vrednosti. Merenje se moţe obavljati kontinualno (na stanicama), sa prekidima (na mernim mestima) i u pokretnim laboratorijama. Uĉestalosti merenja zavisi od parametara koji se mere, pa se na taj naĉin i propisuje broj, interval, prostor i drugi uslovi u cilju dobijanja potrebnih podataka. U zavisnosti od konkretnih okolnosti, uĉestalost merenja moţe se povećati ili smanjiti, ĉime se ograniĉava ili proširuje prostor za kontrolu. Rezultati sistematskog merenja imisije evidentiraju se, obraĊuju, analiziraju i prikazuju kao: srednja koncentracija, karakteristiĉna vrednost, frekvencija visokih koncentracija i medijana. Pokazatelji se moraju zasnivati na najmanje 75% propisanih podataka. Izvori buke na površinskom kopu su rudarske mašine za otkopavanje, transport i pomoćne radove: bageri, utovaraĉi, buldozeri, transporteri sa trakom, kamioni,autocisterne. Merenje jaĉine buke se vrši na nekoliko mernih taĉaka u zavisnosti od konkretnih i dominantnih uslova rada na prostoru površinskog kopa. Kao i pri merenju kvaliteta vazduha, i kod merenja nivo buke vaţni su klimatski podaci i uslovi na terenu. Uĉestalost merenja moţe biti velika jer je vreme potrebno za merenje jako kratko, tako da se preporuĉuje meseĉno merenje, a jednom godišnje u trajanju od 24 ĉasa merenje buke na svim mernim mestima. 4.3. Rezultati merenja Nako izvršenih merenja stanja prostora i objekata u zoni površinskog kopa u „nultom“ merenju i kontrolnim merenjima, rezultati i dobijeni podaci treba da proizvedu odreĊeni zakljuĉak na osnovu koga se propisuju mere ţaštite. U zavisnosti od specifiĉnosti posmatranih objekata, mere koje se propisuju i koje treba da se u daljem radu sprovode su osnov za dalje planiranje radova kroz projektnu dokumentaciju za posmatrani kop. odnosno prostor na kome se javlja njegov uticaj. Za sve posmatrane i merene parametre propisuju se mere koje mogu biti predviĊene zakonom i drugim propisima; mere koje se sprovodu u sluĉaju udesa; mere koje se sprovode kroz planove i tehniĉka rešenja zaštite ţivotne sredine; mere rekultivacije i sanacije i druge mere koje spreĉavaju ili smanjuju uticaj rada površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“

160


5. Zakljuĉak U toku procesa planiranja rada površinskog kopa da bi se postigla projektovana proizvodnja a istovremeno zadovoljili uslovi zaštite ţivotne sredine potrebno je na vreme obrzbediti dovoljan broj pokazatelja stanja parametara koji se posmatraju i koji utiĉu na naĉin izvoĊenja radova. Vrsta i broj parametara zavisi od raznovrsnosti pojava i objekata na prostoru površinskog kopa, a razvoj i korišćenje sistema za praćenje njihovog uticaja osnovu za usvajanje rešenja i propisivanje mera ţaštite. Pri razvoju ovog sistema mora se usvojiti pravilan naĉin merenja, uĉestalost merenja, prikupljanja dobijenih podataka i njihovog daljeg korišćenja, što će omogućiti jednostavnije dobijanja potrebnog rešenja za spreĉavanje ili smanjenje uticaja površinskog kopa „Tamnava-Zapadno polje“ na ţivotnu sredinu. 6. Literatura: 1. Glavni Plan Rekultivacije p.k.“Tamnava-Zapadno polje“ - EPS, LMBV, WISMUT - Beograd, mart 2007 god. 2. Studija o proceni uticaja na ţivotnu sredinu projekta: Dopunskoi rudarski projekat p.k.“TamnavaZapadno polje“ - Kolubara Projekt Lazarevac- 2009 god.

161


OGRANIĈAVAJUĆI FAKTORI ZA OTKOPAVANJE PODINSKOG UGLJENOG SLOJA POVRŠINSKOG KOPA ,,JUŢNO POLJE’’ LIMITATION FACTORS OF FLOOR COAL BED EXPLOITATION IN ”SOUTH FIELD” Zoran Ilić PD RB ,,KOLUBARA” d.o.o.

REZIME Otvaranje i izgradnja novih rudnika uglja, izgradnja novih termoblokova je veliki investicioni poduhvat i predstavlja imperativ i prekretnicu u razvoju Elektroprivrede Srbije. Uslov za odrţavanje postojećeg nivoa proizvodnje uglja i povećanje kapaciteta za nove termoblokove je otvaranje i izgradnja površinskih kopova ,,Veliki Crljeni‟‟, ,,Polje E‟‟, ,,Juţno Polje‟‟ i ,,Radljevo‟‟. Budući površinski kopovi imaće znatno širu i kompleksniju problematiku otvaranja i izgradnje od svih dosadašnjih površinskih kopova u kolubarskom ugljonosnom basenu. Pre svega raslojenost ugljonosnih serija, velike dubine zaleganja, znaĉajne hidrogeološke izdani, zaposednutost prostora vaţnim infrastrukturnim objektima su samo osnovni parametri koji govore o problematici novih površinskih kopova. Svakako da površinski kop ,,Juţno Polje‟‟ sa svojom sveukupnom problematikom predstavlja najveći izazov i za projektante i za izvoĊaĉe radova. Ograniĉenje površinskog kopa ,,Juţno Polje‟‟ je izvršeno na osnovu sagledavanja kompletnog leţišta uglja ( geološka polja E, F, G, Šopić, Veliki Crljeni i Tamnava Istoĉno polje ), na osnovu poloţaja znaĉajnih infrastrukturnih objekata i koliĉina uglja potrebnih za snabdevanje termolelektrana. Analizama razvoja frontova radova na otkrivci i uglju, kao i smeštajnog prostora za jalovinu u dve varijante vertikalne podele, usvojeno je otkopavanje samo povlatnog i glavnog ugljenog sloja, dok se podinski ugljeni sloj ne otkopava. Osnovni razlog za ovakvo definisanje graniĉne dubine površinskog kopa je deficit smeštajnog prostora za odlaganje jalovine. Kljuĉne reĉi: Ograniĉenje I graniĉna dubina površinskog kopa, analiza smeštajnog prostora

ABSTRACT Opening and building up of the new coal mines, construction of the new thermo blocks is a big investment project and represents an imperative and turn over in the development of Electric power industry of Serbia.The condition for the maintenance of the present level of coal production and capacity enlargement of the new thermo blocks is opening and building up open cast mines Veliki Crljeni, Field E, South Field and Radljevo. The future open cast mines will have considerably bigger and more complex problems for opening and building up in comparison to all the other open pit mines which have been opened in Kolubara open mines up to now. First of all, bed separation of coal seams series, great depth of occurrence, significant hydro geologic ground water,with the important infrastructure object which occupy the area, are the only basic parameters which show the real problems of new open

162


pit mines. Open pit mine South Field itself with all the problems it comprises, is the biggest challenge for the designers and the executors of work. The limitation of open pit mine South Field has been carried out based on the consideration of the complete coal layer ( geological fields E, F, G, Šopić, Veliki Crljeni and Tamnava East Field ), and also based on the position of the important infrastructure objects and coal quantities required for the supplying of electric power plant. By analyzing of the front development on the overburden and coal, as well as stockpile capacity for waste in two variants of vertical division, it has been is decided to excavate only overlaying and coal groundmass, while the substratum is not going to be dug out. The main reason for defining of the open pit boundary depth in such a way is the lack of stockpile capacity for overburden dumping. Key words: THE LIMITATION OF OPEN PIT , OVERBURDEN DUMPING

OGRANIĈENJE POVRŠINSKOG KOPA I ANALIZA SMEŠTAJNOG PROSTORA Usvojeno ograniĉenje površinskog kopa ,,Juţno polje“ bilo je uslovljeno nizom faktora: - strukturnim karakteristikama leţišta uglja - poloţajem znaĉajnih infrastrukturnih objekata - budućim konaĉnim poloţajem izmeštene reke Kolubare - potrebnim koliĉinama uglja za rad termoelektrana - projekcijama dinamike proizvodnje uglja u rudarskom basenu Novi površinski kop je ograniĉen : - sa severa - površinskom kopom ,,Tamnava – Istoĉno polje“ i neproduktivnim delom ugljonosnog basena tzv. horstom - sa istoka - ţelezniĉkom prugom Beograd - Bar - sa juga - isklinjenjem i raslojavanjem ugljonosne serije - sa zapada - raslojavanjem ugljonosne serije, povećanjem koeficijenta otkrivke i konaĉnim poloţajem reke Kolubare

163


p.k. VELI KI CRQ ENI

23 000

kV DV 110 kV DV 110

TA N PE[

KO LU BA RA

VODOSI STEM PE[ TAN

VAC - BEOGRAD MP - 22 G. MI LANO

P. K. JU@NO POQ E

p.k. POQ E D

- BAR PRUGA BEOGRAD @ELEZNI ^ KA

p.k. TAMNAVA I STO^ NO POQ E

22 000

21000

kV 35 DV

LUKAVI CA

20 000

Crteţ br. 1

43 000

42 000

41000

40 000

39 000

19 000

Ograniĉenje površinskog kopa

U zavisnosti od moćnosti otkrivke i ugljonosne serije, geotehniĉkih karakteristika otkrivke i uglja, kao i tehnoloških mogućnosti zastupljene opreme za masovnu eksploataciju izvršena je vertikalna podela leţišta u završnim konturama površinskog kopa. U okviru okonturenja površinskog kopa sa ostavljanjem zaštitnog koridora za ţelezniĉku prugu Beograd - Bar, sa generalnim uglovima završnih kosina od 13o, izvršena je vertikalna podela u dve varijante. U obe varijante etaţe su 20 m , za rad rotornih bagera u visinskom bloku, odnosno 10 m za rad bagera u dubinskom bloku. U prvoj varijanti je zahvaćen povlatni i glavni ugljeni sloj, od kote - 113 u severnom delu kopa, do kote - 44 u juţnom delu kopa. Najveća dubina kopa je u severnom delu i iznosi 210 m , dok je u jugozapadnom delu dubina kopa 140 m . U ovoj varijanti potrebno je otkopati oko 1.00 x 109 ĉm3 jalovih masa, sa koeficijentom otkrivke od 3.44 m3/ t. U drugoj varijanti je zahvaćen i podinski ugljeni sloj. Otkopavanje podinskog ugljenog sloja u severnom delu je do kote - 190, dok je u juţnom delu do kote - 148. Dubina kopa u ovoj varijanti se kreće od 287 m u severnom delu do 245 m u juţnom delu. U ovoj varijanti potrebno je otkopati oko 1.07 x 109 ĉm3 jalovih masa, sa koeficijentom otkrivke od 3.27 m3/ t. Otkopavanjem i podinskog ugljenog sloja dodatno se zahvata oko 35 x 106 t uglja i oko 65 x 106 ĉm3 jalovih masa, uz koeficijent otkrivke od 1.84 m3/ t .

164


23 000

22 000

21000

20 000

Crteţ br. 2

43 000

42 000

41000

40 000

39 000

19 000

Varijanta 1 – otkopavanje povlatnog i glavnog ugljenog sloja 23 000

22 000

21000

20 000

Crteţ br. 3

43 000

42 000

41000

40 000

39 000

19 000

Varijanta 2 – otkopavanje i podinskog ugljenog sloja

165


Površinski kop se otvara sa severne strane izradom unutrašnjeg useka otvaranja, dok koncepcija otkopavanja otkrivke i uglja na ovom površinskom kopu podrazumeva rad pet BTO sistema i dva BTD sistema. I BTO sistem odlagaće mase na odlagalište ,,Veliki Crljeni“, II i III BTO sistem odlagaće mase na odlagalište ,,Tamnava – Istoĉno polje“, dok će IV i V BTO sistem odlagati mase na odlagalište ,,Jabuĉje“. Ovo je inaĉe jedini raspoloţiv prostor za odlaganje masa sa novog površinskog kopa. Prostor odlagališta ,,Tamnava – Istoĉno polje“predstavlja unutrašnje odlagalište istoimenog kopa na kome je završena eksploatacije, dok će se na prostoru budućeg površinskog kopa ,,Veliki Crljeni“ nakon završene eksploatacije uglja formirati spoljno odlagalište za novi povšinski kop ,,Juţno polje“. Istoĉno od konture ,,Juţnog polja“ je zona budućeg površinskog kopa ,,Polje E“. Odlaganje jalovih masa juţno od novog kopa zahtevalo bi komplikovan i dug transport sa dva prelaza preko reke Kolubare, a tu je i gusto naseljeno podruĉje. Jedini prostor koji je moguće zauzeti za spoljno odlagalište je retko naseljen deo naselja Jabuĉje juţno od površinskog kopa ,,Tamnava – Zapadno polje“, a severozapadno od kopa ,,Juţno polje“. Moţe se reći da su ograniĉene mogućnosti odlaganja jalovine na spoljna odlagališta budućeg površinskog kopa. Ukupan smeštajni prostor na spoljnim odlagalištima površinskog kopa ,,Juţno polje“ iznosi : Smeštajni prostor za odlaganje jalovine

Tabela 1

Odlagalište TAMNAVA ISTOĈNO POLJE VELIKI CRLJENI JABUĈJE UKUPNO

Zapremina ( m3) 280 183 440 169 108 780 139 125 512 588 417 732

Na odlagalištu ,,Tamnava – Istoĉno polje“ odlagaće se mase od kote 115 do 185, na odlagalištu ,,Veliki Crljeni“ od dna budućeg kopa na koti 60 do kote 150 i na odlagalištu ,,Jabuĉje“od kote 120 do kote 195. Kubatura odloţenih masa ( x 106 rm3)

Tabela 2

God. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

I BTO 2.4 6.6 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0

II BTO

III BTO

IV BTO

V BTO

/ / /

/ / / / /

/ / / / / / /

/ / / / / / / / /

2.4 3.0 3.0 6.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0

5.4 5.4 3.0 5.4 6.6 9.0 9.0 9.0 9.0

5.4 5.4 4.2 7.8 9.0 9.0 9.0

166

5.4 7.2 7.2 9.0 9.0

Ukupno odloţeno ( r m3 ) 2.4 6.6 9.0 11.4 12.0 17.4 20.4 26.4 28.8 34.2 42.0 43.2 45.0 45.0


15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 5.0 / / /

∑

171.0 104.0

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 6.0 / /

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0

158.4 87.0

9.0 9.0 9.0 9.0

9.0 9.0

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 6.0 / /

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 5.2 /

9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 6.0

124.8 105.0

85.8 140.2

55.8 168.0

45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 41.0 30.0 14.2 6.0 595.8 604.2 1 200.0

Po predloţenoj dinamici eksploatacije otkrivke i uglja, u varijanti kada se otkopava samo povlatni i glavni ugljeni sloj, posle šesnaest godina od poĉetka otvaranja površinskog kopa moguće je zapoĉeti formiranje unutrašnjeg odlagališta. V BTO sistem posle sedam godina odlaganja masa na spoljno odlagalište, poĉinje da formira unutrašnje odlagalište. U toku ovog perioda V BTO sistem bi otkopao 46.5 x 106 ĉm3 masa i na spoljno odlagalište ,,Jabuĉje“ odloţio oko 56.0 x 106 rm3 masa. Naredni sistem koji osamanaest godina posle otvaranja kopa ulazi na unutrašnje odlagalište je IV BTO sistem. Ovaj sistem bi za jedanaest godina otkopao oko 69.0 x 106 ĉm3 jalovine i odloţio oko 83.0 x 106 rm3 . Sa ovako definisanom dinamikom radova, IV i V BTO sistem bi popunili smeštajni prostor spoljnog odlagališta ,,Jabuĉje“ i zapoĉeli formiranje unutrašnjeg odlagališta. Raspored odloţenih masa ( x 106 rm3)

Tabela 3

Odlagalište

VELIKI CRLJENI

Odloţene mase Smeštajni prostor

171.0 169.1

SPOLJNO TAMNAVA ISTOK JABUĈJE

283.2 280.2

141.6 139.1

UKUPNO

595.8 588.4

UNUTRAŠNJE UKUPNO

604.2

1 200.0

U periodu od osamnaest godina od poĉetka otvaranja povšinskog kopa I , II i III BTO sistem bi otkopali oko 303 x 106 ĉm3 jalovine i odloţili oko 364 x 106 rm3 na spoljna odlagališta ,,Tamnava – Istoĉno polje“ i ,,Veliki Crljeni“. Na ovim odlagalištima tada bi na raspolaganju bilo još oko 85.0 x 106 m3 smeštajnog prostora. Preostali smeštajni prostor na spoljnim odlagalištima omogućava da I BTO

167


sistem preĊe na unutrašnje odlagalište posle dvadeset godina od otvaranja kopa, III BTO posle dvadesetjedne godine i II BTO sistem posle dvadeset tri godine od poĉetka otvaranja kopa. II BTD sistem treba da se ukljuĉi u rad posle deset godina od otvaranja kopa i da za šest godina otkopa oko 33 x 106 t uglja. U ovom periodu BTD sistem ne moţe sa frontom radova da odmake dovoljno ka jugu, da bi omogućio izradu silazne rampe za dodatni VI BTO sistem. Znaĉi novi BTO sistem bi mogao da se ukljuĉi u rad posle osamnaest godina od otvaranja kopa i da otkopava meĊuslojnu jalovinu izmeĊu glavnog i podinskog ugljenog sloja. VI BTO sistem treba da napreduje ka jugu, da otkriva podinski ugljeni sloj i da tako omogući rad III BTD sistemu. MeĊutim, za ovo vreme bi bio popunjen smeštajni prostor svih spoljnih odlagališta. Po predloţenoj dinamici proizvodnje otkrivke i uglja za devetnaest godina rada površinskog kopa svi sistemi bi otkopali oko 475 x 106 ĉm3 jalovine ( po prvoj varijanti vertikalne podele, sa pet BTO sistema ). Ove mase odgovaraju odloţenim masama od 570 x 106 rm3 . Sa ovim masama bi bila popunjena sva tri spoljna odlagališta, a nije moguće da svi BTO sistemi istovremeno preĊu u unutrašnje odlagalište. Oĉigledno je da je smeštajni prostor za odlaganje jalovine na spoljnim odlagalištima ograniĉavajući faktor za zahvatanje i podinskog ugljenog sloja. ZAKLJUĈAK Po drugoj varijanti vertikalne podele leţišta zahvata se dodatnih 35 x 106 t uglja iz podinskog ugljenog sloja, sa izuzetno povoljnim ko = 1.84 m3 / t . MeĊutim, ne moţe se govoriti samo o dodatnih 64.6 x 106 ĉm3 jalovine, odnosno o smeštajnom prostoru za dodatnih 77.5 x 106 rm3 . Sa uvoĊenjem novog VI BTO sistema, kao i III BTD sistema, problem je što se znatno odlaţe poĉetak formiranja unutrašnjeg odlagališta, tako da je deficit smeštajnog prostora neprihvatljivo veliki. V BTO sistem u ovom sluĉaju ne bi mogao posle šesnaest godina od poĉetka otvaranja kopa da preĊe na unutrašnje odlagalište, kao ni IV BTO sistem posle osamnaest godina. Ovo vaţi za sve BTO sisteme, dok je oĉigledno da je predloţena dinamika radova (sa otkopavanjem samo povlatnog i glavnog sloja) već dosta vremenski ograniĉena. Sa odlaganjem prelaska u unutrašnje odlagalište pojavio bi se deficit smeštajnog prostora za sve BTO sisteme, bez mogućnosti za iznalaţenje novih spoljnih odlagališta i zauzimanja dodatnih površina. Analiza dinamike razvoja BTO i BTD sistema i smeštajnog prostora na odlagalištima, u dve varijante vertikalne podele površinskog kopa, odredile su izbor konstrukcije površinskog kopa ,,Juţno polje“ sa zahvatanjem samo povlatnog i glavnog ugljenog sloja. Time je definisana graniĉna dubina površinskog kopa.

168


SISTEM DALJINSKOG NADZORA I UPRAVLJANJA BUNARSKIM PUMPAMA PRI ODVODNJAVANJU POVRŠINSKOG OTKOPA “DRMNO” – KOSTOLAC REMOTE MANAGEMENT AND MONITORING OF DRAINAGE PUMPS AT “DRMNO” – KOSTOLAC OPEN PIT MINE Veljko Vuĉurević1, Ivan Gojković1, Milan Pavlović2, Kosta Zorić2, Dragan Milisavljević2, Miroslav Crnĉević1 1 - IMP Automatika, Beograd, 2 – PD TEKO Kostolac Rezime: U ovom radu je predstavljena realizacija SCADA sistema za proizvodni podsistem odvodnjavanja bunarskim pumpama u PO „Drmno“, kao dela informaciono-upravljaĉkog sistema u PK „Kostolac“. Sistem karakteriše prostorna razuĊenost, što je razlog za korišćenje MODBUS protokola preko wireless linka za prenos podataka. Dat je prikaz ugraĊene opreme kao i prvi rezultati primene. Kljuĉne reĉi: bunarske pumpe; upravljanje odvodnjavanjem; scada Abstract: Realization of SCADA system for the drainage subsystem at „Drmno“ open pit mine as the first phase of information-managemant system at the TPPM „Kostolac“ is presented in the paper. The system is distinct for its spatial distribution over a large area, which was the reason for the use of Modbus over wireless for data transmission. Paper contains description of installed equipment and first results of system usage. Key words: drainage pumps; drainage management; scada

UVOD Eksploatacioni radovi na površinskom kopu „Drmno“ – Kostolac odvijaju se u sloţenim hidrogeološkim uslovima. Severna i zapadna granica otkopnog polja su u neposrednoj blizini reka Dunav i Mlava, pa postoji direktana hidrauliĉka veza izmeĊu reka i otkopnog prostora kroz aluvijalne naslage. Otkopavalje uglja se vrši ispod nivoa Dunava, što uzrokuje prisustvo znatnih koliĉina podzemnih voda . Zbog ovakve konfiguracije terena zaštita od podzemnih voda je uslov za izvodjenje eksploatacinih radova na kopu. Zaštita od podzemnih voda se ostvaruje vodonepropusnim ekranom i drenaţnim bunarima opremljenim bunarskim pumpama, rasporedjenim na više od 100 lokacija oko površinskog kopa. Efikasanost rada drenaţnog sistema zavisi od konstantnog praćenja stanja u bunarima i rada bunarskih pumpi. Iz tog razloga je uvoĊenje aktuelnih tehnologija za nadzor i upravljanje u ovaj proces pretstavljalo neophodan korak u modernizaciji sistema.

169


ARHITEKTURA SISTEMA Izabrana arhitektura sistema predstavlja rešenje problema prostorne rasporeĊenosti više od 100 bunara u krugu od 5km. Na slici 1. je prikazana arhitektura instaliranog sistema.

Slika 1. Arhitektura instaliranog sistema

Veliki broj bunara rasporeĊenih na prostoru oko površinskog kopa uslovili su korišćenje beţiĉne veze velikog kapaciteta za komunikaciju ureĊaja smeštenih na samim bunarima sa ostalim delovima sistema. Konkretna realizacja podrazumeva upotrebu wireless prenosne tehnike. Svaki od bunara opremljena je ormanom u koji je smešten primopredajni sistem, koji ĉine access point i antena dobitka 16dBi, usmerena ka ĉvoristu koje se nalazu na glavnom pogonskom objektu elektrane. Na objektu elektrane je postavljena bazna stanica velikog kapaciteta povezana sa antenom širokog ugla pokrivanja (120°). SCADA server i arhivski server se nalaze u prostorijama dispeĉerskog centra površinskog kopa „Drmno“. Wireless linkom, su povezani sa ĉvorištem na objektu elektrane. U objektu PD „Georad“ u selu Drmno smeštena je radna stanica (HMI raĉunar) koji je wireless linkom, preko sabirniĉke antene, povezan sa SCADA i arhivskim serverima sa kojih dohvata vrednosti za prikaz. OSOBINE INSTALIRANOG VIEW2 SISTEMA Instaliran VIEW2 SCADA sistem zasnovan je na industrijskim standardima koji omogućuju visok stepen fleksibilnosti:

170


   

UNIX sistem (CentOS 4.4) X Windows sistem i MOTIF grafički interfejs Relacioni server baza podataka (SQL) TCP/IP LAN i WAN mreže

Korišćenje VIEW2 sistema uz standardna rešenja pruţa mogućnost za laku proširivost sistema uvoĊenjem više servera i radnih stanica, kojih moţe biti i više stotina. TakoĊe je ostvarena mogućnost za lako ukljuĉivanje novih elemenata u postojeći sistem, kao i za povezivanje sa drugim aplikacijama na svim tehnološkim nivoima. HMI (RADNA STANICA) Korišćenjem X Windows sitema i MOTIF interfejsa na radnoj stanici omogućen je dimaniĉki prikaz sistema u realnom vremenu, prikaz arhiviranih podataka i dijagrama, kao i zadavanje komandnih akcija i regulacionih parametara za udaljene stanice kroz komandne dijaloge.

Slika 2. Dinamiĉki prikaz cele linije

Dinamiĉki prikaz cele linije (Slika 2) omogućuje trenutni uvid u stanje linije bunara uz grafiĉki prikaz nivoa vode u pojedinaĉnim bunarima. Za detaljniji uvid stanja bunara, selekcijom sa glavne slike se otvoraju dinamiĉki prikazi pojedinaĉnih bunara (Slika 3). Pored detaljnog uvida u trenutne parametre (tekuće vrednosti protoka, visine vodenog stuba, struja motora, reţim rada, alarmnih stanja...), kroz prikaz pojedinaĉnog bunara mogu se poslati komande (START/STOP frekfentnog regulatora, reset alrma...) ili zadati regulacioni parametri (protok, minimalna visina vodenog stuba...) koji se prosleĊuju daljinskoj stanici...

171


Slika 3. Prikaz jednog bunara

Moguće je pozvati dve vrste pisaĉa:  

Tekući – Prikazuju trend merene veliĉine u realnom vremenu. Arhivski – Na osnovu arhiviranih vrednosti merene veliĉine, u odabranom vremenskom periodu, iscrtavaju trend (Slika 4).

Slika 4. Prikaz pisaĉa

172


SERVERI Serverski raĉunari, switch i terminal za lokalni pristup serverima su smešteni u serverski ormar koji je opremljen UPS-om koji omogućuje rad i u situacijama kraćih nestanka napajanja elektriĉnom energijom. Preko switch-a, raĉunari su povezani sa lokalnom mreţom i wireless antenom. SCADA server vrši obradu podataka koje dobija od komunikacionog softvera i skladišti ih lokalno za dalje korišćenje. Arhivskom serveru se šalju vrednosti merenja sa oderĊenom vremenskom preiodom odabira i prispeli dogaĊaji u vidu signala i alarma. Vrednosti se arhiviraju sa vremenskim tagom prispeća. Na taj naĉin je omogućeno skladištenje pristiglih podataka na godišnjem ili duţem nivou radi naknadnog prikaza (sa saĉuvanim redosledom) i analize. KOMUNIKACIJA Kao najpogodniji komunikacioni protokol za odabranu arhitekturu izabran je MODBUS RTU kojeg karakterišu jednostavne i kratke poruke. Za svaku udaljenu stanicu je pokrenut poseban komunikacioni pravac sa sopstvenim UDP portom, ĉime je ostvarena zadovoljavajuća brzina osveţavanja vrednosti. Za komunikaciju SCADA servera sa HMI raĉunarom izdvojena je posebna linija ka ĉvorištu, kako ta komunikacija ne bi bila opterećena razmenom poruka sa bunarima. Za ostvarivanje beţiĉnih linkova korišćena je 5.475 – 5.725 GHz wireless oprema. BUNARI Svaki od bunara je opremljen bunarskim pumpama, potapajućom sondom za merenje visine vodenog stuba (sa linearnim izlazom 4-20mA), induktivnim protokomerom (sa linearnim izlazom 4-20mA i mogućnošću oĉitavanja trenutnog i kumulativnog protoka), i neophodnom regulacionom tehnikom (Slika 5). Osnov napajanja pumpi su trafostanice 6/0.4kV, 250 kVA . Iz jedne trafostanice napojeno je 14 do 24 pumpi. Trafostanice 6/0.4 kV su radijalno povezane sa glavnim trafostanicama na kopu 110/6 kV i 35/6kV pomoću 6kV gumenih kablova tipa ERN preseka 35. Ovakvim naĉinom napajanja obezbeĊuje se preglednost šeme, kvalitetno odrţavanje napona, kao i pouzdano i selektivno podešavanje relejne zaštite , što omogućava rad jednom delu bunara i u sluĉaju kvara na delu srednje naponske mreţe. Rad pumpe kontroliše lokalni PLC, na osnovu zadatih parametara i vrednosti koje dobija sa lokalnih ureĊaja (Slika 7.). PLC pored automatske regulacije ima i ulogu zaštite sistema od riziĉnih situacija kao i ostvarivanja maksimalne ekonomiĉnosti rada. Radom motora pumpe upravlja frekfentni regulator na osnovu vrednosti koje mu zadaje PLC. Na vratima panela postoji preklopka kojom se bira reţim upravljanja regulatorom:  Lokalno –parametri i komande se zadaju lokalno, sa postojećeg panela.  Daljinski –parametri i komande se zadaju iz upravljaĉkog centra, preko HMI raĉunara.  Stop – PLC je zaustavljen. U toku rada smenjuju se dva reţima regulacije:  Regulacija po protoku.  Regulacija po nivou.

173


Slika 5. Logika instalirana pored bunara

Slika 6. Nivo vode i izbor regulacije

Nakon prijema START signala frekfentni regulator ispituje ispunjenje uslova za pokretanje pumpe. Ako visina vodenog stuba ne premašuje minimalnu zadatu vrednost h1 regulator neće pokrenuti pumpu, ĉime se ona štiti od rada bez vode. Ispumpavanje vode iz bunara se u poĉetku vrši po zadatom protoku. U tom periodu, frekventnom regulatoru PLC prosledjuje vrednost zadatog protoka i vrednost tekućeg protoka (Slike 6, 7 i 8). Kada

174


nivo vode u bunaru opadne na vrednost h min prelazi se na regulaciju po nivou. PLC tada frekventnom regulatoru prosleĊuje tekuću i zadatu vrednost visine vodenog stuba.

Slika 7. PLC

Slika 8. Funkcija “SVCU” – usteda energije

175


PLC se napaja sa 24VDC i opremljen je sa dva komunikaciona porta (RS485 i Eternet 10/100), digitalnim ulazima (napona 24VDC), mernim ulazima (4-20mA) i relejnim izlazima. Tehniĉke karakteristike frekfentnog regulatora:  Napajanje u opsegu 380VAC do 500VAC ( -15% do +10%)  Kratkotrajno preopterećenje momentna od 170 do 200%  Kratkotrajno strujno preopterećenje 150%  Mogućnost nesmetanog rada i sa gubitkom jedne faze u napajanju  6 logiĉkih i 3 analogna ulaza  Logiĉkih izlaza 1 logiĉki, 2 relejna i 1 analogni izlaz  UgraĊen komunikacioni port RS485, (opcija komunikacije Ethernet TCP/IP, Modbus, Device Net)  Mogućnost prikljuĉenja dislociranog displej terminala sa navigacionim tasterima  Prekidna frekvencija (za generisanje sinusoide) podesiva od 2kHz do 16kHz  Radna temperatura -100C do +600C Tehniĉke karakteristike protokomera:  Nema pokretnih delova (induktivni protokomer)  Izlazni signal: struja 4 – 20mA DC  Preĉnik odgovara preĉniku cevi

ZAKLJUČAK Ovakva koncepcija upravljaĉko-nadzornog sistema, stvorila je bazu podataka sa informacijama o stanju i radu bunarske linije. Nakon poĉetnog perioda eksploatacije sistema daljinskog nadzora i upravljanja bunarskim pumpama na kopu „Drmno“ u Kostolcu došlo se do sledećih zakljuĉaka: 1. U dosadašnjem radu sistema za daljinski nadzor i upravljanje bunarskim pumpama dokazane su sve projektovane karakteristike ugraĊene opreme i prednosti i pogodnosti koje ovaj moderan sistem omogućava. 2. Informacije u realnom vremenu omogućile su dispeĉeru da stalno ima uvid u rad linije i u sluĉaju zastoja, donese odluku da li da poništi uzrok zastoja i ponovo pokrene bunarsku pumpu ili da pošalje na teren ekipu odrţavanja. Ovakvim delovanjem smanjen je broj intervencija na terenu. 3. Na osnovu baze podataka, generisani su dijagrami o protoku i nivou vode u bunarima, koji su otkrili da jedna grupa bunara nema oĉekivani dotok vode. Takvim bunarima zadati su parametri rada koji odgovaraju njihovim stvarnom stanju, tako da je ovim bunarima produţen eksplotacioni vek. 4. Automatsko upravljanje radom pumpama u zadatim reţimima rada (zadati konstantan protok ili odrţavanje nivoa vode u bunarima prema zadatom nivou), tehnološka zaštita motora i pumpi smanjuju troškove utroška elektriĉne energije za rad pumpi, omogućuju preventivno odrţavanje i smanjenje troškova nadzora, upravljanja i odrţavanja ĉitavog sistema. 5. Na osnovu baze podataka stvoren je i hidro-dinamiĉki „model“ koji će posluţiti kao podloga za projektovanje novih bunarskih linija.

176


SAVREMEN PRISTUP ZAŠTITI VODE, ZEMLJIŠTA I VAZDUHA PRI DEPONOVANJU PEPELA U OTKOPANOM PROSTORU PK ’’ ĆIRIKOVAC’’ MODERN CONCEPT IN PROTECTION OF WATER, SOIL AND AIR ON ASH DISPOSAL SITE IN FORMER OPEN MINE ’’ CIRIKOVAC ’’ Jovan Tošić 1, Ţivko Stević1, Pavle Stjepanović2, Dejan Lazić2, Klara Konc Janković2 1 - PD „‟ Termoelektrane i kopovi Kostolac „‟, Kostolac, 2 – Rudarski institute, Zemun REZIME U otkopanom prostoru Površinskog kopa ‟‟ Ćirikovac ‟‟ traju aktivnosti na ureĊenju terena i izradi infrastrukturnih objekata za formiranje deponije pepela, ĉime se po prvi put kod nas pristupa konceptu da se u otkopanim prostorima rudnika uglja vrši deponovanje nuz-proizvoda sagorevanja u termo-elektriĉnoj proizvodnji, odnosno pepela. Ujedno prilikom projektovanja i pripremnih radova preduzimaju se savremene metode za zaštitu vode, zemljišta i vazduha.Prikom zaštite podzemnih voda i zemljišta posebno se odvajaju prirodne podzemne vode koje imaju nezavisan drenaţni sistem od tehnoloških voda, izmeĊu kojih se postavlja vodonepropusna barijera. Izdvojene tehnološke vode se kao procesne vode ponovo vraćaju u termoelektranu i koriste u procesu hidrauliĉkog transporta pepela.Preduzete su i maksimalno moguće mere zaštite od mešanja atmosferskih voda sa tehnološkim vodama putem sakupljanja i preusmeravanja padavina obodnim kanalima i daljom evekuacijom do prirodnih recipijenata. Zaštita vazduha se vrši preko sistema za orošavanje, gde se takoĊe koriste tehnološke vode, kao i izradom šumsko-zaštitnog pojasa oko deponije. Kljuĉne reĉi : zaštita vode, deponija pepela, drenaţa. ABSTRACT In the area of open pit mine „‟ Cirikovac „‟, there are many activities on making configuration of therein and building infrastructure objects for new disposal ash site. It is the first time in Serbia, that implements modern concept depositing ash in former open pit mine. In the same time during designing and frame works there are taken modern methods in protection of natural waters, soil and air. In protection of natural underground waters and soil , there is benthonic and plastic PEHD barrier dividing natural and processing waters where each of them has itself drainage system. Processing water is returning and again using in making of hydraulic transport of ash. There are taken and measures for protection of mixing of atmospheric and processing waters using by collection channel , which is role to evacuate rain off in the nearest river. Protection of air is with rain-system which using processing waters Key words: protection of water, disposal ash, drainage.

UVOD Površinski kop „‟ Ćirikovac „‟ je otvoren 1974. godine po zatvaranju istoimene jame i površinskom eksplaoatcijom u toku od 35 godina iz ovog rudnika je iskorišćeno oko 44.000.000 t lignitaskog uglja i tom prilikom je otkopano preko 150.000.000 m3 jalovine.Tokom 2009. godine površinski kop lignita „‟ Ćirikovac „‟ je praktiĉno prestao sa radom i zapoĉete su aktivnosti na ureĊenju terena i izradi infrastrukturnih objekata za formiranje deponije pepela, ĉime se po prvi put kod nas pristupa konceptu da se u otkopanim prostorima rudnika uglja vrši deponovanje nuz-proizvoda

177


sagorevanja u termo-elektriĉnoj proizvodnji, odnosno pepela. Ujedno prilikom projektovanja i pripremnih radova preduzimaju se savremene metode za zaštitu vode, zemljišta i vazduha.Prikom zaštite podzemnih voda i zemljišta posebno se odvajaju prirodne podzemne vode koje imaju nezavisan drenaţni sistem od tehnoloških voda. IzmeĊu prorodnih i tehnoloških voda se postavlja vodonepropusna barijera a tehnološke vode kao procesne vode, se posebno prikupljaju i ponovo vraćaju u termelektranu Kostolac B gde se koriste za hidrauliĉki transport pepela.

ZAŠTITA PODZEMNIH VODA Posebna paţnja je posvećena zaštiti podzemnih voda i u tom cilju je predviĊena ugradnja vodonepropusne barijere koja odvaja prirodne podzemne vode od tehnolških voda u telu deponije pepela. Vodonepropusna barijera se satoji iz dva sloja. Prvi sloj je bentonitna zaptivka koja treba da zadovolji tehniĉki uslov da svojim karakteristikama zamanjuje prirodni sloj gline debljine 5,0 m , odnosno nabijene i uvaljane gline debljine 0,5 m ( zakonom propisn stepen hidrauliĉke konduktivnosti ).Ova zaptivka treba da zadovolji i još niz drugih tehniĉkih uslova kao što su postojanost na višestruko zamrzavanje i odmrzavanje, zatim postojanost na višestruko vlaţenje i sušenje, elastiĉnost i sl. Drugi sloj koji se stavlja preko bentonitne zaptivke je PEHD geomemebrana, koja isto mora da zadovolji niz tehniĉkih uslova a jedan od najvaţnijih je postojanost PEHD folije na UV zraĉenje od minimum 10 godina. Obe folije treba da zadovoljavaju ISO standarde kao i vaţeće standarde i direktive EU za deponije opasnih otpada. Radi eliminisanja nepoţeljnog uzgona na vodonepropusnu memebranu ispod membrane je izveden poseban drenaţni sistem, koji ima funkciju prikupljanja prirodnih podzemnih voda i transport do crpne stanice CS1 odakle se ove vode prepumpavaju u Glavni vodosabirnik GVS zapremine 2.500 m3 i dalje preko pontonske pumpe prepumpavaju do prirodnog recipijenta reke Mlave. Na ovaj naĉin izvršena je potupna izloacija prirodnih podzemnih voda od tehnoloških voda. Drenaţni sistem prirodnih podzemnih voda se sastoji od glavnog drenaţnog kolektora ( CRTEŢ 1 i SLIKA 1) koji je trasiran po duţoj osovini deponije i u koji se uliva niz sekundarnih drenaţa. GEOTEKSTIL TIP 800

DRENAŢNE CEVI 2 x ø 250 mm

Krupan lomljeni kamen ø 100 – 300 mm Sitan lomljeni kamen 80 – 150 mm IBERLAUF

PESAK – SLOJ ZA PAD

1.00 00

2.00

178

1.00 00


CRTEŢ 1 : KONSTRUKCIJA GLAVNOG DRENAŢNOG KOLEKTORA Krupan lomljeni kamen ø 100 – 300 mm Sitan lomljeni kamen ø 80 – 150 mm Iberlauf Drenaţne cevi

SLIKA 1 : GLAVNI DRENAŢNI KOLEKTOR U FAZI IZVOĐENJA RADOVA

TEHNOLOŠKE VODE Po izradi osnovne drenaţe preko celog , prethodno ureĊenog terena se postavlja vodonepropusna barijera a preko vodonepropusne barijere drenaţa tehnoloških voda. Porcesne, tehnloške vode se prikuplaju na dva naĉina : kao filtrat iz tela deponije pepela preko drenaţe thnološke vode ( CRTEŢ 2 ) koja se uvodi u crpnu stanicu CS2 ( SLIKA 2 ) i preko prelivnih organa, gde se slobodna voda zahvata i posebnim kolektorom odvodi, takoĊe do crpne stanice CS2. Iz CS2 tehnološke vode se prepumpavaju do povišivaĉa pritiska, odnosno do prepumpne stanice PS, odakle se transportuju do termoelektrane gde se

179


ponovo koriste pri spravljanju hidromešavine za hidrauliĉki transport pepela. Na ovaj naĉin se vrši ušteda potrebne tehnološke vode i ista voda se ‟‟ vrti ‟‟ u ciklusima u procesu transporta i deponovanja pepela. GEOMEMBRANA

Sloj za pad PESAK

Geotekstil TIP 300

TELO DEPONIJE PEPELA

Drenaţna cev ø 315

Transportni cevovod prelivnih voda Ĉ ø 500

Agregat 8 – 16 mm

CRTEŢ 2 : KONSTRUKCIJA DRENAŢE TEHNOLOŠKIH VODA

Kapacitet pumpi u crpnoj stanici tehnoloških voda CS2 je izbalansiran sa kapacitetom prepumpne stanice PS, koja radi kao povišivaĉ pritiska, i iznosi 42 l/s. Povišivaĉ pritiska je postavljen neposredno uz Glavni vodosabirnik i iz njega se ĉeliĉnim cevovodom DN 200 procesna voda šalje nazad u termelktranu.

180


SLIKA2 : CS1 ( PRIRODNIH ) I CS2 ( TEHNOLOŠKIH ) VODA

ATMOSFERSKE VODE Vodilo se raĉuna o tome da se maksimalno onemogući mešanje atmosferskih voda sa tehnološkim vodama. U tom smislu projektovan je niz obodnih kanala koji imaju funkciju da prime atmosfreske vode i evakuišu ih u najbliţi recipijent reku Mlavu. Iznad kote 55.00 m.n.m. po juţnoj kosini projektovan je obodni kanal OK1 duţine 1700 m koji prikuplja vode sa viših kota a zatim ih uvodi u pomoćni vodosabirnik, odakle se voda prepumpava u Glavni vodosabirnik ( GVS ). Na severnoj kosini takoţe je projektvan kanal sakuljaĉ EK koji gravitaciono dovodi atmosferske vode do GVS-a, dok je sa zapadne strane projektovan kanal OK2 koji gravitaciono uvodi vodu u GVS. TakoĊe je projektovan i obodni kanal OK3 na višim kotama koji gravitaciono odvodi vodu u reku Mlavu. Iz GVS-a putem pontonske crpne stanice se voda prepumpava do noajviše kote, odakle se gravitacionim cevovodom odvodi do reke Mlave. Glavni vodosabirnik je projektovan tako da se otvoreni kanali ulivaju prvo u taloţnik, kako bi istaloţio nanos a onda preko preliva u GVS. Ispod kote 55.00 m.n.m. atmosferske vode se slivaju u telo deponije i uraĊen je bilans voda gde su uzete u obzir proseĉne meseĉne padavine i proseĉna transpiracia.Konstatvanao je da postoji suficit vode, gde se usled padavina formira podzemna akumulacija. Podzemna akumulacija se formira jer vodonepropusna barijera ne dozvoljava gubitke u podzemlje a sa druge strane sve atmosferilije brzu prodoriru kroz porozan materijal kakav je pepeo i ne postoji mogućnost isparavanja u letnjim mesecima, dok je transpiracija veoma mala i nedovoljna za bilansiranje. Kako bi se rešio ovaj problem bilo je potrebno da se projektuje i sistem za orošavanje, koji bi koristio tehnološke vode, gde bi se u letnjim mesecima kada je i najpotrebniji sistem, veštaĉki povećala kontaktna površina vode i vazduha preko rasprskivaĉa i ubrzalo isparavanje i transpiracija. Ujedno sistem za orošavanje ima ulogu i zaštite vazduha od aerozagaĊenja pri duvanju vetrova.

181


ZAŠTITA TLA Osnovna mera za zaštitu tla je postavljanje vodonepropusne berijere, ĉime se štiti, kako tlo tako i podzemna voda od unošenja zagaĊujućih materija. UreĊenje prostora bivšeg površinskog kopa podrazumeva dovoĊenje kosina u potrebnu geometriju, odnosno ravnanje i ubalaţavanje kosina etaţa koje su posledica tehnologije rada u kopu . Kosine su ublaţavane i dovedene u nagib od 14 0 , ĉime je obezbeĊena geomehaniĉka stabilnost. Ujedno je raĊeno i fino planiranje i valjanje površina kao priprema za postavljanje folije. Prlikom dovoĊenja kopa u potrebnu geometriju poseban problem je predstavljao bivši kopvski vodosabirnik koji je bio zatrpan muljevima koji su slabonosivi. Ovaj problem rešen tako što se u muljeve ograĊivao kamen krupnoće do 300 mm , ĉime se poboljšala nosivost i omogućio ulaazak graĊevinske mehanizacije.Kako se folija sukcesivno polaţe od najniţe taĉke naviše fazno, u ranim fazama veliki deo ureĊenih površina ostaje bez folije ( u kasnijim fazama će se ivršiti pokrivanje ) pa su ove površine podloţne pluvijalnoj eroziji. Radi zaštite zemljišta od pluvijalne erozije mora se pristupiti setvi travnih smeša po poseboj recepturi, kao i privremenim zasasdima ţbunastog rastinja. U cilju praćenja kvaliteta tla i podzemnih voda ispod folije potrebno je ugraditi niz piezometarskih profila po obodu deponije, kako bi se vršilo redovno uzorkovanje i laboratorijske analize. Preko generalnog toka podzemnih voda moţe se utvrditi da li postoji uticaj deponije na tlo i podzemnu vodu. ZAŠTITA VAZDUHA Sa deponije pepela ne postoje znaĉajna isparenja nepoţeljnih mikroelemenata, meĊutim usled isušivanja površina i duvanja vetrova moguće je aero-zagaĊenje usled izdizanja prašine sa deponije. Ovaj problem je znaĉajno ublaţen na taj naĉin što se kao prvo, odvajanjem pepela od šljake u tremoelektrani postigla bolja homogenost i komaktnost pepela za odlaganje, pa samim tim je i razvejavanje ovog materijala manje, nego po staroj tehnologiji transporta i deponovanja pepela. Sa druge strane projektovan je i sitem orošavanja površina pod pepelom, gde se koristi deponijska tahnološka voda u cilju povećanja vlaţnosti površinskog sloja. Napokon, kao poslednja mera se pristupilo zasadu vetro-zaštitnih pojaseva po obodu deponije. Svesni smo da nije moguća apsolutna zaštita kvaliteta vazduha, kao što je to sluĉaj sa zaštitom podzemnih voda i tla, meĊutim, primenjene mere veoma utiĉu na zaštitu kvaliteta vazduha a efikasnost ovih mera će se pratiti adekvatnim monitoringom preko mreţe hvataĉa prašina u okruţenju deponije.

182


DEPONOVANJE PEPELA U VIDU PASTE, ĈIŠĆENJE UGLJA I REKULTIVACIJA DEPONIJE THE ASH DEPOSITING IN THE FORM OF PASTE, THE COAL CLEANING AND THE DUMP RECULTIVATION Mioljub Stanković1, Boţidar Branković, Stanislav Korać1, Nenad Nikolić2 1 – Invest Import, 2 – Lokalna agenda 21, Kostolac Rezime Naše termoelektrane sagore godišnje 35 000 000 tona uglja,niske toplotne vrednosti i proizvedu 6 000 000 tona pepela, koji se odlaţe hidrauliĉki kao retka hidrosmeša i tkao formiraju jezera na visini 15-20 m iznad kote terena, što je izaziva prodor zagaĊenih voda u podzemne vode i reke i prašinu sa deponije. Ovim radom je prikazana mogućnost deponovanja pepela u vidu paste i rekultivacija deponije uz korišćenje jalovine koji se izdvaja ĉišćenjem uglja, ĉime poboljšava kvalitet uglja i smanjuju troškovi za teĉno gorivo, trnasport i mlevenja uglja kao i koliĉine pepela. Kljuĉne reĉi: pepeo, jalovina, deponija, rekultivacija Abstract Our power plants burn 35 000 000 tons of a low coal calorific value a year, and produce 6 000 000 tons of ash, which is deposited as a thin hydraulic mixture. In this way the lakes are formed at the altitude of 15-20 m which cause polluted water to go into underwater and rivers and dust rising from the dump. This paper presents the possibility of depositing the ash in the form of paste and the possibility of recultivating the dump using waste matter that separates from coal. This improves the quality of coal and reduces the cost of liquid fuel, trnasport and crushing of coal as well as the quantity of ash. Key words: fly ash, waste matter, dump, recultivation

UVOD Potrošnja uglja u našim termoelektranama se malo menja zadnjih 20 godina jer nema novih ni ugašenih tako da je godišnja proizvodnja pepela oko 6 000 000 tona tj. 8 500 000 m3. Glavna koliĉina pepela, preko 95% se odlaţe na deponije koje su pored termoelktrana jer je potrošnja pepela u cemnetarama i ciglanama relativno mala a u putogradnji se još ne koristi. Postupak hidrauliĉnog prikupljanja, transporta i deponovanja pepela i šljake je bio jedini koji se primenjivao u našim termoelektranama , sa mnogo vode. Maseni odnos voda: pepeo je oko 12:1, deponije su visine 15 do 20 metara , na ukupnoj površini od 1 200 ha , sa kojih se pepeo raznosi vetrom po okolini a zagaĊene vode u velikoj koliĉini odlaze u podzemne vode i reke. Da bi se ublaţio nepovoljan uticaj deponija na okolinu ova brda pepela treba da se urede, da postanu pristupaĉna, obrasla travom i drvećem i da sluţe neĉemu. Treba ih kontinualno ozelenjavati dok su elektrane u pogonu i dok imaju obavezu prema deponijama. Postojeći hidrauliĉni postupak prilagoditi tako da se u deponiju ispušta pepeo u vidu paste , koja bi se odlagala do konaĉne visine deponije, preko 30 m., i te konaĉne površine prelivati mešavinom vode , zemlje i peska i tako spreĉiti podizanje prašine i

183


omogućiti razvoj biljaka i rekultivaciju. Zemlja i pesqk se mogu dovoziti iz pozajmišta ili se koristiti deo jalovine izdvojen iz uglja u postupku ĉišćenja uglja U tabeli 1 su prikazani osnovni parametri odpepeljivanja u našim termoelektranama. Tabela 1 Proizvodnja pepela, otpadnih voda i površine deponija Naziv termoelektrane

Snaga MW

Proizvod pepela t/h

Površina deponije ha

Otpadna Voda (m3/h)

Proizvod. pepela m3/god.

Otpadna voda m 3 /god.

TE Kolubara TENT-A TENT-B TE Kostolac TE Morava Ukupno

240 1 600 1 200 1 000 110 4 160

84 420 320 340 30 1 194

80 380 400 260 35 1 165

1 000 4 500 3 500 3 800 360 13 160

9 000 000

78 000 000

PRIKUPLJANJE, TRANSPORT I DEPONOVANJE U VIDU RETKE MEŠAVINE Postojeći hidrauliĉni postupak prikupljanja, transporta i deponovanja pepela i šljake sa retkom mešavinom funkcioniše sada tako, slika 1, što se šljaka iz odvajaĉa šljake A2 spira ĉistom vodom iz pumpa A1 kao i pepeo koji se u ejektoru 5 meša sa vodom i dovodi u bazen A6, odakle muljna pumpa A7 cevovodom A8 potiskuje na deponiju, gde se ispušta preko istakaĉa po obodu aktivne kasete, ograĊene obodnim nasipom A9. Pepeo i šljaka se taloţe a višak vode se preko drenaţnog sistema i prelivne šahte A10 odvodi kanalom otpadne vode u reku. Deo vode iz deponije A11 se infiltrira u podzemne vode. Sistemom za zalivanje A12 kvasi se deponija vodom iz kanala otpadne vode. Na ovaj naĉin se prikuplja i deponuje pepeo od 1970 godine, kada je poĉela sa radom TENT-A1. U to vreme se pepeo u TE Kolubara prikupljao pneumatski u silos , mešao sa mokrom šljakom i vodom i ţiĉarom transportovao na deponiju.Pneumatsko prikupljanje i transport pepela u TE Kolubara je bilo praćeno sa dosta prašine u pogonu , pa je prelazak na hidrauliĉno prikupljanje i transport 1978 godine bilo veliko olakšanje . Hidrauliĉno prikupljanje i transport pepela u samim termoelektranama dobro funkcioniše.Problemi su na deponijama pa je u TENT-B , TE Kolubara i TE Kostolac-B hidrauliĉno prikupljanje pepela zamenjeno pneumatskim ali nisu postignuti projektovani parametri niti su deponije bolje i pored velikih ulaganja.

184


12:1

A12

A9

A8 A2

A3

A5

A1

A4

A6

A7

A10

A11

Reka

Slika 1, Prikupljanja, transporta i deponovanja pepela i šljake u vidu retke mešavine Ovakvo stanje zahteva rešavanje problema daljeg deponovanja pepela i rekultivacije postojećih deponija. Ukoliko se zadrţi postojeći postupak prikupljanje i deponovanja pepela retkom mešavinom treba formirati nove deponije a postojeće rekultivisati ili uvesti drugi postupak , koji će omogućiti deponovanje pepela na većim visinama na postojećim deponijama ali sa manje vode. Postupak zgušnjavanja retke mešavine ,odvodnjavanje zgusnute mešavine i odlaganje pepela u vidu paste smatra se najpovoljnijim. ODLAGANJE PEPELA I ŠLJAKE U VIDU PASTE Primena postupak odlaganja pepela u vidu paste prikazan je na primeru adaptacije postrojenja u TE Kolubara , slika 2. Prva faza zgušnjavanja retke mešavine se izvodi recirkulacijom iste preko ureĊaja za recirkulaciju B1. Tako se deo mešavine koristi za spiranje pepela u mešaĉima A1 i odvajaĉu šljake A2 a ostatak mešavine se uvodi u taloţnik B3 sa odnosom voda:pepeo 6:1.Taloţnik B3 se moţe postaviti u elektrani ili na deponiji. U ovom sluĉaju je na deponiji. U taloţniku se pepeo izdvaja u donjoj zoni a mutna voda odlazi u gornju zonu , odakle se preliva I cevovodom A7 vraća u elektranu na ponovno spiranje pepela preko pumpe B2. 6:1 B1

A1

1:2

B8

B2

B10 B7

A7 A6 A2

A4

A3

B9

B3

A5

B7

B4 A1

B9

B6

B1

B12 B2 B5 A6

A2

A3

A4

A5

B11

Slika 2 Odlaganje pepela i šljake u vidu paste

185

B13


Gusta mešavina sa dna taloţnika sa masenom uĉešćem vode od 50 -60% se uvodi u postrojenje za odvodnjavanje B4 gde se višak vode odsisava vakum pumpom kroz filter traku tako da u mešavini ostaje 30-40% vode i to je pasta. Ona se klipnom pumpom B5 preko cevovoda B6 potiskuje na deponiju i od nje se formira deponija B7 pogodnim istakanjem preko postojećeg pepela. Nova deponija B7 ima spoljni nagib 1:6 i visinu 15 m i kada se dostigne ta visina spoljna kosina se preliva mešavinom vode, zemlje i peska u vidu kore B9 iz postrojenja B10. Tom korom se preliva i ravni deo deponije na kome će se nekada odlagati pepeo i tako se spreĉava podizanje prašine sa cele deponije. Sistem za zalivanje B8 sluţi za vlaţenje cele deponije a posebno za razvoj biljaka. Ovako formirana deponija je bezbedna jer nema viška vode koja moţe da ugrozi podzemne vode a razvejavanje pepela je spreĉeno korom od zemlje i peska. Ovakva deponija se moţe koristiti za izgradnju sportskih terena, pošumljavanje, groblja za ţivotinje, izgradnju privrednih objekata itd. Koristeći pepeo u vidu paste B12 mogu se rudniĉka jalovišta B11 ravnjati i rekultivisati i na tim površinama formirati obradljivo zemljište uz pomoć humusa B13 , koji se skida pre otkopavanja uglja. Ovo je razlig više da se termoelektrane grade iskljuĉivo pored rudnika uglja Za ovakav postupak ne treba posebna priprema. Pepeo u vidu paste se iz cevi ispušta preko jalovine i formira ravna površina preko koje se nanosi sloj humusa i zemljište je spremno za obradu. Iz pepela u vidu paste ne izlazi voda jer je nema u višku a zaštita od atmosferskih voda se moţe izvesti folijom preko pepela . Ukoliko je sloj humusa dovoljno debeo zadrţao bi glavnu koliĉinu atmosferske vode tako da se eventualni višak nebi negativno odrazio na podzemne vode. To bi trebalo analizirati uz merenja. ĈIŠĆENJE UGLJA I REKULTIVACIJA DEPONIJE PEPELA Ĉišćenje uglja i rekultivacija deponije je prikazano na primeru TE Kolubara, koja za to ima pogodne uslove obzirom da sagoreva najgori ugalj i da je deponija pepela pogodna za rekultivaciju, slika 3

186


T2

K1

K2

K3

K4

K5

K6

EF1

EF2

EF3

EF4

EF5

EF6 BS2

BS1

SP

Stara dep.

KH

Kaseta A

ND

KM T1 P1 ČU

PM

Kaseta B

Deponija uglja Reka Turija

T1

ŽP

KI

Slika 3. Ĉišćenje uglja i rekultivacija deponije pepela Ugalj za TE Kolubaru je uglavnom podrešetni proizvod iz Kolubara Prerade, Vreoci, i dovozi se ţeleznicom ŢP vagonima iz kojih se boĉno istovaruje u dva rov za istivar RI. Iz rova se ugalj podiţe elevatorom na trakasti transporter na pretovarnom mostuPM i odlaţe na pogodno mesto na deponiji uglja. Sa deponije se uzima drgim pretovarnim mostom a moţe i prvim direkno iz istovarnog kanala i dozira na horizontalni trakasti transporterT1 koji ga dovozi do kosog mostu KM , kojim se doprema u nadbunkerski prostor i horizontalnim transporterom T2 se pune u bunkeri za ugalj iz kojih se uvodi u kotlove K1-K6.. Ugalj se moţe ĉistiti preko postrojenja za ĉišćenje uglja ĈU tako što će se sa transportera T1 skinuti ugalj koji sadrţi veliku koliĉinu jalovine i uvesti u postrojenje za ĉišćenje uglja. Ĉišćenje uglja se sastoji od prosejavanja i pranja. Detaljnom analizom bi se odredila tehnologija i oprema za ĉišćenje. Oĉišćeni ugalj se vraća na transporter T1 i transportuje u bunkere kotla a izdvojena jalovina se moţe dodati u bazen hidrosmeše BS1 i transportovati na deponiju zajedno sa pepelom ili se moţe posebnim sistemom transportovati direkno na deponiju i odlagati kao završni sloj na konaĉno formirane površine pepela. To bi bio završni sloj zemlje , pogodne za rekultivaciju, uz eventualni dodoatak humusa. Procenjuje se da bi trebalo ĉistiti 30% uglja od godišnje potrošnje od 2 000 000 tona tj. 600 000 tona. Iz tog uglja bi se izdvajalo 35% prisutne jalovine pa ako je ona proseĉno 20% znaĉi da bi se od ĉišćenog uglja izdvajalo 600 000x0,2x0,35= 42 000 tona. Obzirom da je sadašnja proizvodnja pepela 350 000 tona godišnje znaĉi da bi se koliĉina pepela smanjila 308 000 tona godišnje tj. jalovine bi bilo 12% u ukupnij zapremini deponije a proseĉna debljna sloja jalovine preko pepela prek 1, 5m u sluĉaju odlaganja pepela za joĉ 15 m. iznad postojećeg pepela. Ovaj sloj bi bio fdobra zaštita od razvejavanja pepela i prodiranja atmosferskih voda do pepela.

187


Jalovina od čišćenja uglja Nova deponija formirana od paste Postojeća deponija

Slika 4. Formiranje deponije od pepela i jaloviine U poreĊenju sa sadašnjim odlaganja pepela ovaj naĉin ima svakako tehnoekonomske i ekološke prednosti.. ZAKLJUĈAK Na osnovu izloţenog moţe se zakljuĉiti da je deponovanje pepela u vidu paste pouzdano i jeftino jer se moţe primeniti u postojećim uslovima hidrauliĉnog transporta retkom mešavinom adaptacijom postojeće opreme uz uvoĊenje postupka taloţenja i odvodnjavanja. Glavne adaptacije i uvoĊenje nove opreme se izvode na deponiji tako da u elektrani ima malo promena. Poslove odlaganja pepela i rekultivacije izvodi posebna radna grupa ĉiji rad nema uticaja na rad elektrane. UvoĊenjem postupka ĉišćenja uglja smanjuju se troškovi proizvodnje el.energije a rekultivacija deponije se izvodi u krugu elektrane od strane radne grupe za ureĊivanje deponije u ĉišćenja uglja. U ekološkom smislu je veoma povoljno je se eliminiše višak vode iz deponije pepela kao ozbiljan zagaĊivaĉ podzemnih voda kao i prašina sa deponije, koja se prekriva slojem jalovine Ovakp ureĊena deponja se moţe privesti nekoj nameni i ukljuĉiti u neke privredne delatnosti kao što je recimo proizvodnja elektriĉne energije iz bio mase , koja bi se proizvodila na deponiji i okolini i dobijala elektriĉna energija, ĉija je cena kao energija iz obnovljivih izvora prema usvojenim uredbama 160 evra/MWh dok je sadašnja cena el.enrgija iz uglja oko 20 evra/MWh. LITERATURA 1.M.Stanković, S.Korać. N.Nikolić, ADAPTACIJA POSTROJENJA ZA HIDRAULIĈNO ODPEPELJIVANJE ZGUŠNJAVANJEM MEŠAVINE I REKULTIVACIJA DEPONIJE, Savetovanje , Deponije pepela , šljake i jalovine u termoelektranama i rudnicima, Banja Vrujci oktobar 2009 2. M.Stanković, Patent 47716 i Prijava patenta P-2010/0137

188

II


HIDRODINAMIĈKI MODEL POVRŠINSKOG RUDNIKA UGLJA „DRMNO“ – SRBIJA HYDRODYNAMIC MODEL OF THE COAL STRIP MINE "DRMNO" – SERBIA Avramović Aleksandar, Marinković Vladislav ,,Georad''doo Drmno REZIME Površinski kop uglja „Drmno“ predstavlja jedan od bitnih ĉinilaca elektroenergetskog sistema Srbije. Površinska eksploatacija uglja traje već preko 20 godina (od 1987. godine), sa eksploatacijom od skoro 9·10 6 tona u 2009. godini. Eksploataciju uglja oteţava vodonosnost povlatnih sedimenata, koja je posledica blizine reka Dunava i Mlave. Odbrana od podzemnih voda realizuje se radom bunara, postavljenih u višelinijskom rasporedu (oko 290 bunara). Dosadašnja rešenja su pravljena ili bez valjane hidrodinamiĉke analize, ili su bazirana na „ad hoc“ matematiĉkim modelima podzemnih voda, nedovoljne pouzdanosti za potrebe projektovanja. Razvojem kopa prema reci Dunav sve više se intenzivira problem odvodnjavanja rudnika i postavlja pitanje njegove dalje koncepcije. Do 2005. godine praktiĉno nije postojao kvalitetan hidrogeološki monitoring. Od tada, uspostavljanjem kvalitetnog monitoringa podzemnih voda, ispunjeni su uslovi za izradu kvalitetnog hidrodinamiĉkog modela rudnika. Model je završen krajem 2008. godine. Njegovoj izradi je prethodio geološki i hidrogeološki modela sedimenata rudnika, kao i analiza svih ĉinilaca toka podzemnih voda. Model se permanentno dopunjava novim podacima monitoringa. Sada se ovaj model koristi za tekuće praćenje eksploatacije uglja, analizu rada sistema za odvodnjavanje, simulaciju mogućih situacija na terenu, kao i dugoroĉne prognoze razvoja rudnika. Kljuĉne reĉi: površinski kop uglja, monitoring, hidrogeološki model, hidrodinamiĉki model ABSTRACT The "Drmno" coal strip mine is one of the most important factors of the electro-power system of Serbia. The coal exploitation has taken place over 20 years (since 987), with the exploitation of almost 9·10 6 tons in 2009. The coal exploitation is complicated by the water-bearing character of the roof sediments, which is the consequence of the vicinity of the rivers Danube and Mlava. Groundwater protection is performed using the wells distributed in several lines (about 200 wells). Current solutions were formed either without the proper hydrodynamic analysis or based on "ad hoc" mathematical groundwater models of insufficient reliability for the design purposes. As the mine progressed towards the river Danube, the problem of mine dewatering is intensifying and the question of its future concept is raised. Up to 2005, there was no proper hydrogeological monitoring. Since then, the establishment of a quality groundwater monitoring enabled creation of quality hydrodynamic model of the mine. The model was finished by the end of 2008. Before its completion, geological and hydrogeological models of the mine sediments were formed, and the analysis of all the factors of the groundwater flow. The model is permanently updated with new monitoring data. At this moment, this model is used for the current coal exploitation

monitoring, analysis of the dewatering system operation, simulation of possible situations in the field, and long-term prognosis for the mine development. Key words: coal strip mine, monitoring, hydrogeological model, hydrodynamic model

189


UVOD Rudnik uglja lignita "Drmno" nalazi se na desnoj strani reke Dunav, izmeĊu Poţarevaĉke grede i naselja Kliĉevac, pored sela Drmno, slika 1. Leţište uglja zahvata površinu od oko 60 km2. Projektovana površina kopa, zajedno sa radnom i jalovinskim etaţama je oko 20 km2. Ukupno procenjene rezerve iznose oko 608·106 tona. Ugalj se eksploatiše metodom površinskog iskopa trećeg ugljenog sloja, koji se prostire i izvan definisanih kontura kopa. Eksploatisani 3. ugljeni sloj, koji je proseĉne debljine oko 16 m, sa površine terena na istoku leţišta, relativno ravnomerno tone prema zapadu i severu, sa proseĉnim nagibom od oko 6 0. U krajnjoj istoĉnoj taĉki fronta napredovanja, dubina do uglja je oko 35 m, a u zapadnoj taĉki fronta, oko 100 m. Debljina uglja je promenljiva, manja ili veća od proseĉne, a najveća i do 40 m. Povlatne sedimente ugljenog sloja predstavlja serija sitnozrnih i prašinastih peskova, iznad kojih se diskordantno nalaze šljunkovi, peskovi i gline. Preko ovih sedimenata se u srednjem, juţnom i istoĉnom delu rudnika nalazi les.

Slika 1: Rudnik uglja "Drmno" EKSPLOATACIJA UGLJA I ODVODNJAVANJE RUDNIKA Površinski kop "Drmno" je otvoren krajem 1987. godine. Krajem 2009. godine je iskopano SKORO 9*106 t/god. Današnja glavna kontura fronta napredovanja rudnika, u duţini od 2,5 km, pruţa se pravcem istok – zapad. Dalja eksploatacija je usmerena na sever, prema reci Dunav.

190


Eksploataciju uglja oteţava vodonosnost povlatnih sedimenata. Pri površini terena se nalaze šljunkovi, veoma bogati vodom. Ispod njih su preteţno sitnozrni i prašinasti peskovi, debljine i do 100 m. Ovi peskovi sadrţe velike koliĉine vode (poroznost oko 40%) i sporo se oceĊuju. Blizina reka Dunava i Mlave znaĉajno utiĉu na dotok podzemnih voda u radne etaţe rudnika. Osnovu odbrane od podzemnih voda predstavlja sistem bunara, postavljenih duţ više linija, slika 2. Bunara ima oko 290, od kojih je veliki broj u neprekidnom radu. U rudniku postoji i sistem za odvodnjavanje površinskih voda, koji se sastoji od kanala postavljenih duţ radnih etaţa i sabirnih jama, iz kojih se voda cevovodom prebacuje u reke Mlavu i Dunav.

Slika 2: Sistem za odvodnjavanje podzemnih voda leţišta uglja "Drmno": linije bunara i glavne linije potisnih cevovoda Vaţniji problemi u odvodnjavanju rudnika, su: nedovoljno i neodgovarajuće angaţovanje rudnika u izradi prognoza rada sistema u narednom periodu i teško ostvarivo postizanje zadatih kriterijuma odrţavanja nivoa podzemnih voda u okviru etaţa rudnika, naroĉito u delovima dubljeg poloţaja ugljenog sloja. Kako planirani razvoj rudnika ide u pravcu iskopa uglja sa sve većih dubina, uz istovremeno pribliţavanje reci Dunav, problem odvodnjavanja je sve veći. Nagli napredak je postignut posle 2005. godine, kada je zapoĉeta izgradnja monitoring sistema rudnika. U poslednje ĉetri godine je izgraĊena osmatraĉka (pijezometarska) mreţa i formirana baza registrovanih podataka koja se stalno dopunjava. Podaci se analiziraju i interpretiraju na odgovarajući naĉin, grafiĉki (karte, profili, dijagrami) i tekstualno (tabele). Ceo sistem podataka je geografski koordinatno defnisan, što ga ĉini pogodnim za kompleksnu kompjutersku obradu. OPIS HIDRODINAMIĈKOG MODEL LEŢIŠTA „DRMNO“ Kao sastavni deo monitoring sistema rudnika izraĊen je konceptualni hidrogeološki 3D model. Model se sukcesivno dopunjuje podacima rezultata novih bušenja, o geometriji rudnika (prate se promene

191


etaţa u prostoru tokom vremena), nivoima podzemnih voda, kapacitetima bunara i drugim elementima reţima podzemnih voda. U toku 2008. godine je na osnovu ovog modela je izvršena reinterpretacija svih raspoloţivih podataka i, praktiĉno ispoĉetka, izraĊen hidrodinamiĉki model leţišta uglja. Ovim je zaokruţena tehnološka šema praćenja, upravljanja i planiranja odvodnjavanja podzemnih voda površinskog kopa uglja "Drmno". Zamišljeno je da hidrodinamiĉki model leţišta "Drmno" ima široku primenu, od praćenja tekućeg rada rudnika, do varijantne analize rezultata odvodnjavanja u prognozi eksploatacije uglja. Namera je da se kroz ovaj model uvede princip optimizacije rada sistema za odvodnjavanje kako u tekućoj proizvodnji, tako i u planiranju daljeg razvoja kopa. Šematizacija, dimenzije, filtracione karakteristike Model se sastoji od pet šematizovanih slojeva, posmatrano u vertikalnom profilu, sa više tipova graniĉnih uslova promenljivih po prostoru i vremenu. Svaki od ovih slojeva odgovara odreĊenom realnom sloju ili slojevima, izdvojenom na osnovu poznavanja terena i rezultata sprovedenih analiza. Posmatrano od površine terena slojevi modela i terena su, slika 3:  prvi vodonosni sloj - povlatni aluvijalni i lesni sedimenti (koeficijent filtracije, K = 1x10-9 – 3x10-5 m/s),  drugi vodonosni sloj - preteţno šljunkoviti vodonosni sloj (K = 2x10-4 – 4x10-3 m/s),  treći vodonosni sloj - peskoviti i glinoviti sloj u povlati drugog ugljenog sloja, koji boĉno (istoĉno) prelazi u povlatni peskoviti sloj trećeg ugljenog sloja (K = 3x10 -6 – 5x10-5 m/s), slika 2,  ĉetvrti, kombinovani izolatorsko vodonosni sloj - drugi ugljeni sloj (izolator), koji boĉno (istoĉno) prelazi u povlatni peskoviti sloj trećeg ugljenog sloja,  peti, vodonosni sloj – peskoviti i prašinasti sloj koji leţi u povlati trećeg ugljenog sloja. U zapadnom delu terena on leţi preko trećeg ugljenog sloja (K = 1x10-6 – 5x10-5 m/s),

Slika 3: Profil preko kopa sa prikazom šematizovanih slojeva Osnovne dimenzije matrice modela, kojom je obuhvaćen izuĉavani teren su 6400 m x 6400 m, što ĉini 40.96km2. Diskretizacija strujnog polja u planu je sa osnovnom poĉetnom veliĉinom polja 16 m x 16 m.

192


Graniĉni uslovi Graniĉni uslovi modela su spoljašnji, definisani prostiranjem ugljene serije, ili usvojeni kao šematizovane hidrodinamiĉke konture, ili su unutrašnji, odreĊeni konturama iskopa uglja i unutrašnjeg odlagališta. Konture sa zadatim pijezometarskim nivoom - površinski tokovi - Od većih otvorenih površinskih tokova, na terenu su zastupljeni reke Dunav i Mlava i napušteni rukavac Dunava (Dunavac), slika 1. U niţem delu terena, aluvijalnoj ravni Dunava, postoji kanalski drenaţni sistem, kojim se reguliše reţim podzemnih voda u ovom podruĉju. Neophodnost ovog sistema je posledica postojanja i rada HE „Đerdap“, ćija je izgradnja izazvala formiranje akumulacije u ovom delu toka Dunava. Konture iskopa - Unutrašnja kontura iskopa povlatnih jalovinskih naslaga kopa predstavlja hidrodinamiĉku najznaĉajniju konturu PK »Drmno«. Višegodišnjom eksplotacijom trećeg ugljenog sloja, uz rad bunarskog sistema odvodnjavanja, formirana je regionalna depresija podzemnih voda, ĉije najniţe kote odgovaraju upravo najniţim kotama konture iskopa. OceĊivanje dela podzemnih voda se odvija kroz kosine iskopa, pri ĉemu se one prikupljaju i odvode izvan kopa u reku Mlavu. Granice rasprostranjenja porozne sredine - Za razliku od severne i zapadne granice modela, ĉije su konture definisane preko otvorenih reĉnih tokova, rasprostranjenje istoĉne granice modela je prirodno definisano konturom isklinjavanja pojedinih slojeva. Definisanje ovakve vrste granice je na osnovu višegodišnjih merenja na terenu. Treba naglasiti da je zapadna kontura modela ispod drugog ugljenog sloja (slika 3), hidrauliĉki i fiziĉki odvojena od reĉnog toka reke Mlave. Ova granica je šematizovana i usvojena na osnovu rezultata analize terenskih podataka. Drenaţni sistem – bunari - Koncepcija odvodnjavanja rudnika površinskog kopa "Drmno" zasnovana je na radu drenaţnog sistema koji predstavlja kombinaciju aktivnog crpenja podzemnih voda i prikupljanja oceĊenih voda u iskop. Obaranje nivoa podzemnih voda aktivnim crpenjem odvija se preko drenaţnih bunara organizovanih u linije. Na modelu su kao ulazni podaci zadavani registrovani proticaji, dok su izmereni nivoi iskorišćeni za verifikaciju u procesu etaloniranja modela. Efektivna infiltracija - Efektivna infiltracija je suma od padavina, isparavanja sa nivoa podzemnih voda i evapotranspiracija. Od velikog su znaĉaja dubina do nivoa podzemnih voda, stanje vlage, kao i litološki sastav akvifera. Na modelu je zadan ovaj parametar, u iznosu od oko 9% od proseĉnih višegodišnjih padavina. REZULTATI I PROBLEMI KALIBRACIJE MODELA Kalibracija modela raĊena je i za stacionarne i za nestacionarne uslove strujanja tako što su menjani hidrogeološki parametri i uporeĊivani sa izmerenim nivoom podzemnih voda i poznatim proticajima. Stres period je jedan mesec. Poseban problem izrade hidrodinamiĉkog modela površinskog kopa je promena geometrije slojeva u stujnom polju po vremenu. Promena geometrije sloja morala je da se izvrši na adekvatan naĉin, kao posledica eksploatacije uglja i jalovine, sa strane napredovanja i povećavanje zapremine unutrašnjeg odlagališta sa druge strane kopa. TakoĊe, posebna paţnja je posvećena koeficijentu isticanja na etaţama, gde se tokom kalibracije modela konstantno vrši uporeĊivanje nivoa podzemnih voda i koliĉini vode koja se ispumpa van kontura kopa. Unutrašnje odlagalište je definisano geometrijom i koeficijentom filtracije razliĉitim od okolne sredine. Samo unutrašnje odlagalište, ozirom na stepen istraţenosti, definisano je kao homogeno u filtracionom smislu. Za potrebe uporeĊivanja izraĉunatih i izmerenih nivoa podzemnih voda korišćeno je 48 pijezometara, koji mere nivo u drugom i petom modelskom sloju, slika 4. TakoĊe, poseba problem tokom

193


kalibracije modela je zapadni deo, gde imamo veoma sloţen reţim podzemnih voda: u povlati 2. ugljenog sloja imamo strujanje podzemnih voda sa slobodnim nivoom, a u podini strujanje pod pritiskom, dok u zoni isklinjenja 2. ugljenog sloja nastaje jedinstvena izdan slika 5. Veliĉina isticanje podzemnih voda u rudnik sa kosina radnih etaţa je takoĊe dobijena kalibracijom modela. Ove vrednosti, koje se menjaju tokom vremena, verifikovane su na osnovu posredno dobijenih koliĉina sa terena, kao rezultat proraĉuna rada sistema za evakuaciju voda izvan konture rudnika. Na slici 5 je prikazan jedan odabrani vremenski presek kalibracije modela (mart 2010): pijezometarski nivoi u trećem i petom sloju, sa elementima bilansa podzemnih voda .

SLika 5: Sraĉunati nivo podzemnih voda za jedan stres period (mart 2010)

Slika 4: Korelacije sraĉunatog i izmerenog nivoa podzemnih voda

194


PRAKTIĈNA NAMENA MODELA Ovakav model prvenstveno omogućava:  analizu stanja, efekata rada postojećeg sistema bunara, uticaj rudarskih radova na nivo i bilans podzemnih voda,  kratkoroĉne i dugoroĉne prognoze efekata rada sistema bunara,  optimizaciju sistema za odvodnjavanje,  analizu urgentnih problema kao što su havarije, nestanak elektriĉne energije na sistemu odvodnjavanja, promene dinamike rudarskih radova,  analizu i rešavanje problema podzemnih voda u široj okolini rudnika, izazvanih upravo njegovim postojanjem i radom, interakcijom sa drugim korisnicima podzemnih voda na ovom prostoru,  nauĉni razvoj PLANIRANI RAZVOJ MODELA Kao i kod svakog hidrodinamiĉkog modela neophodno je stalno odrţavanje modela, odnosno, valorizovanje svih podataka sa terena. Svaki novi podatak, da li je merenje nivoa podzemnih voda ili nova bušotina sa geološkim profilom, treba da naĊe mesto u hidrodinamiĉkom modelu. Da bi sam model dobijao na kvalitetu neophodno je stalno usavršavanje i poboljšavanje monitoringa. Poboljšanje monitoringa ima svoja dva osnovna pravca:  automatizacija merenja proticaja na bunarima i nivoa podzemnih voda na bunarima i pijezometrima, gde bi se softverski filtrirali i pripremali podaci za unos u model, kao i pogušćavanje osmatraĉke mreţe u zonama gde je niţi stepen istraţenosti,  razvijanje i usavršavanje metodologije merenja doticaja voda u kop, kao vaţnog elementa bilansa na osnovu koga moţe da se proverava stepen pouzdanosti modela; Zbog potrebe povećanja eksploatacije uglja na PK ,,Drmno'' sa 9·106 t/god na 12·106 t/god neophodno je proširenje modela ka severu do reke Dunav. Proširivanjem rudnika, ali i pogoršavanjem hidrogeoloških karakteristika severno od sadašnje konture, biće neophodno redefinisanje koncepta odvodnjavanja, u ĉemu modelske analize predstavljaju osnovu. Novim konceptom će morati da se redefiniše metodologija odvodnjavanja, u cilju obezbeĊivanja nesmetanog napretka rudarskih radova, ali i njihove ekonomske opravdanosti. Razvoj ovog modela u širim granicama nego sada, imaće primenu u zaštiti ţivotne sredine u najširem smislu kako u periodu rada, a isto tako i po prestanku rada rudnika. ZAKLJUĈAK Posle mnogo pokušaja, tokom 2008. godine formiran je ovaj hidrodinamiĉki model površinskog kopa ,,Drmno''. Kvalitet ovog modela je kontinualno aţuriranje podataka sa istraţnog bušenja, unošenje podataka promena radnih etaţa po vremenu, nivoa podzemnih voda, kapaciteta bunara i svih ostalih elemenata reţima podzemnih voda. Svi ovi elementi predstavljaju deo tehnološke šeme monitoringa, upravljanja i planiranja odvodnjavanja površinskog kopa ,,Drmno''. Hidrodinamiĉki model površinskog kopa ,,Drmno'' ima široku primenu, od praćenja tekućih radova na rudniku do varijantne analize odovdnjavanja. Namera je da se uvede, koristeći ovaj model, princip optimizacije odvodnjavanja, kako tekuće proizvodnje tako i planirane buduće proizvodnje.

195


HIDROGEOLOŠKI MONITORING POVRŠINSKOG KOPA UGLJA NA PRIMERU PK "DRMNO" HYDROGEOLOGICAL MONITORING OF COAL STRIP MINE, PK “DRMNO” CASE STUDY Vladislav Marinković, Aleksandar Avramović "Georad", Drmno APSTRAKT Leţište uglja "Drmno" zahvata površinu od oko 60 km2 , a ukupno procenjene rezerve iznose oko 608·106 tona. Ugljeni sloj, je proseĉne debljine oko 16 m, dubina do uglja se kreće od 35 m, do oko 120 m. Eksploataciju uglja oteţava vodonosnost povlatnih sedimenata. Problem prisutnih podzemnih voda se rešava sistemom nizova bunara dok se provirne vode iz kosina etaţa rudnika evakuišu sistemom plitkih kanala. UvoĊenjem monitoringa stvaraju se uslovi za efikasnije upravljanje i projektovanje sistema odvodnjavanja. Za potrebe praćenja, prikaza i analize ovodnjenosti rudnika formiran je i hidrogeološki 3D model leţišta. Registrovani podaci se interpretiraju i prikazuju u formi karata, profila i 3D prikaza, sa vremenskim intervalom od mesec dana. Kljuĉne reĉi: površinski kop, monitoring, 3D hidrogeološki model ABSTRACT Coal bed “Drmno” encompasses the area of 60 km2, and total reserves are estimated to 608·10 6 tons. Coal layer, with average thickness of 16 m, coal depth ranges from 35 m, up to 120 m. Coal exploitation is impeded by water-bearing character of roof sediments. The problem of the present groundwater is dealt by the system of well lines , while the water exiting from the slopes of mine floors is evacuated by the system of shallow channels. Introduction of ground water monitorin acquire conditions for optimal maneging and planning of dewatering sistem. For the purpose of monitoring, presentation and analysis of mine water content, a hydrogeological 3D mine model is formed. Registered data are interpreted and presented in the form of maps, profiles and 3D presentations with time interval of one month. Key words: strip mine, monitoring, 3D hydrogeological model

UVOD Znaĉaj kvalitetnog monitoringa u uslovima prisustva podzemnih voda u površinskom kopu rudnika je nesumnjiv. Bez odgovarajućih podataka, praktiĉno je nemoguće racionalno ostvariti i odrţavati projektom zadane uslove nivoa podzemnih voda u radnim etaţama rudnika. Bez podrške monitoringa, projektovani sistem za odvodnjavanje podzemnih voda je nedovoljan ili predimenzioniran, a njegovo funkcionisanje na udaru "ad hoc" rešenja. Rudnik lignita "Drmno" nalazi se na desnoj strani reke Dunav, izmeĊu Poţarevaĉke grede i naselja Kliĉevac, pored sela Drmno, slika 1. Leţište uglja zahvata površinu od oko 60 km2. Projektovana površina kopa, zajedno sa radnom i jalovinskim etaţama je oko 20 km2. Ukupno procenjene rezerve iznose oko 608·106 tona. Ugalj se eksploatiše metodom površinskog iskopa iz tzv. trećeg ugljenog sloja, koji se prostire i izvan definisanih kontura kopa.

196


Slika 1: Rudnik uglja "Drmno" GEOLOŠKI PREGLED Produktivna ugljena serija pripada gornjem pontu i obuhvata naslage od podine 3. ugljenog sloja (posmatrano od površine terena) pa naviše, najĉešće do podine kvartarnih naslaga. Sedimenti gornjeg ponta leţe konkordantno preko donjopontskih i panonskih sedimenata. Preko produktivne gornjopontske serije leţe sedimenti pleistocena i holocena.Eksploatisani 3. ugljeni sloj, koji je proseĉne debljine oko 16 m, sa površine terena na istoku leţišta, relativno ravnomerno tone prema zapadu i severu, sa proseĉnim nagibom od oko 60. Dubina do uglja je od 35 m, u krajnjoj istoĉnoj taĉki fronta napredovanja, do oko 120 m, u zapadnoj taĉki fronta. Lokalno su debljine uglja manje ili veće od proseĉne, sve do 30 do 40 m. Povlatne sedimente u konturi kopa predstavlja serija sitnozrnih i prašinastih peskova, iznad kojih se diskordantno nalaze šljunkovi, peskovi i gline. Preko ovih sedimenata se u srednjem, juţnom i istoĉnom delu rudnika nalazi les, slika 2.

197


Slika 2: a) Pregledna geološka karta leţišta uglja "Drmno", b) A – A, šematizovani litološki profil preko leţišta, c) šematizovani litostratigrafski stub leţišta "Drmno"

EKPLOATACIJA UGLJA Sa eksploatacijom uglja u Kostolaĉkom bazenu, kome pripada i rudnik "Drmno", zapoĉeto je još 1870. godine. Jamska eskploatacije je trajala sve do 1973. godine, kada je zapoĉeta površinska eksploatacija na kopu "Klenovnik", a na kopu "Ćirikovac" 1976. godine. Površinski kop (PK) "Drmno" je otvoren krajem 1987. godine. Ovaj rudnik snabdeva ugljem termoelektranu "Kostolac B", ukupne snage 695 MW, koja je puštena rad 1988. godine. Do kraja 2009. godine je iskopano 97,3 miliona tona uglja. Proseĉna godišnja proizvodnja u ovom periodu iznosila je 4,2 miliona tona uglja. Pri tome je maksimalna godišnja proizvodnja ostvarena 2009. godine (8.339.474 t). Današnja glavna kontura fronta napredovanja rudnika, u duţini od 2,5 km, pruţa se pravcem istok – zapad, sa smerom širenja rudnika prema severu, slika 3, sa kapacitetom od 9·106 tona u 2009. godini. PROBLEM PODZEMNIH VODA I SISTEM ZA ODVODNJAVANJE Eksploataciju uglja oteţava vodonosnost povlatnih sedimenata. Blizina reka Dunava i Mlave znaĉajno utiĉu na veliĉinu priliva podzemnih voda u radnu konturu kopa. Dodatni problem predstavlja karakter stratifikacije slojeva iznad eksploatisanog ugljenog sloja: pri površini terena se nalaze šljunkovi, koji obezbeĊuju znaĉajnu filtraciju podzemnih voda iz pravaca reka, dok se ispod njih nalaze preteţno sitnozrni i prašinasti peskovi, debljine i preko 100 m. Ovi peskovi, sitnozrni do prašinasti, sadrţe velike koliĉine vode (ukupna poroznost oko 40%) i imaju osobinu da se teško oceĊuju. Neki od istaknutih problema, koji su prisutni u odvodnjavanju ovog rudnika, su:  manuelno upravljanje radom dela bunara,  drastiĉno opadanje izdašnosti bunara u relativno kratkom roku, uz istovremeno  teško ostvarivo postizanje zadatih kriterijuma odrţavanja nivoa podzemnih voda u okviru etaţa rudnika, naroĉito u delovima dubljeg poloţaja ugljenog sloja,  nedovoljno angaţovanje u izradi prognoza rada sistema u narednom periodu.

198


Koeficijent ovodnjenosti leţišta iznosio je 2009. godine 3.1 m3/t, što ga svrstava u jako ovodnjena leţišta. Treba imati u vidu da će se u narednom periodu koeficijent ovodnjenosti povećavati, obzirom na ĉinjenicu da je razvoj kopa planiran u pravcu Dunava i u uslovima eksploatacije sve veće dubine. Odbrana od podzemnih voda, odnosno obezbeĊenje radnih uslova, kao i stabilnosti kosina etaţa, realizuje se radom bunara, postavljenih duţ više drenaţnih linija. U sistemu odvodnjavanja postoji više od 260 bunara, slika 3, od kojih je veliki broj u neprekidnom radu.

Slika 3: Sistem za odvodnjavanje podzemnih voda leţišta uglja "Drmno": linije bunara i glavne linije potisnih cevovoda, stanje mart 2010 Procenat iskorišćenosti drenaţnog sistema bunara u 2009. godini je bio oko 80%, a izdašnost bunara bila je u intervalu od 0.25 do 15 l/s. Godišnja koliĉina podzemnih voda koja se ispumpava sistemom drenaţnih bunara iznosila je oko 3x107 m3 (ili oko 750 l/s). Glavne posledice nedovoljne iskorišćenosti sistema za odvodnjavanje, bile su:  visoki nivoi podzemnih voda, iznad zadatih kriterijuma u zadatim zonama,  nedovoljan tempo sniţenja nivoa podzemnih voda i  formiranje izdani u telu unutrašnjeg odlagališta. Osim toga, nedostatak kvalitetnog monitoringa podzemnih voda je, sa jedne strane, onemogućio neophodno praćenje i upravljanje sistema za odvodnjavanje, a sa druge strane, omogućio pojavu i intenziviranje pomenutih, a i drugih problema, vezanih za podzemne vode.

199


Pored sistema za odvodnjavanje podzemnih voda, u rudniku postoji i sistem za odvodnjavanje površinskih voda, koji se sastoji od obodnih etaţnih kanala i sabirnih jama, iz kojih se voda cevovodom prebacuje u reku Mlavu i Dunav. HIDROGEOLOŠKI MONITORING RUDNIKA "DRMNO" Nagli napredak je postignut posle 2005. godine, kada je izraĊena projektna dokumentacija [1], na osnovu koje je zapoĉeta izgradnja monitoring sistema rudnika. U poslednjih pet godine je formirana osmatraĉka (pijezometarska) mreţa u zoni celokupnog leţišta uglja, slika 4. Reţim rada bunara, nivoi i elementi bilansa podzemnih voda se sistematski registruju, jednom nedeljno. Beleţe se vodostaji reka, a na novoj stanici u Drmnu se svakodnevno mere padavine. Redovno se geodetski snimaju etaţe fronta napredovanja kopa. Pored toga, na meseĉnom nivou se vrši kvantifikacija i analiza voda, odvedenih iz konture kopa, sistemom za odvodnjavanje površinskih voda. Postojeća sluţba osmatranja je reorganizovana: pored grupe terenskih meraĉa i dispeĉara koji automatski prate deo bunara, osnovana je i grupa za kabinetsku obradu podataka, sa neophodnim raĉunarima i odgovarajućim softverom. Formirana je baza registrovanih podataka koja se stalno dopunjava. Podaci se analiziraju i interpretiraju na odgovarajući naĉin, grafiĉki (karte, profili, dijagrami) i tekstualno (tabele). Ceo sistem podataka je geografski koordinatno defnisan, što ga ĉini pogodnim za kompleksnu kompjutersku obradu.

Slika 4: Osmatraĉki objekti monitoring sistema podzemnih voda leţišta "Drmno"

200


PRIKAZ REZULTATA MERENJA NA TERENU – HIDROGEOLOŠKI MODEL LEŢIŠTA Za potrebe praćenja, prikaza i analize ovodnjenosti rudnika formiran je hidrogeološki 3D model leţišta, slika 5. Prethodno je izvršena detaljna analiza opisa preko 200 litoloških stubova, praćenih odgovarajućim analizama granulometrijskog sastava (proseĉno oko 15 po bušotini). U iterativnom postupku, poĉetnih preko 800 razliĉitih opisa litoloških jedinica je svedeno na 14 standardizovanih opisa. U sledećem koraku je izvršena hidrogeološka šematizacija litoloških ĉlanova i usvojen je reprezentativni hidrogeološki litostratigrafski stub, u kome se nalazi 10 šematizovanih slojeva (slika 2). Na osnovu toga je izvršena šematizacija litoloških ĉlanova leţišta i njihovo prostorno povezivanje u slojeve, sa odgovarajućom hidrogeološkom funkcijom.

Slika 5: 3D hidrogeološki model leţišta i rudnika uglja "Drmno" Model se sukcesivno dopunjuje podacima rezultata novih bušenja, o geometriji etaţa rudnika (kako se pomera front napredovanja), nivoima podzemnih voda, kapacitetima bunara i drugim elementima reţima podzemnih voda. Registrovani podaci se interpretiraju i prikazuju u formi karata, profila, dijagrama i 3D prikaza, sa vremenskim intervalom od mesec dana, slike 4, 6 i 7.

201


100 90 80

head (mps)

70 60

Top

50

Coal top

40

8.01.2008

30

15.01.2008 22.01.2008

20

31.01.2008

PLC-IX-14

PLC-IX-13

PLC-IX-12

PLC-IX-11

PLC-IX-9

PLC-IX-10

ŠLC-IX-9

NO-245

PLC-IX-8

ŠLC-IX-8

PLC-IX-7

ŠLC-IX-7

PLC-IX-6

P-17/05

ŠLC-IX-6

ND-235

PLC-IX-5

ŠLC-IX-5

PLC-IX-4

ŠLC-IX-4

PLC-IX-3

Mή-232

ŠLC-IX-3

PLC-IX-2

ŠLC-IX-2

PLC-IX-1

0

ŠLC-IX-1

10

head (mps)

140 120

8.01.2008

100

15.01.2008

80

22.01.2008

60

31.01.2008

40

Top

20

Coal top

OD-170

P-23

Oj  - 190

P-22/05/1

SLC-X-10

PLC-X-10

ND-235

ŠLC-IX-5

PLC-IX-5

Mine

0

Slika 6: Poloţaj nivoa podzemnih voda duţ dva odabrana profila: a) A-A, profil duţ linije bunara LC-IX, b) B-B, profil upravno na liniju bunara LC-IX SLB-V-20 60.00

12.00

50.00

10.00

40.00

8.00

30.00

6.00

20.00

4.00

10.00

Q(lit/s)

H(mps)

Rp-7 = 240 m

2.00

H(mps) H(mps) p-7 Q(lit/s)

0.00 29.11.2006

0.00 9.3.2007

17.6.2007

25.9.2007

3.1.2008

12.4.2008

Slik a 7: Dijagram izdašnosti i oscilacija nivoa podzemnih voda bunara drenaţne linije: bunar ŠLB-V-20 i pijezometar P-7 date

Ovakav koncept prikupljanja i prikaza stanja ovodnjenosti rudnika ima nekoliko prednosti: 1) stalan uvid u realno stanje podzemnih voda u rudniku, ĉime se omogućava uporeĊenje sa projektantskim zahtevima, 2) u sluĉaju potrebe, moguće je urgentno intervenisati na postojećem sistemu za odvodnjavanje, 3) moguće je analizirati postojeći sistem i vršiti korekcije u pravcu njegove racionalizacije i optimizacije. Postojeći monitoring sistem je dopunjen sa odgovarajućim hidrodinamiĉkim modelom, ĉime je zaokruţena tehnološka šema praćenja, upravljanja i planiranja odvodnjavanja podzemnih voda površinskog kopa uglja "Drmno" [2, 3]. Zamišljeno je da hidrodinamiĉki model leţišta "Drmno" ima široku primenu. Ovaj model se koristi za simulaciju strujanja podzemnih voda leţišta i kvantifikaciju elemenata reţima podzemnih voda. Osim toga, njegova primena je nezaobilazna u analizi prognoze rada rudnika. Namera je da se kroz ovaj model uvede princip optimizacije rada sistema za odvodnjavanje kako u tekućoj proizvodnji, tako i u planiranju daljeg razvoja kopa.

202


ZAKLJUĈAK Nedostatak kvalitetnog monitoringa reţima podzemnih voda u prethodnom periodu, objektivno je onemogućavao racionalno projektovanje sistema za odvodnjavanje površinskog kopa rudnika uglja "Drmno". Rezultat toga je bio mali procenat iskorišćenosti izgraĊenih bunara (ispod 50%), nedovoljan tempo obaranja nivoa podzemnih voda i nezadovoljavajući stepen ostvarivanja projektima traţenih uslova nivoa podzemnih voda u radnim etaţama. Sve ovo je ĉinilo odvodnjavanje rudnika dosta neracionalnim. Situacija se znaĉajno promenila od 2005. godine. Na osnovu izraĊene projektne dokumentacije, formiran je savremeni monitoring sistem i reorganizovana postojeća sluţba osmatranja, u skladu sa postojećim tehnoekonomskim mogućnostima. Uvedeno je sistematsko i stalno praćenje elemenata reţima podzemnih voda leţišta, kao i rada objekata sistema za odvodnjavanje. Osnovana je baza registrovanih i interpretiranih podataka. Formiran je hidrogeološki model leţišta, kao osnova za prikaz merenih podataka i kao podloga za hidrodinamiĉki model, koji je takoĊe u sluţbi monitoringa. Ovakav koncept monitoringa ovodnjenosti rudnika ima nekoliko sledećih karakteristika: 1) stalan uvid u realno stanje podzemnih voda u rudniku, ĉime se omogućava uporeĊenje sa projektantskim zahtevima, 2) u sluĉaju potrebe, moguće je urgentno intervenisati na postojećem sistemu za odvodnjavanje, 3) moguće je analizirati postojeći sistem i vršiti korekcije u pravcu njegove racionalizacije i optimizacije. Hidrodinamiĉki model, koji je izraĊen na osnovu hidrogeološkog modela i koji koristi rezultate monitoringa, ima nezamenljivu ulogu, kako u praćenju tekuće eksploatacije rudnika, tako i za izradu projetne dokumentacije daljeg razvoja rudnika. LITERATURA [1] Bleĉić N., Lokin P., Pušić M., Lilić N., Stanković R.: "Projekat geoloških istraţivanja leţišta uglja "Drmno", Rudarsko geološki fakultet, Beograd, Srbija, 2005. [2] Pušić M.: "Studija matematiĉkog modela izdani PK „Drmno“, kao podloga za izradu projektne dokumentacije odvodnjavanja severozapadne otkopne zone fronta rudarskih radova do granice od 6.5 miliona tona godišnje", Rudarsko geološki fakultet, Beograd, Srbija, 2007. [3] Pušić M., Milivojević M.: "Hydrodynamic Groundwater Analysis of the "Drmno" Strip Mine – Dewatering Project Basis (Case Study Of Drainage Lice LC-10)", Regional IWA Conference On Groundwater Management In The Danube River Basin And Other Large River Basins, Proceedings, p.451-458, , Belgrade, Serbia, 7-9 June 2007.

203


MERE ZAŠTITE PRI ODLAGANJU PEPELA U OTKOPANI PROSTOR POVRŠINSKOG KOPA PROTECTION MEASURES DURING ASH DISPOSAL AT THE EXPLOITED AREA OF OPEN PIT MINE Miljana Ĉolić Zekonja, Emilija Boti Raiĉević, Dragan Draţović Rudarski institut d.o.o, Beograd Rezime: Pepeo je glavni nus produkt procesa sagorevanja uglja. Koliĉina proizvedenog pepela zavisi od kvaliteta sagorelog uglja odnosno što je ugalj kvalitetniji to je koliĉina pepela manja. Pri masovnom sagorevanju uglja, u procesu proizvodnje elektriĉne i toplotne energije koliĉina dobijenog pepela kreće se od nekoliko desetina hiljada do nekoliko miliona tona godišnje u zavisnosti od kvaliteta uglja i kapaciteta postrojenja u kome se sagoreva. Odlaganje i skladištenje ovako nastalog pepela, na ekološki prihvatljiv naĉin i u skladu sa domaćom i EU zakonskom regulativom, predstavlja ozbiljan problem. U cilju smanjenja negativnog uticaja na okolinu najbolje je za odlaganje pepela, tamo gde je to moguće, koristititi već degradirano zemljište, kao na primer depresije koje su ostale posle eksploatacije mineralnih sirovina površinskom eksploatacijom istih. Za ekološki bezbedno korišćenje ovog prostora potrebno je preduzeti niz mera koje će biti opisane u ovom radu. Kljuĉne reĉi: odlaganje pepela, ţivotna sredina, propisi Abstract: Ash is a main by-product of coal combustion process. Generated ash amounts depends of quality of combustion coal, namely coal of higher quality produce littlest ash amount. During the massive coal combustion within the process of production of electricity and thermal energy generated amounts of ash is in range from couple of tenth thousand to several millions of tons per year depending on coal quality and capacity of the facility. Ash disposal and storage in ecological acceptable manner and in accordance with domestic and EU regulations represent serious problem. In order to mitigate adverse impacts on environment the best solution for ash disposal, where is possible, is utilization of already degraded terrain such as depressions remain after ore exploitation at open pits. For ecological safely utilization of such terrain, series of measures should be undertake. In this paper a brief overview is given on these protection measures. Key words: ash disposal, environment, regulations

UVOD U procesu proizvodnje elektriĉne energije u termoenergetskim objektima – termoelektranama, koje kao osnovno gorivo koriste ugalj, kao nuz proizvod (ostatak sagorevanja) nastaje pepeo.Koliĉina proizvedenog pepela zavisi kako od vrste uglja koji se sagoreva (kameni, mrki ili lignit) tako i od instalisane snage termoenergetskog objekta. Dobijeni pepeo moţe da se koristi kao sekundarna sirovina (u putogradnji, graĊevinskoj industriji i dr.) ali i pored toga, znaĉajne koliĉine, naroĉito kod termoenergetskih objekata koji sagorevaju ugljeve slabijeg kvaliteta (lignit u prvom redu), preostaju, koje treba odloţiti na ekološki prihvatljiv naĉin.

204


Odlaganje pepela se moţe vršiti na površinu zemlje ili se moţe koristiti prostor koji je nastao eksploatacijom mineralnih sirovina, bilo površinskom bilo podzemnom eksploatacijom. Kako se termoenergetski objekti, uglavnom nalaze pored rudnika uglja, normalno je koristiti prostor koji je preostao nakon eksploatacije uglja. Termoenergetski objekti u Srbiji, nalaze se u neposrednoj blizini površinsih kopova uglja, te je sa tog stanovišta celishodno koristititi prostor koji je zaostao nakon ekploatacije uglja na tim kopovima. Prednost odlaganja pepela u eksploatisani prostor površinskih kopova je, u prvom redu, što se koristi prostor koji je već degradiran usled otkopavanja uglja i koji ionako treba rekultivisati odnosno privesti novoj nameni nakon završetka eksploatacije. Da bi taj prostor mogao da se koristi za odlaganje pepela potrebno ga je pripremiti i preduzeti sve neophodne mere zaštite da bi se uticaj tako odloţenog pepela na ţivotnu sredinu sveo na minimum. ZAKONSKA REGULATIVA Pepeo nastao sagorevanjem uglja tretira se kao otpadna materija koja se moţe koristiti kao sekundarna sirovina. Prema tome, odlaganje pepela treba vršiti u skladu sa zakonskom regulativom koja reguliše naĉin odlaganja otpadnih materija. Zakonska regulativa Republike Srbije Osnovni zakon je Ustav Republike Srbije (Sl. Glasnik RS, br.83/06) kojim se utvrĊuje pravo graĊana na zdravu ţivotnu sredinu, kao i duţnost graĊana da štite i unapreĊuju ţivotnu sredinu u skladu sa Zakonom. Ĉlanom 87 utvrĊene su odredbe koje se odnose na prirodne resurse:“Prirodna bogatstva, dobra za koje je zakonom odreĊeno da su od opšteg interesa i imovina koju koriste organi Republike Srbije u drţavnoj su imovini. Prirodna bogatstva koriste se pod uslovima i na naĉin predviĊen zakonom“. Prema ĉlanu 97, Republika Srbija ureĊuje i obezbeĊuje: odrţivi razvoj, sistem zaštite i unapreĊenja ţivotne sredine, zaštitu i unapreĊivanje biljnog i ţivotinjskog sveta, proizvodnju, promet i prevoz otrovnih, zapaljivih eksplozivnih, radioaktivnih i drugih opasnih materija. Zakon o zaštitit ţivotne sredine (Sl. Glasnik RS, br.135/04 i 36/09) reguliše naroĉito uspostavljanje integralnog sistema zaštite ţivotne sredine kojim se obezbeĊuje uravnoteţen odnos privrednog razvoja i ţivotne sredine u Republici. Upravljanje otpadom regulisano je Zakonom o upravljanju otpadom (Sl. Glasnik RS, br.36/09) kao i podzakonskim aktima ukljuĉujući one koji su ostali na snazi do donošenja odgovarajućih novih akata. Ovim zakonom se ureĊuju vrste i klasifikacija otpada, planiranje upravljanja otpadom, subjekti upravljanja otpadom, odgovornosti i obaveze u upravljanju otpadom, organizovanje upravljanja otpadom, upravljanje posebnim tokovima otpada, uslovi i postupak izdavanja dozvola, prekograniĉno kretanje otpada, izveštavanje o otpadu i baza podataka, finansiranje upravljanja otpadom, nadzor kao i druga pitanja vezana za upravljanje otpadom. Vrste otpada u smislu ovog zakona su: industrijski, komercijalni i komunalni otpad. U zavisnosti od karakteristika koje utiĉu na zdravlje ljudi i ţivotnu sredinu otpad moţe biti: inertan, neopasan i opasan. Vlasnik otpada, odnosno operater, duţan je da klasifikuje otpad na propisan naĉin. Klasifikacija otpada, do donošenja novih propisa vrši se prema Pravilniku o uslovima i naĉinu razvrstavanja, pakovanja i ĉuvanja sekundarnih sirovina (Sl. Glasnik RS, br.55/01). U ĉlanu 26 ovog zakona, izmeĊu ostalog propisano je da je operater duţan da „sakuplja otpad odvojeno u skladu sa potrebom budućeg tretmana“. Pored toga, obaveza operatera je da „obezbedi rekultivaciju

205


deponije posle njenog zatvaranja i vršenje struĉnog nadzora nad deponijom, odnosno lokacijom u periodu od najmanje 30 godina, sa ciljem smanjenja rizika po zdravlje ljudi i ţivotnu sredinu“ (ĉlan 30, taĉka 6) U ĉlanu 42 ovog zakona propisano je da se odlaganje otpada na deponiji vrši samo u sluĉaju ako ne postoji drugo odgovarajuće rešenje. Pored toga, nije dozvoljeno ni zajedniĉko odlaganje opasnog otpada sa drugim vrstama otpada na istoj lokaciji. Pored napred navedene zakonske regulative potrebno je navesti i vaţeću podzakonsku regulativu: Pravilnik o obrascu Dokumenta o kretanju otpada i uputstvo za njegovo popunjavanje (Sl. Glasnik RS, br.72/09), Pravilnik o obrascu Dokumenta o kretanju opasnog otpada i uputstvo za njegovo popunjavanje (Sl. Glasnik RS, br.72/09), Pravilnik o obrascu zahteva za izdavanje dozvole za skladištenje, tretmani odlaganje otpada (Sl. Glasnik RS, br.72/09), Pravilnik o kriterijumima za odreĊivanje lokacije i ureĊenje deponije otpadnih materijala (Sl. Glasnik RS, br.54/92) i Pravilnik o naĉinu postupanja sa otpacima koji imaju svojstva opasnih materija (Sl. Glasnik RS, br.12/95). Zakonska regulativa Evropske Unije Politika upravljanja otpadom u EU definisana je rezolucijom Veća Evrope o tematskoj strategiji upravljanja otpadom, koja se zasniva na okvirnoj Direktivi o otpadu, (75/442/ES), novoj direktivi o otpadu (2008/98/ES) i ostalim propisima o upravljanju otpadom. Ciljevi politike upravljanja otpadom EU su:    

Smanjivanje stepena rasta novih koliĉina otpada u odnosu na stepen rasta društvenog proizvoda i postizanje znaĉajnog sveukupnog smanjenja zapremine nastalog otpada Ponovno uvoĊenje nastalog otpada u ekonomski ciklus recikliranjem, kompostiranjem i drugim metodama Bezbedno konaĉno odlaganje otpada i Tretman otpada što je više moguće blizu mesta nastajanja.

Cilj Okvirne direktive o otpadu (75/442/ES) je uspostavljanje sistema za koordinisano upravljanje otpadom u EU a u cilju ograniĉenja stvaranja otpada. Ovom Direktivom je izmeĊu ostalog uveden jedinstven sistem klasifikacije otpada u zemljama EU (evropski katalog otpada). Direktiva Saveta 2008/98/ES zamenjuje i dopunjuje Okvirnu direktivu 75/442/EES i Direktivu 2006/12/ES. Ovom direktivom se uspostavlja legislativni okvir za postupanje sa otpadom, definišu kljuĉni koncepti kao što su otpad, iskorišćenje/povraćaj i odlaganje otpada, postavlja zahteve za upravljanje otpadom, obavezu izdavanja dozvole ili registracije operacija za obavljanje upravljanje otpadom kao i obavezu izrade planova upravljanja otpadom. Sistem upravljanja, iskorišćenja i pravilnog odlaganja opasnog otpada propisan je Direktivom o opasnom otpadu (91/689/EES) koja je dopunjena Direktivama 94/31/ES i 166/2006/ES. Direktivom se utvrĊuje lista opasnih otpada (94/904/EES), odreĊuje ko je odgovoran za izradu i objavljivanje planova upravljanja opasnim otpadom, zabranjuje mešanje razliĉitih kategorija opasnog otpada odnosno, mešanje opasnog i neopasnog otpada, nalaţe voĊenje evidencije i identifikacije opasnog otpada i dr. Sa aspekta odlaganja otpada odnosno pepela najznaĉajnija je direktiva o deponijama (99/31/ES) Cilj ove direktive je da se uvoĊenjem strogih tehniĉkih zahteva redukuju negativni efekti deponovanja otpada na okolinu, naroĉito na zemljište, podzemne i površinske vode, kao i na zdravlje stanovništva. Direktivom se definišu razliĉite kategorije otpada:  Komunalni

206


  

Opasan Neopasan i Inertan,

kao i klase deponija kao mesta za odlaganje otpada na ili u zemlju i to:  Deponije za opasan otpad  Deponije za neopasan otpad  Deponije za inertan otpad Direktiva sadrţi i niz kriterijuma za odreĊivanje mera zaštite voda, zemljišta i vazduha kroz primenu sakupljanja i preĉišćavanja procednih voda, postavljanja nepropusnih slojeva (prirodne i veštaĉke barijere) na dno deponije i dr. UTICAJ ODLOŢENOG PEPELA NA ŢIVOTNU SREDINU Uticaj odloţenog pepela na ţivotnu sredinu zavisi u prvom redu od naĉina njegovog odlaganja kao i od karakteristika samog pepela Uticaj pripreme i odlaganja pepela na ţivotnu sredinu U principu postoje tri tehnološka postupka za odlaganje pepela:  Priprema i odlaganje pepela u obliku retke hidromešavine  Priprema i odlaganje pepela u obliku guste hidromešavine  Priprema i odlaganje pepela ovlaţenog sa vodom Priprema i odlaganje pepela u obliku retke hidromešavine Ovaj postupak se sastoji u tome što se pepeo meša sa vodom u odnosu 1:10 do 1:15 i hidrauliĉkim putem transportuje na deponiju pepela. Postupak je bio masovno u primeni u prošlom veku (sve naše termoelektrane koriste ovo tehnološko rešenje za odlaganje pepela) ali se zbog znaĉajnog negativnog dejstva na ţivotnu sredinu ovaj postupak u novim termoenergetskim objektima ne primenjuje, dok se na starim postrojenjima vrši zamena istog sa ekološki povoljnijim tehnološkim rešenjima. Glavni nedostaci ovog tehnološkog postupka su:  Negativan uticaj na kvalitet vazduha  Negativan uticaj na vode (podzemne i površinske)  Negativan uticaj na zemljište Zaštita vazduha odnosno spreĉavanje rasejavanja pepela sa površine deponije predviĊena je drţanjem velike površine deponije pod vodom – vodeno ogledalo. MeĊutim, zbog stabilnosti deponije, voda mora da bude udaljena od nasipa deponije najmanje 20-30 m. Sa ovih „suvih plaţa“ deponije dolazi do razvejavanja sitnih frakcija pepela u nepovoljnim meteorološkim uslovima (sušni period i odreĊena brzina vetra). Merenja kvaliteta vazduha u blizini deponija pokazala su znaĉajna prekoraĉenja u odnosu na dozvoljene vrednosti ukupnih taloţnih materija i suspendovanih ĉestica. Višak vode, koja se koristi za transport pepela, obiĉno se putem preliva ispušta u najbliţi recipijent. Prelivne vode se odlikuju visokim sadrţajem rastvorenih soli i teških metala, te kao takve mogu

207


da utiĉu na pogoršanje kvaliteta recipijenta.Kako deponije pepela uglavnom na dnu nisu obloţene nepropusnim materijalom, to jedan deo vode, koja je korišćena za transport pepela, prolazi kroz deponiju u podzemlje i na taj naĉin zagaĊuje podzemne vode. Pepeo odloţen u obliku retke hidromešavine zauzima znaĉajnu površinu zemljišta, na koju se ova suspenzija odlaţe, a pored toga zagaĊenje okolnog zemljišta moţe da bude i posledica razvejavanja sitnih frakcija pepela. Priprema i odlaganje pepela u obliku guste hidromešavine Priprema i odlaganje pepela ovim tehnološkim postupkom, sastoji se u tome što se pepeo meša sa vodom do sadrţaja ĉvrstog u mešavini od 50-70 %, i hidrauliĉkim putem transportuje do mesta odlagališta odnosno deponije. Ovakva suspenzija, bilo u obliku „guste“ hidromešavine ili „paste“ nema svojstvo razvejavanja odnosno u ovim uslovima ne dolazi do segregacije ĉestica i taloţenja krupnih frakcija pepela, te kao takva nije podloţna eolskoj eroziji (raznošenju sitnih frakcija pepela u nepovoljnim meteorološkim uslovima – sušni period, odreĊena brzina vetra). Prostor koji zauzima ovako pripremljeni pepeo u odnosu na pepeo transportovan retkom hidromešavinom je znatno manji za istu koliĉinu pepela. Dno deponije, najĉešće je obloţeno nepropusnim materijalom te se na taj naĉin spreĉava prodor vode u podzemlje odnosno zagaĊenje podzemnih voda. Nevezana voda (voda preostala od transporta pepela i atmosferska voda) se drenaţnim sistemom sakuplja i vraća ponovo u proces i koristi za pripremu hidromešavine. Negativan uticaj na zemljište je znaĉajno manji, nego pri procesu sa „retkom“ hidromešavinom, kako zbog manje potrebnog prostora tako i zbog toga što ne dolazi do eolske erozije deponije. Priprema i odlaganje pepela ovlaţenog pepela sa vodom Tehnološki postupak pripreme pepela vlaţenjem sa vodom sastoji se u tome što se pepeo vlaţi sa vodom u koliĉini od 20-25% vode. Ovlaţeni pepeo se mehaniĉkim putem,zatvorenim traĉnim transporterima ili „pipe conveyor“-ima transportuje do odlagališta-deponije pepela. Na deponiji se pepeo graĊevinskim mašinama rasprostire i sabija. Površina na koju se odlaţe pepeo znaĉajno je manja u odnosu na prethodna dva postupka odlaganja pepela. Razvejavanje pepela usled eolske erozije je znaĉajno, naroĉito kod silikatnih pepela. Uticaj karakteristika pepela na ţivotnu sredinu Po svom hemijskom sastavu pepeli su uglavnom sastoje od oksida silicijuma, aluminijuma, kalcijuma, gvoţĊa i magnezijuma. Pored toga u pepelu je prisutan i veliki broj teških metala u mikro koliĉinama (Pb, Zn, As, Ba, Sb, B i dr). Zbog prisustva teških metala u rastvornom obliku, u prvom redu arsena, pepeo se sve ĉešće karakteriše kao opasan otpad. U zavisnosti od sadrţaja oksida silicijuma odnosno kalcijuma pepeli se dele na silikatne i kalcitne pepele. Kalcitni pepeli koji sadrţe aktivni CaO, moglo bi se reći da su lakši za zbrinjavanje jer zbog reakcije sa CaO sa vodom i ugljendioksidom iz vazduha ovi pepeli su manje podloţni razvejavanju usled eolske erozije. U svakom sluĉaju u zavisnosti od hemijskog sastava pepeli se klasifikuju kao opasan ili neopasan otpad pa je samim tim njihovo zbrizavanje definisano ovom karakterizacijom. Naravno da pepeli koji su okarakterisani kao neopasan otpad znatno manje negativno utiĉu na ţivotnu sredinu.

208


ODLAGANJE PEPELA U OTKOPANI PROSTOR POVRŠINSKOG KOPA Termoelektrane na ugalj pogotovu ako se koristi ugalj slabog kvaliteta – lignit, najĉešće su locirane u blizini površinskih kopova lignita. Prirodno je da se prostor koji ostaje nakon otkopavanja lignita (degradirani prostor) koristi za odlaganje pepela nastalog sagorevanjem tog istog lignita. Na ovaj naĉin se koristi već degradirani prostor, pepeo se odlaţe u stvorenu depresiju, pa su i same boĉne površine kopa prirodna brana eventualnom razvejavanju pepela usled eolske erozije. Odlaganjem pepela na ovaj naĉin poboljšavaju se i pejzaţne karakteristike lokacije. Za odlaganje pepela u eksploatisani prostor površinskog kopa prednosti imaju tehnologije koje koriste što je moguće manju koliĉinu vode u procesu pripreme i odlaganja pepela. Naravno lokacija na koju će se odlagati pepeo mora biti pripremljena kako na naĉin koji će štititi deponiju pepela od okruţenja (u prvom redu od podzemnih i površinskih voda) tako i od uticaja deponije na okruţenje. Priprema lokacije za odlaganje pepela Lokacija na kojoj će se odlagati pepeo, eksploatisani prostor površinskog kopa, mora da se zaštititi od uticaja buduće deponije od podzemnih i površinskih voda. Zaštita deponije pepela od podzemnih voda Zaštita deponije od podzmnih voda vrši se izradom objekata za odvodnjavanje i to:  Drenaţni tepih  Drenaţni kanali  Bunar kolektor Drenaţni tepih ima funkciju kolektora – sprovodnika podzemnih voda izdreniranih iz podloge deponije. Drenaţni tepih se postavlja ispod vodonepropusne podloge (folije) koja se postavlja ispod odloţenog pepela da bi se spreĉio prodor zagaĊenih procednih voda sa deponije u podzemlje. Drenaţni tepih se oblaţe geotekstilom i zapunjava lomljenim kamenom. U tepih se ugraĊuju perforirane drenaţne cevi. Ispod drenaţnog tepiha za potrebe nivelisanja podloge, ostavlja se sloj prirodne mešavine reĉnog peska odreĊene debljine. Prikupljena drenaţna voda iz drenaţnog tepiha odvodi se u bunar kolektor. Pored toga za dreniranje podloge buduće deponije izraĊuju se i drenaţni kanali u koje se postavljaju perforirane drenaţne cevi. Kanali se oblaţu geotekstilom a zatim se postavljaju drenaţne cevi oko kojih postoji filter od kamena. Drenaţni kanali prate pad deponije i završavaju se u drenaţnom tepihu. Zaštita deponije od površinskih voda Za potrebe zaštite deponije od površinskih voda izraĊuju se:  Obodni kanali  Etaţni kanali Obodni kanali se izraĊuju radi prikupljanja i odvoĊenja površinskih voda sa slivnih podruĉja oko deponije dok se etaţni kanali izraĊuju na etaţi površinskog kopa. Na slici 1 data je zaštita deponije na PK Ćirikovac od podzemnih i površinskih voda.

209


120

140

13 0

155

150

159.2 156.9

16 0

155.4

159.5 140.7

142.5

145

159.7

5

140

14

151.6

138.3

15

138.6

0

150.0

149.9

146.9

146.15

134.8

135

136.0

138.77

130

137.45 137.4

139.91

130.90

130.30

120

120.7

121.50

121.8

124.20

119.9

133.29

121.0

119.63

120.40

121.47

120.51 120.7

131.33

120.9

123.60 124.1

129.00

120.90

120.50

110.9

108.3

101.6 101.6

122.5 123.2

109.40

109.4

96.8

96.14 72.72 71.3

76.50

74.80 74.8

102.30

104.20 104.2

114.20

102.50

91.70 91.7

93.10

96.90

76.0

90.40

68.7

95.30

36.8

90.20

46.5

89.50

78.30

79.5

71.03

74.11

77.30

54.1

O

52.90

65.57

63.82

55.04 55.0

54.6

57.35 57.3

58.2

56.0

56.72

D1 3

57.7

58.81

74.00

73.61

74.42

72.26

75.55

73.6

73.9

74.4

71.5

67.30

68.26 68.3

79.7

75.1

75.9

74.24

80.0

73.73 73.7

73.70

73.7

72.4

70.16

64.29

71.8

,46 173

72.44 72.4

71.62 71.6

76.9

77.53 77.5

71.1571.5

74.25 74.2

76.94

76.9

78.7 78.68

79.1

80.6

79.9

78.29 78.3

82.6

87.00 87.0

86.6

83.5

82.5

112.3

97.7

81.5

92.1 80.7

79.2

76.3

87.1

86.5

88.6

88.0

82.3

84.4 91.1

84.6

86.0

88.8

89.9

91.6

87.3 91.2

91.0 93.3

86.0

96.5

122.8 123.4

94.2

108.7

119.4 119.1

118.0

91.7

104.6

130.3

119.7

106.8

108.6 123.1

121.5

108.0

114.6

122.6

124.2

107.0 104.0

91.7

94.4

124.5

120.0

117.0

92.1 120.7

90.6 90.0

129.7

122.3

118.2

95.1 93.4 89.4

83.3

128.3

120.8

113.0

118.4

91.8 102.6

84.4 86.4

122.9

105.0

86.6 90.9 91.0

94.2 122.3

122.1 120.0 113.1

114.2

106.4

121.9 96.1

88.0 85.1

87.9

89.7

90.5

109.6 111.3

119.3

113.0 111.6

119.0 109.4

101.9

91.7

122.1

113.1

105.1 115.7

110.2

104.1

102.1

90.8

103.7

101.3 104.4

95.1

90.1

90.2

119.0

102.6 100.1

84.9

84.8 91.7

86.1 87.3

86.7 89.2

121.2 120.5

112.7

117.2

94.7

83.7

81.3

88.8

82.2

115.9

112.1

106.9

109.8

118.6

105.0

84.1 85.9

89.6

115.4

90.9

82.4

82.1

84.3 86.4

89.5

88.0

110.7 100.8

108.8

91.7

89.7 88.7

84.2 86.1

82.2

86.6

84.0 81.0

82.5 83.5

84.9

89.2 88.7

86.2 84.5

77.8 81.5

85.7

120.1

101.2

85.9 92.6

75.8 85.3

87.9 88.8

117.5 111.1

90.3 87.9

91.3

83.8

94.0

112.6

106.0

100.6

101.1

89.3

93.3

82.1

79.0

88.6

93.3

116.5 118.6

111.4 109.5

118.7

97.6

91.1

110.3 119.5

113.7

112.5 112.5 117.5 108.5

112.1

88.6

112.2

119.8

111.9

108.0 101.8

101.5

88.0

113.9

111.7

119.7

112.4

103.3

106.9

87.9

107.8

110.6

111.5

107.7

108.3 90.8

93.5

87.5

79.3

83.3

113.4

95.3 107.5

111.0

114.6 89.1

97.8

98.3

105.0

93.8

82.9

110.3

114.3 115.1

108.6

116.9

113.2

91.0

86.9

86.3

86.1

109.7

88.8

91.2

117.5 111.0

110.8

92.1

97.2

98.3

84.2

112.6

95.5

105.7

114.9

112.0

O

110.6 111.2

89.9

87.3

76.1

79.9

92.7

113.9

105.1

118.3

K-1

107.1

105.3

90.3

75.3

115.9

115.5

90.3

92.0

90.0 90.0

100.2

102.2

95.6

104.8

97.0

75.4

90.7

100.3 103.4

103.1

96.7

83.7

99.6

104.1

89.2

88.1 92.7

95.6 103.9 101.9

90

97.2

89.0

95.3 104.1

95.3 85.6

87.0

95.51

101.6

103.4

87.5

86.1

86.2

88.5

96.0

93.0

118.4

85.5

91.1

94.50 94.5

105.5

105.7

90.0

93.9

83.9 83.2

72.8

87.4 88.5

90.9

95.45

99.2

103.0

104.2

96.9

83.1

82.8 86.1 72.6

80.9

87.5

88.4

93.30 93.34

94.2

98.4

99.1

106.3

93.3

75.9 83.7 82.5

85.9

90.1

94.80

85.4

87,88

85.3

85.7

88.07

91.0

91.17

91.47

100.8

87.2

92.5

85.0

89.4

87.92 91.38

91.4

93.00

94.7

103.1

92.3

90.4

86.3

86.8

95.3

100.4

90.1

88.4

87.2

85.81

85.68

102.5

86.4

86.2

85.0

86.45

91.28 91.85

91.82

94.60

86.11

90.1 89.79

94.5

85.3

82.2

85.13

85.17 87.6

91.21

90.95

91.34

91.4

95.0

93.81

92.9

97.6

86.8

84.8

88.6

88.8

91.14

91.14

91.31 91.30

91.14 91.8

92.42

83.4

85.7

90.96 91.08

90.96

92.03

86.4

94.27 94.3

86.2

84.5

86.0

89.6

89.0

83.2 75.9

80.6

94.50 94.5

98.7 95.0

82.4 81.2

86.1

199,7 1

93.1

91.5

93.60

92.35

92.69

91.16

90.98

91.85

91.4 91.30

91.47 89.9

93.14 93.30 93.3

93.00 93.0 95.7

89.69 89.7

91.25

91.0

91.26 91.4

90.8 89.64 90.92

91.00

100.5 98.81 99.1

91.1 91.65

90.4 88.0

85.8

101.55

101.6

90.82 90.9

91.19

99.74 91.35

99.0

92.00 92.66

87.9

86.5

84.7

83.4

86.3

85.5

101.17

101.1

100.70

100.6 99.9

98.51

71.8

93.90

96.06 94.3 97.3397.0

90.8

92.0

77.4

85.7

83.0

96.49

98.76

83.62

93.6

95.5 97.6

96.97 98.7

101.7

91.55

91.70

91.77

84.6

91.10

92.3

99.8

101.5

98.5

90.2 91.8 91.7

86.3 84.0

89.8

94.10

96.3

97.36

99.0

100.5

101.42

73.5

76.5

75.2

88.00

90.50

90.0

91.5

101.88

92.60

81.92

74.4

90.2

90.56

94.10

101.2

85.3 85.3

80.3

85.7

91.3

82.2

6

78.1

82.5 80.8

100.2 98.62

74.1

72.6

75.2

82.09 87.80 83.5

92.3

100.1

97.24

99.4

98.8

97.01 97.0

96.5

93.37

82.35

86.2

88.2

90.32

91.0

100.2

96.2

90.7

91.80 91.8

2

88.1

78.8

85.2

81.7

81.4

83.2

78.3

90.090.00

89.8

89.35

94.30 94.9

100.4

99.98

96.7

90.2

91.40

90

77.9

77.3

95.6 95.62

92.3 92.4 92.00

87.90

88.8 88.96

90.8

92.2

98.4 98.26

73.8

85.50

85.9

6

86.3

95.2 95.20

101.9

84.2

78.9

90.7

84.0 89.5 87.1

98.0

97.91

98.2

87.65

88.2

87.70

91.5 91.17

92.13

96.68

97.01

97.79 97.6

108.6

73.4

87.0

86.30

84.50

78.7

76.0

85.5

85

80.2

89.6 84.2

80.2

77.1 78.0

85.6 84.10

89.9

88.6

93.02 93.3

97.72

73.4

82.23

87.1 87.4

88.41

87.6

88.3

93.8

93.5

93.0

96.67

90.2 90.40

89.4

88.10

83.4 81.80

80.90

87.5

84.8

85.5 85.5

83.6

83.8

85.60

82.00

81.4

85.6 83.40

76.6

82.2

83.1 81.0

79.10

85

82.10 84.2

93.27 93.6

92.96

82.8 85.10

87.0

2 89.10 88.7

87.00

87.00

95.29

87.9

85.70

80.1

74.6 76.4

85.3

82.3

72.7

75.4

94.80

91.1

79.5

79.60

96.1 96.13

95.195.56

93.2 92.90

91.9

78.30

80.10

78.6

92.34

91.50

86.71

86.6

88.53

86.0 86.40 88.6 88.60

88.40

71.8

81.79

82.80

72.2

88.2

85.20

88.2 88.00

88.30

96.22

78.3 90.60

83.9

88.30

90 92.47

92.12

85.20

86.20 88.0

83.80

87.10

86.987.10

92.9

91.32

90.1

89.8

84.8

74.50

78.0

83.30

90.289.94 91.09

85.7

85.40

88.50

84.5

87.71

86.3

86.50

83.9

86.10

83.6 83.00 83.5 85 86.00

85.9

91.3

89.74 89.5

82.7

74.50 71.40

88.20

89.9

86.82

76.70

76.70

76.70

79.9

83.3

88.80 88.7

86.70

87.5

75.781.70

80

77.4

77.7

84.0

80.7

73.8

71.50

79.3

74.20

80.9

82.3

82.10

80.10

79.90 79.1

75.0

74.6

84.3

85.7

81.2

83.2

77.5

74.64

80

82.8

82.3

68.8

78.0

73.3 74.6

83.2

85.3

200 81.1

72.0

76.20

78.4

80.00

87.3 87.74

85.9 89.1

82.70

73.0 86.49

86.4

89.00

82.50 85.50

84.90

82.4 82.00

80.9

74.4

72.20

75.9 75.00

74.1

85.6

89.0

88.7

80.3 76.4

77.40

75.22

74.9

74.13

73.0

72.0

83.8 80.7

80.4

81.0

75.7

72.54

75.0

74.57

81.7

81.4

79.8 81.3

72.20 78.64 78.6

73.8 73.83

D

72.5 74.3

d

80.1

80

80.6

200 80.1

79.9

82.5

75

73.7

70.6 72.8

75.0 77.27

77.3 74.7 74.72

73.4 73.38 73.6 73.56 73.9

73.4

79.4

75.51 75.5

73.11 73.1

75 73.42

80.3

80.0 79.7 79.7

77.0 76.97 72.56 72.6

71.07

71.1

72.4

72.9

cevovo

79.0

79.3 79.6

81.7 81.9

71.6 71.2

68.65

72.95

77.6 77.63

77.4

79.2 79.6

71.20

73.3 73.30 75.83

70.5 72.3

72.40

Potisni

77.42

79.2

135,9 3

76.50 88.0

85.9 72.4

69.20

67.3 70.00

73.36 73.4

70.47

69.15 69.2

72.28

72.8

76.2 78.4

79.4 79.4

79.6 81.0

73.0

69.1

72.77

72.8 72.85

77.06 77.1

78.45

79.40 79.4

80.5

68.52

68.9 71.4 71.41

72.31

72.5972.6

72.8

72.9

68.70

68.9

75.73

75.7

68.3

70.41

68.5

67.5 67.51

68.91

70.96 71.0

72.3

72.76

75

84.5

70.3

69.5 68.71

71.82

71.8

71.3

76.19

67.50

67.1

70.00

68.28

65.57

65.3 65.31

65.64

70.9

71.28 71.3

71.28

75.5 75.46 77.3 77.32

77.2

65.9 70.30 69.50

68.70

64.3

66.9

73.84

71.7

81.70

81.3 84.20

71.60

65.7

66.3

60.0 60.00

74.0

67.0 67.04

70

71.71

70.94

71.3

70.5

76.74 76.7

76.32

76.3

77.20

78.7 78.67

72.02

71.32 70.49

70.7 76.4 76.42

76.86 78.20 78.2

73.3

64.7

65.92 65.9

69.0

68.6

70.7 70.70

70.75

76.8376.8

76.8

78.29 79.40

73.36

70.4

71.5

77.8 77.78

76.85

76.43

71.54

72.70 72.7

76.9

76.3

78.65

73.3

70.40

72.8

76.90

76.4

76.90

64.74

65.01 65.0

68.47 68.5

62.6 62.61 65.6

70

71.1

75.0 72.85

74.68

74.7

79.38

66.6

62.1 62.10

66.1

65.6

71.15

74.95

76.1

69.7 69.70

70.9

70.9

67.26

63.70

64.3 65.00

73.30

80.00

84.0

83.60

82.0 82.50 82.4

77.50

79.7

60.10

68.00

64.2

73.7

66.46 67.1

67.9

62.2 62.23

66.3

70.93 70.95

76.53 76.5

66.57

65.90 64.0

65.4

61.68

63.7

62.6

70.02 70.0

61.7 62.0

62.1

65.39

70.98 71.0

61.13

64.89

62.75

63.3

65.0

70.8

71.74 71.7

74.3

76.8

64.30

64.3

71.4

71.8 71.77

72.9 72.95 74.32

64.6

88.6

88.00

86.14

85.00

86.10

79.40

79.00

77.1

80.7

82.6

84.40

79.2

74.00

71.5

73.1

82.10

77.20

81.9

76.6

72.6 79.50

74.2

83.30

82.60

82.183.30

86.9

76.9

72.7

77.9

78.5

86.10

80.1

85.20

85.1

86.90

81.6

71.70

78.674.50

74.10 77.2

72.00

67.8

83.10

85.40

82.90

79.52

85.40

85.6

83.4

82.60

80.62 83.65

85.80

80.00

84.9

80.9

80

74.10 74.50 73.10

72.00

70.30

66.0

82.89

86.0

86.0

73.1

85.70 84.7

83.90

79.6 82.90 85.8

82.00

85.2 82.98

76.0

83.7

78.3 78.60

80.9

85.6 84.76

84.89

86.8 86.69

86.083.60

83.30

85.93

84.60

81.10

84.28

88.7

85.00

87.9

80.5

78.1

82.0 81.00

78.0

71.20

71.10

70.10

74.0

70

65.10

64.50

62.9

62.3

64.80

60.1

62.57

64.64

62.48

61.70

63.4 63.71

65

69.5

61.3 65.1 64.9

64.7

62.2

61.33

60.9

64.0

64.3

73.7

73.4 71.10

71.10

60.3 63.20 60.2

61.7

62.19

66.8 66.76

60.73

60.7

65 63.98

65 66.60

68.20

70.00 70.10

62.4 64.9

63.0

65.78

65.8 72.7 72.76

72.44

75.20 74.18 74.2

76.6

61.5 61.51

63.11

62.98

63.14 63.1

70.2

74.2

72.2 64.4 70.50

63.30 61.20

57.0

59.8 59.85 59.7

64.81

64.93

74.72

75.91

76.69

75.83 75.8

65.92 65.9

63.9

78.26

79.97

61.9

61.20

56.7

62.59

59.1

61.8762.6

57.4

82.4

78.80

81.5

85.58

74.7

77.6

84.10

81.6

76.0 80.50

85.5 85.8

T24

87.20

84.00

83.00

86.1

79.3

72.4

79.9

75.1 75.60 80.4

78.3 78.20

69.00

60.6 60.8

60.6

59.10

59.3 59.13

57.41

59.74

63.87

78.83 81.73

74.3

73.1

71.50

72.3

74.27

75.5 75.06

59.68 59.28

58.3 58.27 58.1

62.87 62.9

77.00

85.10

86.3 80.5 75.70

75.70

71.70

81.10

72.1 73.20 69.70

83.6

77.3

73.7

71.2

85.99

86.74

86.8 75.7

84.98

87.39 88.1

Plato za remont mašina

69.8

83.30

78.8 79.50

76.7 73.90

78.70

78.60

58.30

59.7

58.8

58.9

59.0

56.4

54.5 59.3

58.4 58.91

65.6 65.65

69.00

73.3

86.80

88.9

88.1

87.9

71.10

71.10

70.6 71.00

74.20

71.6

67.90

56.9

58.44 59.71 59.7

59.9

64.1 64.11

69.30

77.3 71.50

71.10

72.50

75.9

86.63 86.70 87.7

86.6

91.00 90.00

76.7

80.6 75.3

75

89.72

88.2

84.40

73.50

69.2

68.8

74.0 74.70

72.3 71.20 73.1065.6

89.5

88.3

87.4

81.1 81.9

67.5 69.10

86.94

89.87 89.14

89.54

89.5

88.44

80.1 79.70

71.8

81.00

71.10 68.4

67.4

71.3

86.20

89.35

89.8 91.3

91.3

88.2

71.10

64.7

78.10 77.1

78.9

78.4 80.00 80.6

88.9 90.85

89.20

77.80

66.70

65.0

60 63.5

65.80

58.8

54.9

55.3

D1

58.4

58.2

60.0

59.95

61.0

59.30

91.6 91.57

90.48

88.70

89.8 88.70

78.8

63.20

66.8

66.00

79.3

76.20

79.3

85.44

86.70

90.4

88.9

86.8181.4

73.2

67.70

-3 KANAL OK

71.10

68.5

72.1

89.60

88.5

89.8

72.50

68.50

74.7 74.60

78.3

67.7

59.30

58.30

55.28

55.8

59.2

59.0

58.25 60.86

60.99

62.8 62.84

66.2

64.5 64.48

54.6

55.77

57.9 56.83 56.8

59.05

64.7

65.00

66.10

63.2 62.80

56.9

56.2

67.0 65.50

66.2

69.8 70.70

69.20

86.8 78.40 77.5 66.59

90.35

91.5

91.6

65.9

76.20

65.1

67.8

69.2 76.9

71.6

82.65

88.6

90.2

91.83 87.59

65.5 65.70

70

78.1

67.3 65.00

65.7

66.6 65.89

62.8

76.6

65.40 65.00

66.3 68.3

64.20 70.3

76.5

68.0

56.3

D2

55.3

55

57.75

62.9 62.88

66.19

54.8

55.00

53.5 53.48

65.8 65.10

64.2

63.80

64.2

66.2

66.1

64.90

91.66

89.3

63.20

61.90

62.20

73.30 73.9

65.8 63.3

63.0 66.20

65.5

89.7

92.37

82.00

74.5

65.70

72.6

64.9

62.3

55

61.6

65.8

65.50

74.3

65.3

64.8

64.1

OBODNI

70.00

73.0 73.30

60.1 60.4 61.6 64.50

67.3 64.4

56.60

53.7 52.2

52.9

62.60

59.2

59.2

65.5

64.50

63.5

65.70 66.1

62.6

69.9

68.6

86.0 84.50

64.9 61.6

62.10

61.5 65

68.9

70.50

72.1

65.64

56.80

62.50 60.90

59.8

61.00

61.40

62.3

67.2

65.00

67.7

66.7

91.38

8 92.1

86.6

56.3

60

57.6 66.8

63.50

63.9

59.50

62.6

55.20

53.2

51.9

52.6

54.6 54.60 53.3

57.10 57.1

55.00

58.0 57.95

60.64

60.0 59.1

60.59

60.0

61.72 61.7 64.31 64.3

71.2 71.24 70.90

52.352.28 53.9

57.30

58.79

58.8 58.76

57.66

57.7

60

65.85

68.9 69.8

69.77

57.3

58.8

58.3

56.7

59.3 59.29

58.06 58.1

59.9 59.95

70.6

75.5

59.0 58.31

57.4

55.98

D14

50 58.14

58.1

54.9 56.99 57.0 59.05

52.1

61.9

59.10

60.4 59.20

58.8 57.8

59.6 59.0 60.5 61.5

51.28

52.7

59.2

56.8 56.8 57.2

D3 58.0 59.5 57.60 52.7

49.5 51.3

56.4 56.35

D4

57.5 59.0

47.8 51.7 51.7

51.1 50.00

54.92

54.7

56.156.09

62.6 62.57

70.57

0 20

75.46

55.4

54.4754.5 57.44

58.35 58.4

67.42 65.6 74.51 74.5

75.92 75.9

75.05 75.0

75.9

73.20

73.3

56.18 56.2

56.8

77.1

78.10

78.1

74.30

74.3

54.7

53.5

55.1

57.6

69.9 69.87

2 K-

87.70

54.14

55.6 54.5

56.4

57.59

58.6

51.9 51.9

49.5

55.6

61.1

63.00

57.2

56.4

63.0

60.8

80.52

90.5 91.9

64.74

65.68

57.50

60.50

60.6 60.7

61.10

58.80

59.10

59.5 59.0

54.3

53.3

58.60

60.10

D12 61.00

62.5

90.5

91.4

91.4 89.95

57.09

57.80

58.60

54.90

56.10

58.8 60.00

D11 58.50

60.50

53.8

59.0065.7

D6

57.6 58.4

D5 58.1

57.7

55.5

55.4

55.40

50.38

50.5 49.4

48.3

52.7 49.7

49.0

58.18

56.5 54.5

55.14

56.44 59.37

73.0 73.03

74.1

78.3

45 49.01

54.60

48.8

54.46

53.3

53.6 53.59

67.30

62.3

87.90

48.0 52.7

51.0 51.05 52.4

55.61

55.9

55.7 71.15 71.1

79.60

48.4

48.3

51.1

55.94

0 20

91.60

48.7 48.27

47.41 47.4

46.88 46.9

48.4

55.13

55.4

53.2

51.5

5

D7

53.6 57.9

56.5

55.70

47.6

45.9

45.9 47.1 47.07

48.7 48.67

55.1 54.5

52.80

57.80

60.9

59.8

56.10

54.4

54.1 54.6

43.4

44.1

46.3

46.3 49.99

50.3

51.4

53.9

55.8

55.2

79.1

80.5

49.07

43.1

44.8

46.0

50.8

56.7

55.7

91.70

90.3

48.4

49.8

48.4

52.63

50.2 47.2

61.6

59.20

KPN2

56.90 51.0

57.8

55.2

55.18

53.4 51.5

48.3

47.6 47.4

46.5

52.5

58.5 65.6 65.1

51.09 51.1

60.10

D10

58.5 60.50

D9

D8

51.3

50.7 53.7

43.6 44.7

51.7

51.5

48.3

47.3 43.4

47.2

54.60

48.4

43.5

42.2

41.3 42.7

40

45.5 48.4

51.18

50.6

72.3

73.8

80.50

92.20

80.10 80.1

46.6

51.3

72.0

74.60

79.30 78.00

91.6 91.60

14

41.5 44.6

5

53.7

49.7

D 38.0

45.7

48.90

75.20

74.3

61.6

91.60

36.2

45.0 47.25

65.9

90.2

80.70

77.80 77.8

92.0

CS-1

35.8 36.6

36.3

46.32

40.1

42.6 49.3

84.80 81.30

77.80 91.40

48.4

56.0 60.50

57.5

57.80 60.9

55.9 57.3

56.9

90.3 90.34

90.52

88.6 88.10

84.50

84.4

81.00

79.3

70.70

52.85

58.5

53.0

4

54.9

53.8 52.2

79.51

95.0

92.40

92.18

81.5

68.10

52.70 54.6

53.33 55

52.4

52.4

55.6

3

40

35

37.7

48.5 50.0

57.2

62.5

90.90 90.9

92.30

94.0

45

36.1

89.9 90.2

90.96

83.50

80.2 82.60

54.0

50.4

35.2

88.9

78.10

77.4 78.2

79.3

66.5

64.1 64.6

46.0 44.2

89.8

91.5

75.3

72.0 75.9

47.3

77.53

90.9 91.42

92.5

77.5 63.8 67.0

76.0 46.10

42.2 43.6

92.40

92.7 77.8

57.33

63.2

39.8

36.0

33.3

65.2

49.1

47.5 54.0

86.2 91.77

92.0

T22'

93.20 77.65

45.9

46.06

53.1

50

44.27

74.70

76.22

89.4

90.8

92.2

66.8

2x2m

Drenažni tepih

53.3

49.5

57.1 46.5

46.15

44.78 43.15

41.0

40.0

33.7

57.10

92.30

92.3 95.00

91.70

42.9

40.2 42.40

D13

40.5

43.2

96.9 96.90

40.1

40.1

74.75

88.6

90.3 91.99

93.70

93.0

69.78

64.4

89.8

92.5 92.7

91.5

77.6

66.0

1

33.2

69.50

59.8

51.1 48.15

41.6

41.5

41.0

35.3

34.6

66.1

104.30

100.80

100.8

33.5

34.3 39.2

35.8

42.39

45.7

66.8 68.8

49.75

48.8

46.8 40.05

39.5

39.1

83.10

77.5

53.8

94.4

93.5

76.5

63.1

53.4

81.1077.4

74.18 74.27

63.2

51.0

95.87 94.71

74.18 74.2

73.1

62.7

39.4

39.0

38.9

37.8

44.20

75.10

88.9 88.90

49.9

93.2

97.28

91.2

72.9

56.2 56.20

35.40

40.2

51.1

57.20

73.60

92.00

91.2 90.30

46.3

36.7

93.9 93.0

76.574.10

71.7

35.9

34.1

48.0

40.52 52.89

55.1 61.99

62.43

90.00 98.30

98.70

51.0

36.7

36.03

62.61

63.14

62.0

56.21

98.3 106.35

37.84

39.0

38.0

37.90

35.9

70.4

56.7

33.6

32.5

63.9

56.8

98.60 106.60

105.80

47.6

45.4

36.06 32.00 34.9

33.3

32.0 32.10 32.0

30.8

33.0

36.62

62.4

63.02 90.70

31.83

48.6

41.44

33.8

31.70

32.1

31.9

31.6

89.7

90.0

95.1

67.6 54.9

47.0

92.3

88.9

89.1

78.4

73.4

50.9

52.0

53.5

94.6

82.5

82.4

38.63

10

50.40

70.6 72.10 91.70

91.10

52.4

30.4

34.2

35.44

42.73 48.98

53.32

59.04

64.55

66,00 67.90

67.9 66.60

66.6 66.80

67.6

70.60

84.00

98.20

98.2

56.13

61.06

50.5

87.3 85.7

84.7

77.5

68.3

65.2

65.2

53.4

40.5 PPN141.2 40.7

40.22

39.8 39.9

39.16

37.9

30.2 30.1 29.30 30.0

36.0

71.4

93.2 98.7

75.0

73.5

70.7

56.8

42.1 38.6 36.9

30.0 29.90 35.9 36.23 32.8

34.03

74.0

96.9 103.2

93.2 91.7

88.9

84.7

83.4

82.4

73.3

72.1

71.9

71.7

31.6

62.25

67.0

76.60 76.7

72.1 72.2 72.60

88.7

88.70

90.7 96.10 99.3099.3

51.7

36.51

35.4 34.22

37.56

32.7

84.6

82.8

82.7 81.6

82.6

95.1 104.0

99.0

88.4

74.1

64.7

54.6

53.3

38.22

37.1 39.99 42.67

82.4

91.6

103.5

104.1

88.0 93.6

86.7

85.8

87.8

84.3

85.1

70.0

73.4

102.0

89.9 86.3

90.3

39.85

66.74 66.62

90.90 90.9 89.30 91.00 89.3

93.1

100.5 100.50 98.70

99.2 99.20

67.67

65.2 67.00

77.2

73.9

54.5

42.47

45.21

44.22

44.27 46.05

67.2 75.80

91.70 91.7

91.891.80 92.80

104.8 112.80 109.20

GPS 66.90 66.9

77.1 92.30 92.3

92.40

74.9

65.04

65.46

52.9

43.76

43.6 43.4 48.90

47.81

51.94 59.90

49.22

92.0 92.2 92.20

106.20

84.6

75.2

70.3

76.3

75.9

66.20

66.0

38.5

49.94

58.30

52.26

52.64

56.7 63.32

67.51

67.15

91.7

109.3

117.1

66.7

66.9

5

53.63

51.8 55.14

64.41

65.21

70.1

69.7

68.9

68.0 68.20

117.10

67.80

66.6

81.9

61.4

64.51

64.65

70.90

69.4 68.60

77.40

77.0

77.8 77.80

66.0 65.97

4

70.5

77.10

91.5

91.0

91.40

67.50 66.4

67.40 66.3

84.1

 95.0

105.6

102.0 104.2

102.3

87.4 103.7

102.5

98.7

77.2

73.90 67.00

67.0

102.0

106.3

107.3

102.5102.5

98.5

102.1

98.5

100.2

98.7

6+060.00

91.0

92.50 92.5

69.6

68.8 69.0

76.6

104.9

103.2 103.2

100.0

86.0

82.9

82.8 76.9

102.4

108.8

106.6

105.6

103.3 89.2

84.4

82.5

83.0

84.2

82.50

81.3 71.8

67.80

109.6

105.2

84.9

82.4

80.7

81.20

73.4

107.4

106.9 106.9

110.3

90.5 86.0

85.6

86.2

79.48

79.5

80.67

70.4 66.4

80.4

80.30

78.6 75.3 74.9

78.50

108.7

102.9

103.3

86.0 84.9

51.14

70.1

68.6 71.03

91.50 113.30

113.3

110.0

90.8

96.2

102.7 112.3 108.02

108.0

110.1

103.3

89.2

EK 79.4

78.5

78.80 77.7

73.13

69.4

72.3 77.46

91.3 91.30

114.3

110.3 110.30

110.4 108.9

101.9

113.8

122.8 108.3

112.4

92.0

99.2

61.09 94.70

94.7

112.64

112.7 112.67

111.7 111.70

110.70 112.0

78.21 78.2

78.70

96.4

95.90

112.2 108.31

113.15

113.1

123.00

111.2

110.30

110.3

109.90 109.9

71.9

71.51

70.8

96.0

112.2 117.80

117.8

110.90

118.1

72.70 70.8

71.53

95.44

112.55

76.59

77.97

74.4

70.20

73.2 73.4

95.8

112.4

117.5 116.9

100.1 84.3

77.878.16

76.9

76.78

77.2

77.00

76.0

75.4

96.4 96.40

76.25 77.21

78.00

74.5 76.30

106.30

110.3

101.4

102.0

101.6 80.0

81.05

76.6

76.0

109.8 112.1 112.46

95.0

78.5

80.9

75.7

106.6

112.7

119.9

110.2 108.3

100.8

101.3

97.4

94.6 93.9 78.8

78.1 78.1

97.8

113.9

128.4

110.8

76.7 76.7 80.5

79.0

96.495.96 96.0

106.60

100.0

93.9

91.891.8

77.6

100.3

80.9

80.5 95.89 95.9

110.8

121.2

99.0

93.7 93.7

93.9 93.9

93.9 93.2 92.3 92.3

93.7 77.6

100.34 99.6

100.3

97.59

108.7

117.9 118.31 118.3

98.8

92.8 95.1

95.9

95.9

94.8 96.6

97.8

111.7

111.37 111.4

122.3

99.20

98.3

96.09 96.9

107.7

123.40

99.9

93.5 93.5

92.6 92.6

95.5

97.7

99.28 99.3

99.4

98.6 99.8

103.6

113.59

122.0

129.5 125.6

109.8 108.7

ovod

121.6 120.2 121.3

119.9 116.2 115.6

94.2

94.2 94.2 95.49

99.4

124.4 128.6

126.2

109.9

103.8 103.4

96.0 96.0

99.50

98.5

99.73 99.7

100.91

100.9

98.7

107.37 107.71 109.6

125.6

126.4

107.2

99.4

114.8

119.4

108.5

106.2

98.8 98.8

98.8

105.0

104.7

123.1 118.8

106.2

117.0

114.6

116.8

120.1 125.1

126.7

107.7 114.5 126.8

117.1

124.4

104.7 104.7

99.0 99.0

106.7 107.6 109.2

116.5

121.5

121.2

101.2 101.2

104.7103.8 103.4

98.2

101.3100.43

101.1

100.3 100.42 110.96

109.7

112.8

99.2

101.34

103.72

103.7

113.9

111.70 111.7

109.5

111.7

99.0

98.7 98.7

103.3

103.1 103.79

110.1 113.48

110.1 109.90 109.9

111.50

111.5

110.9 110.90

105.2 105.2

105.3 98.8 98.8

98.5

104.8

104.5 109.0

129.0

116.6 118.5

131.3 124.6

126.6 119.0

122.1

130.1

105.5

105.4

105.3

105.3 105.3

103.1

113.80 113.8

112.5

111.99

112.0 123.90 123.9

123.10

104.2

103.3 111.6

111.5

124.1

104.0 104.0

105.3

115.68 115.7

113.9

123.0 120.7

105.3

108.3 129.6

114.4 115.6

124.9

134.1

125.6

106.2

107.0

120.3

121.0 125.7

126.5

127.2

128.6

119.0

124.2

114.1 111.7

111.80 111.8

120.8

105.6

105.6

126.1

134.8

135.8

129.2

120.8

104.2

113.2 113.00 115.3

121.60

121.6

111.60

125.5

106.5 105.8

121.7 120.5

120.5

125.9

105.8 105.8 106.5

116.3 115.00

124.40

121.0

120.2

131.7

129.0

127.9

123.6

120.8

109.2

124.0

122.7

124.5

124.3

122.8

121.1 120.1

118.3

132.6 123.4

120.3

122.3

119.6 119.55

126.6 127.4

124.5

126.1

126.4

i cev

120.5

119.9 119.9

131.3

126.20

126.2

131.1 125.3

127.0

134.9

124.3

124.3

121.5

119.9

129.4

133.1

122.8

121.0

124.6

102.80

138.6

132.2

131.1 137.2

132.8

120.3

120.95

132.8

119.90

137.4

137.3 132.5

127.7

119.4

120.32

124.1 119.8

139.6

Odv odn

118.8

136.4

143.5

135.2

118.5

118.4

129.80

127.80

130.6

122.9

118.2

134.25

117.8

105.40

125.2

136.7 127.4

126.4 126.40

105.4

142.8

143.8

122.8

125.9 120.6 119.80 119.8

107.6 107.60

125.4 141.5

135.1

124.20 124.2

118.80

132.5 140.6

130.30

123.81

117.3

137.2

135.0 131.0

125.24

135.70

138.1

148.6

149.80

94.7

89.9

103.3

90.0

119.6

127.0

121.9

124.7

125.6

Slika br.9

Slika 1 Zaštita ţivotne sredine od uticaja deponije pepela Odlaganje pepela na deponiju pepela treba vršiti tako da se negativan uticaj na ţivotnu sredinu odloţenog pepela svede na najmanju moguću meru odnosno na ekološki prihvatljiv nivo. Zaštita podzemnih voda U cilju zaštite podzemnih voda dno deponije treba obloţiti prirodnim nepropusnim materijalom (glinom) debljine najmanje 5 m, kada se radi o opasnom otpadu odnosno debljine najmanje 1m za neopasan otpad, sa koeficijentom propustljivosti od k≤1,0x10-9 m/s. Dodatno na ovu barijeru treba dodati veštaĉku oblogu (vodonepropusnu foliju) i drenaţni sloj debljine najmanje 0,5 m. Prikupljene vode ne smeju se ispuštati već ih treba recirkulisati odnosno vratiti u sistem. Zaštita površinskih voda

210


Zaštita površinskih voda vrši se na taj naĉin što se sve prikupljene vode deponije pepela (procedne vode i atmosferske vode) ne ispuštaju već se recirkulišu i vraćaju u proces pripreme pepela za transport i odlaganje. Zaštita vazduha Zaštita vazduha vrši se na taj naĉin što se bira takav tehnološki postupak za pripremu pepela koji će onemogućiti eolsku eroziju pepela. To se postiţe tako što će se priprema pepela vršiti sa što je moguće manje vode kako bi se spreĉila segregacija ĉestica pepela (taloţenje krupnih ĉestica na dno a sitnih na površinu) na deponiji pepela. Pored toga jedan od naĉina spreĉavanja eolske erozije je dodavanje kreĉa (CaO) silikatnim pepelima da bi se omogućila reakcija CaO sa vodom i ugljendioksidom iz vazduha i stvaranje ĉvrste mase. Ugradnja sistema za prskanje deponije (ovlaţivanje pepela) je takoĊe jedna od metoda za spreĉavanje razvejavanja pepela u meteorološki nepovoljnim uslovima (sušni period i odreĊena brzina vetra). Zaštita zemljišta Najbolji metod za zaštitu zemljišta je korišćenje već degradiranog prostora za odlaganje pepela kao i spreĉavanje eolske erozije pepela sa deponije. ZAKLJUĈAK  Pepeo, nus produkt sagorevanja uglja, predstavlja otpadni materijal koji ima upotrebnu vrednost (sekundarna sirovina)  U zavisnosti od sastava i karakteristika karakteriše se kao opasan ili neopasan otpad  Znaĉajne koliĉine pepela, koje nisu iskorišćene, moraju se odloţiti na odreĊenom prostoru na ekološki prihvatljiv naĉin  Za odlaganje pepela optimalno je koristiti već degradiran prostor  Lokaciju na koju se odloţi pepeo treba pripremiti i to: spreĉiti negativan uticaj lokacije na odloţeni pepeo i primeniti mere zaštite okline prilikom odlaganja pepela tako da se uticaj odloţenog pepela na okolinu svede na ekološki prihvatljiv nivo.

211


OCENA PERSPEKTIVNOSTI OTVARANJA RUDNIKA UGLJA„KOSA – ZABELA“ U DESPOTOVAĈKOM BASENU DEVELOPMENT EVALUATION OF COAL MINE "KOSA-ZABELA" IN DESPOTOVAC BASIN Mirko Ivković*, Jovo Miljanović*, Svetlana Simić** * JP PEU-Resavica, ** Geološki institut Srbije – Beograd Rezime Dugogodišnjom eksploatacijom uglja u leţištu Resavsko-moravskog basena, preostale rezerve uglja su pred iscrpljenjem u odreĊenim lokalnostima, ili su locirane u delovima gde je veoma teško organizovati racionalnu eksploataciju, tako da je nametnuta potreba iznalaţenja dopunskih odnosno zamenskih kapaciteta. Analizom trţišnih, društveno-socijalnih i ekonomskih uslova, te prirodno-geoloških parametara leţišta uglja „Kosa-Zabela“ ocenjeno je da postoji opravdanost otvaranja podzemnog rudnika u tom leţištu. Kljuĉne reĉi: rudnik, ugalj, eksploatacija

Abstract With long exploitation of coal in deposit of Resavicko-moravski basin remaining coal reserves in some locality are almost exploited or located in some area where is difficult to organize the racional exploitation so that necessary to find some additional capacity. With analysis of market, social and economic conditions and naturalgeological parameters of coal deposit "Kosa- Zabela" rated that there is a justification of opening the underground mine in that deposit. Key words: Mines, Coal, Exploitation

UVOD Podzemna eksploatacija uglja u Srbiji obavlja se u 8 rudnika, sa 11 jamskih otvora koji su organizaciono povezani u Javno preduzeće PEU – Resavica u drţavnom vlasništvu. U aktivnim leţištima u kojima su locirani rudnici rudarski radovi se vrše dugi niz godina, i to od 60 do 155 godina. Ovo ima za posledicu znaĉajno iscrpljenje rezervi uglja, pogotovo u delovima leţišta povoljnim za eksploataciju. Sa druge strane stepen mehanizovanosti tehnoloških faza podzemne eksploatacije u aktivnim rudnicima je na veoma niskom nivou, a nastao je kao posledica izostanka ulaganja u nabavku nove i savremene opreme. Uslovi poslovanja podzemnih rudnika su teški, jer pored navedenih faktora, na poslovanje utiĉu i nepovoljni pariteti cena uglja i imputa, sumirani dugogodišnji gubici i hroniĉni nedostatak finansiskih sredstava za redovno i u potrebnom obimu finansiranje razvojnih programa i tekućeg poslovanja. Strategijom razvoja energetike Srbije i Prostornim planom Srbije predviĊeno je da se podigne kapacitet proizvodnje uglja iz rudnika sa podzemnom eksploatacijom na 1,5 miliona /godišnje, a što se predviĊa radom postojećih rudnika i aktiviranjem novih leţišta. Aktiviranje novih leţišta predviĊeno je da se obavi etapno, i to u prvoj fazi rudnik Despotovac, u II fazi rudnici Poljana i Ćirikovac i u III fazi rudnici Melnica i Bajovac. Paralelno sa otvaranjem novih rudnika vršit će se zatvaranje pojedinih sada aktivnih rudnika u kojima su rezerve pred iscrpljenjem ili je u njima dalja eksploatacija suviše neracionalna.

212


Rudnik „Rembas” – Resavica je najveći rudnik u okviru JP PEU u kome se podzemna eksploatacija obavlja u tri jame: Strmosten, Jelovac i Senjski rudnik, dok je u toku otvaranje jame „Ravna Reka – IV blok. Preostale rezerve uglja u delovima ovih jama na 31.03.2009. godine iznose: Tabela 1. Preostale rezerve uglja u leţištu RMU”Rembas”

Leţište Senjski rudnik

Rezerve uglja A 153243

B 183051

C1 158353

UKUPNO 496648

Strmosten Jelovac IV blok RR

78116 162727 0

1322178 1012328 748875

1117875 424339 694665

2518169 1599394 1443540

Ceni se da je vek eksploatacije u Senjskom Rudniku do 5 godina, dok su diskutabilne rezerve uglja u jami Jelovac i delom u jami Strmosten za racionalniju proizvodnju za duţi period. Ovo upućuje na potrebu da se pored radova na otvaranju IV bloka Ravna Reka pristupi i otvaranju rudnika Kosa Zabela u Despotovaĉkom basenu kao zamenskom kapacitetu. Inaĉe, proizvodnja uglja iz tri jame Rudnika „Rembas” poslednjih godina iznosi oko 200000t/godišnje sa tendencijom pada, a predviĊeno je da se iz jedne jame rudnika Kosa – Zabela organizuje proizvodnja od 250000t/godišnje, što je znaĉajan pomak. PRIRODNO – GEOLOŠKI USLOVI EKSPLOATACIJE U LEŢIŠTU UGLJA „KOSA-ZABELA” Kod izbora racionalnog sistema otkopavanja u našim leţištima uglja odluĉujući uticaj imaju prisutni uslovi eksploatacije, te je veoma bitno detaljno istraţiti i definisati uslove eksploatacije (tabela 2.). Pošto se na prirodno-geološke uslove nemoţe direktno uticati, to su tehniĉko-tehnološki uslovi procesa otkopavanja predmet istraţivanja i prouĉavanja. Adekvatno uslovima izabrana metoda i tehnologija otkopavanja, najbolja konstrukcija mehanizma za dobivanje i transport, izbor tipa i naĉina podgraĊivanja i upravljanja krovinom, kao i organizacija rada predstavljaju niz potencijalnih mogućnosti za poboljšanje efekata otkopavanja i eksploatacije ukupno. Sistematskim istraţivanjem izvršenim iskljuĉivo istraţnim dubinskim bušenjem dobijeni su pouzdani podaci o opštim prirodno-geološkim uslovima leţišta KosaZabela, dovoljni za izradu projekta izvodljivosti eksploatacije prema odredbama Zakona o rudarstvu. Leţište Kosa – Zabela nalazi se u Despotovaĉkom neogenom ugljonosnom basenu, oko 7km severozapadno od Despotovca, a dalje na severozapad na razdaljini od oko 14, nalazi se gradić Svilajnac. Juţnu granicu leţišta predstavlja reka Resava.Istoĉna granica je rasedna zona koja razdvaja ovo leţište od leţišta uglja Venac u kojem je završena eksploatacija, dok su severna i zapadna granica još uvek nedefinisane i otvorene za dalja istraţivanja. Podruĉje leţišta predstavljeno je blago zatalasanom potolinom u alavijalnoj ravni reke Resave sa nadmorskom visinom oko 150m. Manji deo leţišta je brdovit sa maksimalnom kotom 250m. Leţišta uglja Despotovaĉkog basena pripadaju grupi sedimentnih i klasi biogenih leţišta, odnosno leţištima obrazovanim u oblastima paralskih predplaninskih nizija. Ugljonosnu formaciju ovog basena karakteriše cikliĉno smenjivanje sedimenata koji su slabo sortirani i facijalno veoma raznovrsni. Ugalj u leţištu Kosa-Zabela pripada grupi mrkih ugljeva, pogodnih za sagorevanje u TE i za široku potrošnju. Leţište zaleţe na dubini od oko 200m, i predisponirano je sistemu podzemne eksploatacije. Površina leţišta je oko 5km2 i ima poligonalan oblik a karakteriše se sa dva, meĊusobno paralelna ugljena horizonta (B i A2) u okviru kojih se prostiru ugljeni slojevi sloţene geološke graĊe.

213


Produktivna ugljonosna serija leţišta Kosa-Zabela je minimalne debljine oko 27m dok maksimalna debljina iznosi oko 63m, i predstavlja litofacijalnu grupaciju taloţenu iznad peskova, pri ĉemu je prostiranje pribliţno horizontalno sa generalnim padom prema zapadu pod uglom 3o-9o. Tabela 2. Sistematizacija prirodno-geoloških uslova koji utiĉu na izbor sistema otkopavanja

214


215


Srednja debljina slojeva uglja iznosi 3,14m (A2) odnosno 2,93m (B). Neposredna podina sloja B predstavljena je peskovima i glinovitim peskovitim sedimentima, dok neposrednu krovinu ĉine sive i mestimiĉno sivozelene gline. MeĊuprostor izmeĊu slojeva B i A2 predstavljen je facijom peskovitih i glinovitih sedimenata sa mestimiĉno razvijenim tankim slojevima uglja debljine 0,2-1,0m. Podina sloja A2 je izgraĊena od laporovitih i peskovitih glina, a neposredna krovina od sivih do zelenkastih glina sa proslojcima kreĉnjaka. Strukturni sklop stvoren rasednim deformacijama karakterišu izdvojeni blokovi orjentisani uglavnom po padu ugljonosne serije. Razliĉitih su dimenzija, pri ĉemu je karakteristiĉno da su blokovi u zapadnom delu leţišta veći, znatno regularniji a produktivni slojevi u njima zadrţavaju svoju debljinu na većem prostranstvu. Prema Elaboratu o rezervama uglja leţišta Kosa-Zabela  bilansne rezerve uglja su date u tabeli 3. Tabela 3. Rezerve uglja u leţištu Kosa-Zabela

Geološke, bilansne rezerve uglja (t) Overene 1983. godine Overene 1986. godine KATEGORIJE B C1 B 8440000 1050000 8440000 6640000 3710000 6640000 15080000 4760000 15080000 B+C1

Ugljeni sloj

A2 B Ukupno

C1 2170000 7540000 9170000 24790000

Rezerve uglja su raĉunate na „ĉist ugalj”, prema Elaboratima iz 1983. i 1986.godine. Prema propisanim posebnim kriterijumima za utvrĊivanje i razvrstavanje rezervi uglja u kategorije i klase, leţište uglja Kosa-Zabela kod Despotovca svrstano je u drugu grupu, drugu podgrupu leţišta ugljeva. Pripadnost leţišta drugoj grupi odreĊena je na osnovu sloţenosti geološke graĊe, stepena tektonske poremećenosti, kao i promenljivosti istraţivanih ugljenih slojeva u pogledu morfologije, debljine i kvaliteta uglja. Kvalitet ugljeva dat je u tabelama 4 i 5 . Tabela 4. Tehniĉke analize uglja sloja B

Vlaga (%) 26,60

Pepeo (%) 30,89

Suk (%) 1,6

SA (%) 0,77

Ss (%) 0,83

Koks (%) 47,23

C-fix (%) 16,34

Isp. (%) 23,17

Sag. (%) 39,51

DTE GTE (kJ/kg) (kJ/kg) 9.214 10.376

Koks (%) 53,82

C-fix (%) 10,50

Isp. (%) 19,38

Sag. (%) 29,88

DTE GTE (kJ/kg) (kJ/kg) 6.116 7.133

Tabela 5. Tehniĉke analize uglja sloja A2

Vlaga (%) 26,80

Pepeo (%) 43,32

Suk (%) 1,31

SA (%) 0,78

Ss (%) 0,55

216


Prema rezultatima izvršenih istraţivanja zakljuĉeno je da u hidrogeološkom kompleksu neogenog terena postoje dve znaĉajnije akumulacije izdanskih voda u peskovito- šljunkovitim slojevima gornjokrovinske zone i lokalna u podinskim peskovitim ugljevima ugljenog sloja B. Stene koje predstavljaju radnu sredinu u leţištu Kosa - Zabela predstavljene su plastiĉnom sredinom koje ĉine ugljeni slojevi kao i elastiĉnom sredinom koje ĉine gline i glinovite stene ali i nekoherentne sredine – tvorevine predstavljene peskovima i peskovitim sedimentima. Opšti zakljuĉak o rezultatima ispitivanja fiziĉko-mehaniĉkih karakteristika ugljenog sloja A2 i B kao i sedimenata neposredne krovine i podine ugljenih slojeva je da se za dalju fazu projektovanja moraju predvideti dopunski istraţni radovi, kako bi se u geomehaniĉkom smislu definisala krovina i podina u širem smislu. Za fazu sadašnjih sagledavanja navedeni rezultati daju dijapazon kretanja fiziĉkomehaniĉkih parametara koji se moraju dopunski verifikovati naroĉito u višim delovima krovinske serije. Radne sredine leţišta Kosa- Zabela klasifikovane su prema ĉvrstoći, po M.M.ProtoĊakonovu, od IV-IX kategorije (tabela 6). Tabela 6. Klasifikacija radnih sredina leţišta Kosa- Zabela, po ProtoĊakonovu

Tip stene

Grupa stene

Naziv stene

Ĉvrste stene

Kreĉnjak

Ĉvrste stene

Sedimentno karbonatne Okamenjene glinene stene

Ĉvrste stene Vezane (gl) Stene

Sedimentne stene Neokamenjene kompaktne stene

Nevezane stene

Krupnoklastiĉne, necementovane stene

Laporac, laporovita glina Ugalj Peskovite gline, zaglinjen pesak Šljunak, peskoviti šljunak

Ĉvrstoća stene Dosta ĉvrst

Kategorija IV

Koeficijent (f) 6

Meke

IV

2

Vrlo meke Vrlo meke

VII-a VII-a

0,8 0,8

Rastresite

IX

0,5

„SWOT“ ANALIZA LEŢIŠTA UGLJA Analiziranjem faktora i pokazatelja geološko-ekonomske ocene leţišta Kosa-Zabela došlo se do podataka koji su iskorišćeni za izradu SWOT analize. Atributi SWOT analize prikazani su tabelarno (tabela 7.). Tabela 7. Prikaz rezultata SWOT analize

INTERNI Snaga: 1.Geografski poloţaj – leţište KosaZabela je locirano u Pomoravskom okrugu u opštini Svilajnac, u uslovima povoljne umereno-kontinentalne klime, na

217

EKSTERNI Mogućnosti/prilike: 1.Povećanje stepena istraţenosti u smislu povećanja sirovinske baze, stepena sigurnosti,odnosno smanjenja rizika za investiranje sredstava, zatim


Pozitivni trendovi

udaljenosti od Beograda od oko 100 km. 2.Saobraćajne veze: - izuzetno povoljne zbog blizine autoputa E-75 i regionalne pruge Beograd-Niš, kao i razvijene kvalitetne mreţe lokalnih puteva. 3.Blizina TE-Morava: - glavni konzument ugalj iz leţišta Kosa-Zabela, udaljen 10km.

4.ObezbeĊenost radnom snagom – pored radnika koji bi prešli iz Rudnika „Rembas“, lokalno stanovništvo bi sigurno bilo zaiteresovano za rad u novom rudniku, 5.Socijalno-ekonomski znaĉaj rudnika – Otvaranje leţišta Kosa-Zabela bi imalo veliki socijalno-ekonomski znaĉaj za podruĉje optina Svilajnac i Despotovac, koji se ogleda u obazbeĊenju zaposlenja za mlade ljude , ekonomsku sigurnost zaposlenih, ostajanje mladih na selu i plansko zaustavljanje migracija selo-grad, poboljšanje ţivotnog standarda stanovništva, doprinos direktnom ekonomskom razvoju opština i regiona. 6.Strategijski znaĉaj uglja – ugalj je strateška energetska sirovina koja sluţi za zadovoljenje osnovnih potreba privrede i stanovništva, kao sirovina za sagorevanje u termoelektranama. 7.Koliĉina rezervi – znatna koliĉina rezervi ĉistog uglja, koje bi bilo sigurno veće za 20% da su u obraĉun ulazili i jalovi proslojci u sloju. 8.Potencijalnost – u pogledu proširenja sirovinske baze uglja u pravcu zapada i severozapada, kao i istraţivanje severozapadnih delova Despotovaĉkog basena, ka Svilajncu. 9.Vek eksploatacije – imajući u vidu koliĉine rezervi i kapacitet proizvodnje, vek eksploatacije je preko 70 godina. 10.Cena uglja – pozitivan trend svetske trţišne cene ugljeva kao glavne sirovine za sagorevanje, u termoelektranama i dobijanje elektriĉne energije, kako u sadašnjem tako i u budućem periodu.

218

detaljnog odreĊivanja kvaliteta uglja, hidrogeoloških i geomehaniĉkih karakteristika, odnosno svih rudarsko geoloških parametara koji su kljuĉni za pripremu, otvaranje i eksploataciju leţišta. 2.Zapošljavanje lokalnog stanovništva 3.Izbor optimalne metode podzemne eksploatacije – sa što manjim investicionim ulaganjima i što većim uĉinkom uz minimalne gubitke sirovine pri eksploataciji. 4.Nepovoljne hidrogeološke i inţenjerskogeološke karakteristike – mogu se regulisati primenom adekvatnih metoda iz oblasti nakon izrade odgovarajućih studija i projekata, kao i izborom metode eksploatacije. 5.U skladu sa Zakonom o zaštiti ţivotne sredine – preporuĉuje se primena tzv. „ĉistih“ tehnologija sagorevanja uglja u TE ĉime će se postići minimalno zagaĊenje, i efikasnije iskorišćenje energije. 6.Inoviranje Elaborata o rezervama uglja i izrada odgovarajućih rudarskih projekata – omogućiće celovitije sagledavanje svih geoloških, rudarskih i ekonomskih parametara eksploatacije. Pretnje/Opasnosti: 1.Svetska ekonomska kriza – negativni efekti po privredu i celokupnu ekonomsku situaciju u zemlji. 2.Restrukturiranje dela preduzeća za podzemnu eksploataciju uglja – REMBAS, koja bi se, prema sadašnjim nadleţnostima, bavilo eksploatacijom uglja u leţištu Kosa-Zabela, i promenom strukture kapitala sa aspekta budućih nadleţnosti i mogućnosti eksploatacije uglja. 3.Dinarske i devizne kamatne stope – u sluĉaju kreditiranja investicionih sredstava, fluktacije dinarskih i deviznih kamatnih stopa teško je


Slabosti: predvideti na duţi vremenski period, 1.Podzemna eksploatacija – slojevi uglja što za negativnu posledicu ima se nalaze na dubinama od 100 do 250 m, poskupljenje kredita. leţište pripada grupi srednje dubokih, te je stoga moguć samo ovaj naĉin eksploatacije koji je skuplji i riziĉniji po bezbednost ljudstva i opreme. 2.Velike investicije – za podzemnu eksploataciju neophodna su veća investiciona sredstva ĉiji je rok otplate dug. 3.Gubici sirovine – mogu ići i do 30% što je više nego kod površinske eksploatacije. 4.Raslojenost ugljenog sloja – prisustvo jalovih proslojaka u ugljenom sloju negativno se odraţava na kvalitet uglja jer će prouzrokovati razblaţenje,koje poskupljuje eksploataciju. 5.Hidrogeološke i inţenjerskogeološke karakteristike leţišta – relativno nepovoljne hidrogeološke (prisustvo vodonosnih peskova) i inţenjerskogeološke (najpovoljnije geomehaniĉke karakteristike ima ugalj u odnosu na okolne stene) karakteristike. Atribut „Snaga“ podrazumeva prikazivanje svih pozitivnih karakteristika leţišta, bez obzira na prirodu tih osobina, kao na primer: velike koliĉine rezervi, zadovoljavajući kvalitet, obezbeĊena radna snaga, blizina potrošaĉa i sl. Atribut „Slabosti“ sumira sve negativne i ograniĉavajuće prilike jednog leţišta – nedostatke na primer: nepovoljni uslovi eksploatacije, nerešeni vlasniĉki odnosi, loši trţišni uslovi i sl. Atribut „Mogućnost/prilike“ prikazuje sve naĉine prevazilaţenja nedostataka i ograniĉavajućih faktora koji postoje u jednom leţištu. Atribut „Pretnje/opasnosti prikazuje sve one mogućnosti koje mogu da ugroze opstanak jednog leţišta kao na primer: niska cena na svetskom trţištu, negativni trendovi, svetska ekonomska kriza i sl. SWOT analiza leţišta Kosa-Zabela pokazala je da ima više pozitivnih nego negativnih trendova u smislu otvaranja rudnika, uz sagledavanje realnih mogućnosti savladavanja negativnih trendova. ZAKLJUĈCI Na osnovu analize rezultata istraţivanja, steĉenih iskustava i savremenih dostignuća u oblasti podzemne eksploatacije uglja moţe se istaći da postoji opravdanost otvaranja rudnika Kosa-Zabela u leţištu Despotovaĉkog basena. Vezano za prirodno-geološke uslove osnovni zakljuĉci geološko-ekonomske ocene su: genetski faktori: sa aspekta potencijalnosti šireg podruĉja pripadaju klasi povoljnih

219


geološki faktori: sa aspekta ekonomskog tipa uglja, industrijskog tipa leţišta, rezervi i kvaliteta su relativno povoljni, dok sa aspekta raslojenosti ugljenih slojeva su nepovoljni regionalni i trţišni faktori su povoljni, imajući u vidu blizinu glavnog potrošaĉa TE-MoravaSvilajnac i predviĊanja da će potreba za elektriĉnom energijom rasti, a sa tim i cene uglja Od tehniĉko-tehnoloških karakteristika moţe se zakljuĉiti: pri eksploataciji u leţišta rudnika Kosa-Zabela moguća je primena savremene mehanizacije za tehnološku fazu izrade i osiguranja podzemnih prostorija, moguća je primena kontinuiranog transporta iskopine, mehanizovana doprema opreme i repromaterijala i prevoza ljudi do radnih mesta, iskljuĉena je mogućnost primene robusne mehanizacije za otkopavanje širokim ĉelima sa SHP, ali je moguće znaĉajno mehanizovanje tehnoloških faza dobijanja uglja, moguća je automatizacija većine faza proizvodnog procesa. U leţištu Kosa-Zabela moguće je izgraditi relativno moderan i savremen rudnik, koji bi uz odreĊena ulaganja mogao da ostvari kapacitet od oko 250000 t/godišnje sa mogućnošću povećanja uz odreĊene uslove. -

LITERATURA 1. Bleĉić N., Elaborat o rezervama uglja leţišta Kosa-Zabela u Despotovaĉkom basenu, RGFBeograd, Beograd, 1986. 2. Ignjatović M.: Restruktuiranje podzemne eksploatacije uglja u Srbiji, Ĉasopis Rudarski radovi br.2/2002, Bor,2002. 3. Stjepanović M.: Stanje sigurnosti i tehniĉka zaštita u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom uglja u Srbiji, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2001, Bor,2001. 4. Ivković.M.:Pravci tehniĉkog, ekonomskog, trţišnog i društvenog razvoja i prestrukturiranje rudnika sa podzemnom eksploatacijom uglja sa podzemnom eksploatacijom za period 2001-2006, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2001, Bor,2001. 5. Ivković.M., Ljubojev M., Perendić S.:Istraţivanje uslova radne sredine u cilju uvoĊenja metode mehanizovanog otkopavanja I ugljenog sloja u jami rudnika »Lubnica«, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2001, Bor,2001. 6. Ivković.M., Mladenović A.: Osavremenjavanje podzemne eksploatacije uglja u cilju povećanja proizvodnje i zaštite zaposlenih, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2001, Bor,2001. 7. Ivković.M.,Ivković Lj., Mladenović A.: Uticaj podzemne eksploatacije uglja na ugroţavanje ţivotne sredine, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2001, Bor,2001. 8. Ivković.M.: Istraţivanje i formiranje evidencije uticaja na ţivotnu sredinu od posledica eksploatacije uglja Ĉasopis Arhiv za tehniĉke nauke, br I, Bjeljina, 2009. 9. Ivković.M., Bijelić V.: Osnove tehnologije podzemne gasifikacije leţišta uglja, Ĉasopis Energetiĉar, br. XIII, Banja Luka, 2009. 10. Đukanović D., Đukanović D.: Analiza zavisnosti ostvarenih troškova i brzine izrade podzemnih prostorija u rudnicima uglja u Srbiji, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2005, Bor,2005. 11. Dragosavljević Z., Denić M., Ivković.M.: Strategija razvoja podzemnih rudnika uglja u Srbiji u okviru razvoja ugljenih basena sa površinskom eksploatacijom, Ĉasopis Rudarski radovi br.1/2009, Bor, 2009

220


STANJE I MOGUĆNOSTI DALJEG RAZVOJA PROIZVODNJE UGLJA U RMU „SOKO“ SOKOBANJA PRESENT CONDITION AND POSSIBILITY OF FUTHER COAL PRODUCTION DEVELOPEMENT AT RMU „SOKO“ SOKOBANJA Slobodan Kokerić1, Miodrag Denić2, Rade Guberinić1 1 - RMU „Soko“ Sokobanja, 2 - JP PEU Resavica IZVOD U radu se daje prikaz postojećeg stanja i proizvodnje u RMU „Soko“ u periodu 2000 − 2009 godine, mogućnosti daljeg razvoja i proizvodnje u narednom periodu. Dugoroĉnim programom eksploatacije i razvoja rudnika „Soko“ predviĊen je nastavak radova na eksploataciji uglja u OP-4 i otvaranje dela leţišta koji pripada istoĉnom krilu centralnog polja u cilju stvaranja uslova za kontinuiranu eksploataciju uglja i povećanje proizvodnih kapaciteta. Navedeno otkopno polje, predstavlja prekretnicu daljeg razvoja rudnika u proizvodnom i tehnološkom smislu uvoĊenjem novih tehnologija u eksploatacionom procesu. Poĉetak eksploatacije uglja u istoĉnom krilu centralnog polja planiran je 2013. godine sa godišnjim kapacitetom od 200.000 do 250.000 tona uglja, što omogućuje eksploatacioni vek rudnika od 40 godina. Kljuĉne reĉi: proizvodnja uglja, vek eksploatacije, tehnologija eksploatacije

ABSTRACT This study shows the image of current conditions and production at „Soko” coal mine during period of time 2000 − 2009. This Study also shows the possibility of further development and production in the future. Exploitation and development long-term program of „Soko” coal mine predicts continuing of coal extraction in OP-4 and opening one part of deposit, which belongs to the East wing of central field, in order to create conditions for continuous coal extraction and increasing of production capacity. Stated mining field represents turnover of further mine development from the aspect of production and technology by leading in new technologies into exploitation process. The beginning of coal exploitation at the East wing of central field is planned in 2013. with annual capacity from 200.000 to 250.000 t of coal. This enables mine exploitation period of 40 years. Keywords: coal production, exploitation period, exploitation technology

UVOD Rudnici sa podzemnom eksploatacijom uglja u Srbiji u ĉijem sastavu posluje i RMU „Soko“ Sokobanja, u protekloj deceniji, deli sudbinu tranzicije i privrednih reformi zemlje. MeĊutim, u takvim okolnostima a u skladu sa energetskom politikom zemlje, strategijom budućeg razvoja trasiran je put i dat prioritet daljim aktivnostima sa ciljem opstanka i stabilnog funkcionisanja rudnika. Strategija daljeg razvoja rudnika, zasnovana je na znatnoj sirovinskoj bazi koju poseduje, kvalitetu proizvoda, stabilnom trţištu, konkurentnim cenama uglja, mehanizovanju tehnološkog procesa i edukaciji kadrova koji predstavljaju bitan element daljeg napredtka i prosperiteta. Implementaciju ove strategije osetiće kao prvo graĊani Sokobanje i okolnih mesta, region i na kraju Srbija koja će u RMU „Soko“ dobiti jedan stabilan energetski potencijal za duţi niz godina.

221


Cilj ovoga rada je da se širem auditorijumu predstavi trenutno stanje u RMU „Soko“ sa aspekta otvorenosti i pripremljenosti proizvodnih kapaciteta, istraţenosti leţišta sa rezervama i kvalitetom uglja, ukaţe na mogućnosti daljeg razvoja povećanjem proizvodnje uglja kao i poboljšanjima u tehniĉkom, tehnološkom i orgazicionom i smislu. PRIKAZ POSTOJEĆEG STANJA RUDNIKA Opšti podaci o leţištu Leţište mrkog uglja „Soko” predstavlja deo sokobanjskog tercijalnog ugljonosnog basena. Odlikuje se sloţenom tektonskom graĊom i strukturom. Unutar samog leţišta utvrĊen je veći broj raseda raznih pravaca i dimenzija, koji su leţište podelili u tri tektonska bloka − eksploataciona polja, (slika 1.):

Slika 1. Šematki prikaz tektonskih blokova (eksploatacionih polja) leţišta uglja „Soko“

 Centralno polje, koje je definisano kao prostor juţno od raseda R-10 i istoĉno od raseda R-2,  Zapadno polje, predstavlja deo leţišta zapadno od centralnog polja i zahvata prostor izmeĊu raseda R-2 na istoku, R-10 na severu i R-11 na zapadu i  Severno polje, kao deo leţišta koji je nedovoljno istraţen, a prostire se severno od raseda R-10. Geološku graĊu uţeg podruĉja leţišta karakterišu naslage tercijara i kvartara a naroĉito neogene naslage koje ispunjavaju ovaj basen u celini. Ĉine ih dve serije sedimenata i to: slatkovodna produktivna Ĉitluĉka i Vrmdţanska serija. Eksploatacija uglja odvija se u ĉitluĉkoj seriji koja je podeljena na tri karakteristiĉna horizonta: podinski, ugljonosni i povlatni horizont. Podinski horizont, ĉine: bazaltni konglomerati, sivi bankoviti pešĉari sa proslojcima glina i sivi uslojeni laporci sa proslojcima laporovitih i ugljevitih glina. Ugljonosni horizont, ĉini jedan moćan ugljeni sloj (proseĉne debljine 30m) sa jalovim proslojcima, sloţene graĊe (strukture). Povlatni horizont (krovina ugljenog sloja), ima vrlo heterogen litološki sastav, a grade ga ţuti i sivi laporci, sivi uslojeni pešĉari, sloj mrkog uglja promenljive debljine od 0,5 − 3,0 m (povlatni sloj) i sive laporovite gline.

222


Geološke rezerve i kvalitet uglja Leţište rudnika „Soko“ pripada grupi veoma perspektivnih, ako se uzme u obzir da je istraţenost leţišta svega 10 %. Rezerve uglja sa stanjem na dan 31 decembar 2009 godine iznose (tabela 1.): Tabela broj 1. Geološke rezerve uglja leţišta „Soko“

Kategorija A B C1 A+B+C1

Bilansne (t) 556.564 15.309.063 41.887.592 57.753.219

Geološke rezerve Vanbilansne (t) 2.062.204 701.068 2.763.272

Na osnovu niza proba i uraĊenih hemijsko-tehniĉkih analiza uzoraka uglja, dobijene su sledeće vrednosti kvaliteta uglja:         

vlaga pepeo isparljive materije C-fix sagorljive materije koks S ukupni TEG TED na ukupnu vlagu

19,22 % 11,83 % 35,80 % 34,47 % 70,62 % 45,71 % 1,70 % 19.506 kJ/kg 18.239 kJ/kg

Tehniĉko − tehnološki uslovi eksploatacije Model otvaranja i metoda otkopavanja Leţište rudnika „Soko” otvoreno je pomoću dve vertikalne prostorije: izvoznim i ventilacionim oknima. Izvozno okno izgraĊeno je od K+395 m do K+150 m. Aktivni deo okna kojim se obavlja transport i izvoz je do K+170 m. Navozište na K+240 m trenutno nije u funkciji izvoza, već se koriste samo pomoćni objekti vodosabirnik (kapacitet 350 m3), elektro i pumpna stanica. Ventilaciono okno je preĉnika 3,2 m i izraĊeno je od K+395 m do K+240 m gde je izraĊeno jednostrano navozište. Povezivanje navozišta okana, odnosno uspostavljanje protoka glavne vazdušne struje izvršeno je sistemom kosih i horizontalnih prostorija do najdubljih delova jamskog proizvodnog sistema. Rudnik “Soko” primenjuje Stubno-komornu metodu sa preĉnim otkopima, obaranjem krovnog uglja i zarušavanjem krovine. Osnovna priprema vrši se izradom etaţnih hodnika iz prostorija otvaranja, tako da svaki par etaţa ima direktnu vezu sa glavnim prostorijama ulazne odnosno izlazne vazdušne struje. IzmeĊu etaţnih hodnika, na svakih 70 m izraĊuju se ventilacioni uskopi, kojima se uspostavlja protoĉno provetravanje. Etaţni hodnici locirani su po sredini ugljenog sloja, horizontalno, po odreĊenoj koti, okruglog popreĉnog preseka preĉnika 9,62 m2, podgraĊuju se ĉeliĉnom luĉnom ĉetvorodelnom podgradom.

223


Prirodni uslovi eksploatacije Otkopavanjem ugljenog sloja rudnika „Soko“ oslobaĊaju se ugljovodoniĉni gasovi, od kojih je najopasniji metan i predstavlja jednu od osnovnih potencijalnih opasnosti po zaposlene u jami. Metan se prirodno akumulira u krovini ugljenog sloja u naslagama nevezanih pešĉara pod pritiskom (izmeren pritisak preko 22 bara). Ovo leţište, karakteristiĉno je po naglim prodorima i izbojima gasa iz kolektora gasa i rasednih zona pod pritiskom u radni prostor. U cilju preventivnog delovanja i zaštite od izboja uglja, gasa i stenskog materijala pod pritiskom u rudniku „Soko“ izvode se informativna bušenja u cilju ocene izbojnosti radne sredine (Uputstvo za radu uslovima izboja uglja, gasa i stenskog materijala u rudniku „Soko“). Metanoobilnost jame Vrednosti apsolutne i relativne metanoobilnosti jame u periodu 2000 − 2009 godine prikazane su tabeli 2. i veće su od oĉekivanih vrednosti u odnosu na gasonosnost uglja. Tabela 2. Vrednosti apsolutne i relativne metanoobilnosti jame

Metanoobilnost

GODINA 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Qa (m³/min)

5,17

3,66

4,39

4,20

3,60

2,76

1,86

5,04

4,29

5,19

Qr (m³CH4/t)

21,31

20,42

24,32

20,60

23,61

15,54

14,24

33,31

19,70

22.90

Imajući u vidu znatno manje vrednosti gasonosnosti uglja (4,706 m3CH4/t) u odnosu na metanoobilnost jame u rudniku „Soko” nameće se zakljuĉak, da je velika metanoobilnost vezana za metan iz starih radova i krovinskih akumulacija metana, koji kroz rasede i stare radove dospevaju u ventilacioni sistem jame pod uticajem depresije glavnog ventilatora. Samozapaljivost uglja i samozapaljivost i eksplozivnost ugljene prašine Rezultati laboratorijskih ispitivanja, temperature tinjanja uzoraka uglja pokazali su da se ugalj pali na temperaturi 250 – 260 C za vreme od 6‟50” – 15‟5” a da se nataloţena ugljena prašina debljine 5mm pali na temperaturi 250–350°C. Rezultati ispitivanja temperature paljenja uzoraka uglja pokazali su da se ugalj pali na temperaturo 610 – 640 C. Prirodni indeks samozapaljivosti iznosi SZa= 115–188 C/ min. Prema ovim rezultatima ugalj leţišta rudnika „Soko” spada u grupu lako zapaljivih ugljena a ugljena prašina zapaljiva i eksplozivna. Proizvodnja uglja Proizvodnja uglja u rudniku „Soko“ u periodu od 2000. do 2009. godine odvijala se zapadnom (OP-1) i severnom krilu zapadnog polja (OP-4). Za navedeni period ukupno je proizvedeno 902.272 tona sa proseĉnim godišnjim kapacitetom od 90.227 tona komercijalnog uglja. Planirana i ostvarena proizvodnja u navedenom periodu prikazana je na dijagramu i tabeli 3. Trenutno, eksploatacija uglja vrši se u severnom krilu zapadnog polja (OP-4) koji je ograniĉen sa severa rasedom R-10, sa istoka rasedom R-11, sa zapada rasedom R-10a i sa juţne strane rasedom R-10b (slika 2.). Planirana proizvodnja uglja za 2010. godinu na osnovu trenutnog stanja i pripremljenih kapaciteta ispod K-42 m iznosi 114.000 tona komercijalnog uglja. Otvaranjem i razradom OP-4 od K-51m

224


do K-114 m zahvata se oko 1.306.000 tona geoloških bilansnih rezervi uglja što sa proseĉnom godišnjom proizvodnjom od oko 130.000 tona omogućava eksploatacioni vek rudnika od 6,5 godina.

Tabela 3. Planirana i ostvarena proizvodnja u periodu 2000 − 2009 godina 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Godina

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

140,00 126,00 126,00 114,30 98,900 93,400 100,00 75,000 110,00 108,00

Plan

Ostvarenje 123,66 91,072 92,013 104,21 77,716 83,534 66,597 69,062 83,098 111,29

Ostvareni uĉinci (otkopni, jamski i rudniĉki) u periodu (2000 − 2009. prikazani su u tabeli 4. Tabela 4. Ostvareni uĉinci (otkopni, jamski i rudniĉki) u periodu 2000. − 2009. godina

Uĉinak Otkopni Jamski Rudniĉki

Ostvareni uĉinci po godinama ( t/nad) 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

21,85 1,82 0,9

20,03 1,53 0,65

17,37 1,18 0,59

19,71 1,29 0,74

17,73 0,97 0,53

19,48 1,05 0,58

16,73 0,90 0,55

18,86 1,03 0,62

18,91 1,13 0,70

25,88 1,62 0,98

Navedeno otkopno polje je otvoreno i pripremljeno za eksploataciju do K-60 m. Otvaranjem po dubini do K-114 m omogućuje kontinuiranu proizvodnju do završetka investicione izgradnje rudnika. U tom smislu, ovo eksploataciono polje predstavlja prelazni period eksploatacije uglja do završetka otvaranja i poĉetka eksploatacije Istoĉnog krila centralnog polja u kome je planirano povećanje proizvodnje, uĉinaka i tehnološkog napredtka rudnika.

225


Slika 2. Strukturno geološka karta severnog krila zapadnog polja (OP-4)

MOGUĆNOSTI DALJEG RAZVOJA PROIZVODNJE UGLJA Mogućnosti daljeg razvoja rudnika „Soko“ zasnovane su na eksploataciji preostalih rezervi uglja postojećom metodom i thnologijom u severnom krilu centralnog polja (OP-4) i otvaranju i eksploataciji leţišta uglja koji prostorno pripada Istoĉnom krilu centralnog polja, primenom savremene rudarske mehanizacije u cilju povećanja proizvodnje, radnih uĉinaka i sigurnosti na radu zaposlenih. Ugljeni sloj je moćnosti 25 m, zaleţe prema severu, nagiba od 35 – 45, sa ukupnim bilansnim geološkim rezervama uglja od 16.000.000 tona što sa godišnjom proizvodnjom od 250.000 tona omogućuje kontinuiranu proizvodnju u narednih 40 godina. Projektovani model otvaranja navedenog leţišta predstavlja jedan savremeni naĉin otvaranja i razrade leţišta, takozvanim „podinskim“ sistemom. Otvaranje je izvršeno sistemom kosih saobraćajnica sa površine (K+397m) i izvoznim oknom (K+170m) i dostiţe K-44m, na kojoj je lociran prvi horizont (slika 3). Izabrani sistem otvaranja ostavlja mogućnost jednostavnog i racionalnog poduhvatanja preostalih rezervi uglja u severnom delu sokobanjskog basena. U ovom momentu završena je prva faza otvaranja (do K+114 m) izradom rudarskih prostorija u duţini od 2.015 m a u prvoj polovini tekuće godine oĉekuje se nastavak radova na izradi rudarskih prostorija II faze otvaranja (do K-44 m) I horizonta u duţini od 2.320 m.

226


-150

R-9

Zapadno polje

-100

-50 VS

istocno krilo centralnog polja

VTN-1

GT

N-

R-4

+50

MHP

GTN-2 IN-66

IO

R-8a

0

3

GVH-1 K+114

PV

N-

+100

R-8 1 K+105

VO

GTN-1 GTN-2

K+275

Slika 3. Istoĉno krilo centralnog polja jame rudnika Soko

Radovi na otvaranju II faze I horizonta izvodiće se u periodu od 2010 do 2013.godine. Rudarski radovi na izradi kapitalnih rudarskih prostorija izvodiće se tehnologijom bušaĉko minerskih radova sa mehanizovanim utovarom iskopine sa ĉela radilišta. Izrada pripremnih prostorija vršiće primenom savremene rudarske mehanizacije (kombajnima) a kao podgradni materija koristiće viseća AT viseća podgrada (ankeri sa dvokomponentnim smešama) koja je našla široku primenu u rudnicima uglja Evrope, SAD i Australije. Poĉetak otkopavanja dela leţišta Istoĉnog krila centralnog polja planira se 2013. godine primenom postojeće metode u cilju formiranja starog rada na poĉetnim etaţama, dokazivanja parametara mehanizovanog otkopavanja (2014 i 2015 godine), da bi od 2016 godine u potpunosti Continuous Miner-a kao otkopna mašina u stubno komornim otkopima preuzeo primat od postojeće metode otkopavanja. Planirani nivo proizvodnje u narednom 10-o godišnjem periodu prikazan je u tabeli broj 5. Tabela broj 5: Planirana proizvodnja u periodu 2010-2019.godine

Red. br.

Godina

1 2 3 4 5 6 7 8

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Otkopno polje Severno krilo Istoĉno krilo zapadnog polja centralnog polja 114,000 0 130,000 0 150,000 0 140,000 60,000 130,000 70,000 120,000 80,000 65,000 155,000 0 220,000

227

Ukupno (t) 114,000 130,000 150,000 200,000 200,000 200,000 220,000 220,000


9 10 11

2018 2019 Ukupno

0 0 849,000

230,000 250,000 1,065,000

230,000 250,000 1,914,000

Iz tabele broj 5 se moţe zakljuĉiti, da se planira znatno povećanje proizvodnih kapaciteta i da će se otkopavanje u narednom periodu izvoditi u dva nezavisna otkopna polja i sa razliĉitim otkopnim metodama:  Severnom krilu zapadnog polja (OP-4), gde se trenutno vrši otkopavanje postojećom metodom otkopavanja i  Istoĉnom krilu centralnog polja, gde će se otkopavanje vršiti primenom Continuous Miner-a kao otkopne mašine u stubno komornim otkopima. Mehanizovano otkopavanje i izrada jamskih prostorija

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 12

a)

11

Continuous Miner je više namenska rudarska mašina namenjena za obavljanje poslova na otkopavanju, utovaru i transportu uglja na kratkom rastojanju (pretovar). Otvaranje dela leţišta za otkopavanje Continuous miner-om, odnosno stubno-komornom metodom, vrši se izradom više ulaza i popreĉnih hodnika, pri ĉemu se formiraju zaštitni stubovi koji se pri povlaĉenju mogu otkopavati potpuno ili delimiĉno ili se ne otkopavaju. Dimenzije prostorija otvaranja i razrade otkopnog polja su 4,5 x 4m, a podgraĊivanje se vrši klasiĉnim AT sidrima u stropu hodnika, dok se bokovi hodnika podgraĊuju sidrima od plastiĉnih vlakana koji bi se rezali Miner-om pri otkopavanju stubova. Zbog stabilnosti prostorije i sigurnosti radnika i Continuous Miner-a, pored AT sidara prostorije se (po potrebi) dodatno osiguravaju ĉeliĉnim okvirima pravougaonog oblika na osnom rastojanju od 1 m, koji se pri otkopavanju, a pre rezanja Miner-a, sukcesivno skidaju. Ugalj se dobija izradom hodnika i eksploatacijom stubova bez ikakvog dobijanja uglja iz nadkopa (horizontalna koncentracija), a stari rad sa gornjih etaţa se zarušava nakon eksploatacije stubova i povlaĉenja sekcija pokretne mehanizovane podgrade. Cilj otkopavanja stubova je da se poveća iskorišćenje leţišta, koje se pri samoj izradi stubova kreće od 20 do 25%. Otkopavanje stubova moţe biti delimiĉno ili kompletno. Delimiĉno otkopavanje se vrši kada se zbog nestabilne krovine i izraţenih pritisaka ne moţe otkopati ceo stub, odnosno Miner nema vremena da se povuĉe iz nepodgraĊenog dela otkopa pre nego što se zaruši krovina. Otkopavanje delova stuba se po pravilu vrši iz ulaza, kao što je i prikazano na slici broj 4.

b)

Slika 4. Otkopavanje delova stubova gde se kao privremena podgrada koriste pokretne sekcije

228


Primena pokretnih sekcija mehanizovane podgrade pruţa mogućnosti za brţu eksploataciju stubova, ĉime se povećavaju uĉinci i vaţnije od toga, Continuous miner i radnici se brţe povlaĉe iz ugroţene zone. Na slici broj 5 i slici broj 6 prikazane su dve metode otkopavanja stubova primenom pokretne mehanizovane podgrade. Karakteristiĉno za obe metode je da su stubovi pravougaonog oblika, pri ĉemu se duţinom stuba definiše broj rezova koji su potrebni za njegovo otkopavanje a širinom se definiše duţina svakog reza.

Stari rad

Stari rad

Slika 5. Otkopavanje stuba spoljnim rezom, primenom pokretne mehanizovane podgrade

Metoda prikazana na slici 5 se u literaturi moţe naći pod imenom „spoljni rez“, gde Continuous miner iz zone sa stabilnom krovinom (ulaza) zapoĉinje otkopavanje stuba uzastopnim i paralelnim rezovima, pri ĉemu je jedino prvi rez drugaĉiji a svrha mu je da se stvori prostor za pozicioniranje pokretnih sekcija kao i prostor za ulazak Miner-a u sledeći rez pod povoljnijim uslovima i veće iskorišćenje leţišta. Druga metoda otkopavanja stubova uz korišćenje pokretne podgrade poznata je pod imenom „boţićna jelka“ (Christmas tree method) i prikazana je na slici 6 koja se u principu predlaţe kao moguća metoda otkopavanja za uslove leţišta rudnika „“Soko“. Kapacitet otkopavanja Continuous Minera za normalne uslove rada u rudniku „Soko“ iznosiće:

QSM 

p  TP  x = 0.8 x 6 x 217/100 x 0,048 = 217 t/smeni 100  T

gde je:

p − raspoloţivost mehanizacije u otkopu (%), Tp − smensko proizvodno vreme (h),

T − vreme izrade jednog reza (h), x − kapacitet rezne glave CM (t/smeni) Otkopavanje se moţe odvijati u tri prizvodne smene, proseĉno 25 radnih dana u toku meseca, a preostalih pet dana su na raspolaganju za druge proizvodne aktivnosti, tako da je ukupna meseĉna produktivnost sledeća: Qm = 217 ∙ 3 ∙ 25 = 16.275 t/mes,

229


odnosno: Qg = 16.275 ∙ 12 = 195.300 t/god

Stari rad

Stari rad

Slika 6. Otkopavanje stubova metodom boţićne jelke

ZAKLJUĈNA RAZMATRANJA Mogućnosti daljeg razvoja, povećanje proizvodnih kapaciteta i unapreĊenje tehnološkog procesa eksploatacije uglja u rudniku“Soko“ mogu se realizovati kroz sledeće faze:  izbor optimalnog modela otvaranja leţišta,  primena savremenih metoda izrade i podgradjivanja podzemnih prostorija i  pravilan izbor visokoproduktivne mehanizacije za otkopavanje uglja. Osnovna koncepcija i model otvaranja leţišta treba da budu takvi da vreme otvaranja odnosno investicione izgradnje rudnika bude što kraće, kako bi se u kratkom roku uspostavio planirani sistem proizvodnje i poĉetak povraćaja investicionih ulaganja. Model otvaranja jame rudnika Soko (faza I i faza II) predstavlja jedan savremeni naĉin otvaranja i razrade leţišta takozvanim „podinskim“ sistemom. Predloţeni model jame podrazumeva da se u toku eksploatacije u istoĉnom polju formira više horizonata, koji će se funkcionalno povezati sa kapitalnim objektima otvaranja jame. Izabrani sistem otvaranja ostavlja mogućnost jednostavnog i racionalnog poduhvatanja preostalih rezervi uglja u severnom delu sokobanjskog basena ispod raseda R-10. Kapitalni objekti otvaranja su dimenzionisani tako (P=14,5m2) da u toku celog veka eksploatacije omogućavaju funkcionalnost i dovoljnu propusnu sposobnost, sa aspekta ventilacije, servisiranja jame, dopreme reprodukcionog materijala, otpreme uglja i realizacije ostalih tehniĉko-tehnoloških zahteva. Dinamika otkopavanja diktira potrebu za brzom pripremom novih otkopnih ĉela, odnosno potrebu za povećanjem brzine izrade podzemnih prostorija. U tom smislu jedan od osnovnih problema koji prati podzemnu eksploataciju uglja u rudnicima u Srbiji jeste brzina izrade i stabilnost podzemnih prostorija. U cilju prevazilaţenja ovog problema i pravilnog izbora tehnologije izrade i podgraĊivanja ovih prostorija, mora se zapoĉeti sa realizacijom na transferu tehnologije ĉiji je osnovni cilj unapreĊenje statusa podzemnih prostorija odnosno poboljšanje kvaliteta njihove izrade, podgraĊivanja i povećanje veka njihovog trajanja, a to se moţe postići uz:

230


 mehanizovanu izradu rudarskih prostorija, i  adekvatan sistem osiguranja jamskih prostorija. Pod savremenim tehnologijama izrade i podgraĊivanja podrazumeva se ona tehnologija koja omogućava stabilnost rudarskih prostorija, a uz to i ekonomiĉnost (bez rekonstrukcija), što je jedino moguće ostvariti mehanizovanom izradom rudarskih prostorija, primenom kombajna sa reznom glavom ili Continuous Miner-a, i uz adekvatan sistem osiguranja kao što je AT viseća podgrada. Najsloţeniji segment podzemnog proizvodnog sistema koji u suštini definiše veliĉinu jednog rudnika, jeste sistem i naĉin eksploatacije uglja, odnosno metoda otkopavanja. Istraţivanje metoda i tehnologija otkopavanja predstavlja istraţivanje mogućnosti primene otkopnih konstrukcija i neophodnih instalacija i opreme za provoĊenje tehnološkog postupka dezintegracije uglja, a zatim se ekonomskom analizom dokazuje isplativost ili neisplativost predloţene metode i tehnologije, odnosno primenom ekonomskih parametara utvrĊuje se optimalna vrednost elemenata koji se mogu menjati u nekom dijapazonu vrednosti. Kada se govori o primeni Continuous Miner-a kao otkopne mašine, moţe se reći da se sa porastom dubine obavljanja rudarskih radova, sve teţim geološkim uslovima i kada se kao ekonomski neopravdano rešenje nameće primena širokoĉelnih metoda otkopavanja, pravilnim izborom i projektovanjem neke od stubno-komornih metoda, Continuous Miner se sa uspehom moţe primeniti uz postizanje zadovoljavajućih uĉinaka. Na ovaj naĉin se primena širokoĉelnih metoda i za njih vezane znaĉajne investicije − odlaţu. TakoĊe, uprkos ĉinjenici da je Continuous Miner zamišljen i konstruisan kao otkopna mašina namenjena prvenstveno za otkopavanje slojeva uglja debljine od 1,8 do 4 m, zahvaljujući savremenim tehniĉkim rešenjima i unapreĊenjima njegove konstrukcije, sve je znaĉajnija primena ove mašine i za otkopavanje slojeva veće debljine. LITERETURA 1. Denić M., Doktorska disertacija: Analiza uslova za primenu visokoproduktivne otkopne mehanizacije za podzemnu eksploataciju strmih slojeva uglja velike debljine; RGF Beograd, 2007. 2. Elaborat o rezervama uglja rudnika Soko, JP za PEU, 2004. 3. Kokerić S., Magistarska reza : Razvoj modela degazacije metana u uslovima leţišta uglja rudnika „Soko“; RGF Beograd, 2009.

4. Milisavljević V., Denić M., Tanasković M., Gašić V., Mogućnost primene savremenih tehnologija izrade I podgraĊivanja rudarskih prostorija u nekim rudnicima JP za PEU; Zbornik radova sa VI meĊunarodnog simpozijum: MAREN 2002., Beograd, 2002. 5. Milisavljević V., Denić M., Savremene konstrukcije mašina za izradu podzemnih prostorija; Zbornik radova sa IV nauĉno-struĉnog skupa: Podzemna eksploatacija mineralnih sirovina u novim uslovima privreĊivanja, Beograd, 2001. 6. Studija: Program ostvarivanja strategije energetskog razvoja republike Srbije do 2015. godine za period od 2007. do 2012. godine; 2007.

231


PROIZVODNJA METANA REDUKCIJOM UGLJEN DIOKSIDA U LIGNITU METHANE PRODUCTION THROUGH CARBON DIOXIDE REDUCTION IN BROWN COAL Vladimir Cvetkovski1, Miroslav Ignjatović1, Dragan Milanović1 Milena Cvetkovska2 1

Inistitut za rudarstvo i metalurgiju Bor u Boru; 2 Hemijski fakultet, Beogradski univerzitet u Beogradu

Rezime: U radu su prikazana dosadašnja savremena fundamentalna istraţivanja koja ukazuju na mogućnost mikrobiološke proizvodnje metana iz lignina za energetske potrebe kao i drugih refraktornih organskih jedinjenja sadrţanih u nisko kvalitetnim ugljevima, naroĉito lignitu. Neophodna su dva uslova u nizu procesiranja, poĉetna aerobna degradacija i naredna anaerobna metanogeneza da bi proces postigao praktiĉnu vrednost. Proces ukljuĉuje intenzifikaciju metanogeneze upotrebom ugljen dioksida i time u principu, odrţivo ponovno korišćenje gasova termoelektrana, doprinoseći naporima smanjenja klimatskih promena. Kljuĉne reĉi: energija, mikrobiološka formacija metana, ugljen dioksid, nisko kvalitetni ugljevi

Abstract: This paper presents the contemporary basic research to date that indicate the possibility of microbial production of methane from lignin for energy needs as well as other refractory organic compounds contained in the low-quality coal, especially lignite. Two conditions are necessary in a series of processing, initial aerobic degradation and the subsequent anaerobic process of methanogenesis to achieve practical value. The process involves intensification of methanogenesis using carbon dioxide and thus, in principle, sustainable reuse of gas power plants, contributing to efforts to reduce climate change. Keywords: energy, microbial methan formation, carbon dioxide, methane capture, low rank coal

Uvod Postoje brojne inicijative i publikacije koje ukazuju na vaţnost energetske sigurnosti. U poslednjoj deceniji sve više se ukazuje na raznolikost snabdevanja energetskim sirovinama, maksimalna iskorišćenja

232


raspoloţivih energetskih resursa (naroĉito isporuka ĉistih gasova) i u vezi sa tim smanjenje uticaja klimatskih promena. Poseban napredak je uĉinjen u oblasti proizvodnje metana iz fosilnih goriva, na primer u ekonomiĉnoj proizvodnji energetskih gasova kao što su smeša gasova, sintetizovani gas (syngas) iz velikih depozita uglja i uljnih škriljaca u Severnoj Americi, te u prihvatanju i skladiranju ugljen dioksida iz termoelektrana u Evropi. Druga potencijalna prednost je u potpunijoj eksploataciji sliĉnih niskokvalitetnih resursa, kao što su depoziti uglja lignita i akumulacije organskih muljeva, koja podrazumeva veće iskorišćenje datih resursa, radije nego oslobaĊanje velikih koliĉina ugljen dioksida. Primarni izazov se sastoji u povećanju sadrţaja ugljenika u niskokvalitetnim materijalima putem korisnih reakcija i fiziĉkih interakcija u kontaktu sa posebno skladiranim ugljen dioksidom. Anaerobna biodegradacija Poznato je da su gasoviti ugljovodonici uglavnom metan, proizvod geoloških procesa koji nastaju pri formiranja ugljeva a takoĊe i u tekućim reakcijama koje se odvijaju u bogatim organskim anaerobnim odlagalištima i moĉvarama širom sveta. Reakcije su analogne onima koje su rezultat anaerobne digestije kanalizacionih muljeva i sliĉnih materijala u kojima se odvija mikrobiološka degradacija biomase kroz sukcesivne procese hidrolize, fermentacije i metanogeneze, proizvodeći mešavinu gasova uglavnom od metana i ugljen dioksida. Takve biomase takoĊe proizvode vodonik (akcijom obligatory acetogenic, OHPA, bakterija) koji redukuju ugljen dioksid u metan. Kao rezultat ovih procesa, oslobaĊa se metan ĉesto u ekonomiĉnim koliĉinama iz niskokvalitetnih ugljeva, sanitarnih deponija i postrojenja za preĉišćavanje otpadnih materijala. Aerobna biodegradacija Lignit se uglavnom sastoji od organskih spojeva otpornih na anaerobnu razgradnju (naroĉito lignina i sliĉnih makromolekula) zbog ĉega je neophodan predhodni tretman pomoću enzimske (gljiviĉne) hidrolize pre konaĉne redukcije u metan. Ovaj proces se postiţe ubrizgavanjem aerisane vode, te se mora ostvariti na siguran naĉin kako bi se izbeglo spontano sagorevanje. Iako bi hidrolitiĉki produkti trebalo da

233


budu pogodni za anaerobnu redukciju do metana u prisustvu ugljen dioksida, potrebni su dodatni uslovi da bi ova reakcija bila komercijalno odrţiva. Treći vaţan uslov je preĉišćavanje ugljen dioksida, koji podrazumeva efikasani fiziĉki postupak ubrizgavanja mikrorganizama i ugljen dioksida kao i desorbcija i efektivna ekstrakcija metana. NagraĊeni metan mora efikasno da se prihvata kako bi se izbeglo njegovo nekontrolisano oslobaĊanje u atmosferu. Nadalje, ukupni proces zahteva pozitivni energetski bilans, zaštitu ţivotne sredine, odrţivo korišćenje i pouzdanu reciklaţu. Osnovne neophodne aktivnosti da bi se ostvarila proizvodnja metana biodegradacijom lignita: • Fiziĉki i mikrobiološki uslovi pod kojima se praktiĉni i sigurni aerobni pred-tretman (gljiviĉne enzimska hidroliza) organskog uglja moţe obavljati • Praktiĉni uslovi za naknadnu anaerobnu razgradnju (bakterijska fermentacija i metanogeneza) hidrolizovanih proizvoda pomoću ugljen dioksida u cilju dobijanje metana odgovarajuće zapremine i kvaliteta. • Inţenjerski uvslovi za efikasno preĉišćavanje ugljen dioksid gasa, ubrizgavanje unutar leţišta uglja, skladiranje metana, uvećanje kvaliteta gasa i efikasno korišćenje. • Opšti uslovi za sigurnu ekonomiĉnu i ekološki prihvatljivu proizvodnju energije u ukupnom periodu eksploatacije rudnika. Iz gore navedenih razloga, industrijski procesi na temelju biodegradacije ostaju potencijalni cilj za masivne depozite ugljeva, meĊutim dosadašnja istraţivanja ne obezbeĊuje industrijsku primenu, sve do momenta ostvarivanja detaljnih istraţivanja i razvoj procesa metanogeneze. Uspešna istraţivanja nagovestiće nove industrijske postupke doprinoseći ekonomiĉnu proizvodnju energije. Postupak će biti komplementaran sa modernim postupcima proizvodnje mešavine energetskih gasova (syngas), ali će eksploatacioni troškovi biti manji i na mnogo niţim temperaturama (maksimalno 60 0C). Istraţivanja procesa biodegradaciji ugljeva su znaĉajno napredovala u poslednjih deset godina. Uprkos predhodnim studijama da su ugljevi inertni na dejstvo mikroorganizmima, najnovije studije ukazuju na uticaj mikroorganizama na procesiranje ugljeva. Istraţivanja su na primer bila usmerena na rastvaranje ugljeva u vodenim rastvorima. Pokazano je da su razliĉite gljive i bakterije u mogućnosti da degradiraju odreĊene komponente ugljeva formirajući vodene rastvore organskih jedinjenja. (Fakoussa, et al. 1981, 1992). Enzimi koji su ukljuĉeni u procese razgradnje su na primer laccases, peroksidaza esterases sliĉni enzimima odgovorne za degradaciju lignina i drugih aromatiĉnih organskih jedinjenja.

234


Drugi mikrobni produkti, npr. metalna šelatna jedinjenja, biosurfactanti ili kiseline, potpomaţu procese rastvaranja (Cohen i sur. 1990, Fakoussa, 1992). Pokazano je da enzimski tretman moţe da rastvori do 40% (w/w) ugljeva (Scott, et al. 1994). Kombinacija hemijskog i biološkog procesiranja ugljeva poboljšava biološku razgradnju makromolekula poput lignina. Niz studija su pokazale obilnost aktivnih bakterijskih zajednica u leţištima ugljeva kao i detekciju biodegradacije organskih materijala i njihovu transformaciju u metan. (Shumkov, et al. 1999, Strapoc, et al. 2008). Sintetizovani gas i skladištenje ugljen dioksida U narednoj deceniji "ĉista ugljena tehnologija" imaće sve veću zastupljenost u proizvodnji elektriĉne energije. Na slici 1, prikazana je "ĉista" tehnologija za proizvodnju sintetizovanog gasa (Syngas) relativno novim procesom koji se naziva integrirana gasifikacija uglja. Ukratko, grejanjem uglja pod pritiskom u ograniĉenim prisustvu kiseonika proizvodi se sintetizovani gas Syngas, smeša ugljen monoksida (CO), vodonika (H2), metana (CH4) i ugljeni dioksida (CO2). Sa izuzetkom CO2, svaki od dobijenih proizvoda moţe se koristiti kao gorivo. Metan je glavni sastojak prirodnog gasa. Ugljen monoksid i vodonik mogu se koristiti za pokretanje gasnih turbina ili za proizvodnju teĉnih goriva kroz Fischer-Tropsch proces.

Slika 1. Proces proizvodnje ĉistog sintetiĉkog gasa

235


Dok je Syngas tehnologija priliĉno dobro uspostavljena, tehnologija redukcije CO2 još uvek je u razvoju, iz razloga definisanja prihvatanja i skladištenja ugljen dioksida. Na slici 2, prikazana je ideja geološko skladiranje ugljen dioksida Skladištenje CO2 je potencijalno atraktivna opcija, i zavisna je od geoloških kriterijuma. Ako se ova mogućnost prihvati, mora se identifikovati odlagalište ugljendioksida, u prvom redu eksploatisana naftna polja za kontinualno prihvatanje i skladiranje velikih koliĉina CO2. TakoĊe je neophodno da se unaprede energetske alternative razvojem pratećih tehnologija i to u više oblasti, da bi se ostvario ţeljeni cilj.

Slika 2. Prihvatanje i geološko skladiranje ugljen dioksida

Prihvatanje i skladištenje CO2 imaće verovatno svoje mesto u novoj energetskoj ekonomiji i da je za ĉisti ugalj, saradnja sa industrijom jedini odgovor. Veruje se da će se u budućnosti prihvatanjem novih, testiranih i raspoloţivih energetskih tehnologija, ugalj sa svojim derivatima ostvarivati znaĉajani izvore ĉiste energije.

236


Literatura Cohen, M. S., Feldmann, K. A., Brown, C. S., Gray, E. T. (1990) Isolation and Identification of the CoalSolubilizing Agent Produced by Trametes versicolor, Applied and Environmental Microbiology, Vol. 56 (11), p. 3285-3291. Fakoussa, R. M. and Truper, H. G. (1983) Kohle als mikrobielles Substrat unter Aeroben Bedingungen [Coal as substrate for microorganisms: investigations of the microbial decomposition of untreated hard coals], In: Kolloquium in der Bergbau-Forschung GmbH. Rehm, H. J. (Ed.). Steinkohlenbergbauverein, Essen, FRG. p. 41-49. Fakoussa, R. M. (1992) Mikroorganismen erschließen Kohle-Ressourcen, Bio-Engineering,Vol.4, 21 Shumkov, S., Terekhova, S., Laurinavichius, K. (1999) Effect of enclosing rocks and aeration on methanogenesis from coals. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 52, p. 99-103. Strapoc, D., Picardal, F. W., Turich, C., Schaperdoth, I., Macalady, J. L., Lipp, J. S., Lin, Y.-S., Ertefai, T. F., Schubotz, F., Hinrichs, K.-U., Mastalerz, M., Schimmelmann, A. (2008) Methane-Producing Microbial Community in a Coal Bed of the Illinois Basin. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 74 (8), p. 2424-2432.Thielemann, T., Cramer, B., Schippers, A. (2004). Coalbed methane in the Ruhr Basin, Germany: a renewable energy source? Org. Geochem. Vol. 35, p. 1537-1549.

237


UPOTREBA ELEKTRODETONATORA U METANSKOM REŢIMU USE OF ELECTRO BLASTING CAPS IN GASSY MINES Jurić Drago «Trio d.o.o.» , Zemun ABSTRACT Electric detonator are manufactured with two types of delay, millisecond delay (MS) and half-second delay (HS). In the MS detonators the delay time increases in increments of 34ms between each period. In underground coal mines, MS electric detonators copper shell are used, numerically marked with “0” ,”1”, “2”, “3” and “4”, while for non-gassy mines higher numbers can be used as well. MS electric detonator marked “0” does not have

than 4ms

according to the energy transferred by the blasting machine. Yugoslav regulation (Rules of technical norms and explosives handling in mine blasting, Official Gazette No. 26 and 63/88) does not limit the use of MS electric detonators marked “0”, but only states: that the total time in the sequence from ignition of the first to the last electric detonator in methane coal pits cannot be more than 136 ms, that is 204 ms when blasting in muck where there is no methane. The detonator marked with “1” has imbedded delay fuse the duration of which is 34 ms, detonator “2” has the delay fuse with 68 ms duration, “3” - 102 ms duration, and “4” has the delay fuse of 136 ms duration compared to the detonator “0”.When activating a small number of electric blasting caps with, for example, a powerful blasting machine, activation time of zero blasting detonator can be considerably below 1ms. Blasting machine is conditioned so that the time of energy output has to be shorter than 4ms. When the electric detonator is activated, mining cable is rejected and its ends can be separated, welded and they can even be placed directly side by side. As the machine still has not stopped to transfer energy (4ms has not passed or the machine is out of order and thus the time of energy transfer is prolonged) the sparking will start at the end of conductors which, in the presence of methane, leads to the ignition of the same and thus to the adverse consequences. This implies that in the gassy underground coal mine the machines with the lowest possible energy need to be used (and the lowest possible voltage).In the mining practice, for traditional and some other reasons, machines are used that are much stronger than it is actually needed. This can be justified on the surface or in the extraction of metal ores, but by no means in the extraction of coal. If electric blasting detonator „1“is declared the blasting detonator „0“, electric blasting detonator will receive the necessary activation energy in the first 4ms, and will be activated upon the 34ms has run out. In the course of this time, the transfer of energy output has stopped even in the broken down blasting machine and thus, the hazard of methane ignition by sparking of electric conductor ends is avoided.

238


Uvod Mašina za paljenje mina u metanskom reţimu eksploatacije treba da zadovolji uslove propisane opštim standardom za protiveksplozionu zaštitu SRPS N.S8.011, ispitivanje se vrši u skladu sa standardom SRPS N.S8.911. Shodno pomenutom standardu ispituju se sledeći parametri: -strujni impuls -ispravnost izolacije izmeĊu stezaljki -mehaniĉka zaštita -ispravnost kontrolne sijalice, naboj kondenzatora -ispravnost otpora za praţnjenje za kondenzatorske mašine Strujni impuls Prema standadu SRPS N.S8.911 strujni impuls se ispituje pri najvećem dozvoljenom otporu strujnog kola prikljuĉenih elektro detonatora pri ĉemu srednja efektivna struja aktiviranja niza treba da bude veća od 1A. Standard nije definisao vreme potrebno za odreĊivanje srednje efektivne struje. Radi toga u prilogu br.1 ovog rada je osnovna energetska jednaĉina strujnog impulsa elektro detonatora. Iz priloga se vidi, da radi same prirode elektro detonatora, vreme za odreĊivanje srednje efektivne struje paljenja niza treba da iznosi 2msec. Izraz za strujni impuls mašine za paljenje mina glasi: W= I2ef x t (mJ/ Ω) Energija strujnog impulsa ne sme biti manja od 3 mJ/Ω. U tom sluĉaju struja na graniĉnom otporu mašine za paljenje mina treba da je veća od 1,22A, a ne kako je standardom propisano da struje treba da bude veća od 1A, - nije dovoljno jasno definisano. Strmina porasta mora biti najmanje 1 ms, odnosno od poĉetka impulsa do najviše vrednosti struje paljenja mora proteći vreme manje od 1 ms. Trajanje strujnog impulsa sme biti najviše do 4 ms. Znaĉi, pri graniĉnom otporu ( najveće opterećenje mašine) u ovom vremenu treba da prestane saopštavanje energije u minsko polje. Svrha ovoga je da se elektro detonatorima u ovom vremenu saopšti potrebna energija za aktiviranje, prije nego što doĊe do samog aktiviranja eksplozivnog punjenja. Pomenuto vreme zavisi od karakteristika odnosne mašine za paljenje mina i definisano je kao stalna - konstantna (nepromenljiva) veliĉina. Kod mašine tip EKA 400M (proizvoĊaĉ TRIO d.o.o.- Beograd) ovo vreme je oko 3msec. Ova ĉinjenica znaĉi da će saopštavanje energije u minsko polje prestati nakom 3msec, bez obzira na broj el. detonatora u minskom polju. MeĊutim ako je broj elektro detonatora u strujnom krugu (minskom polju), mali napr. 10 el. detonatora , struja aktiviranja niza će biti znatno veća od 1,22A. Ĉinjenica da je strujni impuls el. detonatora konstantna veliĉina doći će do aktiviranja elektro detonatora broj „0“ (trenutni el.detonator), odnosno aktiviranja eksplozivnog punjenja, znatno ranije nego što mašina prestane da saopštava energiju u minsko polje.

239


Krajevi elektro provodnika nakon eksplozije bivaju odbaĉeni ili zavareni, ali postoji i mogućnost da se naĊu blisko jedan uz drugi i pri tome će nastupiti iskrenje, koje ukoliko se naĊe u metanskoj sredini moţe dovesti do upale metana. U ameriĉkim propisima (CFR 30) za miniranje u rudnicima uglja doslovno piše: „Najstoţe se zabranjuje upotreba el. detonatora broj nula u bilo kakvoj podzemnoj eksploataciji uglja“. Ostali parametri koje treba ispitati , a propisani su standardom SRPS N.S8.911, nisu tema ovog rada. MAŠINA ZA PALJENJE MINA TIP EKA 350 ProizvoĊaĉ mašina za paljenje mina TRIO d.o.o. razvio je mašinu TIP EKA 350 koja nije u skladu sa standardom SRPS N.S8.911, ali ako bi se primenila u metanskim sredinama svojim karakteristikama pokazala bi se kao mnogo bolja i sigurnija od danas postojećih mašina za eksploataciju u metanskim sredinama. Mašina poseduje indikaciju o neprekidnosti odnosno o kontinuitetu minske mreţe, pri ĉemu je stuja provere, u kratkom spoju, ispod 10mA. Mašina ne moţe da saopštava energiju u minsko polje ukoliko je ono u prekidu. Ova ĉinjenica govori sledeće: Mašina će prestati sa saopštvanjem energije u minsko polje onog momenta, odnosno one mikro- sekunde kada doĊe do prekida prvog mostića na bilo kojem elektro detonatoru. Rezultati merenja, provedeni u TOC-u kopnene vojske Srbije jasno pokazuju ovu tvrdnju. Predlog zakljuĉka Eksplozija metana izazvana krajevima elektro provodnika moţe se izbeći na dva naĉina:  Zabraniti upotrebu el. detonatora broj „0“ u metanskom reţimu eksploatacije. To praktiĉno znaĉi da će el. detonator br.1, biti aktiviran nakon 34msec i na sebe će preuzeti ulogu el. detonatora broj „0“, a za to vreme će prestati saopštavanje energije u minsko polje ĉak i kod pokvarene mašine za paljenje mina. Mašine za paljenje mina ispitivati u skladu sa standardom SRPS N.S8.911.(Iz praktiĉnih razloga ispitivanje se vrši preko otpornika koji ne bivaju uništeni tokom ispitivanja- odnosno ispitivanje se ne vrši pomoću el. detonatora)  Drugi predloţeni naĉin traţi dopunu standarda SRP N.S8.911, odnosno na graniĉni otpor pri kome se radi ispitivanje mašine potrebno je u nizu sa otpornikom postaviti Šeferovu glavicu ĉiji mostić prilikom aktiviranja mašine funkcijom „PALI“ prekida stujni krug, pri ćemu se dobijaju svi potrebni parametri za ocenu karakteristika dotiĉne mašine. Prvi predloţeni naĉin zahteva promenu regulative koja se odnosi na miniranje. Drugi predloţeni naĉnin zahteva izmenu, odnosno dopunu stadarda SRPS N.S8.911 Prilog: 1. 2. 3.

Dijagram strujnog impulsa mašine za paljenje mina tip EKA 400M Dijagram strujnog impulsa mašine za aktiviranje EKA 350, na graniĉnom otporu (Ne dolazi do prekida otpornika- mašina se ponaša kao dugovremena mašina) Dijagram strujnog impulsa EKA 350 na otporu od 17Ohm-a i 4,51Ohm-a

240


LITERATURA: -Pravilnik o tehniĉkim normativima (PTN) za el. postrojenja ureĊaje i instalacije u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom (Sl. list. SFRJ br.21/88 izmene i dopune u br.90/91) -Pravilnik o tehniĉkim normativima o rukovanju eksplozivnim sredstvima i miniranju u rudarstvu (Sl.list br. 26 i 63/88). -Srpski standard o ispitivanju mašina za paljenje mina SRPS N.S8.911. -ProizvoĊaĉka dokumentacija firme TRIO d.o.o.

241


Mašina za paljenje mina tip EKA 400M

PRILOG BR.1

Mašina za paljenje mina: EKA 400M Serijski broj: Transformator Broj Otpor namotaja (Ohm) primar 1 10 1 primar 2 0 0 sekundar 1000 222

41

Potrošnja struje (mA)

Punjenje Vrijeme punjenja (s) Pri naponu izvora (V) Na početku punjenja Na kraju punjenja Postignuti napon (V) Struja provere (mA)

Strujni impuls 9 J Strujni impuls J/Ohm-u 3.05371189 9 Strmina porasta (ms) 0.16500001 160 Računsko vrijeme (ms) 2 60 Vrijeme prekida (ms) 2.73749995 403.2 Granični otpor (Ohm) 270 Otpor trimera (KOhm)

4.7

1.6 1.4 1.2

A

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

1

2

3

4

ms Mjerenje proveo: Jovan Bojić

Kontrolisao: Igor Jurić dipl. Ing.

Ovjerava Drago Jurić, Dipl Ing.

Primer rezultata merenja Mašine EKA 400M

242

5


Mašina EKA 400M PRILOG BR.2 Dijagram strujnog impulsa mašine za aktiviranje EKA 350, na graniĉnom otporu od 220 Ω (Prilikom ispitivanja strujnog impulsa ne dolazi do prekida saopštavanja energije pošto se koristi otpornik od 10W, a sama mašina je dugovremena)

243


Mašina za paljenje mina: EKA350 Serijski broj: BK 1527 Transformator Broj Otpor namotaja (Ohm) primar 1 10 1.4 primar 2 0 0 sekundar 700 78

Punjenje Strujni impuls Vreme punjenja (s) 12.8 Impuls (mJ/Ohm) 3.86029 Pri naponu izvora (V) 9 Strmina porasta (ms) 0.1575 150 Vreme trajanja (ms) 2 Potrošnja Na početku punjenja Na kraju punjenja 35 Vreme prekida (ms) struje (mA) Postignuti napon (V) 372.1032 Granični otpor (Ohm) 220 Struja provere (mA) 10.5766 Otpor trimera (KOhm) 14

1.8 1.6 1.4 1.2

A

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

1

2

3

4

ms

Merenje sproveo: Jovan Bojić

Kontrolisao: Igor Jurić, Dipl. Ing.

244

Overava: Drago Jurić, Dipl Ing.

5


PRILOG BR.3

(Rezultati merenja izvršeni u TOC-u kopnene vojske, u realnim uslovima sa EDK)

Vidljivo je da je saopštavanje energije na otporu od 17 Oma prekinuto nakon vremena koje je manje od 0,1msec

245


1msec Rezultati merenja izvršeni u TOC-u kopnene vojske Vreme prekida saopštavanja energije pri aktiviranju 2EDK (otpor mreţe 4,51Ohm) je oko 30sec

246


Challenges in design and development of a large compact type bucket wheel excavator with high performance for the open pit mine Bükkabrany / Matrai in Hungary Frank Johannes Schippers RWE Power, International Mining Abstracts Matrai Erömu is a vertically integrated lignite mining and generating company with a majority stake of RWE. Matrai accounts for about 15% of the Hungarian power production. In two surface mines about 8 mt/a of lignite are produced with an overburden to coal ratio of about 7:1. To supplement the capacity of the existing mines and to reduce truck and shovel operation, a large compact type bucket wheel excavator with a planned capacity of 12 mt/a bank was commissioned from Sandvik. The presentation describes challenges in the design and development phase. The first results of the initial performance test will be discussed.

Intraduction

RWE is a large utility company operating in Germany, England and other European countries. The group employs about 70,700 employees in 13 countries. The majority of these people (39,000) work in Germany. Our plant portfolio has a capacity of about 33,000 MW and consists of about 10,800 MW of lignite fired capacity, 9,500 MW hard coal, 6300 MW nuclear power and about 6,400 MW gas, water and other renewable energy sources. In the Rhineland three large open pit mines are supplying about 100 million tonnes of lignite mainly to mine mouth power stations. Main mining equipment consists of large bucket wheel excavators, belt lines and spreaders with capacities of up to 240,000 bank m³/day. Since about 10 years, RWE is engaged with 50.9% in the Matrai Erömu lignite power generator. This fossil fuelled power station with a capacity of about 950 MW is situated in the north of Hungary and accounts for about 15% of the Hungarian power consumption. In the two open pit mines Visonta and Bükkabrany, about 8 million tonnes per year of lignite with an average heating value of 6850 KJ/kg and an overburden to coal ratio of 7:1 are mined. In the Bükkabrany mine, the main mining equipment consists of smaller bucket wheel excavators of the compact type with capacities of up to 60,000 bank m³ per day and bucket ladder

247


excavators with a rate of 16,000 (t+m³) per day. A smaller part of the production has been done in truck and shovel operation by contractors. In order to increase performance and partly replace more expensive contractor work, the management has decided in 2007 to invest into a large new compact type bucket wheel excavator. First evaluations revealed that a bucket wheel excavator developed by Voest Alpin for a mine in Texas / USA with a rated capacity of about 5200 loose m³/h was the largest compact type bucket wheel excavator built so far. Together with the experts from Matra, RE and RWE Power calculations were made, if an excavator with its specific construction principles – two crawler undercarriage system and a hydraulic hoisting could be designed for a capacity of about 6700 loose m³/h, equivalent to a yearly production capacity of 12 million bank m³ and with geometrical dimensions suitable to mine a 20 m high wall. Einsatz der Gerätegruppe Bagger und Bandwagen

40 m 40 m 40 m 20 m

2

20 m

1

10 m

10 m

2

1

1

Picture 1: Operational conditions for the new unit

These first evaluations indicated that an excavator with this capacity and a bucket wheel boom length of 28 m would result in a total gross weight of about 1600 tonnes and revealed some of the dimensions of the other components and their practicability. It showed that this excavator could not be

248


constructed just by upscaling existing equipment, but it would need partly a complete new engineering approach! After a rather long period for tendering and negotiation the contract was awarded in July 2007 to Sandvik Mining and Construction Material Handling Company, which has incorporated Voest Alpin some years ago. Initial operation took place in June 2009.

Design and construction phase

During design and construction phase, inter alia the following points needed special attention: -Construction according DIN 22261. According to RWE Power specification, the long term stability of the excavator had to be verified using the stipulations of the DIN 22261 instead of DIN 18800. In reality this results in a much sturdier construction, long time stability and –unfortunately- in an added weight of about 200 t. FEM Modell Bagger Blechdickenverteilung C - Rahmen

RWE PBZ-KB Loock 21.04.2010

Picture 2: Finite Element calculation during design phase

-Tensile strength of the crawler track of the carriage system

249

SEITE 2


The final realized overall weight of 1750 t and the requirement of a maximum specific ground pressure of less than 12.1 N/cm² results in dimensions for the two crawler tracks of 4.3 m times 21.3 m.

Picture 3: Comparison of size of the crawler unit These are larger than the crawler of our 240,000 m³/day excavators. During turning, very high tensile stresses (4500 KN/cm²) will develop, which can only be handled by using special steel compositions. The maximum tensile stresses in the chains are reduced by special control systems during turning, which will minimise the tendency of the cams on the drive sprocket to climb onto the chain links.

-Hydraulic hoisting system for the bucket wheel boom.

250


The bucket wheel boom is supported and hoisted by two parallel installed double action hydraulic cylinders. Each has a length of about 9.5 mm and a force of 1,770 KN . The parallel movement of these two cylinders is controlled by a system for pressure compensation. In case of a failure of one of the cylinders, the entire weight can be supported just by one cylinder.

-Reduction of self-induced oscillations in the undercarrying system of the belt wagon. The belt wagon has a take-over boom of 35 m length and a discharge boom of 45 m length. Due to these long booms, very high self-induced vibrations occur. In order to reduce or eliminate these vibrations, double joints in the crawler chain are used. This will give a much more level bearing surface and thus fewer oscillations.

-Wheel design and installed power. The bucket wheel measures 12 m in diameter and is equipped with 16 buckets. It is designed to cut overburden and coal with a specific cutting force of up to 1,020 N/cm. Installed capacity is 1,100 KW. The wheel is built in single disc wheel design, which has several advantages: -much higher fatigue strength, a better stress distribution in the wheel, a better inducement of forces into the bucket wheel shaft and better service access to critical points.

-Incorporation of operator aids and automation for some of the functions of the excavator. To free the operator from routine tasks and thus improve performance and reliability of the equipment, the specifications called for the implementation of automation devices. With this part automation, it should be possible to run the excavator and the belt wagon with just one operator. Specifically the transfer point between excavator and belt wagon and between belt wagon and tipper car was equipped with a radar system for synchronisation of the movements of these units. Built-in TV cameras enable the operator to oversee all transfer points.

Challenges during construction and assembly. During construction of the components and the assembly on site of the excavator some challenges had to be managed:

-Multinational team

251


Together with the Austrian main contractor Sandvik Mining and Construction, several other people from different nations were involved. 1. Matra as purchaser and one of the main involved parties for quality management. 2. RE and RWE Power as quality supervisors and contact person for all design questions and construction plans. 3. Supply companies for components and services from at least 9 different nations. I. e. the bucket wheel was manufactured in Bulgaria, steel constructions in Poland and Hungary, electric motors in Serbia, gearboxes in Austria and the bucket wheel shaft in Slovenia.

Fertigungsstätten der Hauptkomponenten Fa. Stalkon ( Polen ) SR – Ausleger, Unter und Oberbau

Fa. ABB ( Deutschland ) E - Technik, Software

Fa. Mekk ( Ungarn ) Ausleger Bandwagen, Abwurfband BW

Tgb. Bükkabrany Montage und Einsatzstelle

Fa. Voest Alpine ( Österreich ) Getriebe Schaufelrad und Fahrwerke

Fa. ATB Sever ( Serbien ) Elektrische Maschinen

Fa. Remotex ( Bulgarien ) Fahrwerk gesamt, S‘Radkörper

RWE PBZ-KB Loock 21.04.2010

SEITE 1

Picture 4: Country of origin for major components

Together with the necessary accountants and lawyers from the different companies, this group formed a very well-organised team.

252


Picture 5: Excavator VABE 1600 during construction

-Deviations of the specifications of the bucket wheel. During final assembling of the bucket wheel, some serious deviations in measurements were found. After discussing possible remediations, it was concluded to insist on a complete new construction. This caused a time delay of 10 weeks of which 2 weeks became effective at the end.

-Delays in transportation Most major components had to be shipped to Hungary on waterways. During winter major time delays occurred due to frozen channels.

-Adherence to the time table. Despite several problems in construction of the components at the end, the overall time table could be adhered to. The final completion took place on time in June 2009.

Test results and first operational experiences with the excavator. According to the contracts the performance of the equipment should be demonstrated during an initial three month trial period.

253


The main specifications were: -55,000 bank m³ in 20 hours -3 million bank m³ in three month -A maximum of 3% (of the operating time) of mechanical failures during the three month trial period -A maximum of 1.5% of electrical failures. All of these specifications could be demonstrated or even overaccomplished during the break in period.

Picture 6: New excavator during trial phase

After the trial period, some severe cracks were discovered in some of the bottom plates. Investigations revealed that this cracking had been caused by poor workmanship during welding of the bottom plates. The process was changed and the bottom plates replaced. Today there are still some teething troubles. If cutting wet materials, some clogging of the bucket wheel and of the transfer points can be observed. But we are sure that these problems can be solved and the predicted capacity of 12 million m³ per year can be reached.

254


NOVA TEHNOLOŠKA REŠENJA DETEKTORA METALA I MAGNETNIH IZDVAJAĈA NEW TECHNOLOGICAL SOLUTIONS AND METAL DETECTORS MAGNETIC EXTRACTORS Roman Razpotnik MDR Ljubljana, Slovenija

Abstrakt: Detektori metala i magnetni izdvajaĉi se koriste za izdvajanje metalnih predmeta iz transportnih traka na površinskim kopovima. UvoĊenjem novih tehniĉkih rešenja znatno su poboljšane perfomanse ovih ureĊaja koji sada mogu da razlikuju vrstu metala. Kljuĉne reĉi: detektor metala, magnetni izdvajaĉi Abstract: Metal detectors and magnetic exstractors are used for extracting the metal parts from conveyor belts on the open pit mines. New technological solutions are improved performances of this equipment wich can distinguish different kind of metals. Key words: metal detector, magnetic excractors, conveyor belts, open pit mines

UVOD Transportne trake su jedan od najĉešće korišćenih transportnih sistema u industriji. Na površinskim kopovima naroĉito u Evropi transportne trake se koriste za transport uglja i otkrivke. One rade kao sastavni elemenat BTO odnosno BTD sistema. Otkrivka se na površinskim kopovima uglja takoĊe otkopava rotornim bagerima ili bagerima vedriĉarima, transportuje transportnim trakama do odlagališta, a zatim odlagaĉima.Ugalj se otkopava takoĊe rotornim bagerima i vedriĉarima, a zatim transportuje trakama do postrojenja za prijem rovnog uglja. Transportne trake su najskuplji elemenat BTO sistema, pa je potrebno zaštiti ih od oštećenja, što je vrlo teško u uslovima rada na površinskim kopovima. Jedan od najĉešćih naĉina oštećenja je upad metalnih predmeta. Metalni predmeti mogu biti otkopani zajedno sa materijalom koji bager otkopava, a mogu biti deo konstrukcije rudarske opreme koji zbog nekog razloga otpadnu i naĊu se u traci. To su najĉešće metalni delovi koji nisu pokupljeni posle servisa sistema pa se zatim naĊu u kašici bagera zajedno sa materijalom koji se kopa. To su ĉesto zubi bagera, šlajfšine, habajući elementi bagera i trake. Kada se radi o sistemima na uglju transport materijala sa kopa završava se u bunkerima drobiliĉnog postrojenja ili njemu sliĉnog postrojenja. Ugalj se pre utovara u vagone drobi kako bi se pripremio za sagorevanje u T. Elektrani. Drobilice su posebno osetljive na upad metalnih predmeta tako da je sastavni deo kompleksa dopreme uglja do drobilice i sistem zaštite drobilice. Pored drobilice u drobiliĉnom postrojenju na T.E se ugalj pre ubacivanja u kotao takoĊe drobi u mlinovima. Ovi su mlinovi vrlo osetljivi na upad metalnih predmeta pa

255


se i oni moraju zaštiti. Praksa za ugradnju zaštitnih sistema na kopovima je da se BTO sistemi uglavnom ne štite dok se BTD sistemi kao i drobilice štite od upada metalnih predmeta u traku. Zaštita od oštećenja opreme od metalnih predmeta vrši se magnetnim izdvajaĉima i uz pomoć detektora metala. Detektori metala se koriste uglavnom na dva naĉina ili kao samostalno ureĊaj koji pri detekciji metala zaustavlja traku ili kao inicijator magnetnog delovanja i kontrole rada magneta. Princip rada detektora metalnih predmeta je da registruju deformaciju (jaĉinu) elektromagnetnog polja. Dakle detektor metala ima dva osnovna elementa. Predajnik elektromagnetnog polja koji emituje homogeno polje sa jedne strane trake i prejemnik elektromagnetnog poljaetnog polja sa druge strane trake. Elektromagnetno polje se prostire kroz traku i materijal koji traka transportuje. Detektor metala je podešen tako da mu je referentna vrednost polja koje prima normalna vrednost. Ukoliko se izmeĊu predajnika i prejemnika elektromagnetnog polja naĊe metalni predmet doći će do deformacije homogenog polja što detektor „prepozna”. Ta informacija se zatim koristi ili za zaustavljanje trake ili ukljuĉivanje pune snage elektromagnetnog izdvajaĉa.

a)

b)

Sl.1 Principijelna šema rada detektora metala: a) homogeno elektromagnetno polje b) deformisano elektromagnetno polje Osnovni uslovi za rad detektora metala su da je traka platnena i da se eliminiše uticaj metalnih rolni i metalne konstrukcije trake. Detektor ima mogućnost podešavanja osetljivosti tako da se moţe birati veliĉina metalnog predmeta koja zaustavlja traku. Problemi u radu detektora su što svetli otvor rama mora da bude dovoljno veliki da kroz njega mogu da proĊu i najveći komadi uglja koje bageri kopaju. Poznato je da razliĉiti bageri imaju razliĉitu komadnost otkopanog uglja. To su pre svega vedriĉari i bageri dreglajni. Komadi uglja kod otkopavanja ovim bagerima mogu biti i do 1m. Kod rotornih bagera komadnost uglja je znatno manja i obrnuto je proporcionalna sa brzinom rezanja radnog toĉka. MeĊutim i kod ovih bagera pojavljuju se ponekad veliki komadi uglja i to onda kada se kopa prvi rez. Zbog toga je svetli otvor rama ĉesto vrlo veliki što slabi magnetno polje odnosno osetljivost ureĊaja. Jedno od alternativnih rešenja je ugradnja ureĊaja u obliku korita trake i takav oblik ureĊaja omogućava prolaz komada bilo koje veliĉine. MeĊutim ovakve konfiguracije nemaju homogeno magnetno polje tako da im je osetljivost promenjiva po dubini korita trake.

256


1 2

Sl.2 „Otvorena“ kofiguracija detektora metala 1. transportna traka sa materijalom 2. otvoreni detektor metala Nedostaci ureĊaja koji su se ranije koristili bili su da nisu mogli da detektuju dugaĉke tanke metalne predmete. TakoĊe nisu mogli da razlikuju vrste metala od kojih su metalni predmeti. Danas usavršavanjem tehnoloških rešenja ova dva problema su rešena. Problem razlikovanja vrste metala od koga je metalni predmet rešeno je analiziranjem odziva metala na emisiju elektromagnetnog polja. Svaki tip metala ima svoj fazni odziv, tako se poznavanjem fazne karakteristike moţe doloĉiti tip metala. Amplituda zavisi od tipa i veliĉine metala.

Sl.3 Fazni diagram razliĉitih metala Danas je takoĊe moguće detektovati i dugaĉke i tanke metalne predmete, ĉak se pri tome moţe izmeriti njihova duţina. Kada rade samostalno detektori metala imaju ulogu da u sluĉaju upada metalnog predmeta u traku zaustave traku i obeleţe mesto gde se predmet nalazi a takav naĉin rada zahteva zastoj i angaţovanje rukovaoca na pronalaţenju i izbacivanju metalnog predmeta. Postoji tehniĉko rešenje kod koga se detektor metala koristi za ukljuĉivanje pune snage magnetnog izdvajaĉa. Kod ovog rešenja praktikuje se ugradnja dva detektora metala. Jedan za

257


ukljuĉivanje magnetnog izdvajaĉa koji stoji ispred magneta i drugi iza magneta koji vrši kontrolu uspešnosti rada magnetnog izdvajaĉa. Drugi detektor zaustavlja transportnu traku ukoliko iz nekog razloga magnetni izdvajaĉ nije izdvojio metalni predmet (neferomagnetni metali – inox, mangan, ...). Magnetni izdvajaĉi su u suštini vrlo jaki elektromagneti koji pored izdvajanja metalnog predmeta iz trake vrše pomoću trake izbacivanje predmeta u koš. Obzirom da su elektromagneti vrlo snaţni ureĊaji koji troše mnogo struje, kada rade oni se u neradnom stanju drţe na „stenbaj ” reţim. Ukljuĉivanje i iskljuĉivanje kao i rad magneta dovodi do njegovog zagrevanja, zbog toga se ĉesto ugraĊuje prinudno hlaĊenje što dovodi do komplikovanja konstrukcije. Danas postoje elektronski ureĊaji za jednostavno komandovanje ukljuĉivanjem i iskljuĉivanjem magneta. Pored toga izolacija provodnika staklenim izolatorima omogućila je znatno više radne temperature ureĊaja. Nova rešenja omogućavaju jednostavniji rad mogućnost mnogo ĉešćeg ukljuĉivanja i iskljuĉivanja.

2

1

3 4 Sl.4 Principijelna šema rada elektromagnetnog izdvajaĉa: 1. transportna traka sa materijalom 2. elektromagnet 3. traka za transport izdvojenog metala 4. izdvojen metal

1

2

4

3

Sl.5 Principijelna šema rada elektromagnetnog izdvajaĉa sa detektorima metala: 1. detektor metala za ukljuĉivanje elektromagnetnog izdvajaĉa

258


2. elektromagnetni izdvajaĉ 3. detektor metala za izkljuĉivanje transportne trake 4. transportna traka Kada se radi o brzim trakama, magnetni izdvajaĉ se postavlja iznad presipnog bubnja u pravcu kretanja trake. Tada je magnetni izdvajaĉ iznad materijala koji lebdi pa je u tom stanju mnogo lakše izdvajanje metalnih predmeta nego kada se oni nalaze u koritu trake zatrpani komadima uglja. Neovoljnost ovog poloţaja je utoliko što kada se dve trake nalaze u osi ili pribliţno tome istovar metalnih predmeta sa magneta mora biti preko neke kose ravni. Ukoliko su treake pod uglom pribliţno 90º nema nikakvih problema sa istovarom izdvojenih metalnih predmeta. Takva konfiguracija ima najbolje efekte. Ukoliko se u ovoj konfiguraciji postavi kontrolni magnetni detektor on će biti na sledećoj traci i zaustaviće nju.

Sl.6 Magnetni izdvajaĉ postavljen iznad presipne trake koje su u osi

259


Sl.7 Magnetni izdvajaĉ postavljen iznad dve presipne trake pod uglom ~90˚

260


PROJEKCIJA KONSTRUKCIJE RAZVOJA I RADA POVRŠINSKOG KOPA „UGLJEVIK-ISTOK” PROJECTION OF DEVELOPMENT AND CONSTRUCTION WORK OPEN COST UGLJEVIK-EAST Dimšo Milošević, Relja Dragić, Nikolija Perić RiTE UGLJEVIK, RS, BiH APSTRAKT U ovom radu se daju preliminarni podaci o mogućoj konstrukciji PK „Ugljevik-Istok “ a na osnovu Elaborata o klasifikaciji i kategorizaciji i proraĉunu rezervi na leţištu „Ugljevik – Istok “, kao i na osnovu Elaborata o Geomehaniĉkim ispitivanjima kosina na ovom budućem površinskom kopu. Na osnovu reprezentativnog popreĉnog profila kroz leţište „Ugljevik – Istok “, uraĊena je konstrukcija kopa i date prognozne veliĉine otkrivke i uglja. TakoĊe je data projekcija moguće tehnologije i statiĉka procjena troškova proizvodnje uglja na ovom leţištu. Kljuĉne rijeĉi : Ugljevik – Istok, konstrukcija, otkrivka, ugalj, tehnologija, troškovi

PRELIMINARNI UGLOVI ZAVRŠNIH KOSINA Na osnovu Geomehaniĉkih parametara radne sredine PK „ Ugljevik – Istok “ i revalorizacije dosadašnjih iskustvenih podataka o uglovima završnih kosina na PK „ Bogutovo Selo “, sa razvojem PK „Ugljevik – Istok “do K-94 , moguće je formirati kosine pod sledećim uglovima - Sjeverna završna kosina : 19 - 23º - Istoĉna završna kosina : 16 - 18º - Juţna završna kosina : 12 - 14º - Zapadna završna kosina : 14 - 16º. Visina etaţe u radnoj i završnoj kosini 10 m, sa ĉeonim nagibom 70 - 80º, sa uglom radne kosine φ = 14º, širinom radne etaţe B = 35 – 37 m, i dubinom kopa do 220 m. PROJEKCIJA KOLIĈINA OTKRIVKE I UGLJA Obraĉun koliĉina otkrivke i uglja je izveden na osnovu reprezentativnog profila kroz leţište „Ugljevik – Istok “ dat je u sledećoj tabeli. Otkrivka m3ĉm )

Etaţa E 294 284 274

-

304

285 1 250 4 350 9 150 000

( 000 000 000 13

261

Ugalj ( t ) 0 0 85 195 000

000 315


264

650 000

254 244 234 224 214

16 100 000 150 000 200 000 650 000 900 000

204 194 184 174 164

000

20 23 26 27

485 875 000 150 000 350 000 750 000

000 1 1 1

31 100 000 500 000 180 29 750 000 25 100 000

32 2 850 31 4 350 000 000 250 000 150 000 750 000

000 4 4 3

154 144 134 124 114 104 E - 94

21 250 16 150 000 700 000 100 000 200 000 400 000 250 000

000 12 11 7 3 1

Σ

365 365 000

4 250 000 750 000 150 000 450 000 950 000 650 000 590 000

4 4 3 2 3 2

51 345 000

PROJEKCIJA KAPACITETA KOPA I TEHNOLOGIJE S obzirom na kvalitet uglja sa ovog leţišta i godišnje potrebe TE Ugljevik , instalisane snage 300 MW, daju se sledeći preliminarni podaci: - Investiciona otkrivka ................................................ 12 000 000 m3 - Koliĉine uglja ............................................................ 1 850 000 t/god - Koliĉine otkrivke ...................................................... 12 800 000 m3/god. Površinski kop „Ugljevik – Istok “ je leţište sa izuzetno sloţenim rudarsko-geološkim , hidrogeološkim i geomehaniĉkim karakteristikama , te s tim u vezi daje se projekcija moguće dinamike i tehnologije na ovom rudarskom objektu: - Period otvaranja , od 2012 – 2014 god , diskontinualna tehnologija. - Period eksploatacije , od 2015 – 2035 god , diskontinualna i kombinovana tehnologija i - Period zatvaranja površinskog kopa , od 2036 – 2040 god , diskontinualna tehnologija. Projekcija kapaciteta rudarske opreme : - Hidrauliĉni bageri zapremine kašike 12 † 14 m3 na otkrivci i 7 – 9 m3 na uglju.

262


- Damperi nosivosti 90 † 110 t. - Semimobilna drobiliĉna postrojenja, 2500 † 3000 t /h za otkrivku, 600 † 800 t /h za ugalj. - Transporteri sa gumenom trakom B = 1600 mm za otkrivku i do 1200 mm na transportu uglja. - Odlagaĉ kapaciteta 8500 † 9000 t /h. - Buldozeri snage 231 – 300 kW. Efektivni sati rada rudarske opreme : - Bageri ....................................................................... 40 000 h /god. - Damperi..................................................................... 120 000 h /god. - Semimobilna drobiliĉna postrojenja za otkrivku ........ 8 000 h /god. - Semimobilno drobiliĉno postrojenje za ugalj .............. 4 000 h /god. - Transporteri sa gumenom trakom .............................. 4 000 h /god. - Odlagaĉ ..................................................................... 4 000 h /god. - Buldozeri ..................................................................... 35 000 h /god. STATIĈKA PROJEKCIJA TROŠKOVA NA OTKRIVCI I PROIZVODNJI UGLJA Na PK „Ugljevik – Istok “ predviĊena je diskontinualna i kombinovana tehnologija na otkrivci i proizvodnji uglja. Na osnovu operativnih troškova rada rudarske opreme i potrošnje energenata daje se projekcija troškova po radnim procesima i to : - Otkopavanje i utovar ............................................ 1.20 – 1.40 KM/m3 - Transport ............................................................. 2.70 – 3.00 KM/m3 - Pomoćni radovi ..................................................... 0.30 – 0.40 KM/m3 PrevoĊenjem jediniĉnih cijena kroz eksploatacioni koeficijent otkrivke na PK „Ugljevik – Istok “, cijena koštanja jedne tone uglja se kreće u intervalu od 31.5 – 33.6 KM/t. ZAKLJUĈAK Na osnovu preliminarne analize leţišta „Ugljevik – Istok “ došlo se do sledećih podataka : - Dubina kopa do 220 m , - Koliĉina otkrivke 365 365 000 m3 , - Koliĉina uglja 51 345 000 t , - Investiciona otkrivka 12 000 000 m3, - Vijek trajanja kopa T = 28 god. - Godišnji kapacitet na uglju Qgu = 1 850 000 t , - Godišnji kapacitet na otkrivci Qgo = 12 800 000 m3, - Primjenjena tehnologija : diskontinualna i kombinovana , - Statiĉki troškovi na otkrivci i proizvodnji uglja 4.20 – 4.80 KM/m3 - Proizvodna cijena jedne tone uglja 31.50 – 33.60 KM/t ; ( 16.10 – 17.18 €/t )

263


Proizvodni troškovi uglja se mogu smanjiti i do 10% kroz dizanje ĉasovnih kapaciteta rudarske opreme. LITERATURA 1. 2. 3. 4.

Popović N. ; Nauĉne osnove projektovanja površinskih kopova, Sarajevo ,1984. Pavlović V. ; Sistemi površinske eksploatacije , Beograd ,1998. Tehniĉka dokumentacija rudnika Ugljevik . Milošević D.;Optimizacija površinske eksploatacije uglja sa diskontinualnom opremom , magistarski rad, Beograd , 2005.

264


UPOTREBA KOMBAJNA WIRTGEN 2500 SM NA OTKOPAVANJU OTKRIVKE, A POSEBNO ĈVRSTIH SERIJA 8 N SA OTPORIMA REZANJU VEĆIM OD 1000 N/cm' NA POVRŠINSKOM KOPU ''GRAĈANICA'' GACKO APPLICATION MACHINE WIRTGEN 2500 SM ON MINING WASTE AND ESPECIALLY SOLID MASS OF RESISTANCE TO CUTTING LARGER THAN 1000N/cm’ ON OPEN PIT COAL ''GRACANICA'' GACKO Ranko Stojanović, Aleksandar Ateljević, Petar Marković Rudnik i termoelektrana Gacko, Republika Srpska

Apstrakt U radu je opisana tehnologija rada kombajna Wirtgen 2500 SM, sa posebnim akcentom na otkopavanje ĉvrstih serija litološkog ĉlana 8N na površinskom kopu ,,Graĉanica‟‟ Gacko. Stijenske mase litološkog ĉlana 8N imaju procenat CaCO3 > 85 %. Kod litološkog ĉlana 8N rezivost je znatno veća od ostalih litoloških predstavnika tako da ta razlika u ĉvrstoći predstavlja znaĉajan problem pri rudarskim radovima na otkrivci, a odlikuje se slojevima sa otporima rezanju većim od 1000 N/cm‟. Primjena kombajna Wirtgen 2500 SM, koji objedinjuje operacije kopanja, drobljenja i utovara, u adekvatnim radnim uslovima, omogućuje bolju ekonomsku isplativost i niz drugih prednosti u odnosu na druge metode otkopavanja ĉvrstih masa (bušenje i miniranje, ripovanje). Na površinskim kopovima, Wirtgen 2500 SM moţe u potpunosti da zamjeni ili dopuni klasiĉne tehnologije površinske eksploatacije. Kljuĉne rijeĉi: površinski kop, otkopavanje, litološki ĉlan, ĉvrstoća na pritisak, otpor rezanju

Abstract The paper describes technology of machine Wirtgen 2500SM with special emphasis to dig solid mass lithological participant 8N. Rock mass lithological participant 8N a percentage CaCO3 > 85%. In participant 8N cutting is significantly higher than in other representatives, so that the difference in strength is a significant problem in the mining of overburden, and is characterized by layers that have greater resistance to cutting of 1000N/cm '. Application this machine that combines the operations of mining and milling loading in adequate working conditions, provides more economic benefit and a number of other advantages over other methods of digging solid mass (drilling, blasting, ripping). On the surface mining Wirtgen 2500 SM can fully replace or supplement the traditional technology of surface exploitation. Key words: open pit mine, exploitation, lithological participant, compression strength, breaking resistance

UVOD Površinski kop Graĉanica se trenutno nalazi u veoma sloţenoj (završnoj) fazi rada. Ovaj kop bi trebao da radi još 2.5 godine, kada bi sa radom trebao da poĉne novi površinski kop Gacko. Inţnjersko geološke i geomehaniĉke karakteristike stijenskih masa gataĉkog ugljenog basena odreĊene su na osnovu brojnih terenskih i laboratorijskih istraţivanja i ispitivanja. Tokom svih ovih istraţivanja i ispitivanja utvrĊena je velika promjenjivost inţenjersko - geoloških i fiziĉko-mehaniĉkih svojstava tvorevina neogene

265


serije gataĉkog basena. Sloţeni uslovi radne sredine predstavljaju ozbiljan problem kod primjene razliĉite opreme i tehnologije eksploatacije. Najveći problem se javlja pri otkopavanju ĉvrstih serija litološkog ĉlana 8N gdje se javljaju izuzetno veliki otpori kopanju. Litološki ĉlan 8N predstavlja najveći dio masa otkrivke na površinskom kopu Graĉanica. Ova sredina je definisana kao laporoviti kreĉnjci i laporci, a javljaju se u gornjoj zoni krovine ugljenog sloja. Debljina varira od nekoliko metara do 82.5 m. Heterogenog su sastava i anizotropnih fiziĉko – mehaniĉkih svojstava, kako u vertikalnom tako i u horizontalnom smjeru. Zbog velikih otpora kopanju, primjena kontinualne tehnologije otkopavanja se pokazala nezadovoljavajućom, ĉvrste serije otkrivke su uticale na veći broj kvarova što je izazvalo duţe zastoje u radu, pa tako i povećanje troškova eksploatacije. U datim uslovima, dolazi do primjene tehnologije ripovanja i tehnologije otkopavanja kombajnom, zbog ĉega je i nabavljen kombajn Wirtgen 2500 SM. Wirtgen 2500 SM u svom radu objedinjuje operacije kopanja, drobljenja i utovara otkopanog materijala u transportno sredstvo. U ovoj sredini (sa povećanim otporom kopanju), primjena kombajna iskljuĉuje tehnologiju bušenja i miniranja. Znaĉajna osobina mu je izuzetno dobra granulacija otkopanog materijala. Prednost ove osobine je smanjenje investicionih ulaganja za nabavku drobiliĉnih postrojenja i smanjenje troškova potrošnje elektiĉne energije. Granulacija otkopanog materijala se moţe mijenjati podešavanjem debljine reza i rastojanja izmeĊu zuba na radnom organu. Wirtgen 2500 SM se sastoji od 5 povezanih i funkcionalnih grupa:  donjeg stroja  gornjeg stroja  reznog bubnja  transportnog sistema na kombajnu  upravljaĉkog sistema Kabina rukovaoca

Protivteg istovarnog transportera

Istovarni transporter podesiv po visini, boĉno okretanje lijevo i desno Radni organ – bubanj za glodanje

266


RAD KOMBAJNA WIRTGEN 2500 SM NA OTKOPAVANJU ĈVRSTIH SERIJA LITOLOŠKOG ĈLANA 8N Litološki ĉlan 8N predstavlja najdeblju i najrasprostranjeniju (ispod kvatrarnih tvorevina) litostratigrafsku jedinicu u gataĉkom basenu. Litološki sadrţaj ĉine kreĉnjaĉki laporci i laporovite gline uz prisustvo tankih slabo vezanih pješĉara, rijetko tufova i laporovitih kreĉnjaka. Karakteristika ovog paketa je da se u njemu, na većem dijelu rasprostranjenja, nalaze tri metarska nivoa (ĉlana) kreĉnjaĉkih laporaca ĉija je rezivost osjetno veća od ostalih litoloških predstavnika. U pogledu ĉvrstoće, sredina pripada, uglavnom, umjereno ĉvrstim do ĉvrstim stijenskim masama, zavisno od petrografskog sastava. U cjelini posmatrano, sredina je kompaktna, masivne teksture, pukotinski slabo izdjeljena, osim zona tektonske aktivnosti. Postojanje laporovitih kreĉnjaka sa procentom CaCO3 > 85 % i otporima pri rezanju > 1000 N/cm' predstavlja znaĉajan problem pri rudarskim radovima na otkrivci. Osnovni kriterijumi za odreĊivanje rezivosti stijena kombajnom su: otpor na pritisak, otpor na smicanje, ĉvrstoća na istezanje, modul elastiĉnosti i abrazivnost. Imajući u vidu strukturno - geološke, inţenjersko - geološke i druge karakteristike otkrivke na površinskom kopu Graĉanica, kao i tehniĉko - tehnološke karakteristike kombajna Wirtgen 2500 SM, njegova primjena na površinskom kopu Graĉanica je u potpunosti opravdana. Ovakav zakljuĉak se moţe donijeti na osnovu dosadašnjih iskustava u primjeni ove vrste mašine na samom površinskom kopu. Tehnologija rada kombajna Wirtgen 2500 SM se sastoji u površinskom otkopavanju u vidu horizontalnih slojeva pomoću reznog bubnja sa spiralno rasporeĊenim noţevima. Valjak se okreće u smjeru kretanja gusjenica kombajna. Otkopani materijal prihvata prijemna traka unutrašnjeg transportera i predaje ga na predajni transporter sa koga se vrši utovar u kamione ili transportere sa trakom. Tehologija rada Wirtgen-a 2500 SM je specifiĉna utoliko što se otkopavanje vrši u slojevima debljine do 0.6 metara duţ fronta etaţe, pa je pravac otkopavanja bloka odozgo na dolje i normalan je u vertikalnoj ravni na pravac napredovanja fronta (Slika 1.)

Slika 1. Šema otkopavanja bloka Wirtgen-om 2500 SM

Radni organ kombajna Wirtgen 2500 SM predstavlja spiralno nazubljen rezni bubanj koji se pokreće dizel motorom i vrši otkopavanje i usitnjavanje materijala i njegov transport do transportera za

267


unutrašnji transport i dalje do istovarnog transportera. Veća rezna površina omogućuje mašini da radi sa manjom brzinom kretanja, a time se smanjuje potrošnja energije i habanje kretnih mehanizama. Dubina kopanja sa radnim organom se podešava pomoću boĉno postavljenih cilindara sa mogućnošću popreĉnog naginjanja bubnja 5° - 8°. Dubina kopanja, brzina kretanja kombajna i vrsta zuba postavljenih na radni organ zavisi od vrste materijala koji se otkopava i granulacije koja se ţeli postići. Dubina reza se kreće do 600 mm kod kombajna tipa Wirtgen 2500 SM. Mogućnost rezanja zavisi od otpora na rezanje raznih vrsta materijala koji se mogu procijeniti na osnovu brzine prostiranja seizmiĉkih talasa, a graniĉna vrijednost iznosi 4500 m/s. Pošto se otpori rezanju kod najtvrĊih slojeva litološkog ĉlana 8 N kreću do 1923 N/cm‟, a brzina prostiranja longitudinalnih talasa je 2100 – 3500 m/s, jasno je da Wirtgen 2500 SM moţe biti primjenjen, na osnovu njegovih tehniĉko – tehnoloških mogućnosti, na otkopavanju najtvrĊih slojeva otkrivke na površinskom kopu Graĉanica. Kombajn ima gusjeniĉni mehanizam za kretanje (ĉetiri gusjenice) sa nezavisnim hidrauliĉnim sistemom i mogućnošću posebnog podizanja i spuštanja prednjeg gusjeniĉnog mehanizma. Odlikuje se dobrim manevarskim sposobnostima, velikom pokretljivošću i iza sebe ostavlja izuzetno ravnu površinu, što smanjuje normativ utroška guma, goriva i maziva i produţuje radni vijek dampera koji rade u sistemu sa njim. Postupak upravljanja se vrši preko usmjeravanja zadnjih gusjenica pomoću hidrauliĉnog cilindra. Unutrašnji transport materijala se vrši veoma jednostavno i efikasno. Usitnjeni materijal se kreće puţno od masiva prema centru reznog valjka i baca pomoću otvora na lijevku direktno na prvu traku ispod glavne konstrukcije. Zatim slijedi pretovar na traku utovarne strijele, koja se moţe zaokretati, podizati i spuštati. Kod Wirtgen-a 2500 SM se primjenjuje tehnološka šema rada sa utovarom otkopanog materijala u dampere tipa BELAZ 7555 (nosivost 60t) ili BELAZ 75135 (nosivost 110t). Transport se obavlja na jednom od prethodno otkopanih blokova pri ĉemu damperi prate kombajn sa jedne od boĉnih strana. Poloţaj dampera pri utovaru je uslovljen pravcem kretanja kombajna i pravcem napredovanja otkopnog bloka. Brzina kretanja kombajna Wirtgen 2500 SM u toku rada na otkopavanju litološkog ĉlana 8N, zavisi od niza fiziĉko-mehaniĉkih karakteristika, a obiĉno se kreće od 8 – 13 m/min.

268


Slika 2. Rad kombajna Wirtgen 2500 SM Tabela 1. Tehniĉke karakteristike kombajna Wirtgen 2500 SM

Max. širina glodanja Dubina rezanja Preĉnik kruga rezanja Proizvodjaĉ motora Tip Hladjenje Broj cilindara Izlazna snaga Potrošnja goriva (puno opterećenje) Potrošnja goriva (2/3 opterećenje) Radna brzina Transportna brzina Savladjivanje uspona Max. dozvoljeni popreĉni nagib Opterećenje prednje osovine Opterećenje zadnje osovine Sopstvena teţina (tara) Radna teţina Gusjenice, prednje Gusjenice, zadnje Rezervoar za gorivo Rezervoar za hidrauliĉno ulje Rezervoar za vodu

mm mm mm

kW/PS/HP lit/h lit/h m/min km/h % % daN (kg) daN (kg) daN (kg) daN (kg) mm mm lit lit lit

269

2.500 0 – 600 1.400 CUMMINS QST 30 Vodeno 12 783 / 1.064 / 1.050 191,50 127,60 0 – 25 0 – 3,9 20 8 39.200 63.800 98.000 100.000 2.920 x 400 x 970 2.920 x 400 x 970 2.400 500 2.800


Širina trake (primarni transporter) Širina trake (istovarni transporter)

mm mm

1.400 1.400

PRORAĈUN KAPACITETA KOMBAJNA WIRTGEN 2500 SM -

Teoretski kapacitet:

Teoretski kapacitet odraţava samo konstruktivne karakteristike kombajna i raĉuna se po formuli: Qt = 3600*vk*h*b, (m3/h) gdje je: vk – brzina kretanja h – dubina reza b – širina reza Po pravilu, on se u praksi ne moţe postići. Teoretski kapacitet traka na kombajnu je 1100 m3/h. - Tehniĉki kapacitet: Tehniĉki kapacitet, pored konstruktivnih karakteristika, odraţava još i uticaj fiziĉko-mehaniĉkih osobina stijena. Proraĉun tehniĉkog kapaciteta kombajna Wirtgen 2500 SM na otkopavanju litološkog ĉlana 8N na površinskom kopu Graĉanica izvršen je za uobiĉajene parametre rada kombajna i to: - brzina kretanja:

10 m/min

- dubina reza:

0.5 m

Qth = Qt*kb* kv, (m3/h) Qth = 1100*0.95*0.4 Qth = 418 m3/h Koeficijent iskorišćenja brzine mašine (kv) iznosi 0.4, jer se uzima da je brzina kretanja kombajna 10 m/min, a njegova maksimalna brzina kretanja je 25 m/min. -

Eksploatacioni kapacitet:

Eksploatacioni kapacitet pored nabrojanih faktora od uticaja na tehniĉki kapacitet odraţava još i uticaj organizacije rada, transporta i odrţavanja. Raĉuna se po formuli: Qex = Qteh*kc*kt, (m3/h) gdje je: kc - koeficijent iskorišćenja vremena zbog cikliĉnosti rada kt - koeficijent iskorišćenja radnog vremena kombajna Prema tome, slijedi da je: Qex = 418*0.75*0.9 Qex = 282.15 m3/h Prateći rad kombajna Wirtgen 2500 SM na otkopavanju litološkog ĉlana 8N, uoĉljivo je da kapacitet najviše zavisi od radnih uslova sredine (duţine radilišta) i od otpora rezanju razliĉitih slojeva litološkog ĉlana. Smanjenjem duţine radilišta bitno se smanjuje kapacitet koji ostvaruje kombajn Wirtgen

270


2500 SM zbog ĉestog okretanja pri prelasku u novi rez bloka. Vrijeme manevrisanja pri okretanju traje od 3,5 – 6 min, što zavisi od prostora na kome se vrši okretanje. Kapacitet se smanjuje i pri nailasku kombajna na tvrĊe slojeve pri otkopavanju litološkog ĉlana 8N, jer dolazi do smanjenja brzine kretanja usled veće potrebne sile za savlaĊivanje otpora kopanju. Ĉvrstoća na pritisak litološkog ĉlana 8N se kreće od 40 do 75 MPa, a zavisnost kapaciteta od ĉvrstoće na pritisak je prikazana na Slici 3. U dosadašnjem periodu rada na otkopavanju litološkog ĉlana 8 N, kapacitet kombajna Wirtgen 2500 SM je dostizao do 250 m3/h. Pri tome je kombajn radio u relativno nepovoljnim radnim uslovima (mala duţina radilišta, ĉesti tehnološki zastoji usled nedostatka dampera, obuka rukovaoca...), pa se moţe reći da se sa boljim uslovima radne sredine kapacitet moţe povećati.

271


Qex (m3/h) Kapacitet transportne trake -max Kapacitet transportne trake -min

Ĉvstoća na pritisak (MPa) Primjedba: Materijal ĉvrstoće > 80 MPa se ne eksploatiše Wirtgen-om 2500 SM

Slika 3. Zavisnost kapaciteta od ĉvrsoće na pritisak

EKONOMSKA OPRAVDANOST PRIMJENE KOMBAJNA WIRTGEN 2500 SM Ĉvrste serije litološkog ĉlana 8N na površinskom kopu Graĉanica se ne mogu otkopavati bez primjene bušaĉko – minerskih radova ili ripovanja. IzvoĊenje bušaĉko – minerskih radova na površinskim kopovima predstavlja sloţen radni proces, a imajući u vidu negativne posledice seizmiĉkog dejstva miniranja, upotreba eksploziva se sve više ograniĉava. Troškovi radova na bušenju i miniranju, kao i utovaru odminirane mase se kreću do 3,5 KM/m3. Osim toga, eliminišu se i zastoji površinskog kopa koji su neizbjeţni za vrijeme miniranja. S druge strane, troškovi ripovanja i utovara dostiţu 4 KM/m3, a obzirom da se troškovi primjene kombajna Wirtgen 2500 SM kreću do 3 KM/m3, jasan je ekonomski efekat njegove primjene. Najveći nedostatak mašine su visoka investiciona ulaganja prilikom nabavke.

272


ZAKLJUĈAK Površinski kop Graĉanica se nalazi u fazi zatvaranja, pa su i uslovi eksploatacije izuzetno sloţeni. Ulaskom u radnu sredinu litološkog ĉlana 8N, usled velikih otpora kopanju, primjena kontinualne tehnologije je skoro nemoguća, pa se primjenjuje tehnologija otkopavanja diskontinualnom opremom (otkopavanje ripovanjem i otkopavanje kombajnom Wirtgen 2500 SM). Litološki sadrţaj 8N ĉine kreĉnjaĉki laporci i laporovite gline uz prisustvo tankih slabo vezanih pješĉara, rijetko tufova i laporovitih kreĉnjaka. Laporoviti kreĉnjaci imaju procentat CaCO3 > 85 % i otpore rezanju > 1000 N/cm'. Taj problem je dosta dobro riješen primjenom kombajna Wirtgen 2500 SM. Imajući u vidu strukturnogeološke, inţenjersko-geološke i druge karakteristike otkrivke, kao i tehniĉko - tehnološke karakteristike kombajna Wirtgen 2500 SM, njegova primjena je u potpunosti opravdana. Wirtgen 2500 SM vrši otkopavanje u slojevima debljine do 0.6 metara duţ fronta etaţe, a pravac otkopavanja bloka je odozgo na dolje i normalan je u vertikalnoj ravni na pravac napredovanja fronta. Prednosti primjene kombajna Wirtgen 2500 SM su: 

proces otkopavanja obuhvata i procese drobljenja i fragmentacije materijala,



njegova primjena eliminiše tehnologiju bušenja i miniranja, pa nema ni negativnih posledica koje ovi radovi izazivaju,



manje buke i prašine.



iza sebe ostavlja izuzetno ravnu površinu, što smanjuje normativ utroška guma, goriva i maziva i produţuje radni vijek dampera.

Najveći nedostatak mu je visoka nabavna cijena. LITERATURA

1. V. Pavlović: Tehnologija površinskog otkopavanja, RGF, Beograd, 1992. 2. Dopunski rudarski projekat površinskog kopa Graĉanica - Gacko do kraja eksploatacije, Centar za površinsku eksploataciju, Beograd, 2005. 3. Dokumentacija površinskog kopa Graĉanica - Gacko 4. www.wirtgen.com

273


PRAĆENJE KRETANJA I DEFORMACIJA U REALNOM VREMENU MONITORING OF MOVEMENTS AND DEFORMATIONS IN REAL TIME

MILIVOJ VULIĆ1

1

University of Ljubljana, Faculty of Natural Sciences and Engineering, Ljubljana, SLOVENIA

ABSTRACT Any encroachment into the environment may affect the change of the stability conditions of the terrain. Due to the much-needed information regarding the impact of digging on the environment, as well as to ensure security, in 2008, we have begun a continuous monitoring of the movements and deformations of the terrain in the rock quarry Lipica II (Marmor Seţana d.o.o.) in real time. The system consists of four points; a stable point, which consists of a GNSS receiver and an antenna, and three observed points, which are equipped with GPS receivers and tilt sensors. The stable point, i.e. reference point, is directly linked to the central computer, while the observed points have been fitted with equipment for wireless communication, through which they are linked to the central computer. The central computer can be accessed via the Internet, providing us with insight into the measurements at any time and from anywhere we want. The stable point is used as the origin of vectors, through which we determine the coordinates of the observed points. Thus, any change of direction or vector length indicates a movement of the point. Until now, we have detected a shift of the size of 7 mm over a period of three months on one of the points, while on the remaining points, a shift could not be detected. This testifies about the deformation activities upon the area of the quarry Lipica II. Due to the evidenced instability of the rock block, the equipment on the afore-mentioned point shall be removed and placed upon a new location. In the future, we intend to additionally equip the system with seismic sensors and extension meters, with the aid of which the analyses of correlations will be able to cover a larger number of influential parameters. Key words: Monitoring, displacement, deformation, continous real-time observations, sensors.

1. INTRODUCTION In September 2008, due to the need to monitor the potential effects of underground obtaining upon the surface area, as well as determine the state of the slope and edge of the quarry Lipica II (Marble Seţana doo), a monitoring system intended to continuously monitor the movements and deformations of the terrain in real-time, based on the Global Navigation Satellite System (GNSS) [1], was set up. Thus, for the first time, a system for Real-Time monitoring of movements and deformations of larger - in our case, mining - objects (Figure 1) was established in Slovenia. The system of continuous monitoring of the movements and deformations of points is composed of three observed points and one reference point. The observed points have been systematically set up over the obtaining area at the surface of the influence area of the quarry Lipica II, so as to be able to achieve the optimal observation of changes on the surface and at

274


the very edge of the obtaining area. From a safety perspective, the edge of the obtaining area is also the most problematic area, since this is exactly where slides of rock blocks, i.e. pegs, into the cave of the obtaining area would be expected. At each observation point, GPS instrumentation and tilt sensors, which allow monitoring of movements of points in 3D space and deformation monitoring in real-time, have been placed.

Figure 1: Observed Points GMX1-3 and Reference Point GRS1. Point GRS1 is the reference point - a stable point that serves as the origin of vectors with the aid of which the coordinates of observed points (points GMX1-3) are determined. At the reference point, a high-precision dual frequency GNSS receiver Leica GMX902, along with antenna Leica AX1202 GG, has been placed so as to determine the basal vectors. The receiver GMX902 provides simultaneous monitoring of the GPS and GLONASS signal[2], which increases the number of satellites by 100% compared to monitoring by the GPS system alone [3]. Any change in the direction or length of the vector indicates a movement of an observed point. On each observed point, high-precision monofrequential receivers Leica GMX901[4] are installed. High-precision inclination sensors are also installed into each observation point, which - in addition to the inclination in two directions - also measure temperature. The inclination sensor Leica NIVEL210 is an extremely accurate inclination meter, developed specifically for the observations of deformations in the movement of the ground, with a resolution of 0001 mrad (1 mm of vertical shift on a

275


1000 m lever)[5]. Energy used to supply the measuring instruments installed on the observed points is ensured with a power line to that point, where its power line fills a rechargeable battery. It is also possible to implement a solar panel that would ensure the energy supply. Finally, the installed unit for wireless communication is intended to transfer the obtained data from monitoring stations to the central computer, which is located in the same object as where reference point GRS1 is.

Figure 2: Equipment and Communication Network. A personal computer is installed where the stable reference point has been placed, which then obtains the data provided by monitoring stations on the observed points through a wireless access point, and engulfs all the data from the observations through a direct link with the receiver at the reference point GRS1. The system GeoMoS (The Leica Automatic Deformation Monitoring System), which is installed on a central computer, allows the management, configuration, and data collection and processing of various geodetic sensors (automatic tachymeters, GPS/GNSS receivers, digital levels...), geotechnological sensors (tilt sensor, seismograph...) and other sensors (e.g. meteorological sensors). Currently, we can perceive changes, i.e. movements, of points in space (3D), 2D inclinations and temperature. All measurements are recorded by the central computer. This central computer can be accessed via the Internet, which then allows the monitoring of developments on the impacted area even from a third location, i.e. from wherever it is possible to access the Internet (from the office, home, excursion…). Thus, we can immediately detect and act upon any adverse changes. 2. RESULTS The first analysis of the obtained data, i.e. observation results, was conducted for the period from September 24, 2008, to January 27, 2009. Throughout the period, any changes of positions of observed

276


points were also monitored on-line (through several Wi-Fi access points). Intervals of point observations GMX1-3 were selected to be at 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 12 hours and 24 hours. In continuation, the results of the 24 hour interval observations are shown, which below give us results of maximum precision. The intervals of observations are adjustable according to circumstance. Displayed are also screen images, which depict the situation and methods of display of the monitoring (Figures 3 to 8). It is possible to monitor developments, i.e. deformations, movements and so forth, on the monitoring locations in such a way for each point separately.

Figure 3: Coordinate Deviation of X,Y,Z GMX1.

Figure 4: Coordinate Deviation of X,Y,Z GMX2.

277


Figure 5: Inclination of X [mm/m] at GMX2.

Figure 6: Inclination of Y [mm/m] at GMX2.

278


Figure 7: Temperature [°C] of GMX2.

Figure 8: Coordinate Deviation of X,Y,Z GMX3. Due to power failure in the equipment of point GMX1, observations were interrupted in the period from October 31, 2008 to November 26, 2008. After the removal of the error, observations at the point GMX1 continued. From the analysis of data obtained through the 24 hour observation interval, it is evident that the point GMX1 hadn‟t moved in the meanwhile and that the results obtained were within the bounds of accuracy of the system, i.e. for 24 hour observations, a shift greater than 1.2 mm can be detected, with a 99.73% probability. The vertical accuracy is 2.0 mm, with a 95% probability. Assessment of the accuracy of the system has shown that it can achieve an even better accuracy than what has been provided as an assessment by the manufacturer. The accuracy of the Leica GNSS Spyder system given by the manufacturer is displayed in Table 1.

279


Table 1: Accuracy of the Leica GNSS Spyder System. 2-Frequency Receiver

2D Accuracy (95%)

Height Accuracy (95%)

10min

5.2 mm

11.8 mm

1h

3.8 mm

7.2 mm

24h

1.8 mm

2.0 mm

1-Frequency Receiver

2D Accuracy (95%)

Height Accuracy (95%)

10min

7.2 mm

12.4 mm

1h

3.8 mm

7.0 mm

24h

2.2 mm

1.8 mm

The results of the monitoring and regression curve analysis indicate that the point GMX1 has moved 1 mm during the period of observation. Point GMX2, which had deliberately been set up on a large rock block, which may pose a risk, moved 7 mm during the three month period of observation. With the intention of monitoring potential changes, adverse movements of masses, objects etc., a peg at the very edge of the excavation area, one that presents a very real potential of change, was selected. Graphed observations indicate movements of the point after November 27, 2008 in the direction towards the northeast, i.e. towards the excavation area caves. Given that the crack on the peg (Figure 9) flows in the direction of north-west to south-east, the measured movements and the fact that there is a clearly visible change in height of about 5 mm on the graphs, we can conclude that there had come to a movement of the point, and that the rock block upon which the point is situated, is sliding in into the excavation area, i.e. obtaining area of the quarry.

280


Figure 9: Crack behind the Peg. That it can be concluded that the point is really moving is confirmed by the proportionate change of inclination of X, Y at the point GMX2. From the data obtained, it follows that the crack behind the peg is expanding. Based on these observed movements of point GMX2, the responsible project managers have decided to remove the dangerous rock block. The regression curves of observation graphs also clearly show and confirm the movement of point GMX2 in the directions stated above. An example of a graph depicting these regression curves is displayed in Figure 10.

Grid Easting GMX2 [m] 0,004

0,003

0,002

0,001

0,000

-0,001

-0,002

-0,003

-0,004 1.11.08

8.11.08

15.11.08

22.11.08

29.11.08

6.12.08

13.12.08

20.12.08

27.12.08

3.1.09

10.1.09

17.1.09

24.1.09

31.1.09

Figure 10: Regression Curve of the Coordinate Deviation of Point GMX2.

281


Observation data upon point GMX3 suggests that the point moved 7 mm during the three month observation period between November 27, 2008 and February 26, 2009. Regression curves of the data only confirm the slight movement of the point GMX3 (Figure 11).

Grid Northing GMX3 [m]

0,005

0,004

0,003

0,002

0,001

0,000

-0,001

-0,002

-0,003

-0,004

-0,005 1.11.08

8.11.08

15.11.08

22.11.08

29.11.08

6.12.08

13.12.08

20.12.08

27.12.08

3.1.09

10.1.09

17.1.09

24.1.09

31.1.09

Figure 11: Regression Curve of the Coordinate Deviation of Point GMX3. Analyses of observations of movements of points GMX1-3 at the edge of the excavation area of the quarry Lipica II show that the point GMX2, i.e. rock block upon which it has been set up, is moving. Points GMX1 and GMX3, ob the other hand, have moved only slightly during the entire surveying period. 2. CONCLUSIONS By setting up the system for monitoring the movements and deformations of the terrain in the Lipica II quarry, a system for the real-time monitoring of movements and deformations of larger objects has been established in Slovenia for the very first time, and is already showing the results of the effects of extraction of stone upon the surface. Thus far, the observations upon point GMX2 have aided us to detect a shift the size of 7 mm over a period of three months, while we have detected only a small shift on the other two observed points (approximately 1 mm at each point, which is clearly shown also by the regression curves of changes of the measured coordinates over 24 hour interval observations). When faced with the – with the aid of the newly set up monitoring system - established permanent movement of point GMX2, the responsible figures decided to remove the dangerous belonging rock block. After removal of the latter, it has been confirmed that the decision made on the basis of the results of our observations was a correct one. The rock block had been resting on a mid-floor plane, which had been holding the entire mass on the edge of the obtaining area of the cave (Figure 12). By observing the block via a set up system and detecting its

282


dangerous movement in time, leading to its consequential removal, we have avoided causing more damage and injuries to people. Between December 31, 2008 and January 1, 2009, we had also detected a momentary larger deviation in the position of the point on GMX1 (Figure 3). This event could also be attributed to seismic activity or a similar impact in the form of tension release. To exclude such causes from our system, we plan to in the future also monitor seismic activity on the observed points, as well as plug in tension meters in the form of additional sensors into the monitoring system. This would result in a greater number of influential parameters aiding us in correlation analyses.

Figure 12: Point on the Observed Rock Block. The crack behind the rock block (Figure 9) ranged all the way up to the mid-floor plane on which the block was resting (Figure 13).

283


Figure 13: After the Removed Rock Block. In comparison with other methods of detection of the state of a rock block (e.g. drilling), the realtime monitoring system saves up significantly in terms of finances and time. In addition to the aforementioned benefits, the real-time monitoring system, in contrast with other methods of research, has no negative impact on the environment, requires very few logistical maneuvers and preparations, and boasts with measurement data being available immediately and from anywhere we have the opportunity to access the Internet. 4. SOURCES AND BIBLIOGRAPHY [1]

[2]

[3]

[4]

[5]

Strang, G. and Borre, K., 1997. Linear Algebra, Geodesy, and GPS. Wellesly – Cambridge Press, USA Leica Geosystems, 2005. Leica GMX902, Streamlined GPS Monitoring for Critical Structures. Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland Joel van Cranenbroeck et al., 2008. Supply of Deformation Monitoring System for DBCM, Kimberley, South Africa. Leica Geosystems Proposal, 2008 Leica Geosystems, 2005. Leica GMX902, Streamlined GPS Monitoring for Critical Structures. Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland Leica Geosystems, 2005. Leica Nivel210, Precision inclination sensor for GPS Reference Stations. Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland

284


TEHNOEKONOMSKI POKAZATELJI UŢETNIH I HIDRAULIĈNIH BAGERA KAŠIKARA NA POVRŠINSKOM KOPU MRKOG UGLJA „BOGUTOVO SELO“ TEHNICAL AND ECONOMICAL INDICATORS ROPE AND HIDRAULICK EXCAVATORS SHOVELLER Dragan Vuĉković, Vlado Gajić Mješoviti holding «Elektroprivreda Republike Srpske» Trebinje Zavisno preduzeće «Rudnik i Termoelektrana Ugljevik» A.D. Ugljevik

ABSTRACT Cilj rada je optimizacije procesa otkopavanja i utovara otkrivke na površinskom kopu mrkog uglja „Bogutovo selo“ Ugljevik. Otkrivka površinskog kopa „Bogutovo Selo“ je izrazito heterogenog sastava. U pogledu ĉvrstoće zastupljene su: od izrazito ĉvrstih stjenskih masa, koje se ne mogu otkopavati bez prethodnog miniranja ili primjene specijalnih mašina za ĉvrste stjene, srednje ĉvrstih do mekih stjena. Otkopavanje i utovar se obavlja uţetnim i hidrauliĉnim bagerima kašikarima koji imaju razliĉite tehnoekonomske pokazatelje u radu kroz ĉiju je analizu data optimalna optimalna varijanta otkopavanja i utovara preostalih koliĉina otkrivke površinskog kopa „Bogutovo Selo“. ABSTRACT Cause of this worki is the optimization process of mining overburden and loading of coal surface mine Overburden pit "Bogutovo Selo" is a very heterogeneous composition. In terms of strength are represented: from the very solid mass, which can not be mining without blasting or the application of special machines for solid stjene, medium hard to soft stjena. Excavation and loading is done rope and hydraulic excavators shoveller with different indicators in the work through which the data analysis of the optimal variant of the optimal mining and loading of the remaining amount of overburden pit .

Uslovi primjene i izbor bagera kaškara Tehnologija površinske ekploatacije sa diskontinuiranim mašinama primjenjuje se na površinskim kopovima bakra, uglja, gvoţdja, boksita, magnezita i tehniĉkog kamena. U okviru ovih mašina najširu upotrebu imaju bageri kašikari. Metodologija prognoziranja tehnologije i mehanizacije kopanja i utovara svodi se na slijedeće radove: analiza inţinjersko-geoloških istraţivanja leţišta i njegovih dijelova koji se obavljaju zajedno sa geološkim istraţivanjima, prognoza kvaliteta pripreme stijena za kopanje i utovar, te uporedjenje i izbor te priprema: miniranje,ripovanje i ostalo, prognoza specifiĉnog otpora kopanju stijena u masivu i miniranog masiva sa analizama primjene pojedinih mašina, izbor mogućih tipova mašina sa proraĉunom njihovog kapaciteta i projektovanjem tehnoloških šema njihovog rada sa parametrima bloka i otkopa i ostalo i tehniĉko – ekonomska analiza realno mogućih varijanti sa izborom optimalne. Bageri kašikari su upotrebljivi u skoro svim rudarsko – geološkim, klimatskim, topografskim i hidrogeološkim uslovima. Primjenjuju se u rastresitim do vrlo ĉvrstim i abrazivnim stjenama. Mekše

285


stjene se bageruju bez prethodnog rastresanja jer imaju sili kopanja i do 3500 N/cm, ĉvrste stjene se miniraju na rastresanje a vrlo ĉvrste na odbacivanje. Suštinski nedostatak bagera kašikara je cikliĉnost procesa bagerovanja, jer se za kopanje koristi 20 – 30 % ukupnog vremena ciklusa. Zapremina kašike bagera se odredjuje u odnosu na maseni modul bager – kamion i planirani kapacitet površinskog kopa. Konstrukcione karekteristike uţetnih i hidrauliĉnih bagera uslovile su razlike u : - principu i karakteru pogona i prenosa kretanja na radne organe, i - kinamatske šeme, odnosno trajektorije kretanja radnih organa Izbor mogućih tipova bagera ili drugih mašina i tehnologije njihovog rada obuhvata slijedeće faze: odredjivanje prosjeĉnog specifiĉnog otpora kopanje kF i granice njegove promjene, proraĉun kapaciteta i promjena otpora kopanju za pojedine tipove bagera, proraĉun osnovnih parametra otkopa i tehnologije masovnog i selektivnog kopanja: duţina bloka Lb, fronta radovaLt , opšta organizacija radova na otkopu zajedno sa pomoćnim, istraţuje se racionalan stepen rastresanja: miniranjem ili mehaniĉko poluĉvrstih ili ĉvrstih stijena, racionalno rastresanje ĉvrstih umetaka, proraĉun kapaciteta i teniĉko-ekonomska analiza troškova po kompleskima zajedno sa pomoćnim mašinama.Prognoza specifiĉnog otpora kopanju obuhvata: utvrdjivanje prosjeĉnih vrijednosti kF za najrasprostranjenije i najĉvršće litološke ĉlanove stijenskog masiva, a za kopanje razliĉitim tipovima i modelima mašina, promjenu specifiĉnog otpora kopanju kF sa dubinom leţišta i za razliĉito rastresanje stijena: miniranjem ili mehaniĉki.Svodi se na slijedeće analize i ispitivanja: ocjena rezultata inţinjersko-geoloških ispitivanja na razliĉitim dijelovima leţišta, analiza stepena raspucalosti masiva u leţištu, eksperimentalna istraţivanja u cilju dobijanja zavisnosti otpora kopanja od kohezije u komadu ck i u masivu cm, i izbor i proraĉun sile kopanja na osnovu konkretnih radnih organa bagera koji se predvidjaju. Tehniĉko-ekonomska analiza troškova realno mogućih varijanti izvodi se po diskontovanim cijenama koštanja uzimajući u obzir: opštu organizaciju rudarskih radova u površinskom kopu, mogućnost iskorištenja mašina, obezbjedjenje potrebnog kvaliteta sirovine, pouzdanost rada kompleksa, perspektivu razvoja površinskog kopa i tehniĉki progres razvoja tehnologije. Odredjivanje troškova rada bagera kašikara Mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe: 1. Troškovi mašina, i 2. Eksplatacioni troškovi Troškovi mehanizacije obuhvataju : troškove investiciono-tekućeg odţavanja, troškove amortizacije i kamata i osiguranja. Eksploatacioni troškovi obuhvataju : troškove odrţavanja mehanizacije, troškove pogonske energije i energenata, troškove rezervnih dijelova i troškove radne snage. Troškovi energije Opšti obrazac za proraĉun utroška pogonske energije ima oblik : G = No * gs * ke Gdje su : No nominalna snaga pogona, gs specifiĉna potrošnja enegije, ke koeficijent potršnje 0.5 do 0.74 U opštem obliku troškovi efektivnog rada mehanizacije su :

Ch 

T  ( Ee  Em ) * (1  k ) hg

286


Gje je : h fond ĉasova mehanizacije usvojeno je da uţetni bageri rade 60000h a hidrauliĉni 26000h, E e eksploatacioni troškovi,Em troškovi mehanizacije, k faktor dobiti, T jednokratni troškovi Na osnovu usvojenog efektivnog vremena rada bagera i ukupne cijene bagera ( cijena bagera + troškovi transporta + troškovi montaţe + troškovi carine) odredjene su troškovi amortizacije. Usvojeno je da 6% cijene bagera otpada na montaţu, 4% transport. Varijante otkopavanja i utovara otkrivke površinskog kopa “Bogutovo Selo” Otkrivka površinskog kopa „Bogutovo Selo“, koji u radu od 1985.godine, je izrazito heterogenog sastava. U pogledu ĉvrstoće zastupljene su: od izrazito ĉvrstih stjenskih masa, koje se ne mogu otkopavati bez prethodnog miniranja ili primjene specijalnih mašina za ĉvrste stjene, srednje ĉvrstih do mekih stjena Koliĉine otkrivke projektovanih kopova PK Bogutovo Selo i PK Ugljevik Istok daju se u tabeli 1. Tabela 1. PK Bogutovo Selo

Rb Revir 1 2

Sjever sa ist.otk.poljem Juţni revir Ukupno

PK Ugljevik Istok

Otkrivka m3ĉm

Revir

Otkrivka m3ĉm

30186806

IOP

140000000

34933318 65120124

ZOP

100000000 240000000

Ukupno m3ĉm

330 120 124

Na površinskom kopu “Bogutovo Selo” u radu na otkopavanju i utovaru otkrivke su bageri kašikari šireg dijapazona snage, teţine i kapaciteta i zapremine kašike Vk . Tehniĉki parametri bagera daju se u tabeli 2.

1 2 3 4 5

-

OznakaH – 241 Bager PC-3000/1 Bager RH- 120 Bager RH- 75 Bager EKG 8 : R985C

Vk

Teţina t

3 m 14 15 12 8 8 5

277 240 214 170 370 114

Snaga pogona kW 1000 1100 900 540 680

Tabela 2. Tip pogona elektro elektro elektro elektro elektro Dizel

Kao polazni kriteriji za rešavanje izbora varijanti okopavanja i utovara otkrivke usvojeni su: ograĉenja iz uslova geomehaniĉkih karekteristika otkrivka i tehniĉkih karekteristika bagera kašikara, visina ulaganja , i troškovi otkopavanja i utovara

287


Ispitivanjem geomehaniĉkih karekteristika stijenskih masa otkrivke leţišta „Površinskog kopa „Bogutovo Selo“ utvrdjeno je da hidrauliĉni bageri sa Vk =15m3 mogu da otkopavaju 95% stijenskih masa bez pripreme (miniranje ili ripovanje), uţetni bageri Vk =8m3 40% , hidrauliĉni bageri Vk =12m3 70% i hidrauliĉni bageri Vk =8m3 50%. Polazeći od navedenih kriterija kao realno moguće analizirane su dvije varijante otkopavanja i utovara otkrivke: a) Bageri Vk= 15 m3 i uţetni 8m3 b) Bageri Vk= 12 m3 i uţetni 8m3 TEHNIĈKO-EKONOMSKA ANALIZA VARIJANTI Godišnje koliĉine otkrivke za otkopavanje i utovar su 10800000 m3ĉm. Rezultati proraĉuna ulaznih parametara za tehniĉko-ekonomsku analizu daje se u tabeli 3.

Oznaka 1 2 4 7

Bager H – 241 PC-3000/1 Bager RH- 120 Bager RH- 75 Sa miniranjem

8

Bez miniranja Bager EKG 8 : Sa miniranjem Bez miniranja

R985

Tabela 3. Troškovi Ekspl.troškovi inv.tek.odr./m3ĉm /m3ĉm

Otkopni kapacitet m3ĉm/h

Radni vijek

500 616 480 320 280

h 26000 26000 26000 26000

0.13 0.09 0.13 0.17

0.33 0.29 0.40 0.35

330 298

60000

0.11

2.37 0.27

160

26000

0.20

1.35

Dobijeni podaci o ostvarenim kapacitetima i eksploatacionim troškovima ukazuju na prilagodjenost uslovima radne sredine hidrauliĉnih bagera sa Vk = 15 m3, a primjena ovih bagera omogućuje otkopavanje 95% stijenskih masa otkrivke leţišta Ugljevik bez miniranja ili korištenja specijalnih bagera za ĉvrste stijene. Uţetni i hidrauliĉni bageri sa Vk < 15 m3 imaju manji kapacitet (m3ĉm/h) i povećane eksploatacione troškove. VARIJANTA I Otkopavanje i utovar se obavlja bagerima kašikarima, zapremine kašike Vk= 8 do 15 m3 , Investiciona ulaganja u opremu za varijantu I rb

Naziv

1

Bageri

Jed cjena Vk 5000000

T abela 4. m3ĉm

Kom

KM

3

15000000 7480000

288

Kapacitet h/god m3ĉm/h 616 12519


2 6

15m3 Bageri 8m3 Svega

Vk

2600000

4

10400000 3320000

298

11140

25400000 10800000

VARIJANTA II Otkopavanje i utovar se obavlja bagerima kašikarima, zapremine kašike Vk= 8 do 12 m3 Investiciona ulaganja u opremu za varijantu II Tabela 5. Jed Kapacitet rb Naziv Kom KM h/god 3 cjena m ĉm m3ĉm/h Bageri Vk 1 4500000 5 22500000 7480000 480 15583 12m3 Bageri Vk 2 2600000 4 10400000 3320000 298 11140 8m3 6 Svega 32900000 10800000 UPOREDJENJE VARIJANTI Tehnoekomskom analizom dobijeni su pokazatelji otkopavanja i utovara prema tabeli 6. Relativni pokazatelji po varijantama 000 KM Tabela 6. Investicije pot.br. Eksploat. Troškovi radne Ekspl. (oprema) bagera troškovi snage KM troškovi Varijanta KM Rel. Kom KM/ Rel. KM/ Rel. KM/ Rel KM/ m3ĉm odnos god. odnos god. odn m3ĉm odn Varijanta I 25400 100 7 3065 100 336 100 0.56 100 Varijanta II 32900 137 9 3888 126 432 128 0.67 120 Varijanta I sa primjenom bagera Vk=15m3 ima niţe eksploatacione troškove za 1.19 mil. KM/god ili 0.11 KM/m3ĉm. Procjena efektivnosti varijanti izvršena je kriterijumom „neto present valyu“ NPW sa diskontnom stopom 15%. NPW kriterijum predstavlja sadašnju vrijednost svih ulaza prema izlazima, koji se odnose na investicioni projekt, odnosno razliku izmedju sadašnjih vrijednosti ovih tokova i determiniše prihvatljivost projekta. Zakljuĉak Povećanje kapaciteta i smanjenjenje potrošnje energije pri masovnom otkopavanju i utovaru otkrivke bagerima kašikarima moguće je realizovati primjenom hidrauliĉnih bagera sa Vk=15m3. Povećana sila kopanja kod ovih bagera omogućuje povoljne ekonomske efekte i pri otkopavanje stijenskih masa veće ĉvrstoće bez prethodne pripreme (miniranje ili ripovanje). Primjena hidrauliĉnih bagera kašikara sa Vk=15m3 na otkopavanju i utovaru otkrivke površinskog kopa „Bogutovo Selo“ omogućilo bi smanjenje eksploatacionih troškova za oko 0.11 KM / m3ĉm, a ukupnih godišnjih troškova 0.8 do 1 milion KM, u zavisnosti od ostvarenog stepena iskorištenja

289


kapaciteta sistema. Smanjio bi se i potreban broj mehanizacije u radu za dva bagera a time i potreban broj radne snage. NPV analizom dobijene su pozitivne vrijednosti što ukazuju na prihvatljivost obe varijante i prednost varijante I. LITERATURA Popović N. 1979. Nauĉne osnove projektovanja površinskih kopova Chan S. et al, 1993. Contemporary engineering ekonomic Tehniĉka dokumentacija povšinskog kopa Bogutovo Selo

290


UTICAJ SLOŢENIH RUDARSKO-GEOLOŠKIH FAKTORA NA IZBOR METODE OTKOPAVANJA U RMU „ĐURĐEVIK“ - BLOK 75. THE IMPACT OF COMPLEXED MINING-GEOLOGICAL FACTORS ON THE CHOICE OF METHODS OF DIGGING FOR „DJURDJEVIK“ BURROW BLOCK 75 Omer Musić1, Šefik Sarajlić2, Halid Ĉiĉkušić3 1 - Univerzitet u Tuzli, Rudarsko-geološko-graĊevinski fakultet u Tuzli; 2 - Rudnik mrkog uglja ''ĐurĊevik''; 3 -Rudnik lignita Kreka REZIME Šire podruĉje ĐurĊeviĉkog basena, kroz snaţnu tektonsku aktivnost koja se odvijala u geološkom periodu, više puta je oblikovano. Podruĉje jame ĐurĊevik je manji dio opšteg tektonskog sklopa, gdje su se tektonske posljedice intezivno odrazile. Jama ĐurĊevik u svom razvojno periodu primijenila je više metoda otkopavanja koje su davale razliĉite rezultate. U ovom radu predstavljeno je konceptualno rješenje za dio leţišta jame ĐurĊevik „Blok 75“komorna metoda otkopavanja po pruţanju sloja sa ostvarenim tehno-ekonomskim parametrima. Kljuĉne rijeĉi: rudarsko-geološki faktori, metoda otkopavanja, proizvodni pokazatelji SUMMARY Wide area of Djurdjevik‟s pool has been shaped many times through powerful tectonic activity which happened in geological period. The area of Djurdjevik‟s burrow is the smaller part of a common tectonic complex where the tectonic consequences have strongly been reflected. Burrow Djurdjevik in its developing period applied many methods of digging which gave different results. This work presents the conceptual solution for the part of Djurdjevik burrow‟s layer “Block 75” – the chamber method of digging on layer‟s spreading with accomplished techno-economical parameters.

Key words: mining-geological factors, digging method, production indicators

1.UVOD lznalaţenje tehniĉkih rješenja u pogledu odrţavanja kontinuiteta proizvodnje i modernizacije rudnika ĐurĊevik u periodu restrukturiranja, ispunjavanju uslova rentabilnog poslovanja i postizanja trţišne konkurentnosti i neovisnosti, predstavlja sveukupan zadataka na rudniku. Eksploatacija uglja u jami "ĐurĊevik" obavlja se u tektonskom „bloku 75“ u vrlo sloţenim rudarsko-geološkim uslovima. Fleksibilnost promjenjljivim uslovima koji vladaju na relativno malom prostoru je glavni zadatak koje treba ispuniti metoda otkopavanja. Cilj rada je izbor uskoĉelne metode otkopavanja - komorne metode otkopne po pruţanju sloja sa otkopavanjem ukupne debljine sloja u sloţenim uslovima jame ĐurĊevik – blok 75

291


2.RUDARSKO-GEOLOŠKI USLOVI 2. 1 Geološke karakteristike u basenu Preko starijeg kompleksa leţi mlaĊa terestiĉko-limniĉka serija iz oligomiocenskog (OLM) perioda. Ova serija je ekonomski najinteresantnija jer u njoj je u vidu debelog sloja, skoncentrisana ugljena supstanca. Limniĉko-terestiĉka serija predstavljena je sa tri jasno izdvojena paketa: podina, ugljeni sloj i krovina. U ĐurĊeviĉkom basenu dostupna je posmatranju na većem broju profila na sjevernoj strani, kao i na istoĉnoj. Podinska serija ima ulogu nivelisanja reljefa u osnovnom gorju i formiranja baze za kasnije taloţenje ugljenog sloja. Zajedno sa niţim stijenama podinske naslage su izvedene iz prvobitnog horizontalnog poloţaja, izrasjedane i u pojedinim zonama, duţ rasjeda se suĉeljavaju razliĉiti varijeteti podine. U sastav podinske serije ulazi više litoloških varijiteta koji se meĊusobno smjenjuju tako da ukupna podina poprima karakter preovlaĊujuće komponente (konglomerati, pješĉari, glinovito-laporovite gline, ugljevite gline i dr.). Ugljeni sloj je dio ukupnog ugljenog sloja basena "ĐurĊevik" i ovdje je na dosta velikoj dubini ograniĉen sa više strana rasjedima koji su i uslovili ovaj revir. Debljina ugljenog sloja varira od 12 do 25 m po blokovima. Sloj uglja je poseban litostratigrafski ĉlan u ukupnoj mladoj seriji i prema nekim faunistiĉkim nalazima i analogiji sa drugim basenima starost ugljenog sloja i dijelova krovine je donjomiocenska. Ugljeni sloj u ovom dijelu ima pruţanje istok-zapad sa padom prema jugu do 30°. Na sjevernom obodu ugljeni sloj je plitak i takva podruĉja su zahvaćena površinskom eksploatacijom, PK Potoĉari i dr., a dublji dijelovi su ostavljeni za jame. Preostale ugljene rezerve su prema tome dublje i otvorene su sa svih strana. Krovinu ĉini debela serija laporaca i laporovitih kreĉnjaka sa proslojcima drugih po sastavu sliĉnih varijeteta. Prelaz iz ugljenog sloja u neposrednu krovinu je oštar i jasan što nije sluĉaj sa podinom. Nad ugljenim slojem leţi paket ĉvrstih kreĉnjaĉkih laporaca mjestimiĉno do 40 metara. Srednja krovina ima sastav od sivih laporaca koji se smjenjuju sa tamnim laporcima. Viša krovina je nastavak srednje krovine i po kvalitetu i po rasporedu slojeva. 2. 2 Tektonika basena U tektonskom pogledu šire podruĉje Đurdeviĉkog basena pripada ofiolitskoj zoni unutrašnjih Dinarida. U toku egzistovanja dinarske geosinklinale ovo podruĉje je predstavljalo tipiĉnu eugeosinklinalnu oblast koja je u više navrata snaţno tektonski oblikovana. Snaţna tektonska aktivnost obavljana je u više faza kroz duţe geološko vrijeme u podruĉju gdje se na relativno malom prostoru nalaze stijenske mase razliĉitih flziĉko-mehaniĉkih svojstava, uslovila je formiranje specifiĉnih deformacija sa znatnim kretanjem stijenskih masa. Tektonsko deformisanje ove serije zapoĉelo je poslije taloţenja uglja i krovine jednom od faza alpsko-dinarskog ubiranja. Podruĉje jame "ĐurĊevik" je manji dio opšteg tektonskog sklopa "ĐurĊeviĉkog" basena gdje su se tektonske posljedice intezivno odrazile. Poremećenost sloja je razliĉita u pojedinim dijelovima leţišta tako da je kontinuitet ugljenog sloja prekinut i prilaz iz jednog u drugi blok je

292


moguć preko jalove rasjedne zone. "ĐurĊeviĉki" basen je raskinut prema jugu i diferencijalno spušten ka sjeveru i sjeverozapadu. U "ĐurĊeviĉkom" basenu mlaĊe stijene su gusto isprekidane. Veća izlomljenost se moţe pripisati orogenim fazama postmiocenskog perioda, medutim ima mnogo manjih rasjeda koje je teško orjentisati i pripisati kojoj fazi pripadaju. Na malom horizontalnom rastojanju tokom kartiranja jamskog hodnika u jami "ĐurĊevik" nailazilo se na petometarske linije poremećaja ugljenog sloja, ĉiji je skok iznosio 1 – 2 metra. Treba napomenuti da ima i duţih rasjednih zona (100 metara) bez poremećaja. Rasjedna tektonika nije ravnomjerno zastupljena u basenu i vjerovatno tome doprinosi gustina i intenzitet rasjeda iz osnovnog gorja. Podruĉje jame je ispresijecano rasjedima razliĉitog pravca i intenziteta. Najveći meĊu njima je gravitacioni normalni rasjed koji odvaja ovo podruĉje od kopovskog. Pruţa se sredinom basena, pravca istok-zapad sa padom prema jugu, od kopa Brezje do Višće. Paralelno sa njim nešto juţnije na udaljenosti od 50-200 metara postoji još dva rasjeda obrnutog pada, izmeĊu kojih rasjedi pravca sjever-jug koji su dosta iskomplikovali ovo srednje podruĉje. Najveći rasjedi su duţ periferije basena i u sredini ĐurĊeviĉkog basena. Istovremeno duţ njih je izvuĉena granica jama. Ostali rasjedi su manjeg intenziteta. Dosadašnji istraţni radovi nisu pruţili apsolutnu taĉnost podataka, te je uraĊeno dodatno jamsko istraţno bušenje, koje je preciznije definisalo, slika 2.1 (geološki profil bloka 75): - pruţanje, debljinu, pad i strukturu ugljenog sloja, - tektonski sklop podruĉja, poloţaj, pad i sklop pojedinih rasjeda, Na duţini K+15 od 400 m izvedeno je na 12 lokacija po 6-8 istraţnih bušotina koje su rasporeĊene u lepezi koja pokriva cijelu površinu prognoznih profila. Razmak izmeĊu navedenih lokacija prognoznih profila je od 25 do 50 metara.

293


Slika 2.1 Geološki profil bloka 75 2. 3 Geomehaniĉke karakteristike Fiziĉke osobine uglja Ugalj "ĐurĊeviĉkog" basena je sjajnog izgleda, školjkastog preloma i nezapaţaju se tragovi organske strukture. lspitivanja drobivosti su pokazala da su fiziĉke osobine u direktnoj vezi sa petrografskim sastavom ugljene materije, tj. sa procentualnom zastupljenošću pojedinih petroloških mikrotipova. Ugalj je stijena veće tvrstoće od podinskih naslaga i ponaša se kao ĉvrsta stijena. Ugljeni sloj kvalitetno ĉine tri cjeline: Gornji dio ugljenog sloja je sastavljen od ĉistog drvenastog dijela biljke koja je procesom karbonizacije trasformisana u crnu staklastu masu tzv. vitrenski ugalj. Srednji dio ugljenog sloja ima srednji kvalitet sastavljen preteţno od mat. komponenti sa djelimiĉnim proslojavanjem sjajnih vitrenskih komponenti uglja visokog kvaliteta. Sjajne partije popravljaju opšti kvalitet srednjeg sloja. Pojavljuju se tanki praslojci jalovih, laporovitih, pješĉara i silikovnih ugljenih pješĉara. Donji dio ugljenog sloja ima tanko slojeviti ugalj mjestimiĉno škriljav i zbog toga priliĉno drobiv. Veći procenat pepela i vlage govori o prisustvu jalovih primjesa koje su intimno urasle u ugljenu supstancu. Fiziĉko-mehaniĉke osobine stijena Ĉvrstoća stijena krovine i njene strukturne karakteristike imaju pozitivan uticaj na stabilnost krovinskih naslaga prilikom zarušavanja. MeĊutim, uslojenost, tektonska izlomljenost i

294


ispresjecanost krovine pukotinama umanjuje ĉvrstinu stijena a time i slabi geomehaniĉke karakteristike. 3. KOMORNA METODA OTKOPAVANJA PO PRUŢANJU SLOJA Komorna metoda otkopavanja po pruţanju sloja sa otkopavanjem ukupne debljine sloja podrazumijeva saniranje otkopanog prostora sa zarušavanjem krovine. Pomjeranjem rudarskih radova u otkopnoj jedinici imamo kontrolisano zarušavanje otkopanog prostora. Front rudarskih radova i otkopavanje komorne otkopne jedinice je po pruţanju ugljenog sloja. Poloţaj komorne otkopne jedinice u odnosu na elemente sloja, omogućava primjenu većeg stepena mehanizovanosti tehnološkog procesa. Tehnološki proces dobijanja za komornu metodu otkopavanja po pruţanju sloja, ostvaruje se bušaĉko-minerskim naĉinom pneumatskom bušilicom, a odvoz uglja sa grabuljastim transporterom. Ova metoda je prilagodljiva uslovima koji vladaju u leţištu, mali blokovi tektonski poremećeni u horizontalnom i vertikalnom smislu sa razliĉltim uglovima zalijeganja i malih duţina otkopnih zahvata. 3. 1 Sistem pripreme Sabirni prekopi (SP) se rade horizontalno iz TH do podine ugljenog sloja, nakon ĉega se po usponu sloja u kontaktu sa podinom rade sabirni uskopi (SU). Sabirne prostorije se izraĊuju horizontalno ili uskopno, nagib sabirnih prostorija mijenja se i zavisi od zalijeganja sloja (sabirni uskopi prate sloj i izraĊuju se neposredno uz podinu) a kreće se od 22O – 35O sve do granice predhodnog zahvata na meĊusobnoj udaljenosti od 50 m‟ u transportnom hodniku, slika 3.1 (dinamika otvaranja i pripreme otkopnog polja). 3. 2 Geometrija otkopne jedinica Otkopna jedinica formira se u ugljenom sloju i ima sljedeće dimenzije, slika (3.2; 3.3): -širina komore 10 m, -visina zavisi od debljine ugljenog sloja i iznosi u prosjeku 11,5 m, -ugao kosine kod samoutovara materijala iznosi 40°, -korak lepeze iznosi 1,5 m.

295


296


Slika 3.2

297


Slika 3.3 3. 3 Tehnološki proces radova Za odvijanje tehnološkog procesa na otkopnoj jedinici predviĊeni su sljedeći radovi: Bušaĉko-minerski radovi i dobijanje uglja na otkopnoj jedinici izvode se u skladu sa predviĊenim sistemom radova. Bušenje minskih bušotina izvodi se pneumatskom bušilicom, a raspored minskih bušotina odgovara prostoru otkopa na kojem se obavlja dobijanje uglja (lepeza dubokih minskih bušotina). Utovar uglja se obavlja poslije svakog ciklusa miniranja gravitaciono po formiranim boĉnim kosinama u otkopu. Transport uglja se vrši grabuljastim transporterom otkopnim hodnikom (OH) do sabirnog uskopa (SU). Provjetravanje otkopnog polja je protoĉno sa sveţom zraĉnom strujom koja se uspostavlja prostorijama otvaranja i razrade otkopnog polja, a provjetravanje same otkopne jedinice je separatno. Završetkom otkopavanja na komornoj otkopnoj jedinici pristupa se saniranju otkopanog prostora sa zarušavanjem što podrazumijeva potpuno iskljuĉivanje otkopane komore iz ventilacionog sistema otkopnog polja. 3. 4 Tehno-ekonomski parametri Ostvareni tehno-ekomomski parametri komorne metode otkopavanja po pruţanju ugljenog sloja su: ukupno ostvarena proizvodnja ...............................................................106355,3 t.k.u/god. prosjeĉna mjeseĉna proizvodnja..............................................................8862,9 t.k.u/mj. prosjeĉna smjenska proizvodnja..............................................................134,3 t.k.u /smj.

298


produktivnost otkopne jedinice (uĉinak)..................................................19,18 t.k.u/nad. ukupno m' otkopa-komora.......................................................................725,3 m' prosjeĉno mjeseĉno m' otkopa-komora..……………………....................60,4 m' prosjeĉna proizvodnja sa 1 m' otkopa......................................................146,6 t.k.u /m' ukupno uraĊeno prostorija otkopne pripreme..........................................703,6 m' prosjeĉno mjeseĉno-otkopne pripreme.....................................................96,8 m' ukupno uraĊeno prostorija šire pripreme..................................................941,5 m' prosjeĉno mjeseĉno-šire pripreme............................................................78,4 m' stepen iskorištenja ugljenog sloja.............................................................48% (sa sitnim 64%) troškovi proizvodnje (otkop)................................................................... 8,97 eura/t Separisanjem rovnog uglja iz jame na TTS ''ĐurĊevik'' dobije se 85% asortimana komercijalnog uglja toplotne vrijednosti oko 22.000 kJ/kg i 15 % sitnog uglja 0-3 mm toplotne vrijednosti od 11.500 kJ/kg do 12.500kJ/kg (stepen iskorištenja). 4. ZAKLJUĈAK Sloţeni rudarsko-geološki faktori kao što su izraţena tektonika i mikrotektonika bloka 75, nagib ugljenog sloja 220 - 350 i geomehaniĉke karakteristike krovine i podine su glavni faktori koji su uticali na izbor komorne metode otkopavanja po pruţanju sloja. Primijenjena uskoĉelna metoda otkopavanja - komorna metoda otkopavanja po pruţanju sloja ogleda se u sljedećem: - svi poslovi na tehnološkoj fazi bušenja i miniranja i utovara se obavljaju iz podgraĊenog dijela, tj. sigunog dijela otkopa, što potvrĊuje mali broj povreda za ostvarenu proizvodnju. - sa visokim stepenom koncentracije otkopnih radilišta u jednom bloku (više napadnih taĉaka), postignuti su veći kapaciteti, a sama matoda je sigurna i pouzdana u izvršavanju planskih zadataka. - izborom geometrije otkopa i poloţaja otkopa u odnosu na elemente sloja (orjentacija po pruţanju sloja) omogućena je primjena većeg stepena mehanizovanosti tehnološkog procesa. - ostvareni tehno-ekonomski parametri komorne metode otkopavanja po pruţanju sloja za sloţene rudarsko-geološke uslove moţemo smatrati efikasnim. LITERATURA 1. Genĉić, B.: Tehnološki procesi podzemne eksploatacije slojevitih leţišta – parametri proizvodnih jedinica; Beograd, 1971. 2. Genĉić, B.: Tehnološki procesi podzemne eksploatacije slojevitih leţišta, otvaranje, priprema i metode otkopavanja, Beograd, 1973.

299


3. Stjepanović, M.: Nauĉne osnove optimalizacije glavnih parametara podzemne eksploatacije slojevitih leţišta; Tuzla, 1990. 4. Musić, O.: Visokoproduktivno komorno otkopavanje uglja sa zasipavanjem starog rada, magistarski rad, Tuzla, 2000. 5. Musić, O.: Istraţivanje proizvodno-tehniĉkih uslova pri izboru uskoĉelnih metoda otkopavanja za debele slojeve uglja, doktorska disertacija, Tuzla, 2005. 6. Memić, M.: Dopunski rudarski projekat otvaranja razrade i otkopavanja bloka 78 i 79 u jami „ĐurĊevik“ u ĐurĊeviku, knjiga II 7. Nujić J.; Mikulić A.: Teorijsko i praktiĉno vrednovanje rudarskog projektiranja; Rudarskogeološko-nafmi fakultet Sveuĉilišta u Zagrebu; Zagreb 1995. 8. Osmanagić M.:Istraţivaĉka studija tehniĉko-ekonomske opravdanosti podzemne eksploatacije na leţištu mrkog uglja "ĐurĊevik"; Sarajevo, 1991. 9. Slijepĉević, S., Musić, O., Fazlić, M., Kunosić, N.: Dopunski rudarski projekat Komorne metode otkopavanja strmog ugljenog sloja primjenom kratkih i dubokih minskih bušotina u jami « II krovni sloj» revir «Zapad», III horizont rudnika Bukinje, Tuzla, 2002. 10. Softić S.: Mogućnost otkopavanja vanbilansnih rezervi jame "ĐurĊevik", u sigurnosnom stubu, bez znaĉajnijeg uticaja na deformacije površine terena, doktorska disertacija, Tuzla, 1998. 11. Sarajlić, Š.: Dopunski rudarski projekat razrade i otkopavanja jugo-zapadnog dijela bloka 75 u jami ''ĐurĊevik'' 12. [email protected]

300


MOGUĆA PRIMENA PEPELA ULJNOG ŠKRILJCA IZ ALEKSINAĈKOG BASENA POSSIBLE APLICATION OF OIL SHALE’S ASH FROM ALEKSINAC’S BASIN Miroslav Ignjatović, Dragan Ignjatović, Dejan Mitić, Lidija ĐurĊevac Ignjatović * Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor Rezime: Pepeo, koji bi se dobio preradom uljnog škriljca iz aleksinaĉkog basena, stvarao bi velike ekološke probleme. Zato je bilo potrebno izvršiti analize pepela i naći mu moguću primenu u raznim oblastima privrede. Kljuĉne reĉi: pepeo uljnog škriljca, ekologija Abstract: Ash, that would be received by processing of oil shale from Aleksinac basin, could create the big ecological problems. Therefore, it is necessary to make analysis of the ashes and find the possible application in various areas of the economy. Keywords: oil shale‟s ash, ecology

UVOD Interes za korišćenje uljnih škriljaca kao energetskog resursa, alternativnog prirodnoj nafti, iz godine u godinu je sve veći. MeĊutim, u savremenim uslovima eksploatacije prirodnih energenata, javlja se sve prisutniji problem zagaĊenja okoline. Preradom uljnih škriljaca bi se stvorio isti problem koji je već prisutan u termoelektranama, a to su, pored zagaĊenja vode i vazduha, ogromne koliĉine pepela i šljake.

Slika 1 – Slika deponije pepela uljnog škriljca

301


Pepeo uljnog škriljca je veoma voluminozan, tako da bi bilo potrebno obezbediti velika prostranstva za njegovo odlaganje (debljina sloja pepela od nekoliko desetina metara zauzima prostor i od nekoliko stotina hektara), što dovodi do dodatne degradacije terena. Uz to, treba uzeti u obzir da se veliki problem stvara kako u odrţavanju samog odlagališta, tako i u spreĉavanju prodora štetnih materija iz pepela koje se rastvaraju u kontaktu sa atmosferilijama, i na taj naĉin dolaze u kontakt sa površinskim i podzemnim vodotokovima. Pepeo uljnih škriljaca moţe biti slobodan i vezan. Vezani pepeo se sastoji od neorganskog materijala genetiĉki vezanog za nastanak uljnog škriljca. To su ĉestice gline, kvarca, dolomita, pirita i drugih materijala. Slobodni pepeo je smesa primesa, koje nisu vezane za sam uljni škriljac i potiĉu iz okolnih stena. Iz navedenog, potrebno je izvršiti analize pepela i naći primenu u raznim oblastima privrede i na taj naĉin smanjiti što je moguće više, njegov negativan uticaj na okolinu. SADRŢAJ PEPELA ULJNOG ŠKRILJCA Na osnovu rezultata dosadašnjih ispitivanja uzoraka uljnih škriljaca iz aleksinaĉkog basena, odreĊene su proseĉne vrednosti parametara koji definišu njegov kvalitet: Tabela 1 Proseĉna vrednost parametara kvaliteta uljnih škriljaca Parametri Povlatni uljni škriljci Podinski uljni škriljci Sadrţaj organske supstance 18,94 % 21,00 % Sadrţaj pepela 72,00 % 72,00 % Sadrţaj sumpora (ukupni) 2,23 % 3,85 % Gornja toplotna vrednost 6900 kJ/kg 6540 kJ/kg Sadrţaj sirovog ulja 9,70 % 9,50 % Zapreminska masa 1,85 g/cm3 1,92 g/cm3 Sadrţaj pepela se menja u širokim granicama (od 52 – 82 %) u zavisnosti od uĉešća organskih supstanci. U koliko je škriljac kvalitetniji, bogatiji kerogenom, pri sagorevanju ostavlja manje pepela, i obrnuto. Tako, na primer, škriljci sa 37% organske supstance sadrţe svega 52% pepela, sa 25% organske supstance – oko 60% pepela, dok škriljci sa oko 80% pepela sadrţe 8 – 10% organske supstance.

302


Slika 2 – Mikroskopski izgled pepla uljnog škriljca Za povlatne škriljce se moţe raĉunati sa proseĉnim sadrţajem pepela od 55 i 80% (srednja vrednost 73%), a za podinske izmeĊu 60 i 80% (srednji sadrţaj takoĊe oko 73%). Elementarni sastav pepela Sastav pepela najvećeg broja uzoraka uljnih škriljaca leţi u granicama: Tabela 2 Hemijski sastava pepela Sastojak Pepeo povlatnih škriljaca SiO2 40-56% Al2O3 10-16% Fe2O3 7-11% CaO 6-23% MgO 2-7% Na2O 1-3% K2O 1-3% P2O5 0,2-0,6% SO3 3-8%

Pepeo podinskih škriljaca 37-50% 10-18% 10-15% 8-16% 2-4% 1,1-2% 1-2,5% 0,2-0,6% 6-13%

Kao što se iz uporednih pregleda vidi, nema bitnih razlika u elementarnom sastavu pepela izmeĊu povlatnih i podinskih škriljaca, osim u sadrţaju Fe2O3 i SO3 koji je nešto viši kod pepela podinskih škriljaca. TakoĊe se moţe zakljuĉiti da pepeo, u prisustvu vode, daje jaĉe kiselu reakciju, kao i to da je ovo alumo-silikatni pepeo siromašan karbonatima. PRIMER KORIŠĆENJA PEPELA ULJNOG ŠKRILJCA

303


U cilju praktiĉne primene pepela uljnog škriljca, koji bi se dobio preradom uljnih škriljaca iz aleksinaĉkog basena, jedna od ideja je i zamena odreĊene koliĉine cementa pepelom pri dobijanju betona. Cilj je dobiti beton istih ili ĉak boljih karakteristika ukljuĉujući što veću koliĉinu pepela umesto cementa. Iskustva inostranih nauĉnika su pokazala ovaj zahtev realnim, što rezultati istraţivanja i potvrĊuju. Laboratorijskim ispitivanjima je utvrĊeno da zamenom 30% cementa pepelom uljnih škriljaca ne dovodi do povećanja koliĉine vode u recepturi za beton. TakoĊe je pokazano i da koliĉina od 15% pepela smanjuje potrebnu koliĉinu vode u spravljanju betona. Rezultati istraţivanja pokazuju da se pritisna ĉvrstoća betona povećala za 4%, a ĉvrstoća na savijanje za ĉak 26%, prilikom zamene 30% cementa pepelom uljnog škriljca. Eksperimentom je takoĊe utvrĊeno da u inicijalnom periodu od 3 dana pepeo pokazuje svojstvo blagog oslabljenja ĉvrstoće betona. Ipak, nakon 28 dana, ĉvrstoća betonskog kamena je bila veća, uporeĊujući ga sa betonom bez prisustva pepela, i ta ĉvrstoća se vremenom povećavala. Pošto je pepeo uljnog škriljca 1,6 puta finiji od Portland cementa, on poboljšava strukturu betona, povećava pritisnu ĉvrstoću, gustinu i modul elastiĉnosti a smanjuje naprezanje pri kontrakciji. UporeĊujući beton, koji sadrţi pepeo, sa betonom iste klase bez prisustva pepela, došlo se do zakljuĉka da su pritisna ĉvrstoća i statiĉki modul elastiĉnosti veći za oko 15% kod betona, kod koga je cement zamenjen sa 14,5% pepela. Rezultati ispitivanja su prikazani na sledećim graficima. Rezultati ispitivanja su pokazali da zamena cementa pepelom do 30% parcijalno poboljšava granulometrijski sastav cementa, smanjuje poroznost mešavine i povećava pritisnu ĉvrstoću cementnog kamena.

100 90

Pritisna čvrtoća, MPa

80 70 60 nakon 2 dana

50

nakon 28 dana

40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Količina cementa zamenjena pepelom, %

Slika 3 – Zavisnost pritisne ĉvrstoće cementnog kamena od koliĉine dodatog pepela uljnog škriljca

304


6

Čvrstoća na savijanje, MPa

5

4 nakon 2 dana

3

nakon 28 dana

2

1

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Količina cementa zamenjena pepelom, %

Slik a 4 – Zavisnost ĉvrstoće na savijanje cementnog kamena od koliĉine dodatog pepela uljnog škriljca

305


90

Čvrstoća na pritisak, MPa

80 70

sa 78,6% pepela uljnog škriljca sa 14,5% pepela uljnog škriljca bez pepela uljnog škriljca

60 50 40 30

sa 25% pepela uljnog škriljca

20 10 0 0

7

14

21

28

Vreme sleganja u danima

Slika 5 – Zavisnost ĉvrstoće na pritisak betona, koji sadrţi pepeo uljnog škriljca, od vremena njegovog sleganja

Relativno naprezanje pri skupljanju, %

0,07 0,06 0,05

sa 14,5% pepela uljnog škriljca

0,04

sa 25% pepela uljnog škriljca

0,03

sa 78,6% pepela uljnog škriljca

0,02

bez pepela uljnog škriljca

0,01 0 0

10

20 30 40 50 60 70 Vreme sleganja u danima

80

90

Slika 6 – Uticaj skupljanja betona u zavisnosti od koliĉine dodatog pepela uljnog škriljca

306


40000

Modul elastičnosti, MPa

35000 30000 25000

20000 15000

10000 5000

0 1

2 3 Beton sa različitim količinama pepela uljnog škriljca, %

4

S lika 7 – Zavisnost modula elastiĉnosti betona od koliĉine dodatog pepela uljnog škriljca: 1 – sadrţaj pepela 14,5%; 2 – bez pepela; 3 – sadrţaj pepela 25%; 4 – sadrţaj pepela78,6% ZAKLJUĈAK Sirovinska primena ĉvrstog ostatka retortovanja ili pepela nastalog retortovanjem uljnog škriljca moguća je i za mnoge druge namene, kao što je proizvodnja izolacionih materijala i prefabrikovanih izolacionih elemenata, sredstava za adsorpciono preĉišćavanje zagaĊenih voda, vazduha, gasova u industriji i rudarstvu. Zavisno od hemijskog i mineraloškog sastava moguća je primena kao sredstva za poboljšanje kvaliteta poljoprivrednog zemljišta ili za poboljšano delovanje veštaĉkih Ċubriva, dok hidrauliĉne osobine omogućavaju primenu kod izgradnje podloga za puteve i druge nasipe. Za dalju moguću primenu pepela uljnog škriljca iz aleksinaĉkog basena, potrebno je izvršiti dodatna ispitivanja i istraţivanja. Napomena: Ovaj rad je proistekao iz Projekta broj 17005 koji je finansiralo Ministarstvo za razvoj nauke i tehnologije Republike Srbije. LITERATURA 1. RO za projektovanje i inţenjering „Ugaljprojekt“ Beograd, ELABORAT O REZERVAMA ULJNIH ŠKRILJACA U ALEKSINAĈKOM LEŢIŠTU POLJE „DUBRAVA“, Beograd, 1984. 2. Ernestas IVANAUSKAS, Ţymantas RUDŢIONIS, Arūnas Aleksandras NAVICKAS, Mindaugas DAUKŠYS , INVESTIGATION OF SHALE ASHES INFLUENCES ON THE SELFCOMPACTING CONCRETE PROPERTIES, ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŢIAGOTYRA). Vol. 14, No. 3. 2008. 3. S. Krstić, M. Ignjatović, V. Ljubojev, D. Ignjatović: Uljni škrinjci sela Vlaško polje i uljni škriljci u Aleksinaĉkom površinskom kopu. Ĉasopis INOVACIJE I RAZVOJ, Bor, 2009. Ĉasopis strana 45-50

307


UPRAVLJANJE KVALITETOM UGLJA NA PK „GRAĈANICA“ COAL QUALITY MENAGEMENT SISTEM FOR „GRACANICA“ OPEN PIT MINE Miodrag Šešlija , Nenad Lasica ZP „Rudnik i Termoelektrana Gacko“ a.d. Gacko, Industrijska zona b.b. 89240 Gacko, Rep. Srpska – BiH Rezime Osnovni aspekti iskorištavanja postojećih rezervi uglja, u cilju dobijanja kvalitetnog goriva za Termoelektranu zahtjevaju ozbiljan pristup, kako bi se se dobili adekvatni, maksimalno racionalni tehnološki procesi proizvodnje i sagorjevanja uglja. Imajući u vidu da je ugalj heterogena sirovina, da se iz istog sloja njegov sastav i osobine mogu razlikovati, postoji potreba da se tehnološkim rješenjima i postupcima dobijaju što ujednaĉenije i kvalitetnije karakteristike.Iz tih razloga sva problematika vezana za obezbjeĊivanje garantovanog kvaliteta uglja kao goriva za Termoelektranu Gacko se usmjerava na iznalaţenje tehnoloških rješenja u cilju poboljšanja i ujednaĉavanja kvaliteta otkopanog uglja.Riješavanje problema obezbjeĊenja uglja ujednaĉenog kvaliteta i sastava, moţe se realizovati u tri elementarna pravca: primjenom selektivnog otkopavanja, homogenizacijom i oplemenjivanjem rovnog uglja. Kljuĉne reĉi: površinski kop, selektivno otkopavanje, homogenizacija uglja Abstract Basic aspects of exploitation of existing reserves of coal, in order to obtain high-quality fuel for power plants require a serious approach to get the appropriate, maximum rational technological processes of production and combustion of coal. Bearing in mind that coal is a heterogeneous raw material, to the same layer of its composition and characteristics can vary, there is a need for technological solutions and processes that receive consistent and quality characteristics. For these reasons, all problems related to providing guaranteed quality of coal as fuel power plant Gacko focuses on finding technological solutions to improve and harmonize quality excavated coal. Solving the problem of securing uniform coal quality and composition, can be realized in the three elementary directions using selective mining, homogenization and ennobling excavated coal. Key words: open pit mine, selective mining, coal homogenization

UVOD Osnovni aspekti iskorištavanja postojećih rezervi uglja, u cilju dobijanja kvalitetnog goriva za Termoelektranu zahtjevaju ozbiljan pristup, kako bi se se dobili adekvatni, maksimalno racionalni tehnološki procesi proizvodnje i sagorjevanja uglja. Imajući u vidu da je ugalj heterogena sirovina, da se iz istog sloja njegov sastav i osobine mogu razlikovati, postoji potreba da se tehnološkim rješenjima i postupcima dobijaju što ujednaĉenije i kvalitetnije karakteristike. Iz tih razloga, sva problematika vezana za obezbjeĊivanje garantovanog kvaliteta uglja kao goriva za Termoelektranu Gacko se usmjerava na iznalaţenje tehnoloških rješenja u cilju poboljšanja i ujednaĉavanja kvaliteta otkopanog uglja.

308


Riješavanje problema obezbjeĊenja uglja ujednaĉenog kvaliteta i sastava, moţe se realizovati u tri elementarna pravca:   

primjenom selektivnog otkopavanja, homogenizacijom, oplemenjivanjem rovnog uglja.

Dosadašnje rješavanje navedenog problema išlo je u pravcu izbora optimalne tehnologije na otkopavanju uglja, što je podrazumijevalo primjenu selektivnog otkopavanja. Ugalj u leţištu gataĉkog basena je sloţene geološke graĊe, raslojen znatnim brojem jalovih proslojaka male moćnosti. Selektivno otkopavanje uglja djelimiĉno rješava problem, ali zbog navedenih karakteristika ugljene serije, ono nailazi na poteškoće i ne daje dovoljno dobre rezultate. Primjena hidrauliĉkih bagera kašikara takoĊe ograniĉava mogućnost selektivnog izdvajanja jalovih proslojaka male moćnosti. Sa bagerima kašikarima, jalovi proslojci male debljine se najĉešće otkopavaju zajedno sa ugljem. Imajući u vidu : 

da se u „ĉistom” uglju nalaze proslojci i ugljevitog lapora, laporovitog uglja, ugljevite gline, manje kaloriĉne vrijednosti, kao i proslojci jalovine debljine do 0,20 m koji se selektivno ne odvajaju,  da je zalijeganje ugljenog sloja pod padnim uglom od 70 – 90, dolazi se do zakljuĉka da je praktiĉno nemoguće obezbijediti kvalitet „ĉistog” uglja, već moraju postojati i odreĊena razblaţenja, zbog primjesa meĊuslojne jalovine koja se otkopava zajedno sa „ĉistim” ugljem. GEOLOŠKA GRAĐA I KVALITET UGLJA Na cijelom prostoru Zapadnog eksploatacionog polja prosjeĉna debljina glavnog ugljenog sloja iznosi 17,50 m, a uglja u ugljenom sloju 13,0 m. Prema podacima dobijenih iz istraţnih bušotina i podataka dobijenih iz osmatranja na površinskom kopu uoĉljive su ĉeste promjene u strukturi razvoja ovog ugljenog sloja. Ove promjene su posebno izraţene u uĉešću jalovih proslojaka u njegovoj graĊi, jer isti nemaju kontinuirano rasprostranjenje i debljinu. Izraţena su soĉivasta zadebljanja, ĉak i najtanjih proslojaka, odnosno otanjenja najdebljih proslojaka i po pruţanju i po padu sloja. Ove promjene su izraţene ĉesto i na kratkim rastojanjima. Glavni ugljeni sloj na PK “Graĉanica“ - Gacko je veoma sloţene graĊe što se manifestuje kroz razliĉitu debljinu litoloških ĉlanova sloja, većim uĉešćem jalovih proslojaka manje debljine kao i uslovima zalijeganja (slojevima pod padnim uglom od 70 – 90). U tabeli 1. prikazan je prosjeĉan kvalitet bilansnih rezervi „ĉistog‟‟ uglja za PK „Graĉanica‟‟ - Gacko, preuzetih iz Elaborata o klasifikaciji, kategorizaciji i proraĉunu rezervi uglja gataĉkog ugljenog basena sa stanjem 31.12.2003 god. koga je uradilo preduzeće Republiĉki zavod za geološka istraţivanja „Geozavod‟‟ iz Zvornika (septembar, 2004. god.).

309


Tabela 1. Prosjeĉan kvalitet „ĉistog‟‟ uglja PK „Graĉanica‟‟ - Gacko „čist ugalj’’ bilansne rezerve gruba vlaga % 29,24 higro vlaga % 8,97 % ukupna vlaga 38,23 % pepeo 12,27 isparljive materije % 29,85 sagorljive materije % 49,47 C - fix % 19,59 koks % 31,84 S - ukupan % 1,38 S - sagoriv % 0,41 S - vezan % 0,97 GTE KJ/kg 12 119 KJ/kg DTE 10 718 t/m³ zapreminska masa 1,27 „ĉist“ ugalj – podrazumijeva kvalitet ugljene supstance u ugljenom sloju ukljuĉujući i proslojke meĊuslojne jalovine do 0,20 m.

Ugalj Zapadnog polja gataĉkog ugljenog basena kao termoenergetsko gorivo Ugalj Zapadnog polja gataĉkog ugljenog basena kao termoenergetsko gorivo definisan je putem klasiĉnih imedijatnih analiza. MeĊutim, rezultati takvih istraţivanja ĉesto odstupaju od onih koji su provjereni u praksi. Pri tome nisu precizno definisane ni partije nisko kaloriĉne vrijednosti, kakve su glinoviti ugalj ili ugljevite gline, koje isto tako smanjuju toplotnu vrijednost uglja. Ove pojave direktno utiĉu na smanjenje njegove toplotne vrijednosti a istovremeno i na povećanje zapreminske mase otkopanog uglja. Na dijagramu zavisnosti toplotne vrijednosti uglja od pepela, slika 1, prikazano je i odstupanje stvarnih podataka dobijenih laboratorijskim ispitivanjem uglja isporuĉenog Termoelektrani od podataka dobijenih geološkim istraţivanjima. Sa dijagrama se uoĉava kako se uticaj jalovine, odnosno pepela negativno odraţava na toplotnu vrijednost uglja. S obzirom, da „Rudnik i Termoelektrana“ Gacko ne posjeduju instrumente (analizator kvaliteta) za kontinuirano praćenje kvalitativnih karakteristika uglja, podaci dobijeni u laboratoriji HPV Termoelektrane se moraju uzeti sa rezervom jer se uzorkovanje uglja sa dozatora ne vrši u skladu sa standardom. Stvarno stanje kvalitativnih karakteristika uglja kao goriva za potrebe Termoelektrane Gacko, moći će se sagledati kada se stvore uslovi za kontinuirano praćenje kvaliteta uglja pomoću mjernih instrumenata. Od samog poĉetka rada na površinskom kopu „Graĉanica”, prisutan je problem eksploatacije uglja sa većim uĉešćem meĊuslojne jalovine što je znatno povećavalo i koliĉinu pepela. Uticaj uĉešća jalovine na ogrevnu moć uglja dat je na dijagramu, slika 2.

310


Slika 1. Zavisnost toplotne vrijednosti uglja u funkciji sadrţaja pepela

U

zavisnosti

od

vrste

jalovine

Slika 2. Uticaj jalovine na ogrevnu moć uglja

smanjenje

toplotnog

efekta

je

različito, i za 1 % razblaženja iznosi:   

ţuti laporac smanjuje toplotni efekat za 122 KJ/kg, sivi laporac smanjuje toplotni efekat za 77,98 KJ/kg, glinoviti laporac smanjuje toplotni efekat za 67,26 KJ/kg.

Ovo se objašnjava povećanim uĉešćem karbonatne komponente u odreĊenoj vrsti laporca. Sa porastom karbonata u laporcu, ostvaruje se pad toplotne moći uglja kao goriva. Takozvani ţuti laporci, koji najviše utiĉu na smanjenje toplotne energije, sadrţe najviše CaCO3, što se automatski odraţava na većem smanjenju toplotne energije po jedinici uĉešća. Na suprot tome, glinoviti laporci sadrţe svega oko 40 % CaCO3 i najmanje utiĉu na smanjenje toplotne energije. Sa dijagrama se jasno uoĉava kako se uticaj jalovine, odnosno pepela negativno odraţava na toplotnu vrijednost uglja.

HOMOGENIZACIJA UGLJA Imajući u vidu da je ugalj heterogena sirovina, da se iz istog sloja njegov sastav i osobine mogu razlikovati, postoji potreba da se tehnološkim postupcima dobijaju što ujednaĉenije i kvalitetnije karakteristike. TakoĊe je potrebno ukazati na potrebu permanentnog rješavanja ujednaĉavanja parametara kvaliteta uglja u okviru otkopavanja (selektivno otkopavanje) i mogućnosti ujednaĉavanja kvaliteta na deponijama TE (homogenizacijom). UvoĊenjem ovih rješenja stiĉu se uslovi za voĊenje procesa sagorijevanja uglja sa što manje oscilacija. Iz tog razloga se nuţno nameće i uvoĊenje kontinuiranog monitoringa u toku procesa.

311


Pri sagorijevanju ugljenog praha u kotlovima mogu se oĉekivati neţeljene i neoĉekivane posljedice. U principu, kotlovi su projektovani da zadovolje garantovane karakteristike za odreĊeni ugalj, i u tom sluĉaju da TE rade sa maksimalnom efikasnošću. Uobiĉajeno je da postoji dopušteni opseg promjena najvaţnijih karakteristika uglja sa kojima se oĉekuje ostvarivanje maksimalnog opterećenja. Procesom homogenizacije moţe se smanjiti variranje karakteristika uglja i postići kvalitet uglja na deponiji koji je u skladu sa zahtjevima TE. Procesem homogenizacije, na samom kopu i na deponiji TE, postiţe se veće iskorišćenje leţišta, jeftinija je proizvodnja elektriĉne energije, stabilniji i pouzdaniji rad TE i povećana je zaštita ţivotne sredine. Imajući u vidu geološku strukturu uglja na PK Graĉanica Gacko koja podrazumijeva ugalj sa razliĉitom kaloriĉnom moći i sa proslojcima meĊuslojne jalovine koji se ne mogu izdvojiti selektivnim otkopavanjem, potrebno je izvršiti homogenizaciju uglja kako prilikom otkopavanja i transporta uglja do TE, tako i na deponiji TE. Proizvodnja uglja na PK “Graĉanica” Gacko obavlja se sa tri diskontinualna sistema sastavljena od hidrauliĉnih bagera i dampera za transport uglja. Diskontinualni sistemi su rasporeĊeni na otkopavanje ugljenih blokova razliĉitih karakteristika. Ugalj sa ova tri otkopa dovozi se na deponiju drobilice unutar PK. Bageri rade na selektivnom otkopavanju uglja i meĊuslojne jalovine i ovaj dio procesa proizvodnje uglja predstavlja kritiĉno mjesto sa aspekta upravljanja kvalitetom uglja. Ugalj razliĉitih karakteristika sa tri otkopa dovozi se na deponiju drobilice gdje se primarno drobi i dalje transportuje prema TE. Deponija drobilice je mjesto gdje se vrši prvo ujednaĉavanje karakteristika uglja. Primarno izdrobljeni ugalj transportuje se DTD sistemom do Dopreme uglja odnosno postrojenja za pripremu uglja.

312


Diskontinualni sistem I Upravljanje kvalitetom uglja

Diskontinualni sistem III Upravljanje kvalitetom uglja

Diskontinualni sistem II Upravljanje kvalitetom uglja

Polje «B»

Polje «A»

Doprema uglja Upravljanje kvalitetom uglja (miješanje uglja različitih karakteristika na transporteru T1)

Deponija TE (homogenizacija na deponiji TE – metod chevron-windrow)

Deponija drobilice I (homogenizacija uglja na deponiji drobilice) Upravljanje kvalitetom uglja

Deponija drobilice II

Polje «C» Prelezno područje

Upravljanje kvalitetom uglja

POSTROJENJE ZA PRIPREMU UGLJA – OPIS TEHNOLOŠKOG PROCESA Sa površinskog kopa na primarno drobljenje dolazi ugalj ggk – 1000 mm.Poslije primarnog drobljenja ugalj, ggk –300+0 mm sistemom traka odlazi na sekundarno drobljenje gdje se vrši usitnjavanje do -30+0 mm. Ovako usitnjen ugalj se otprema na deponiju TE gdje se odvija postupak skladištenja prema planiranoj dinamici rada, a u zavinosti od uslova sa kopa sa jedne strane i zahtjeva TE sa druge strane. Deponija uglja u osnovnoj funkciji treba obezbijediti: - prijem uglja sa kopa u vrijeme kad je potrošnja manja od proizvodnje - dodatno snabdijevanje TE ugljem kad je potrošnja uglja u TE veća od proizvodnje uglja na kopu - ujednaĉenost kvaliteta uglja u vrijeme većih oscilacija kvaliteta uglja koji dolazi sa kopa Formiranje deponije u fazi odlaganja treba obavljati tako da se ostvari: - najveća operativnost deponije - sprjeĉavanje samozapaljenja uglja

313


- maksimalno obezbjeĊenje homogenizacije uglja Deponija uglja je otvorenog poduţnog tipa i sastoji se od ĉetiri gomile, dvije spoljne i jedne duple na sredini. IzmeĊu deponija nalaze se uzvišenja sa šinama po kojima se kreću reklajmeri. Na deponiji se nalazi oprema koja sluţi za uskladištenje i otpremu uglja u glavni pogonski objekat. Deo dio opreme se nalazi na otvorenom prostoru, a drugi u presipnim stanicama I, II, III i IV i mostovima I, VIII, IX i X. a) Odlaganje uglja Izdrobljeni ugalj se iz zgrade drobljenja odvozi u presipne stanice I i II sa horizontalnim transporterima (reverzibilnim) za odvoz uglja ( tr.4 i tr.5) na uzdignuti transporter za uskladištenje i direktan protok uglja preko kombinovanog ureĊaja – reklajmera. Trake 6 i 7 ugalj presipaju na transporter na strijeli reklajmera. Reklajmer se kreće po šinama duţ deponije. Njegov transporter na strijeli odlaţe ugalj na deponiju. Maksimalni kapacitet odlaganja je 1250 t/h, a visina uskladištenog uglja na deponiji je 13 m. b) Uzimanje i otprema uglja Uskladišteni ugalj se uzima sa deponije pokretnim kombinovanim ureĊajem (reklajmerima 1 i 2). Zahvaćeni ugalj rotor presipa na transporter na strijeli reklajmera. Ovaj transporter doprema ugalj preko presipnog lijevka na transporter ( tr.6 i tr.7 ) koji se nalazi uzduţ deponije, za dalju otpremu prema presipnim stanicama III i IV, a zatim na kosi transporter br.8, koji ga doprema u presipnu stanicu III na kosi transporter ( tr.9 i tr.10 ) koji ga otpremaju u nadbunkerski dio GPO-a. Efektivni kapacitet uzimanja uglja je 900 t/h, a max. 1250 t/h. c) Baj – pas ( obilaz ) uglja Izdrobljeni ugalj moţe se: - uzimati 100% sa deponija - uzimati manje od 100% sa deponija - bez odlaganja na deponiju, propuštati 100% - sa odlaganjem na deponiju, propuštati manje od 100% - jedan dio propušta direktno, a drugi dio uglja uzima sa deponije, tako da ima optimalan kapacitet. Na poĉetnom dijelu reklajmera nalaze se razdjelna presipna kolica, pomoću kolih se vrši raspodjela uglja za odlaganje i za propuštanje prema nadbunkerskom dijelu GPO-a. Upravljanje ovim kolicima se vrši iz komandne kabine reklajmera. Izbor reţima rada zavisi od tehnoloških uslova u cijelom lancu PK – TE. Homogenizacija uglja na deponiji TE Homogenizacija uglja na deponijama TE se moţe vršiti primjenom razliĉitih metoda odlaganja: Chevron, Windrow, Chevron – Windrow itd. Na deponijama se ugalj moţe odlagati na dva naĉina: metodom odlaganja i izuzimanja uglja sa deponije i metodom separatnog odlaganja na deponiji. Prvi naĉin podrazumijeva odlaganje uglja razliĉitog kvaliteta u više slojeva i izuzimanje više odloţenih slojeva u jednom prolazu reklajmera, dok drugi naĉin podrazumijeva odlaganje uglja razliĉitog kvaliteta na razliĉita mjesta na deponiji, (formiranje mini deponija).

314


METODE ODLAGANJA UGLJA NA DEPONIJI

CHEVRON

WINDROW

CHEVRON – WINDROW a) Chevron metoda: Reklajmer je stalno u pokretu, materijal se odlaţe cijelom duţinom deponije. Mijenja se visina odlaganja materijala. Pozitivno je u ovom procesu što se ugalj brzo suši a negativno što dolazi do segregacije materijala po krupnoći. Krupniji materijal se koncentriše u podnoţju kosina deponije a sitne ĉestice u središnjim dijelovima. b) Windrow metoda: Na reklajmeru se mijenja pored visine i poloţaj strijele. Ovom metodom materijal se odlaţe cijelom površinom deponije u brojne gomile. Pozitivno je izbjegavanje segregacije po krupnoći, obezbjeĊuje se ravnomjerna distribucija finih i krupnih ĉestica na deponiji, a negativno je sakupljanje padavina izmeĊu gomila. c) Chevron – Windrow metoda: Predstavlja kombinaciju dvije prethodne metode u cilju sprjeĉavanja negativnih karakteristika. Homogenizacijom na deponijama TE se vrši ujednaĉavanje kvaliteta uglja .

315


Procesom homogenizacije dobija se ugalj unaprijed zadatih karakteristika u pogledu kaloriĉne moći. Ovim procesom se obezbjeĊuje stabilan rad TE bez naglih skokova i padova u pogledu kvaliteta uglja, tj. obezbjeĊuje se ugalj zahtijevanih karakteristika. Variranje parametara karakteristika uglja statistiĉki se izraţava: - Xsr=X/N – Aritmetiĉka sredina - =(X-Xsr)2/N – Standardna devijacija - kV=(/Xsr)100 – Koeficient varijacije Efikasnost homogenizacije izraţava se odnosom standardne devijacije izlaznog uglja sa deponije i standardne devijacije ulaznog uglja na deponiju koji prikazuje variranje karakteristika izlaznog uglja prema variranju karakteristika ulaznog uglja. Idealna homogenizacija je kad je σ i / σu = 0, tj. kada je σi = 0 (nema variranja karakteristika izlaznog uglja). Kada je odnos σi / σu = 1 , nema homogenizacije, tj. isto je variranje karakteristika ulaznog i izlaznog uglja. Za obraĉun efikasnosti homogenizacije na deponijama koristi se model : σi / σu = 1/N gdje je σi- standardna devijacija izlaznog uglja , σu- standardna devijacija ulaznog uglja, N – broj nanijetih slojeva pri odlaganju. Uspješnost homogenizacije zavisi od broja nanijetih slojeva. Efikasnost homogenizacije PK „Graĉanica“

Efikasnost homogenizacije razmatrana je na uglju PK Graĉanica od strane KP Lazarevac u toku mjeseca januara 1999.god. Promjenjive vrijednosti DTE opravdavaju uvoĊenje procesa homogenizacije. Promjena DTE izlaznog uglja (XSR±2σ) sa deponije pokazuje da se sa povećanjem broja nanijetih slojeva smanjuje standardna devijacija izlaznog uglja. Broj nanijetih slojeva na deponiji predstavlja osnovni parametar koji utiĉe na proces homogenizacije. S obzirom da se razmatra deponija sa 50 slojeva, efekat homogenizacije iznosi i/u=1/N = 0.141, imajući u vidu tehniĉko tehnološke mogoćnosti odlaganja biće σi=0,141 σu, odnosno standardna devijacija izlaznog uglja je pribliţno 14,1% standardne devijacije ulaznog uglja. Pošto se 95% uzoraka nekog statistiĉkog skupa nalazi u granicama Xsr2, to znaĉi da će se 95% izlaznog uglja nalaziti u granicama Xsr0.282u. Kada nema homogenizacije N=0, interval povjerenja izlaznog uglja je (XSR±2σ)=5567,834 kJ/kg -10797 kJ/kg, odnosno 5229,232 kJ/kg i 95% vrijednosti DTE nalazi se u tim granicama sa koeficientom varijacije 15,976. Poslije postupka homogenizacije 95% vrijednosti DTE izlaznog uglja biće u granicama 8548,496 kJ/kg i 7816,404kJ/kg odnosno 732,092 kJ/kg, sa koeficientom varijacije od 2,237.

316


Pad koeficienta varijacije od 15,976 za ulazni ugalj na 2,237 za izlazni ugalj ukazuje na veću homogenizaciju izlaznih podataka, tj da je proces homogenizacije smanjio granice variranja donje toplotne moći izlaznog uglja. Grafik zavisnosti DTE i nanijetog broja slojeva: 10100 9900

DTE (KJ/kg)

9700 9500 9300 9100 8900 8700 8500 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Broj slojeva (N)

Homogenizacija uglja ( leţište ) Na osnovu dosadašnjeg iskustva u radu TE zakljuĉeno je da se bolji parametri rada kotla postiţu sa ugljem koji je iskopan mašinom Wirtgen, nego sa ugljem koji je iskopan hidrauliĉnim bagerima i putem DTD sistema dopremljen na deponiju TE. Ovo je izraţeno u vrijeme loših vremenskih uslova (kiša, snijeg). Ako uzmemo u obzir tehnologiju odlaganja uglja na deponiju TE sa kamionima, gdje se odloţeni ugalj planira buldozerom , a zatim se prilikom odlaganja novog sloja usled nailaska kamiona zbija ĉime se smanjuje mogućnost prolaska atmosferskih padavina u dubinu deponovanog uglja, nameće se zakljuĉak da je u buduće potrebno vršiti valjanje deponija Imajući u vidu da je PK „Graĉanica“ Gacko u završnoj fazi i da se planira otvaranje novog rudnika – polje „C“ u planu je formiranje još jednog DTD sistema. Ugalj iz polja „B“ transportovaće se postojećim DTD sistemom prema dopremi uglja a iz polja „C“ novim DTD sistemom. Ugalj iz oba polja će se spajati na zbirnom transporteru ( traka 1 dopreme uglja ) gdje će se vršiti miješanje uglja razliĉitih karakteristika. ZAKLJUĈAK Na osnovu pregledanih dosadašnjih projektnih rješenja i iskustava u proizvodnji, pripremi i odlaganju uglja na deponiju TE predlaţe se sledeći naĉin homogenizacije uglja na deponiji TE. Ugalj će se na deponiju TE odlagati kombinovanom metodom. Ugalj garantovanog kvaliteta koji dolazi sa kopa odlagaće se na centralnu deponiju ili propuštati direktno u bunkere . Ovaj ugalj zadovoljava zahtjeve TE pa se na centralnoj deponiji neće vršiti homogenizacija. Ugalj veće i niţe kaloriĉne moći od garantovane ići će na istoĉnu i zapadnu deponiju gdje će se vršiti homogenizacija. S obzirom na mogućnost deponijskih mašina (reklajmera), ugalj koji dolazi preko DTD sistema odlagaće se u slojevima , minimalnom visinom sloja na istoĉnu i zapadnu deponiju . Ugalj će se odlagati metodom Chevron – Windrow, što znaĉi da je reklajmer stalno u pokretu po uzduţnoj osi, vrši se odlaganje u slojevima cijelom duţinom deponije, nakon postizanja odreĊene visine vršiće se zakretanje strijele i nastaviti odlaganje po šemi odabrane metode. Planiranje deponija vršiće se buldozerom. Izuzimanje uglja sa deponije vršiće se izuzimanjem više slojeva u jednom prolazu reklajmera ĉime se ugalj, koji je odloţen na deponiju u

317


slojevima, dodatno homogenizuje. Kontinualnim praćenjem kvaliteta uglja, postići će se kvalitetno upravljanje kvalitetom uglja. Kontinualni analizator bit će postavljen poslije primarnog drobljenja tako da će informacija o kvalitetu biti primarna za usmjeravanje uglja prema jednoj od deponija. TakoĊe, deponije će se valjati ĉime će se znatno smanjiti problemi zavodnjavanja deponija i samozapaljenja uglja na deponijama.

318


TRETMAN INFILTRACIONIH I DRENAŢNIH VODA DEPONIJE PEPELA NA PK „GRAĈANICA“ GACKO TREATMENT DRAINAGE AND INFILTRATION WATER ASH DEPOSITS PK GRAĈANICA GACKO Sreten Beatović, Nenad Lasica ZP Rudnik i TE Gacko, Republika Srpska, BiH, Apstrakt U toku prošle godine inovirano je tehniĉko-tehnološko rješenje tretmana infiltracionih i drenaţnih voda deponije pepela. Prema Projektu ove vode rješavaju se na sledeći naĉin: 1.) Infiltracione (procjedne) vode iz deponije pepela sakupljene na dnu deponije i izvedene preko dva drenaţna kolektora sakupljaju se u većoj komori „zbirnog šahta“ i vraćaju se u tehnološki proces. 2.) Drenaţne vode (vode koje dreniraju podinu) sakupljene linijski i taĉkasto ispod deponije pepela, izvedene van inicijalnog nasipa kasete, uvode se u komoru zbirnog šahta i rješavaju se u sistemu odvodnjavanja kopa (u sluĉaju zadovoljavajućeg kvaliteta). U sluĉaju pogoršanja kvaliteta vode se mogu vratiti u tehnološki proces zajedno sa procjednim vodama. Realizacijom ovog projekta, u toku ove godine, omogućava se odlaganje jalovine na dijelu unutrašnjeg odlagališta polja „A”. ObezbjeĊenje definitivne forme unutrašnjeg odlagališta polja „A“ je u cilju regulacije rijeke Graĉanice, odnosno stvaranja uslova za otvaranje polja „C“. Kljuĉne rijeĉi: Deponija, pepeo, infiltracija, voda, drenaţa Abstract During the last year has innovated technical-technological solution treatment and drainage water infiltration ash deposits. According to the project waters are resolved in the following way: 1) Infiltration (seepage) water from ash deposits collected at the bottom of the landfill and carried out through two drainage panels is collected in larger chamber "summary shaft" and returned to the technological process, 2.) drainage water (water that drain shelf) collected from the line and below the ash dump site, carried out of the chamber and returned to the collective resolve to dig drainage system (in case of satisfactory quality). In case of deterioration water quality can be returned in the technological process together with filtered water. The implementation of this project, this year, allows the disposal of waste on the part of the internal damping box A. Providing definitive form of the internal dump box A is for the purpose of river regulation Gracanica, and creating conditions for open fields "C". Key words: deposit, ash, infiltration, whater, drainage

UVOD Pepeo koji nastaje sagorijevanjem uglja u TE Gacko spada u grupu kalcijskih pepela. U ovom pepelu preovlaĊuje uĉešće CaO koji u kontaktu sa vodom prelazi u Ca(OH)2.Sa ugljendioksidom iz vazduha dolazi do karbonizacije i stvaranja CaCO3.Proces je egzoterman, što znaĉi da se u ovim reakcijama oslobaĊa toplota. Brzina hemijske reakcije zavisi od masenog odnosa pepela i vode.

319


Raspoloţivi prostor u koji se deponuje pepeo u Kaseti br.2 iznosi 6.785.522 m3, tako da isti obezbjeĊuje vrijeme deponovanja za oko jedanaest godina rada Termoelektrane Gacko. Projektom je promijenjena ranija tehnologija pripreme, transporta i odlaganja pepela i podrazumijeva sistem za hidrauliĉko deponovanje pepela u obliku guste hidromješavine koji se nadovezuje na ranije postojeće silose. Silosi, svojom zapreminom, obezbjeĊuju nesmetan rad termoelektrane u tri smjene, u odnosu na dvosmjenski rad sistema za pripremu, transport i deponovanje pepela. Sistem za pripremu hidromješavine sastoji iz dvije indentiĉne linije. Svaka sekcija je nezavisna što se tiĉe snabdijevanja pepelom, pripreme hidromješavine, njenog transporta, otprašivanja, snabdijevanja energijom i upravljanja. Zajedniĉko svim sekcijama je vodosnabdijevanje kao i deponovanje. Celokupno postrojenje je isprojektovano tako da je uvjek u radu samo jedna sekcija, dok je druga u rezervi. Zadani maseni odnos izmeĊu vode i pepela je 1 : 1, odnosno gustina od 50% ĉvrstog, što prevedeno na masu iznosi 1482 kg/m3. Hidrauliĉki transport hidromješavine vrši se gravitacijski i uz pomoć pumpi kada se zbog nadgradnje deponije izgube potrebni uslovi (razlika u geodetskoj visini) za gravitacioni transport. Hidrauliĉki transport se vrši kroz dva cjevovoda (200 mm) (radni i rezervni) do prostora za deponovanje na kaseti br. 2. Ukupna duţina cjevovoda iznosi 1670 m, a cjevovodi su u stalnom padu do inicijalnog nasipa na kome su postavljeni horizontalno.

Slika 1. Principijelna tehnološka šema pripreme hidromješavine, transporta hidromješavine i odlaganja pepela na kaseti br. 2.

Deponija pepela na kaseti br. 2, pribliţno pravougaonog oblika, dimenzija 515×265 m i jednim dodatkom 210x130m, formirana je u nastavku stare kasete br. 1. Poĉetna površina deponije od 141.750 m2 formirana je izgradnjom masivnog inicijalnog nasipa. od vodonepropusnog materijala sa tri strane i kosinom terena ka kaseti br.1. Dno deponije presvuĉeno je plastiĉnom folijom za zaštitu od pocjednih voda. Ispod plastiĉne folije postavljena je drenaţa za evakuaciju podzemnih voda. PredviĊena je nadgradnja deponije iznad inicajlnog nasipa izgradnjom 13 nasipa od oĉvrslog pepela buldozerom izgradnjom novih nasipa unutar deponije. Nasipi koji se nadgraĊuju od oĉvrslog pepela imaju sledeću

320


geometriju: širina nasipa u kruni 6 m, nagibi unutrašnjih i spoljnih kosina 1:1,5. Ovi nasipi su visine 3 m osim završnog koji će biti visine 2 m, tako da se predviĊa završetak deponovanja pepela na ovoj kaseti na završnoj koti deponije 942 mnm. Po inicijalnom nasipu postavljaju se dva paralelna cevovoda HDP 250/200 mm sa po ĉetiri istakaĉka mjesta na oba cjevovoda, tako da se unutar deponije formiraju ĉetiri podkasete (A, B, C i D) pribliţnih dimenzija 145 x 265 m. Podkasete, odnosno pregradni nasipi unutar deponije, formiraju se uz pomoć buldozera/bagera kašikara.Pomjeranje cjevovoda za transport hidromješavine predviĊa se za svaku/svaku drugu etaţu. Gravitacijski transport hidromješavine moguć je do kote 920 m.n.v., a instailiranje pumpi za prelazak na prinudni hidrauliĉki transport predviĊa kada izgradnja deponije dostigne kotu 916 mnv. Priprema hidromješavine u obliku guste pulpe i deponovanje u tankim slojevima debljine do 20 cm omogućava oĉvrslom pepelu naknadno upijanje i vezivanje znaĉajnih koliĉina atmosferskih voda, tako da se unutar deponije ne predviĊa u duţem vremenskom periodu formiranje akumulacije vode. Glavnim rudarskim projektom deponije pepela Termoelektrane Gacko na unutrašnjem odlagalištu površinskog kopa Graĉanica – Deponija pepela – Kaseta br. 2 (Rudarski Institut, Beograd, 2002. godina) zaštita deponije pepela od podzemnih voda i odvoĊenje procjednih voda iz deponije pepela riješena je na sledeći naĉin. Podzemne vode sakupljene linijski i taĉkasto ispod deponije pepela, izvedene sa istoĉne strane kasete 1, kao i drenaţnim kolektorom izvedenim pored istoĉnog nasipa kasete 2, rješavaju se u sistemu odvodnjavanja kopa. U cilju uspostavljanja potpune kontrole svih voda iz i oko deponije uraĊen je drenaţni sistem za prihvat i evakuaciju filtracionih voda iz tijela deponije. Naime, u periodu maksimalnih padavina ili ukoliko u hidromješavini pepela koja se dovodi na deponiju ima više vode nego što je potrebno za odigravanje hemijskog procesa oĉvršćavanja pepela i njegovog pretvaranja u CaCO3 dolazi do stvaranja viška slobodne vode. Zajedno ove vode se infiltriraju i prolaskom kroz pepelnu masu kontaminiraju.Ovaj višak tehnološke vode se kreće ka dnu deponije gde se prikuplja drenaţnim sistemom a zatim i evakuiše. Drenaţni nasipi su postavljen po površini vodonepropusne folije. Za prikupljanje vode nakon ispiranja cjevovoda hidromješavine projektovana je drenaţna kaseta na istoĉnoj strani deponije. Prema tehnološkom projektu predviĊa se praţnjenje drenaţna kasete. Praţnjenje bi se vršilo u pumpnu stanicu koja se nalazi u neposrednoj blizini kasete. Voda bi se odvodila pomoću PVC kanalizacione cijevi Ø150 mm. U proteklom periodu odbrana ovog dijela kopa (PP9 do PP10) od površinskih voda koje gravitiraju ka njemu pokazala se kao oteţana (zamuljavanje vodosabirnika i ugroţavanje rada drenaţa). Smatra se da bi drenaţna kaseta i pumpna stanica za povratnu vodu ĉesto bile ugroţene obzirom da su dispoziciono smještene na najniţoj taĉki ovog dijela kopa. TakoĊe, izradom drenaţne kasete i pumpne stanice za povratnu vodu, jedan dio polja „A” ostaje „otvoren” za svo vrijeme eksploatacije deponije pepela, odnosno onemogućava se odlaganje jalovine na dijelu unutrašnjeg odlagališta polja „A”. Definitivna forma unutrašnjeg odlagališta jalovine na Polju A je i u funkciji izmještanja rijeke Graĉanice preko unutrašnjeg odlagališta neophodne za dalji razvoj površinske eksploatacije uglja u gataĉkom ugljenom basenu (otvaranje polja „C“).

321


TEHNIĈKO REŠENJE TRETMANA INFILTRACIONIH I DRENAŢNIH VODA DEPONIJE PEPELA Pripremni radovi Postojeći vodosabirnik će se produbiti u istoĉnom dijelu do nivelete 885 mnv. Ukupna površina vodosabirnika iznosiće 1270 m2 na površini terena. Srednja dubina vodosabirnika iznosiće 2 m. Kapacitet vodosabirnika iznosi 2100 m3. Produbljivanje postojećeg vodosabirnika odvijaće se u sušnom periodu odnosno u periodu kada je u vodosabirniku najmanje vode. Radovi na produbljivanju vodosabirnika izvodiće se hidruliĉnim bagerom kašikarom. Nakon produbljavanja vodosabirnika i premještanja platoa pumpnog postrojenja stvaraju se uslovi za nesmetan rad na izradi zbirne šahte za prijem drenaţnih i procjednih voda iz kaseta pepela. OdvoĊenje voda iz postojećeg vodosabirnika vršiće se pumpnim postrojenjem koje se sastoji iz dvije nezavisne pumpe i sa odgovarjućim cjevovodima. Pumpno postrojenje ostaje u funkciji sve dok se ne završe radovi na izradi zbirne šahte i aktiviranja odgovarajućeg pumpnog postrojenja. Radom ovog pumpnog postrojenja stvaraju se uslovi za izradu zbirne šahte na niveleti 888 mnv., odnosno obezbeĊuje se suva površina za rad mehanizacije. Tretman infiltracionih i drenažnih voda Tehniĉko rešenje odvoĊenja drenaţnih voda iz podine kaseta 1 i 2 i procjednih voda iz Kasete broj 2 ukratko sastoji se iz sledećeg:  Drenažne vode iz Kasete broj 2 i Kasete broj 1 se preko sekundarnog šahta SS-2 uvode u zbirni šaht.  Zbirni šaht se sastoji od dvije nejednake komore odvojene do nivelete 888 m (visina komora 5 m) i drenažne vode de se iz sekundarnog šahta SS-2 odovoditi u manju komoru zbirnog šahta.  Drenažne vode iz Kasete broj 1 se uvode u sekundarni šaht SS-1, a zatim cjevovodom prečnika Ø160 mm dovode u sekundarni šaht SS-2. Ovaj cjevovod je ukopan a trasa mu se krede spoljnim obodom istočnog dijela inicijalnog nasipa Kasete br. 2.  Procjedne vode Kasete broj 2, koje se sada izlivaju na istočnom obodu kasete, se dovode cjevovodima prečnika 259 mm direktno u zbirni šaht. Procjedne vode iz Kasete 2 prikupljaju se u vedu komoru zbirnog šahta. Crpljenje procjednih voda iz zbirnog šahta vrši se potapajudim pumpama odgovarajudeg kapaciteta a odvođenje cjevovodom do Kasete za pepeo broj 2, dok se crpljenje drenažnih voda vrši posebnim potapajudim pumpama i cjevovodom, a dalje rešavaju zajedno sa vodama koje padnu u konturu površinskog kopa.  U prvoj fazi zbirni šaht se gradi od nivelete 883 do 888 mnv. U kasnijim fazama zbirni šaht se nadograđuje do završne kote 905 mnv. saglasno odvijanju radova na odlaganju jalovine na unutrašnjem odlagalištu Polja A površinskog kopa Gračanica. Zbirni šaht PredviĊena je izrada zbirne šahte koja ima funkciju da prikupi drenaţne i procjedne vode iz kaseta pepela 1 i 2. Prilikom analize naĉina, objekata i mjera odvoĊenja drenaţnih i procjednih voda iz kaseta pepela 1 i 2 usvojeno je rešenje koje podrazumijeva izradu jedne zbirne šahte za drenaţne i procjedne

322


vode. Izrada zbirne šahte drenaţnih i procjednih voda se vrši kako bi se odvoĊenje voda vršilo centralizovano sa minimizaciojom troškova izgradnje objekata odvoĊenja i smanjio obim pripremnih radova za ureĊenje prostora za izgradnju objekata. Izgradnjom jednog zbirnog šahta efikasno se rešavaju i problemi koji mogu nastati usled eventualnih kvarova na pumpnim postrojenjima. TakoĊe zbirnim šahtom se moţe efikasno obezbijediti separatno odvoĊenje drenaţnih i procjednih voda. Formiranje posebnih šahtova za drenaţne i procjedne vode nema opravdanje iz sledećih razloga: Objekti ovog tipa ne mogu da obezbijede dovoljan kapacitet taloţnika izuzev u sluĉaju njihove izrade sa ekstremnim dimenzijama, što uzrokuje neopravdano visoke troškove. Rješenje kapaciteta taloţnika u ovom, kao i u usvojenom rješenju, rješava se korišćenjem zapremine cjevovoda i drenaţnog nasipa, odnosno kapacitetom vode u objektima dreniranja drenaţnih i procjednih voda u ovim separatnim sistemima ispod nivelete crpljenja voda. U sluĉaju havarijskog prestanka rada pumpnih postrojenja drenaţnih voda, u sluĉaju izrade pojedinaĉnih šahti, nije moguće nastaviti odvoĊenje ovih voda, dok je u sluĉaju zbirnog šahta ovo pitanje riješeno vraćanjem drenaţnih voda u kasetu pepela, što je prihvatljivo rešenje obzirom na negativan bilans voda u kaseti pepela. U sluĉaju havarijskog prestanka rada pumpi procjednih voda nije moguće korišćenje kapaciteta sistema drenaţnih voda u funkciji povećanja koliĉine vode u sistemu. U usvojenom projektnom rešenju, sa izradom zbirne šahte, moguće je iskoristiti i kapacitet sistema drenaţnih voda u funkciji kapaciteta taloţnika, a sa otklanjanjem uzroka prestanka rada pumpi za odvoĊenje procjednih voda, sve vode je moguće usmjeriti u kasetu pepela, što nije moguće u sluĉaju separatnih šahtova bez dodatne opreme. OdvoĊenje voda iz zbirne šahte je separatno za drenaţne i procjedne vode i vrši se potapajućim pumpama odgovarajućeg kapaciteta i cjevovodima. Druga funkcija zbirne šahte jeste da omogući postupno i postepeno formiranje odlagališne etaţe do nivelete 904 mnv. Zbirni šaht će biti izgraĊen kao armirano-betonski objekat od vodonepropustivog betona MB30. Zbirni šaht je kvadratne osnove dimenzija 2.5x2.5 m debljine zidova 0.25 m, tako da su dimenzije ĉistog otvora 2x2 m. Dno šahte se nalazi na niveleti 883 m koju ĉini armirano-betonska ploĉa debljine 0.3 m dimenzija 3.1x3.1 m. Ova donja ploĉa se izraĊuje od betona marke MB30. Donja ploĉa se izliva na podlozi od nabijenog šljunka debljine 0.4 m. U dnu šahte do visine 4 m (niveleta 887 mnv) će se stacionirati potapajuće pumpe. Dno šahte do nivelete 887 m imaće ulogu taloţnika. U gornjem dijelu šahte biće stacioniran potisni cjevovodi ankerisani za zidove šahte. Zbirni šaht se u svom dijelu do nivelete 888 mnv, odnosno do visine od 5 m sastoji iz dvije komore, dok će u preostalom dijelu biti jedinstven. Zid koji dijeli zbirni šaht na dvije komore izraĊuje se debljine je 0.2 m. Izgradnja šahte se odvija sukcesivno sa nadograĊivanjem u sekcijama visine 3 m. Treba voditi raĉuna da se predviĊena armatura pojedinaĉnih sekcija preklapa po visini najmanje 30*D (D-preĉnik armature) ĉime se ostvaruje veza pojedinih sekcija. NadograĊivanje se vrši najpre postavljanjem ţiĉane armature u završnoj fazi izlivanja prethodne sekcije. Sa završetkom jedne sekcije i odlaganjem jalovine do dostignute nivelete šahte vrši se postavljanje oplate i izlivanje sledeće sekcije. Zajedno sa nadograĊivanjem šahta produţavaće se potisni dio cjevovoda. Ukupna visina šahte iznosi 22 m, odnosno ona se izraĊuje do nivelete 905 mnv. pri ĉemu je završnih 1 m iznad nivelete odloţene otkrivke i jalovine. Na vrhu šahte nalazi se gornja ploĉa na kojoj se nalazi otvor dimenzija 2x1.2 m.Ovaj otvor će biti zatvoren sa dva poklopca koji se nalaze jedan do drugog. U zbirnom šahtu biće instalirane pumpe za drenaţne i procjedne vode sa pripadajućim cjevovodima. U boĉnom dijelu jedan dio otvora sluţiće za za prolaz elektrokablova i potisnih cjevovoda dok će se drugi dio otvora koristiti u sluĉajevima kada je potrebno intervenisati u samoj šahti za ljudstvo, opremu i sredstava kojima se vrši intervencija. Za potisne dijelove cjevovoda u zbirnoj šahti biće korišćene galvanizirajuće ĉeliĉne cijevi. Preostali dio potisnog cjevovoda procjednih voda biće od PVC cijevi do mesta ulivanja u kasete. Na slici 2 prikazana je principijalna šema zbirne šahte.

323


Manja komora sluţi za prihvat drenaţnih voda kaseta broj 1 i 2, dok veća komora sluţi za prihvat procjednih voda kasete broj 2.

Slika 2 – Zbirni šaht

Bilans voda Pri izradi bilansa voda na deponiji pepela korišćeni su sledeći elementi:  Količina pepela 75 t/h, 450,000 t/g  Gustina hidromješavine Č:T= 1:1  Količina tehnološke vode 75 m3/h = 450.000 m3/ god.  Količina vode za ispiranje 90 m3/dan = 32.850 m3/ god.  Količina vode koju pepeo može hemijski da veže 112.5 m3/h = 675000 m3/ god.  Prosječne padavine na lokalitetu Gacko 1,694 mm/g/m2;141 mm/mes/m2  Prosečna količina padavina u jednom danu 4.6 mm/m2  Evapotranspiracija ( godišnja ) 23.3 % padavina  Površina deponije 140.000 m2 Godišnji bilans voda za deponiju pepela za prosjeĉnu vrijednost padavina - Voda koja dotiĉe u deponiju: 1. Tehnološka voda koja se koristi za pripremu hidromješavine (odnos Ĉ : T = 1 : 1 ) Qtehn = 450,000/0.5 – 450,000 = 450,000 m3/g.

324


2. Koliĉine vode koje se dobiju ispiranjem i ĉišćenjem sistema (za 1.5 ispiranja na dan od po 0,5 ĉasova pri punom kapacitetu od 150 m3/h 365 dana sa stepenom korišćenja od 80 % )-Qispir = 1.5x0.5x150x365x0.8 = 32,850 m3/ god. 3. Koliĉina atmosferskih padavina unutar konture deponije: Qpad = 140,000x1.694 = 237,160m3/ god. - Gubitak vode u deponiji : 4. Voda koja ostaje zarobljena u pepelu : Qvez = 450,000/0.4 – 450,000 = 675,000 m3 / god. 5. Evapotranspiracija (za podruĉje Gacka 23,3 % od ukupne koliĉine padavina): Qevap = 237,160x0.233 = 55,258m3 / god. Na bazi ovih podataka proraĉunata je koliĉina slobodne vode koju treba evakuisati iz deponije: 450,000 + 32,850 + 237,160 -675,000 – 55,258 = -10248m3/god. Dakle, u toku godine u deponiji se pojavljuje manjak od 10 248 m3 vode.) U prosjeĉnom danu u deponiji se javlja manjak od 293,5 m3 vode, a u danu sa maksimalnim zabiljeţenim padavinama (198.4 mm/m2 u 1975.god. ) javlja se višak od 26,988.5 m3 vode. Kapacitet potapajućih pumpi za drenaţne i procjedne vode je odreĊen na osnovu filtracionih karakteristika sredine propusne moći cjevovoda procjednih i drenaţnih voda, kao i na osnovu dosadašnjih iskustava i rezultata praćenja koliĉina i kvaliteta voda iz kaseta pepela i drenaţnih sistema.PredviĊeni kapacitet pumpi procjednih (povratnih) voda od 15.8 l/s predstavlja kapacitet koji treba da obezbijedi nesmetan reţim rada drenaţnih sistema i u uslovima velikih padavina.U sluĉaju velikih padavina kao rezervni prostor koristi se površina kasete - zapremine oko 60.000 m3. OdreĊivanje koliĉine vode u sistemu do nivelete 887 m Uloga talaţnika u zbirnom šahtu je da obezbijedi potrebnu zapreminu koja će omogućiti normalan reţim rada pumpi za odvoĊenje procjednih i drenaţnih voda bez ĉestih ukljuĉivanja. Obzirom na ograniĉene dimenzije šahti ovaj uslov se ne moţe ispuniti. U cilju obezbjeĊenja dovoljnog akumulacionog prostora koristiće se ĉitava zapremina sistema drenaţnih i procjednih voda koja se za drenaţne vode sastoji od: - zapremine taloţnika u manjoj komori zbirnog šahta, - zapremine sekundarnog šahta SS-2 do nivelete 887 m, - zapremine magistralnog drenaţnog cjevovoda Ø 1000 mm do nivelete 887 m i za procjedne vode iz: - zapremine taloţnika u većoj komori zbirnog šahta - zapremine sistema drenaţnih cjevovoda procjednih voda kasete broj 2 , - zapremine vode u drenaţnom nasipu procjednih voda u hipsometrijski niţem delu od 887 m. Kapacitet u sistemu drenaţnih voda iznosi 340 m3. Imajući u vidu kapacitet usvojene pumpe drenaţnih voda od 10.5 l/s (protok 37.8 m3/h) i efikasnost frekventne regulacije do 50%, period rada pumpi se kreće od 9 h do 18 h. Kapacitet u sistemu procjednih voda iznosi 503 m3. Imajući u vidu kapacitet usvojene pumpe drenaţnih voda od 22 l/s (protok 79.4 m3/h) i efikasnost frekventne regulacije do 50%, period rada pumi se kreće od 6.3 h do 12.6 h. Na osnovu izvršenog proraĉuna za crpljenje drenaţnih voda iz zbirnog šahta potrebno je angaţovati jednu pumpu snage 4 kW, odgovarajućih karakteristika sa cjevovodima preĉnika Ø66 mm. Ovi cjevovodi se izvode u kanal koji se formira po površini odlagališne etaţe na niveleti 904 mnv. Na taj naĉin se obezbeĊuje regulisnje drenaţnih voda iz podine kaseta pepela 1 i 2 u sistemu odvoĊenja voda sa površinskog kopa. Ovaj kanal će ujedno štiti zbirnu šahtu, pumpno postrojenje i plato trafostanice od voda koje će se skupljati u dijelu izmeĊu inicijalnog nasipa kasete pepela i odlagališnih etaţa. Izrada odlagališnih etaţa u nagibu će ovaj problem minimalizovati. Kako je slivna površina koja gravitira ovom kanalu mala, sa malim koeficijentom oticaja,

325


a ujedno su male i koliĉine dranţnih voda to će se ovaj kanal izraĊivati u dimenzijama koje su prilagoĊene karakteristikama opreme kojima se ovaj kanal izraĊuje. Zaštita cjevovoda od zamrzavanja obezbeĊuje se „by pass“ – om, tj. izvoĊenjem premošćenja nepovratne klapne sa cijevi prećnika 66 mm, kojom će se omogućiti postepeno vraćanje preostale vode iz cjevovoda procjednih voda. U sluĉaju kontaminacije drenaţnih voda u komori zbirnog šahta, koja moţe nastati u havarijskim sluĉajevima, otvaranjem ventila V1 i zatvaranjem ventila V2 omogućava se vraćanje drenaţnih voda u zbirni šaht. Sa ponovnim poĉetkom rada pupe procjednih voda sve vode iz zbirnog šahta biće usmjerene u kasetu pepela.

Slika 3 – Principijelna šema tretmana procjednih i drenaţnih voda deponije pepela

ZAKLJUĈAK Projekat odlaganja elektrofilterskog pepela u vidu guste hidromješavine uvaţio je interese Termoelektrane s jedne strane (tehniĉko-tehnološki je pouzdan), i interese okruţenja s druge strane (ekološki je potpuno prihvatljiv). Zaštita vazduha riješena je na taj naĉin što je transport ove tehnogene sirovine u okvašenom, odnosno u potopljenom stanju te je svako aerozagaĊenje eliminisano, takoĊe deponovana masa je kompaktna (spontana solidifikacija) te nema raznošenja pepela vjetrom. Zaštita voda izvedena je višestepeno:  Lokacijom deponije  Drenaţnim sistemom ispod folije  Ugradnjom vodonepropusnog laporca u sloju debljine 75 cm  Ugradnjom hidroizolacione folije  Drenaţnim sistemom po foliji

326


Postrojenje za tretman procjednih i drenaţnih voda deponije pepela biće „stepenica više“ u zaštiti okruţenja od deponije, odnosno realizacijom ciklusa povratne vode za deponiju pepela sprijeĉiće se eventualna infiltracija procjednih voda iz pepelišta u recipijent. Zaštita zemljišta izvedena je na taj naĉin što je deponija „fiziĉki” potpuno odvojena od okruţenja, a hidrotehniĉki ciklus je zatvoren. Realizacijom navedenih poslova stvoriće se uslovi za formiranje definitivne forme unutrašnjeg odlagališta neophodne za izmještanje rijeke Graĉanice.

327


AKTIVNOSTI NA REKULTIVACIJI PK GRAĈANICA GACKO ACTIVITIES ON RECLAMATION FOR THE OPEN PIT OF GRAĈANICA GACKO Lasica Nenad, Beatović Sreten, Vasiljević Stanislav, Milidrag Zorana, Pikula Branka Rudnik i Termoelektrana Gacko, a.d. Gacko, Reublika Srpska Apstrakt

Mjere tehniĉke rekultivacije treba da prate dinamiku dostizanja završnih kontura površinskog kopa i odlagališta, ĉime se postiţe smanjenje obima i troškova naknadnih radova na tehniĉkom ureĊenju površina, obzirom da se dio radova na tehniĉkoj rekultivaciji moţe sprovesti u fazi izvoĊenja radova na otkopavanju ili odlaganju u zoni završnih kontura i površina površinskog kopa i odlagališta. Tehniĉkim ureĊenjem površina obezbeĊuje se veća stabilnost kosina, reguliše se odvoĊenje površinskih voda i umanjuje uticaj reoloških faktora na formirane površine. U odnosu na projektovano stanje radova na rekultivaciji i do sada realizovane aktivnosti, preostale površine za rekultivaciju iznose 345 ha. U skladu sa planiranim razvojem radova na površinskom kopu dat je prijedlog dinamike radova na rekultivaciji. U ovom trenutku ne moţe se postaviti egzaktna dinamika u radovima na rekultivaciji u narednom periodu, jer ona zavisi od mnogo uticajnih faktora, a najviše od razvoja radova na odlaganju jalovine. Zbog toga je potrebno, na kraju svake godine, izvršiti inoviranje plana rekultivacije zavisno od postignute dinamike radova na otkopavanju i odlaganju i stepena prethodno izvršenih radova na rekultivaciji. Inoviranje plana mora obuhvatiti i raspodjelu rezervisanih finansijskih sredstava. Kljuĉne rijeĉi: Rekultivacija, odlagalište, humus, dinamika, troškovi Abstract

Measures of technical reclamation should follow the dynamics of reaching the final contours of quarry and landfill, which is achieved by reducing the scope and cost of subsequent works on the technical arrangement of surfaces, since a part of the works on the technical reclamation can be conducted in the stage works of excavation or disposal in the area of final contour and size of quarry and landfill. Technical regulation size provides greater stability of the slope, regulates the disposal of surface water and reduces the effect of rheological factors on the surface formed. In relation to the projected state of works on reclamation and so far the activities carried out, the remaining areas for reclamation amount of 345 ha. In accordance with the planned development work on the quarry proposal is given the dynamics works on reclamation. At this point the exact dynamics can not be placed in the works on reclamation in the coming period, because it depends on many influencing factors, and most of the development work on the disposal of tailings. It is therefore necessary, at the end of each year, make innovation reclamation plan, depending on the dynamics of the work achieved on the excavation and disposal and the degree of previously completed works on reclamation. Innovation plan must include the allocation of reserved funds. Keywords: Reclamation, landfill, humus, dynamics, costs

328


UVOD Dosadašnjom eksploatacijom uglja u Gataĉkom polju stvorene su sledeće vrste degradiranih površina: – površine degradirane površinskim kopom (na već degradiranim površinama formirana su unutrašnja odlagališta jalovine i deponija pepela i šljake) – površine degradirane spoljašnjim odlagalištima otkrivke i jalovine – površine zauzete objektima R i TE, industrijskim krugom i zonom sanitarne zaštite oko površinskog kopa i odlagališta. Rudarskim radovima umjesto njiva i pašnjaka stvorene su degradirane površine u vidu: – etaţnih ravni, ravni dna i završnih kosina površinskog kopa – završnih ravni i kosina spoljašnjih odlagališta jalovine – blokiranog zemljišta Oštećene površine potrebno je rekultivisati. Rekultivacija predstavlja završnu fazu rudarskih radova vezanih za eksploataciju korisne mineralne sirovine na jednom leţištu.Cilj rekultivacije je da se kroz niz aktivnosti površine koje su degradirane rudarskim radovima ponovo reintegrišu sa okolinom i da novoformirane „sekundarne površine“ ponovo budu od koristi lokalnoj zajednici. Na taj naĉin daje se puni doprinos ideji o „zaštiti ţivotne sredine i odrţivom razvoju“. Pod odrţivim razvojem podrazumijevamo da teren nekada zauzet eksploatacijom moţe i dalje kroz neke druge aktivnosti (poljoprivreda ili dr.) da bude koristan lokalnoj zajednici. U proteklom period znaĉajno su unaprijeĊene aktivnosti na rekultivaciji, meĊutim oni su još uvjek na relativno niskom nivou iz sledećih razloga – većina objekata koje treba rekultivisati nije dostigla završne kote – rekultivacija je relativno nova disciplina – nedovoljna raspoloţivost opreme za poslove na rekultivaciji – rekultivacija predstavlja skup aktivnosti koje uvjek i iznova odnose novac i poskupljuju krajnji proizvod. Od svih objekata na površinskom kopu jedino se za Sjeverna vanjska odlagališta i za Vanjsko odlagalište Jasike moţe reći da su u završnoj fazi rekultivacije, te ih ne treba planirati za neke bitnije izmjene u pogledu mikroreljefa.Za sve ostale objekte, kao i za objekte koji će se formirati razvojem površinke eksploatacije u Gacku nije kasno za unapreĊenje aktivnosti i inoviranje rješenja. OPIS POSTOJEĆEG STANJA Unutrašnja odlagališta jalovine Rekultivacija na PK Graĉanica obraĊena je Dopunskim Rudarskim Projektom površinskog kopa Graĉanica-Gacko do kraja eksploatacije,Projekat zatvaranja kopa – Tehniĉki Projekat rekultivacije i zaštite ţivotne sredine, Beograd 2005 godina. Ovim projektom predviĊena je treća kategorija rekultivacije – eurekultivacija koja se sastoji od: agrotehniĉke, tehniĉke i biološke rekultivacije.Unutrašnja odlagališta nisu dostigla završne kote te stoga nije ni raĊeno na rekultivaciji istih. Deponija pepela i šljake na unutrašnjem odlagalištu PK Graĉanica Prema Projektu preko kosih i horizontalnih površina deponije pepela predviĊena je ugradnja sloja laporca prosjeĉne debljine 2m i sloja gline prosjeĉne debljine 0.5 m u cilju spreĉavanja kontakta voda sa deponovanom masom.Potom je planirano nanošenje produktivnog sloja i ozelenjavanje

329


deponije niskim rastinjem. Ranija rješenja su predviĊala konzervaciju deponija pepela u fazi tehniĉke rekultivacije. Trenutno dostignuta kota na kaseti 1 je u granicama 936†938m.n.m.Odlaganje hidromješavine na prostoru kasete 1 moţe se nastaviti do projektovane kote 942 m.n.m., nakon dostizanja odgovarajuće kote odlaganjem na kaseti 2 (što će omogućiti odlaganje za period jedne godine rada TE), nakon ĉega se moţe obezbijediti završna kota deponije i stvoriti uslovi za rekultivaciju prve faze u razvoju deponije. Sjeverna vanjska odlagališta Sa sjeverne strane kopa „Graĉanica“,nalaze se odlagališta jalovine – Sjeverna vanjska odlagališta. Sjeverna vanjska odlagališta ĉine: Sjeverno vanjsko malo i Sjeverno vanjsko odlagalište. U cilju rekultivacije degradiranog terena na prostoru Sjevernih vanjskih odlagališta, u proteklom periodu, nanošen je sloj humusa razliĉite debljine. Planum odlagališta na većem dijelu je pravilan (osim lokalnih depresija) i zahvaćen je procesima autorekultivacije (samozarašćivanja). Kosine odlagališta su prekrivene slojem humusa razliĉite debljine, od 1 m do mjesta na kojima je došlo do potpunog spiranja humusa usled erozionog dejstva vode. Usled erozionih procesa izraţena su „brazdanja“ kosina kao i nanosi humusa uz noţicu odlagališta. Kosine su mjestimiĉno zahvaćene procesima samozarašćivanja. Za biološku rekultivaciju generalno je planirano pošumljavanje kosina odlagališta i zatravljivanje ravnih površina odlagališta. Istoĉno i zapadno vanjsko odlagalište jalovine Usled kiša – „provale oblaka“ na jugozapadnoj strani kosine spoljašnjeg Istoĉnog i Zapadnog odlagališta došlo je do erozije i pojave bujica kao i do aktiviranja klizišta koje su materijal transportovale u podnoţje odlagališta pri ĉemu su oštećene kultivisane površine.Na erodovanim kosinama odlagališta ostajale su duboke brazde i vododerine sa tendencijom daljeg produbljavanja.Za sanaciju ovakvog stanja na odlagalištu Projekat je predvidio izradu zaštitnog nasipa.Nasip bi se izradio od kreĉnjaĉkog laporca 7N, koji ima povoljne fiziĉko mehaniĉke karakteristike, te bi na taj naĉin bilo sprijeĉeno dalje teĉenje materijala sa odlagališta, a ujedno bi se izradio put po nasipu za selo Muhoviće.Odmah nakon izrade nasipa pristupilo bi se rekultivaciji zone zaštitnog nasipa ĉime bi se dodatno stabilizovalo postojeće stanje.

Slika 1. Eksploatacija „kvartarnog nanosa“

330


Tehniĉka rekultivacija na Vanjskom odlagalištu obavljala se u procesu eksploatacije (Slika 1.). Tom prilikom vršeno je selektivno otkopavanje kvartarnog nanosa (Q) koji se nalazi iznad paketa laporca visoke krovine glavnog ugljenog sloja 8N. Debljina kvartarnog nanosa varira i kreće se od 0,5 m na zapadnom dijelu polja „B“-PK „Graĉanica“ Gacko, do 4 m u centralnim dijelovima polja „B“. Najviše razviće ima izmeĊu geoloških profila PP. 24 do PP. 27 u juţnom krilu sinklinale. Gledajući profil kvartara u tom dijelu, od kote polja do kote krovine 8N, humus je debljine do 1 m, a ostali dio profila kvartara ĉine cikliĉno smjenjivanje glina, pjeskovitih glina i laporovitih glina.Selektivna eksploatacija ovog sloja vršena je sa hidrauliĉnim bagerima kašikarima. Donji sloj kvartarnog nanosa (uz kontakt sa laporcem) koji je glinovit i laporovit deponovan je kao jalovina i korišten za izravnanje planuma odlagališta i popunjavanje depresija. Prilikom formiranja rekultivacione površine, na odlagalištima, zemljište je pripremano kroz sledeće faze:  Ravnanje i oblikovanje terena (regulisanje nagiba boĉnih kosina, ureĊivanje postojećih bermi i pravljenje novih, odvodnjavanje terena i sl.),  UreĊivanje pristupnih puteva i rampi,  Dovoz humusa na pripremljen teren i njegovo razmještanje po odlagalištu. Ova faza obuhvatala je pripremu zemljišta za kulture koje se planiraju zasaditi odnosno zasijati na tom zemljištu. Biološka faza rekultivacije (Slika 2.) predstavlja primjenu fitomeliorativnih mjera na prethodno pripremljenom supstratu, a u cilju uspostavljanja i opstanka vegetacije radi formiranja stabilnog sistema. Biološka faza eurekultivacije prema namjeni korištenja površina izvodi se na sledeći naĉin:  Pošumljavanje na kosinama odlagališta,  Zasnivanje travno - djetelinskih biljnih zajednica na platoima odlagališta.

Slika 2. Biološka rekultivacija Vanjskog odlagališta

PREDLOG MJERA ZA UNAPREĐENJE AKTIVNOSTI NA REKULTIVACIJI Za unapreĊenje aktivnosti na rekultivaciji kao i unapreĊenje sekundarne namjene – rekultivacijom stvorenih površina paţnju je potrebno obratiti na sledeće: – Projektovanje – Raspoloţivost opreme

331


Projektovanje Projekti za rekultivaciju sastavni su dio Glavnih rudarskih projekata. Kada su u pitanju projektna rješenja ona se uglavnom svode na zatravljivanje planuma, platoa i bermi odlagališta i na pošumljavanje kosina. Ciljevi projekata za rekultivaciju su da se zemljište degradirano rudarskim aktivnostima reintegriše na nivo koji je bio prije rudarske eksploatacije. Pri tome se nema na umu da bi se podruĉja pod uticajem rudarskih radova mogla unaprijediti kada je u pitanju njihova namjena.TakoĊe, konaĉna namjena odlagališta se odreĊuju bez konsultacija sa predstavnicima lokalne zajednice kojoj se predmetna površina moţe vratiti na korištenje. Prilikom odreĊivanja konaĉne nemjene rekultivisanog zemljišta, te odreĊivanja „naĉina“ njegove rekultivacije R i TE Gacko trebalo bi da, bez mnogo lutanja, prihvati rješenje zemalja koje su po pitanju rekultivacije daleko ispred nas. Taj put u kratkim crtama sastoji se u sledećem:  Namjena svake sekundarne površine posebno se odreĊuje.  U odreĊivanju konaĉne namjene rekultivisane površine uĉestvuju: Predstavnici firme, predstavnici lokalne zajednice, predstavnici nadleţnog ministarstva (i/ili inspektorata), te odgovorna lica za rekultivaciju.  Za predmetnu sekundarnu površinu radi se zaseban projekat rekultivacije.  Saglasno projektu rekultivacije, svi koji uĉestvuju u tehnološkom lancu od odlaganja jalovine do radnika na rekultivaciji izvode radove u skladu sa projektom rekultivacije. Ovakav pristup rekultivaciji ima sledeće prednosti:  Drastiĉno su smanjeni troškovi na rekultivaciji obzirom da se od prvog dana potencijalne površine „usmjeravaju“ u pravcu koji je odreĊen projektom, te je rekultivacija lakša i uspješnija.  Eliminisane su eventualne nesuglasice sa lokalnom zajednicom i nadleţnim ministarstvom (ili inspektoratom), u budućnosti, obzirom da su upravo oni ukljuĉeni u donošenje kljuĉnih odluka te da su potpisnici predloţenih rješenja.  Lokalna zajednica i grad u cjelini dobivaju najbolja rješenja koja su na datom prostoru tehniĉki i ekonomski izvodljiva. Raspoloţivost opreme U okviru kreditnog programa „POWER III“, ZDP Rudnik i Termoelektrana Gacko je realizovala dva programa za ekološko poboljšanje termoelektrana. Jedan kredit EBRD namijenjen je za nabavku mehanizacije za fiziĉku rekultivaciju deponija pepela i jalovine. Drugi kredit EBRD namijenjen je za utovar i transport šljake. U svrhu rekultivacije deponija nabavljena je sledeća mehanizacija: 1. Hidrauliĉni bager kašikar CAT 365B ………………………………………….. 1 kom 2. Buldozer CAT D8R ……………………………………………………………1 kom 3. Damper 769D ………………………………………………………………….. 2 kom 4. Cisterna za vodu MAN 20 …………………………………………………….. 1 kom Dogovoreno je da se navedena oprema pored „ekoloških“ moţe upotrijebiti i u rudarske svrhe. U tom smislu postavljena je sledeća organizacija rada, vezano za angaţovanje navedene opreme. Mehanizacija koja je potpuno i funkcionalno upotrebljiva u rudarske svrhe rasporeĊena je u RJ Rudnik. S obzirom na namjenu angaţovanja mehanizacije RJ Rudnik preuzela je sve obaveze i odgovornost za realizaciju planiranih ekoloških poslova.Oĉekivano, oprema koja je nabavljena za realizaciju „ekoloških“ poslova ukljuĉena je u osnovne procese u Rudniku – proizvodnju otkrivke i proizvodnju uglja, iz razloga nadostatka kapaciteta za ostvarenje plana proizvodnje otkrivke i uglja, te su u proteklom periodu to uglavnom i bili njeni primarni poslovi. Rekultivacija se obavlja paralelno u periodu kada se radi na eksploataciji humusa (otkrivke) jer su na taj naĉin najmanji troškovi, odnosno ostvaruju se dva cilja: proizvodnja otkrivke sa jedne

332


strane i tehniĉka rekultivacija sa druge strane. Paralelen rad na poslovima proizvodnje otkrivke i rekultivaciji u svakom sluĉaju treba podrţati zbog znaĉajno smanjenih troškova, ali respoloţivost mehanizacije za poslove na rekultivaciji samo u vremenu eksploatacije humusa je, u najmanju ruku nedovoljna. Posledica ovakvog naĉina rada su: Nepravilne površine, nagibi kosina veći od dozvoljenih, erodovanje na kosinama odlagališta i td. Iz naprijed navedenog jasno je da su u tako kratkom vremenu raspoloţivosti opreme rezultati ostali na niskom nivou, te da se u narednom periodu mora povećati respoloţivost opreme za poslove na rekultivaciji, većim angaţovanjem postojeće ili nabavkom nove opreme. Dinamika aktivnosti na rekultivaciji sa finansijskim planom Kašnjenje u dinamici nabavke nedostajuće diskontinualne opreme namenjene otkopavanju otkrivke dovelo je do odreĊenih problema. Zaostatak na otkopavanju otkrivke, osim što dinamiĉki nepovoljno utiĉe na dalji razvoj radova na otkopavanju, izaziva i promjenu u dinamici formiranja unutrašnjih odlagališta i formiranja koridora za izmještanje rijeke Graĉanice i dinamike formiranja spoljašnjih odlagališta u završnu konturu kao i dinamike radova na rekultivaciji. Kako odlagališta i površinski kop ne dobijaju projektovanu formu završnih stanja po projektovanoj dinamici, tako se i radovi na tehniĉkoj i biološkoj rekultivaciji ne mogu izvoditi sa projektovanom dinamikom. To ujedno znaĉi da bi se sa završetkom radova na površinskom kopu Graĉanica dostigla projektovana dinamika radova na rekultivaciji narušenih površina, potrebno je veće angaţovanje opreme, ljudstva i sredstava, što dovodi i do većih troškova rekultivacije po pojedinim periodima. Planirana dinamika na rekultivaciji PK „Graĉanica“ Godina Planirana površina za rekultivaciju Cijena (KM/ha) (ha) 2010 80 24880 2011 88 24880 2012 83 24880 2013 94 24880 Ukupno 345 24880

Ukupno (KM/ha) 1990400 2189440 2065040 2338720 8583600

Ne moţe se postaviti egzaktna dinamika u radovima na rekultivaciji u narednom periodu, jer ona zavisi od mnogo uticajnih faktora, a najviše od dinamike radova na odlaganju otkrivke i jalovine.Zbog toga je potrebno na kraju svake godine izvršiti aţuriranje dugoroĉnog plana zavisno od postignute dinamike radova na rekultivaciji i s tim u vezi korigovati procijenjene površine za rekultivaciju i raspodjelu rezervisanih finansijskih sredstava.

Slika 3. Rekultivisana površina

333


ZAKLJUĈAK  Potrebno je planskim aktom višeg nivoa izdefinisati buduću namjenu površina koje će biti stvorene rudarskim aktivnostima u Gacku.  Pri izradi planskog akta mogu se uvaţiti zahtjevi i sugestije predstavnika lokalne zajednice.  Nakon izrade i prihvatanja planskog akta višeg nivoa, pristupiti sukcesivnoj izradi Projekata rekultivacije - za predmetne lokacije.  Obezbijediti raspoloţivost opreme za poslove na rekultivaciji, većim angaţovanjem postojeće ili nabavkom nove opreme.  Urediti naĉin zaštite rekultivacijom stvorenih sekundarnih površina.  Godišnje izvršiti aţuriranje dinamiĉkog plana rekultivacije i raspodjelu rezervisanih finansijskih sredstava.

334


SANACIJA ODLAGALIŠTA JALOVINE SA POVRŠINSKIH KOPOVA UGLJA U KOSTOLCU GAJENJEM ULJANE REPCE (Brassica napus) I PROIZVODNJA BIODIZELA RECLAMATION DEPOSOLS FROM OPEN PIT COAL KOASTOLAC GROWING RAPE OIL (Brassica napus) AND BIODISEL PRODUCTION Jasminka ĐorĊević-Miloradović, Miroljub Miloradović, Nataša Savić PD Rekultivacija i ozelenjavanja d.o.o., Kostolac REZIME Sanacija i rekultivacija tehniĉki pripremljenih deposola jalovine na spoljnom odlagalištu kopa Drmno (Kostolac) do sada je obuhvatala biološku rekultivaciju setvom uljane repice kao zelenišnog ćubriva. U skladu sa novim saznanjima i potrebama uljana repica se moţe gajiti na deposolima jalovine do kraja vegetacione sezone, tj. sazrevanja i plodonošenja, a posle ţetve zaoravanje ţetvenih ostataka ima isti efekat na biološku rekultivaciju kao zaoravanje uljane repice u zelenom stanju. Ţetvom se dobija seme, a potom produkti kao u biodizel, ulja, glicerina i uljani konkreti. Biodizel je po kvalitetu odliĉna supstitucija za fosilni dizel (iz nafte), ali su štetni produkti njegovog sagorevanja u motorima manji za 1/3, a u ţivtnoj sredini je potpuno biorazgradljiv, zbog ĉega ga smatraju gorivom budućnosti, koje će uz ostala biogoriva rešiti probleme svetske krize za naftom i ublaţiti globalne klimatske promene nastale sagorevanjem fosilnih goriva i emisijom gasova sa efektom staklene bašte. Kljuĉne reĉi: jalovina, ugalj, Kostolac, uljana repica, biodizel

ABSTRACT Restoration and reclamation technically prepared deposols overburden on the outer deposol pit mine (Kostolac) has so far included biological recultivation sowing rapeseed as green fertilizers. In accordance with new knowledge and needs of rapeseed can nurture the deposols waste by the end of vegetation season, ie. maturation and after harvest, plowing harvest residues has the same effect on the biological recultivation as plowing rapeseed in the green condition. Harvest supplied seed, and then products like biodiesel, oil, glycerine and oil the concrete. Biodiesel quality is excellent substitution for fossil diesel (from oil), but its harmful products of combustion in engines for smaller 1/3, in environment is completely biodegradable, which makes him believe the future of fuel, which along with other biofuels will solve the problems world crisis of oil and mitigate global climate change caused by burning fossil fuels and emissions of greenhouse gases. Keywords: waste, coal, Kostolac, rapeseed, biodiesel

UTICAJ EKSPLATACIJE UGLJA NA ŢIVOTNU SREDINU Izgradnjom i radom površinskih kopova za eksplataciju uglja i njegovim sagorevanjem javljaju se brojni negativni efekti na kvalitet ţivotne sredine na prostorima Kostolca i okolnih naselja. Prema vrsti utricaja ovi efekti su zagaĊivanje i uništavanje zemljišta, regulacija vodotokova, promena kvaliteta vazduha, površinskih i podzemnih voda, deponovanje pepela i šljake i deponovanje jalovine. Površinska eksplatacija uglja lignita znaći zauzimanje velikih površina zemljišta. To je potpuno ruiniranje i uništavanje ţivotnog prostora svih biocenoza koje su na tim prostorima postojale: od šumskih, šumo-stepskih do kulturnih koje su bile pod poljoprivrednom proizvodnjom. Za potrebe površinskih kopova uglja, deponovanje jalovine, objekata i postrojenja danas je u regionu Kostolca zauzeto oko 3000 ha zemljišta, što je oko 5% teritorije grada Poţarevca. Gubici su veliki ako se zna da je u pitanju visoko kvalitetno zemljište tipa ĉernozem koje se ranije smatralo standardom kvaliteta zemljišta u Evropi. Gubici zbog neselektivne ozkrivke su još veći. Tako nastaju deponije jalovine sa

335


smešom svih geoloških slojeva (glina, pesak, šljunak, les, ĉernozem) koja su zemljišta lošeg kvaliteta (Slika 1).

Slika 1. Površinski kop Drmno DOSADAŠNJA SAZNANJA O SVOJSTVIMA DEPOSOLA JALOVINE SA POVRŠINSKIH KOPOVA UGLJA

Slika 2. Deo zemljišnog profila sa jalovinskog deposola na spoljnom odlagalištu kopa Drmno Kod formiranja odlagališta (deponija jalovine) do sada se nije vodili raĉuna o biološkom sastavu tla koji se postavlja na površinu odlagališta. U praksi humusni sloj je odlagan i ostajao zatrpan slojem jalovine tako što se donji deo otkrivke odlagao na površinu (Slika 2). Tako da sada dobijamo sasvim drugi sastav zemlje koji je dosta heterogen i pripada peskovito-glinovitim ilovaĉama (po klasifikaciji teksturnog trougla) (Tabela 1). Zemljište po zemljišnom profilu, od 0–20 cm pripada glinušama, a od 20–40 cm ilovaĉama. Sadrţaj ukupnog peska je 19%, a u dubljem sloju ĉak 41,30%. Prah je zastupljen sa 28,90%, odnosno 45% (u sloju od 20–40 cm). Glina je u površinskom sloju (0–20 cm) 52,10%, a u dubljem sloju (20-40 cm) 13,70%. Jalovina je slabo do srednje karbonatno zemljište. Kalcijum se kreće od 4,90%, (u sloju od 20–40cm), do 6,30% (u sloju 20–40 cm), što je rezultat slabo bazne reakcije (pH – 7,5). Jalovina je sa niskim sadrţajem humusa 1,69%, zemljište je veoma siromašno azotom (0,02%) i fosforom (5,20–5,40 mg/100g), a dobro obezbeĊeno kalijumom (27,9– 30,0 mg/100g). (Tabela 2). Tabela 1. Fiziĉko-mehaniĉka svojstva jalovine sa površinskog kopa Drmno (Đulaković et al., 2002, prema Institutu za zemljište, 1984) dub. zem. p gl tek pesak suma profila rah ina stura

336


(cm)

0-20 20-40

kr upan >0,2 3, 10 4, 60

sita n 0,2–0,02 15, 90 36, 70

0 < ,02– 0,002 0,002 2 5 8,90 2,10 4 1 5,00 3,70

p esak <0,02 1 9,00 4 1,30

g lina >0,02 8 gli 1,00 na 5 ilo 8,70 vaĉa

Tabela 2. Agrohemiske osobine jalovine sa površinskog kopa Drmno (Đulaković et al., 2002, prema Institutu za zemljište, 1984) d p hemijski sastav ubina H humu CaC N P2O5 K2O prof. u KCl s (%) O3(%) (%) mg/100g mg/100g (cm) 0 7 1,67 4,99 0 5,40 27,90 -20 ,50 ,02 2 7 1,67 6,30 0 5,20 30,00 0-40 ,50 ,02 U pogledu sadrţaja mikroelemenata postoje razliĉiti podaci, ali su generalno reĉeno deposoli jalovine dobro obezbeĊeni mikroelementima, a koncentracije pojedinih metala i nemetala nisu na toksiĉnom nivou (Tabela 3). Tabela 3. Koncentracije mikroelemenata, metala i nemetala u jalovinskom supstratu deposola Drmno (pod 1-3 po Ĉanak-Nedić, A., 2006, pod 4 po ĐorĊević-Miloradović, J. i Vlajković, M., 2008) Broj Fe Mn Cu Zn Co Pb Ni Cr As uzoraka % μg/g μg/g μg/g μg/g μg/g μg/g μg/g μg/g 1 054 500 159 46.5 13.3 19.1 63.5 47.2 6.5 2 087 532 161 45.5 13.7 11.7 65.5 35.7 5.5 3 028 62 1.9 12.9 5.6 6.9 38.7 45.4 1.2 4 0.041 362.7 65.11 40.0 / 21.186 61.39 52.09 10.11 DOSADAŠNJA ISKUSTVA U REKULTIVACIJI DEPONIJA JALOVINE Rekultivacija se deli na dva dela: tehniĉki deo kojim treba da se izvrši ravnjanje površina na odlagalištima planiranjem jalovina i nanošenjem humusno-akumulativnog sloja tako da odlagališta odmah postanu pogodna za savremenu poljoprivrednu obradu i upotrebu odgovarajućih poljoprivrednih mašina. Drugi deo rekultivacije predstavlja agrobiološki deo rekultivacije koji ima zadatak biorekultivaciju jalovina i njihovu pripremu za prevoĊenje u plodno zemljište osposobljeno za namenu poljoprivredne proizvodnje. Sama dinamika rekultivacije ide veoma sporo jer je vezana za dinamiku odlaganja jalovinskog materijala, tehniĉke rekultivacije i sukcesivnu biološku rekultivaciju. Sa formiranjem spoljnog odlagališta na kopu Drmno već 90-tih godina zapoĉela je rekultivacija sadnjom preteţno lišćarskih vrsta drveća na kosinama. Na kosinama je podignut zaštitni pijas šumskog drveća u ukupnoj površini 54 ha. Sa podizanjem šumskih zasada i daljom rekultivacijom na kosinama spoljnog odlagališta nastavljeno je 2008. godine podizanjem zasada mešovite šume bagrema i sibirskog bresta na ukupnoj površini 14 ha. Na novopripremljenim ravnim deposolima jalovine na spoljnom odlagalištu kopa Drmno nastavljena je biološka rekultivacija uspostavljanjem travnog pokrivaĉa. Ona obuhvata dve faze i traje 5 godina (Rudarski institut, 2008): a) setva, gajenje i zaoravanje uljane repice (zelenišno Ċubrenje) i b) setva i uzgoj travno-leguminozne smeše.

337


Sanacija i rekultivacija tehniĉki pripremljenih deposola jalovine na spoljnom odlagalištu kopa Drmno do sada je obuhvatala biološku rekultivaciju setvom uljane repice (Brassica napus) kao zelenišnog ćubriva. U skladu sa novim saznanjima i potrebama uljana repica se moţe gajiti na deposolima jalovine do kraja vegetacione sezone i sazrevanja i plodonošenja, a posle ţetve zaoravanje ţetvenih ostataka ima isti efekat na biološku rekultivaciju kao zaoravanje uljane repice u zelenom stanju. Sa projektom gajenja uljane repice za prvu fazu rekultivacije jalovine zapoĉelo se u jesen 2008 godine. Tehniĉka priprema obuhvatala je ravnanje terena i nanos humisne zemlje debljine 30 cm. Setva uljane repice (Brassica napus var. Banaćanka) izvršena je u optimalnom roku sa unosom 500 kg/ha NPK Ċubriva. Klijanje i nicanje je bilo optimalno (Slika 3).

Slika 3. Usev uljane repice na deposolima jalovine U rano proleće 2009. izvršena je kontrola i struĉni nadzor nad zasejanom površinom i preduzete mere zaštite (Slika 4).

Slika 4. Uljana repica u martu 2009. na deposolima jalovine Već u proleće iste godine posle cvetanja i plodonošenja u leto (Slika 5) proizvedeno je seme uljane repice. Prinos uljane repice u toj prvoj godini sa skromnim ulaganjem u setvu i negu useva bio je 1,2 t/ha.

338


Slika 5 Zrela uljana repica u julu 2009. na deposolima jalovine Ţetva zasejanih useva uljane repice na jalovini obavlja se ţitnim kombajnom i skladištenje. Sledi sušenje semena. CeĊenje ulja semena uljane repice presom na hladno uz dobijanje ulja i uljanih konkreta. Esterifikacija se obavlja uz struĉni nadzor tehnologa u smeši Na-metoksida posle titracije i odreĊivanja pH koji je 8-9. Za ĉista i kvalitetna ulja predviĊene koliĉine esterifikatora su 3,5 l NaOH i 120 l metil-alkohola po jednoj toni ulja. Potrebna je kontrola kvaliteta svih proizvoda: semena, ulja, biodizela, glicerina i uljanih konkreta u referentnim ustanovama.

Slika 6. Proivodi uljane repice sa deposola jalovine: ulje, biodizel, glicerin i uljane konkrete

EFEKTI U REKULTIVACIJI JALOVINE Gajenje uljane repice predviĊeno je u prvoj fazi rekultivacije jalovine. Posle jedne godine gajenja i zaoravanja ţetvenih ostataka dolazi do malog, ali znaĉajnog poboljšanja agrohemiskih svojstava jalovine. Mehaniĉko-fiziĉka svojstva depozola jalovine se ne manjaju znaĉajno, a menjaju se: pH, humus, azot i fosfati (Tabela 4)

339


. Tabela 4. Agrohemiske osobine jalovine sa površinskog kopa Drmno posle gajenja uljane repice du bina prof. (cm) 020 20 -40

p H u KCl 7 ,40 7 ,40

humus (%)

CaCO 3(%)

1,8

4,99

1,7

6,30

hemijski sastav N P2O5 (%) mg/100g 0 ,03 0 ,03

K2O mg/100g

6,2

28,11

6,1

30,00

Iznošenje semena uljane repice ne utiĉe na proces rekultivacije, a ispitivanje daljih mogućnosti gajenja i drugih uljarica je u toku.

EFEKTI U PROIZVODNJI BIODIZELA Proizvodnja biodizela iz semena uljarica (uljane repice ili lana) je danas veoma raširena u svetu. Biodizel je po kvalitetu odliĉna supstitucija za fosilni dizel (iz nafte), ali su štetni produkti njegovog sagorevanja u motorima manji za 1/3, a u ţivtnoj sredini je potpuno biorazgradljiv, zbog ĉega ga smatraju gorivom budućnosti, koje će pored ostalog uz ostala biogoriva (bioetanol) rešiti probleme svetske krize za naftom i ublaţiti globalne klimatske promene nastale sagorevanjem fosilnih goriva i emisijom gasova sa efektom staklene bašte. Prema direktivi 2003/30, ĉlanice Evropske unije imaju obavezu da do 2010. godine najmanje 5,75 odsto energetskog bilansa ĉine biogoriva. U dokumentu se napominje da ĉlanice mogu dati prioritet promociji onih goriva koja pokazuju „veoma dobar“ balans troškova u odnosu na ţivotnu sredinu, a takoĊe uzimaju u obzir prihvatljivost i sigurno snabdevanje. U maju 2006. je u Službenom listu objavljena Uredba o prometu biodizela (sa oznakom B100) koja, izmeĊu ostalog, ureĊuje i naĉin obeleţavanja pumpi koje prodaju ovu vrstu goriva. Usvajanje rešenja pomenutog dokumenta predviĊeno je i ĉlanom 20. Ugovora o energetskoj zajednici, koji je naša zemlja prošle godine potpisala, a nedavno ratifikovala. Većina Evropskih zemalja napreduje u koliĉinama proizvedenog biodizela. Najveći proizvoĊeĉ je Nemaĉka, zatim Francuska, Italija i dr. U procesu proizvodnje biodizela iz uljarica uoĉeni su i problemi, a to je zauzimanje plodnog zemljišta za poljoprivrednu proizvodnju i proizvodnju hrane za gajenje uljarica. Ovaj problem je kulminirao u SAD proteklih godina, izazivajući novu mini krizu gladi u svetu. Na mogućnost upotrebe otpadnih materijala, deponija iz rudnika, smetlišta, peska, šljunka i sl., dakle degradovanih i oštećenih supstrata za gajenje uljarica ukazuju struĉnjaci u Engleskoj još 1997. godine. Znaĉi paţljivim planiranjem, uz primenu dobrih agrotehniĉkih mera i kontrolu kvaliteta dobijanih ulja moţe se gajenjem uljarica na deponijama jalovine ostvariti višestruki efekat, a jedan je i oĉuvanje plodnog zemljišta za proizvodnju hrane. LITERATURA Cokić Z., Kisić L., Ĉanak-Nedić A., Stanojević D., (2000) Biološka zaštita na deponijama pepela i šljake TE "Nikola Tesla", Elektro I, 333-337, AranĊelovac Cokić, Z., Maksimović, S., Smiljanić, Ţ. i Kisić, D. (2006) Osobine pepela deponije TE Kostolac I njegova pogodnost za rekultivaciju. In: Tanasijević, Lj. (ed.) Implementation of remediation in environmental quality improvement, Chamber of Commerce, Board of Environmental protection and Sustainble development: 113-117 ĐorĊević-Miloradović J. (1991) Polazne osnove zaštite i unapreĊenja ţivotne i radne sredine u Kostolcu. - Savetovanje: Ekonomske, ekološke i druge posledice izgradnje energetskih kapaciteta u Kostolaĉkom Basenu, Savez ekonomista Srbije, Knjiga II, 103-107

340


ĐorĊević-Miloradović J. (1992) Mogućnosti korišćenja mehaniĉki oštećenih zemljišta za poljoprivrednu proizvodnju. - Savetovanje: Korišćenje poljoprivrednog zemljišta, JDPZ ĐorĊević-Miloradović, J. (1991): Spontano obrastanje pepela TE i jalovine s površinskih kopova uglja u Kostolaĉkom basenu. - Savetovanje: Ekonomske, ekološke i druge posledice izgradnje energetskih kapaciteta u Kostolaĉkom basenu, Savez ekonomista Srbije, Knjiga II, 97-102 ĐorĊević-Miloradović, J. (1992): Sadrţaj mineralnih elemenata u biljkama raslim na pepelu TE i jalovini s površinskih kopova uglja Kostolac. - SMIS '92. Knjiga saopštenja, 23 ĐorĊević-Miloradović, J. (2002): Restauracija ekosistema uništenih deponovanjem pepela - znaĉaj obrazovanja pionirskih zajednica biljaka. - Savetovanje: Energetski kompleks Kostolac i ţivotna sredina, Zbornik radova, Savez društava inţenjera i tehniĉara Opštine Poţarevac, 3337 ĐorĊević-Miloradović, J. (2003) Uticaj rudarenja i energetskih kapaciteta u Braniĉevskom okrugu na ţivotnu sredinu. Ekologija i proizvodnja zdravstveno bezbedne hrane u Braniĉevskom okrugu: 14-21 ĐorĊević-Miloradović, J. i Vlajković, M. (2008) Distribucija retkih elemenata u zemljištu, uglju, pepelu, jalovini i biljkama u Kostolaĉkom ugljenom basenu (Severno-istoĉna Srbija) Savetovanje: Korišćenje pepela iz termoelektrana Kostolac A i B, Društvo hemiĉara, tehnologa i metalurga Opštine poţarevac, 95-104 ĐorĊević-Miloradović, J., Stanković, V., Ţivković, T., Vlajković, M., Stevanović, B. (2000): Plant tolerance to some trace elements contained in the power-plant ash deposits and lignine mine barrens near Kostolac (E Serbia, Yugoslavia). - Second Balkan Botanical Congress, Abstracts, Istanbul, Turkey, 65 Institut za zemljište (1984) Studija bonitetne vrednosti zemljišta spoljašnjeg odlagališta kopa "Drmno" i površina za zamenu - Institut za zemljište, Beograd Rudarsko-geološki fakultet (2008) Projekat rekultivacije spoljašnjeg odlagališta na površinskom kopu Drmno, Beograd

341


ULOGA GEOTERMALNE ENERGIJE U ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE NA PODRUĈJU GRADA BIJELJINE TEH ROLE OF GEOTHERMAL ENERGY IN ENVIRONMENTAL PROTECTION IN THE AREA OF TOWN BIJELJINA Bosiljka Stojanović3, Jovan Đuković2,Mihailo Nestorović3, NeĊo Đurić2, Nada Boţić2 1

R I TE Ugljevik, Ugljevik,

2

Tehniĉki institut Bijeljina ,3 Centar za razvoj grada Bijeljina

REZIME Bitan izvor obnovljive energije je geotermalna energija . U radu se daje pregled potencijala i namjene geotermalne energije u svijetu i Republici Srpskoj. Proraĉunate su redukcije emisija CO 2 i SO2 na godišnjem nivou koje će nastati kad Bijeljina preĊe na daljinsko grijanje iz geotermalnih izvora . Kljućne rijeĉi: geotermalna energija, grijanje, emisija SUMMARY An important source of renewable energy is geothermal energy. The paper provides an overview of potential and use of geothermal energy in the world and the Republic of Spska. Calculate the reduction of CO2 emissions and CO2 annually that would arise when Bijeljina over to the district heating from geothermal sources. Key words : geothermal energy, heating,emissions

1. Uvod Savremeno industrijsko i informatiĉko društvo karakteriše velika „glad“ za energijom. Uvaţavajući ĉinjenicu da su konvencionalni izvori ograniĉeni i ekološki štetni sve je veća okrenutost obnovljivim izvorima energije, а manje eksploatisani izvor energije je toplotna energija akumulirana u stijenama i fluidima u zemljinoj kori, geotermalna energija. Ova energija podmiruje trenutno samo 1% ukupne svjetske potraţnje za enegijom i ima potencijal da doprinese znaĉajno ublaţavanju klimatskih promjena i postane kljuĉni dio raznovrsne obnovljive energetske infrastrukture 2. Geotermalna energija u svijetu Geotermalna energija se koristi za proizvodnju elektriĉne energije,za rad toplotnih pumpi ili direktno iskorištavanje toplotne energije. Prošlog vijeka proizvodnja elektriĉne energije iz geotermalne energije je bila ograniĉena na oblast sa pregrejanom vodom ili parom bliske zemljinoj površini, a posljednjih nekoliko dekada tehnologija se poboljšala te se elektriĉna energija moţe proizvesti iz hidrotermalne vode sa temperaturom niţom od 1000C koja se nalazi i do 3km od površine

342


zemlje.Direktna upotreba geotermalne vode ne zahtjeva pregrijanu vodu , a toplotna pumpa moţe biti upotrebljena praktiĉno bilo gdje na planeti. Velika koliĉina geotermalne energije je skoncentrisana u nekoliko zemalja i izdvajaju se deset zemalja koje su vodeće u korištenjuu geotermalnih potencijala za proizvodnju elektriĉne energije i toplotne energije , tabela 1. Tabela 1. Upotreba geotermalne energije u svijetu u 2005 godini

Zemlja SAD Filipini Meksiko Indonezija Italija Japan Novi Zeland Island Kostarika Kenija Zbirno deset vodećih Sve druge Ukupno svijet

GWh elektriĉni 17,917 9,253 6.282 6,085 5,340 3,467 2,774 1,483 1,145 1,088 54,834 1,952 56,786

Zemlja Kina Swedska SAD Turska Island Japan MaĊarska Italija Novi Zeland Brazil Zbirno deset vodećih Sve druge Ukupno svijet

GWh termalni 12,605 10,001 8,678 6,901 6,806 2,862 2,206 2,099 1,969 1,840 54,125 19,979 75,943

Izvor : Glitnir Bank (2007)SAD: Geothermal Energy, Market Report, septembar 2007

U svijetu je 2005 godine 56,786GWh elektriĉne energije dobijeno iz geotermalne energije, od ĉega 97% u samo deset zemalja navedenih u tabeli 1, a od 75,943GWh termalne energije, koliko je svijet iskoristio, 71% je iskorišteno samo u deset zemalja navedenih u tećoj koloni tabele 1. Ukupno instalisani kapacitet geotermalne energije u svijetu, u 2005 godini, je 8.93 GW što je 6% od 148.8GW koliko je ukupni svjetski potencijal geotermalne energije (tabela 2). Najvše instalisanih geotermalnih kapaciteta u 2005 godini je u Sjevernoj Americi i to 11.73% od njenog potencijala, a najmanje instalisanih kapaciteta je u Africi samo 1% od potencijala koje Afrika ima. Tabela 2. Globalni geotermalni kapacitet i potencijal

Sjeverna Amerika Azija Evropa Okeanija Centralna i Juţna Amerika Afrika Ukupno svijet

Instalisani kapacitet u 2005. (GW) 3.52 3.29 1.12 0.44 0.42 0.14 8.93

Potencijal (GW) 30.0 42.0 15.8 9.0 38.0 14.0 148.8

Izvor : Glitnir Bank (2007)SAD: Geothermal Energy, Market Report, septembar 2007

Primjena geotermalne energije je moguća u raznim oblastima: industriji, poljoprivredi, rashlaĊivanju, a ona se u najvećem procenatu danas primjenjuje za toplotne pumpe 32.0% i balneološke potrebe 30.4%, (slika 1).

343


Izvor : Fridleifsson et al. (2008). Data from Lund, J.W., Freeston, D.H., and Boyd, T.L., 2005. Direct application of geothermal energy

Slika 1. Primjena geotermalne energije u svijetu

3. Geotermalna energija u Republici Srpskoj,primjer primjene Republika Srpska ima dobre potencijale geotermalne energije, posebno u sjevernom dijelu dok u juţnom i jugoistoĉnom znatno manje, slika 2.

344


Slika 2. Karta geotermalnih potencijala Republike Srpske

U sjevernim dijelovima Republike Srpske vrijednost toplotnih tokova je za 30-50% veći od prosjeka kontinentalnog dijela Evrope (60mW/m2) dok je u podruĉju jugoistoka manji za 20-30%. Maksimalne vrijednosti toplotnog toka su zabiljeţene u Semberiji i okolini Šamca 120mW/m2. U Republici Srpskoj se geotermalni izvori se koriste u za kupanje i za grijanje prostora na više lokacija ĉiji su toplotni potencijali u direktnoj primjeni dati u tabeli 3.

345


Tabela 3. Geotermalni izvori na podruĉju Republike Srpske

Lokacija

Dvorovi Slatina Banja Vrućica Teslić Zeleni Vir G.Šeher-S.Toplice Višegrad Laktaši Kulaši Prnjavor Perin Grad na Drinjaĉi Grujići -Laktaši Medoš pod Udrićem Boljanić Spreĉa Toplica-Spreĉa Priboj Majevica Ĉakarevo –Prijedor Banja Vlajići Ukupno

T (0C) 75.0 44.0 38.0 33.0 32.0 32.0 30.0 30.0 27.8 26.5 25.0 24.0 24.0 24.0 23.0 20.5

Izdašnost (kg/s) 20.0 70.0 45.0 1.0 90.0 80.0 100.0 20.0 2.0 2.0 20.0 2.0 230.0 3.0 1.0 1.0

Toplotna (MWt) do 500C 2.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.09

snaga Toplotna (TJ/god) do 200C do 500C 4.60 32.98 7.03 0.00 3.39 0.00 0.05 0.00 4.52 0.00 4.02 0.00 4.18 0.00 0.84 0.00 0.07 0.00 0.05 0.00 0.42 0.00 0.03 0.00 3.85 0.00 0.05 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 33.12 32.98

energija do 200C 72.55 110.80 53.42 0.86 71.23 63.31 65.95 13.19 1.03 0.86 6.60 0.53 60.67 0.79 0.20 0.03 522.00

Ukupni mogući instalirani kapacitet geotermalnih izvora, sa 16 lokacija na kojima je prema postavljenim kriterijima moguća toplotna eksploatacija u Republici Srpskoj, je 2,09 MWt ako se posmatra samo mogućnost grijanja prostora, odnosno 33,12 MWt ako se posmatra geotermalna energija za grijanje prostora i rekreativne i balneološke potrebe (kupanje). Uz korištenje svih navedenih izvora s faktorom iskorištenja od 0.5 moguće je u jednoj godini proizvoditi 32,98 TJ energije samo za grijanje prostora, odnosno ukupno 522,00 TJ energije ako se promatra zajedno grijanje prostora i kupanje. U Laktašima i Slatini se koriste toplotne pumpe, a u Dvorovima se geotermalna energija koristi direktno što je pogodna mogućnost za grijanje Bijeljine. U Bijeljini postoji sistem za daljinsko grijanje kojim se zagrijava 950 stanova.Toplana je snage 2x3.5MW u kojoj sagori 4200t ugljeviĉkog uglja kaloriĉne moći 10200KJ/kg i sadrţajem sumpora 4.5%. Ostali dio stambenog prostora u gradu se grije ili putem individualnih kotlovnica ili pojedinaĉnih loţišta koje uglavnom koriste ugljeviĉki ugalj. Proraĉunom prema IPCC direktivi uz defolt emisione faktore se dolazi do podatka da je emisija GHG samo iz toplane 4.28GgCO2/god i 360.52 tSO2/god., dok za ostale konzumente zbog nepouzdanosti utroška koliĉine energenta nije moguće uraditi valjan proraĉun. Bijeljina je grad koji se naglo širi i u kojem svake godine nikne po nekoliko stambenih zgrada. Pretpostavljajući godišnje povećanje stambenog prostora oko 10% koje bi trebalo prikljuĉiti na toplanu, uz objektivno oĉekivan uslov da se koristi ugljeviĉki ugalj, za pet godina bi se emisije uvećale i dostigle nivo od 6.42GgCO2/god. i 540.78 tSO2/god. Kako toplana ima niski dimnjak emitovane materije bi se difuzijom rasprostirale u bliskom polju, uglavnom na podruĉju grada.Uvećane emisije bi znatno pogoršale kvalitet ţivotne sredine stanovnika Bijeljine, a grad Bijeljina bi bio u suprotnosti sa teţnjom Odrţivog energetskog akcionog plana (Sustainable Energy Action Plans, SEAPs). Ovaj Plan

346


je Sporazum gradonaĉelnika koji ima za cilj redukciju CO2 za 20% u datom gradu do 2020godine, a potpisali su ga ne samo brojni gradonaĉelnici evropskih gradova već i gradonaĉelnik Banja Luke. Uzimajući u obzir da je u Bijeljini dnevni grejni period 16 sati , godišnja grejna sezona 188 dana, toplana danas daje 21056 MWh/god. energije što pokazuje da se u Bijeljini iz toplane emituje 0.203 tCO2/MWh i 0.017tSO2/MWh. Toplana je stara dvadeset godina i ako bi se zadrţao energent ugalj rekonstrukcija toplane i proširenje bi bilo neminovno u najbliţoj budućnosti. Ipak, Bijeljina slijedi energetske i ekološke trendove danjašnjice i opredjeljuje se za grijanje geotermalnom enegijom za koji je uraĊen projekat. Projekat je uradila danska kompanija Den Consult Partners, a namjerava se osnovati Joint Venture izmeĊu pomenute danske kompanije i Bijeljina Heating Co( firme koja će upravljati daljinskim grijanjem) na paritetu vlasništva 80:20. Projekat ukazuje na mogućnost grijanja 25000 stanova geotermalnom energijom ĉija je neophodna snaga proraĉunata na 4000h/godišnje uz potrebu postavljanja pet gotermalnih izvora u narednih pet godina. Energija bi se koristila u tri gradska podruĉja : Centar grada, Dašnica i Filip . Projekat predviĊa prikljuĉenje na daljinsko grijanje gotovo cijelog grada zbog ĉega će se gasiti i individualne kotlovnice i individualna loţišta, a ukupni utrošak energije za grijanje sve tri zone će biti 400950 MWh/god.. Ovoliko energije znaĉi manju emisiju ugljendioksida u iznosu od 81392,85 t/god. i manju emisiju SO2 u iznosi 6816.15t/ god.,što je od izuzetnog ekološkog znaĉaja ne samo za lokalnu zajednicu već i doprinos stabilizaciji klimatskih promjena. 4. Zakljuĉak U ozbiljnoj teţnji svijeta da smanji efekte “staklene bašte”, eksploatacija geotermalne energije dobija na znaĉaju jer ona ima potencijal da znatno ublaţi klimatske promjene. Njena prednost je jer se moţe primjeniti za razne namjene iako se najviše koristi za grijanje i balneološke potrebe. Potencijal geotermalne energije u Republici Srpskoj nije mali, pogotovu u njenom sjevernom dijelu gdje su vrijednosti toplotnih tokova za 30-50% veći od prosjeka kontinentalnog dijela Evrope. Posebnu pogodnost ĉine mogućnost direktnog korištenja geotermalne energije kao u Semberiji gdje su i zabiljeţene maksimalne vrijednosti toplotnih tokova. Upravo ove okolnosti Bijeljina koristi te namjerava da grad grije putem pet geotermalnih izvora i tako će redukovati emisiju na godišnjem nivou za nekoliko desetina hiljada tona CO2 i nekoliko hiljada tona SO2 , ĉime će pobrati ne male ekološke poene.

Literatura : 1. http://climatelab.org/Geothermal_Energy 2. Kolega,V., Bašić,H.,i dr. Studija energetskog sektora u BiH, Modil 12, 2008. 3. *** Projekat geotermiĉke energije u Bijeljini –Bosan I Hercegovina, Den Consult Partners,2008 4. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories 5. www.eumayors.eu

347


USAVRŠAVANJE KONSTRUKTIVNIH KARAKTERISTIKA RADI SNIŢAVANJA POTROŠNJE ENERGIJE U PROCESU USITNJAVANJA IMPROVEMENT OF THE CRUSHER CONCTRUCTION CHARACTERISTICS TO DECREASE THE POWER CONSUMPTION IN THE PROCESS Milorad Grujić , Blagoje Spaskovski, Miodrag Nikolić RTB Bor Grup IZVOD Bez obzira na vrstu rude ili tehnološku šemu, svi pogoni za proces usitnjavanja troše 45-70% ukupne energije. Kada se ima u vidu da ova faza procesa uĉestvuje u operativnim troškovima proizvodnje sa 38%, onda je jasnija njena uloga u ukupnom razvoju bakra. TakoĊe, i potrošnja elektriĉne energije najveća je u ovoj fazi proizvodnje (preko 50% ukupne potrošnje u rudarskoj proizvodnji ili blizu 40% celokupne potrošnje energije svih faza od otkopavanja rude do proizvodnje rafinisanog bakra). Na osnovu ispitivanja, pokazalo se da postojeći pogoni mogu da poboljšaju performanse, usavršavanjem konstruktivnih karakteristika drobilica i mlinova. Polazeći od usitnjavanja mono zrna u hidrauliĉnoj presi, gde je energetsko iskorišćenje i=100%, dobijena je efikasnost u mlinu sa kuglama od 8%. Isto tako uzimajući u obzir proraĉun energije površine, potrošnja energije u industrijskim mlinovima uporeĊena je sa energijom potrebnom za odabrani stepen usitnjavanja, pri kojem se svako zrno posebno napregne dok se ne usitni. Ovaj proraĉun je takoĊe ukazao na visoku energetsku efikasnost, od oko 60% za visokoenergetske drobilice i 8% za mlinove sa kuglama u optimalnim uslovima rada. Zbog toga su snaga i energija, kao dva fiziĉka stanja, koja vrše usitnjavanje, ispitani u funkciji karakteristika ureĊaja i osobina rude. ABSTRACT Regardless the ore type or the flow-sheet, all plants for the camminution process spend 45-70% of the total power consumption. Because of the permanent increase of the ore processing plants, there is the expansion of the new technical solutions following the technical solutions following the technical challenges in this field. Our papre proves such opinion. Starting from the monograin comminution in the hydraulic press, where the energy recovery n=100%, the achieved efficiency in the ball mill is 8%. Also, regarding the calculation of the surface energy, the power consumption in the industrial mills is compared with energy needed for the selected comminution ratio, where each grain is separately stressed to its comminution. This calculation also shows the hight power efficiency of about 60% for the high energetic crushers and 8% for the ball mills in the optimal operating conditions. Because of that, the power and the energy, as two physical facts that make the comminution, are tested in function of the device characteristics and the ore features.

UVOD Za proizvodnju jedne tone katodnog bakra, potrebno je preko 60.000 kWh. Zbog toga smo u radu razmotrili kako da smanjimo potrošnju elektriĉne energije u procesu usitnjavanja gde je potrošnja najveća. Istraţivanjima smo utvrdili na koji naĉin se mogu postići znaĉajna smanjenja. Pri tome, sa gledišta pouzdanosti, najpre smo utvrdili efekte kritiĉnih promenljivih, u cilju optimiranja procesa usitnjavanja ekstrapoliranjem laboratorijskih i industrijskih uslova rada. Pošto je ispitano da konstruktivne karakteristike drobilica najviše utiĉu na visoku energetsku efikasnost, definisan je naĉin na koji se maksimalno koristi ta energija.

348


Detaljnom analizom, konstatovano je, da se sa maksimalnim koliĉinama protoka ulja,i najvećim ekscentricitetom, postiţe maksimalni raspon opterećenja. U tim uslovima proizveden je najveći maseni udeo krupnoće minus 0,074mm, pri najbrţoj ekonomiĉnoj proizvodnosti usitnjene rude. Na osnovu ove ĉinjenice proizilazi: 1. Veća apsorbovana snaga drobilice daje veću proizvodnost procesa usitnjavanja. 2. Niţa specifiĉna potrošnja energije po toni usitnjene rude, postiţe se, pri većem rasponu opterećenja drobilice. Oba parametra moţemo da regulišemo podešavanjem radnih uslova, primarno povećanjem kapaciteta sistema za podmazivanje drobilica i sistema za hlaĊenje. Koliĉina protoka ulja i veliĉina raspona opterećenja drobilice imaju eksponencijalan odnos. Što znaĉi, da mehaniĉka i procesna efikasnost odrţavaju istu proporciju u odnosu jedna na drugu, kao i apsorbovana energija, koja je angaţovana u procesu usitnjavanja. Matematiĉkom obradom, utvrĊeno je, da ove proporcije pokrivaju podruĉja specifiĉne potrošnje energije do 3,7 kWh i razmer redukcije krupnoće do 5. Dobijeni podaci o konstruktivnim karakteristikama drobilica ukazuju na visok koeficijent korelacije 0,987 izmeĊu apsorbovane snage i finoće gotovog proizvoda usitnjavanja. TEHNIĈKO TEHNOLOŠKO REŠENJE Polazeći od ostvarenih procesnih rezultata specifiĉne potrošnje elektriĉne energije u preradi rude, obraĊena su moguća poboljšanja u procesu usitnjavanja. Pri tome, odabran je naĉin kojim se najbrţe i najviše moţe smanjiti specifiĉna potrošnja energije. TakoĊe, izabrano rešenje obezbeĊuje nominalni reţim rada opreme u procesu drobljenja i mirniji rad opreme za mlevenje, uz veće efektivno korišćenje celokupne opreme u procesu usitnjavanja. Izbor rešenja, zasnovan je na simulativnim modelima1, obraĊenim na sistematski snimljenim podacima operative Velikog Krivelja2 i merenjem energije usitnjavanja rude u Majdanpeku udarnim opitom pomoću dvostrukog klatna3. Ovi podaci, kao i stanje opreme omogućili su, proraĉunavanje energetskih gubitaka unutar sklopova drobilice da bi se dobila maksimalno efektivna snaga drobilica. RADNI PARAMETRI: Jediniĉni otvor na sitima mm

KRIVELJ 20 x 20

RBM 15 x 15

Finoća proizvoda Drobljenja D80 ; mm

12,565

9,145

Radni indeks Wi kWh / t

15,250

16,730

48" x 74" ( CSS ) 13 x 84 (CSS) 3" x 84" [ SXHD7']

150 (200) * 40 (48 – 50) * 15[32-24-32-23,5]*

150 (190) * 22 (31) * 6,8 (12) *

Q (t/h) : 48" x 74" 13" x 84" 3" x 84"

2000 780 400

2000 585 240

W (kWh / t) Drobljenje

1,58

3,21

349


Mlevenje Protok ulja 48" x 74" (lit/min) 13" x 84" (lit/min) 3" x 84" (lit/min) SXHD7' (lit/min) Ekscentricitet : 13" x 84" 3" x 84" SXHD7'

9,55

11,47

80 + 120 80 + 120 80 + 120 -

80 + 120 80 + 120 80 + 120 240

2" 2"

1 - ¾" 1 - ¾" ( * Izmerene vrednosti )

Na osnovu optimalnih radnih parametara proizilazi : Prvo, za finiji proizvod drobljenja potrebno je da drobilice rade sa maksimalnim rasponom opterećenja, odnosno, da je parametar ekscentriĉnosti za 84" Hydrocane drobilice sa najvećim vrednostima ekscentriĉnosti (2" i 1 - ¾"). TakoĊe, utvrĊeno je, da veći ekscentricitet kod Hydrocane drobilica omogućuje veći kapacitet i veći stepen usitnjavanja u proizvodu drobilice. Analize rezultata rada drobilica u Krivelju, pokazuju da ako je otvor praţnjenja sekundarnih drobilica CSS manji od 4850mm dolazi do pregrevanja ulja (> 55ºC) i sekundarna drobilica prestaje sa radom. Isto se odnosi i na tercijalne drobilice kada je otvor praţnjenja manji od (32-24-32-23,5). U sluĉaju RBM: za sekundarne drobilice je 31mm i tercijalne 12mm. Prema tome prva i najvaţnija nepovoljna pojava u radu 74" , 84" Hudrocane u SXHD7' drobilica je pregrejavanje mašina. Kada se smanji otvor praţnjenja drobilica od naznaĉenih, u isto vreme, potrebno je osloboditi više toplote iz sistema za hlaĊenje. Raspoloţivi kapaciteti za podmazivanje nisu dovoljni da drobilice daju finiji proizvod drobljenja. Jer kada se ulje zagreje > 50ºC, nije moguće odrţavati adekvatan sloj, a kao krajnji rezultat je oštećenje ekscentra i kliznih površina. Drobilice 84" Hydrocane, najnovije konstrukcije, povećali su instalisanu snagu i povećali sistem za podmazivanje povećanjem protoka ulja na 360l/min i instalisanu snagu na 450 kW. Za instalisane snage drobilica 74" , 84" Hydrocane, za Krivelj, i otvore praţnjenja CSS=145mm za primarnu drobilicu, CSS=40mm za sekundarne i CSS=15mm,za tercijalne, potreban je novi sistem za podmazivanje sa koliĉinom protoka ulja od 280lit/min, kao i novi sistem za hlaĊenje. U sluĉaju RBM, rešenje je jednostavnije. Potrebno je naruĉiti nove pumpe, protoĉnike, termoregulatore i hladnjake. Postojeći sistem radi sa svega ⅔ od nominalnog protoka. Sa novim ureĊajima u sistemu za podmazivanje i hlaĊenje, drobilice 13" x 84" mogu da rade sa otvorom praţnjenja CSS=22mm i SXHD7' sa CSS=7mm. Drugo, potrebno je radi pravilnog rada drobilica i ravnomerne raspodele masa u procesu drobljenja i prosejavanja, kao i povećanja kapaciteta postrojenja, ugraditi ultrazvuĉne meraĉe nivoa tipa KSONIK + K10F i XX630A3PCM12 i povezati ih sa trakastim dodavaĉima. Treće, maseni udeo Al2O3 u rudi, odgovarajućom dinamikom otkopavanja pribliţiti proseku porfirskih leţišta od 5%, jer je efekat uticaja masenog udela Al 2O3 veoma znaĉajan, što ilustruje sledeći primer koji je veoma lako proveriti. Pri masenom udelu Al2O3 od 30% u rudi, koliĉina rude od 120t proĊe kroz drobilicu 48" x 74" za 4,5 minuta, što predstavlja kapacitet od 1500t/h. Sa masenim udelom Al2O3 od 11% , kroz drobilicu 48" x 74" proĊe 120t za 3 minuta, odnosno, 2800t/h. Ukratko, sa gledišta detaljne analize efikasnosti procesa usitnjavanja, slike 1 – 12, proizilazi da više opterećenje drobilica, pri višem prenosu kinetiĉke energije u drobilicama, daje finiji proizvod D80=12,565mm i D80=9,145mm i potrebno je manje energije u celokupnom procesu za 24% i 6%.

350


a) Niţi prenos kinetiĉke energije u drobilicama

 130  150

W = 1.200 x 1,0 + 4.000 x 1,158 x  W=

130   x 1,102 20.000 

49.462 =12,36kWh/t 4.000

b) Viši prenos kinetiĉke energije u drobilicama

 130  150

W=1.200 x 1,50 + 0,86 x 4.000 x  W=

130   x 1,102 12.565 

37.162 = 9,29kWh/t 4.000

Ovo znaĉi da je za usitnjavanje sitnijeg proizvoda drobljenja, u celokupnom procesu usitnjavanja,potrebno manje energije za 3,07kWh/t ili 24% u Krivelju. Kod RBM, ukupno sniţenje iznosi 1,25kWh ili 6% za D80=9,145 u odnosu na D80=12,00mm. Na osnovu vrednosti sniţenja specifiĉne potrošnje elektriĉne energije u procesu usitnjavanja, proizilazi da efekti efikasnosti iz finijeg proizvoda drobljenja, na najbolji naĉin opredeljuju razradu i primenu predloţenog poboljšanja konstruktivnih karakteristika drobilica. ZAKLJUĈAK Na osnovu izvršenih ispitivanja, utvrĊeno je, da se moţe u pogonskim uslovima regulisati maksimalni raspon opterećenja, koji daje najveću specifiĉnu proizvodnost gotovog priozvoda i najniţu potrošnju energije u procesu usitnjavanja. Parametar maksimalnog raspona opterećenja postiţe se : - Najvećim ekscentricitetom drobilice ECC - Najmanjim otvorom za praţnjenje drobilice CSS - Najvećim protokom ulja u sistemu za podmazivanje - Najvećim odvoĊenjem viška toplote iz sistema Prema tome, tehniĉko rešenje „Povećanje kapaciteta protoka ulja u sistemu za podmazivanje primarnih, sekundarnih i tercijalnih drobilica“, smanjuje ukupnu potrošnju potrebne energije u procesu usitnjavanja za 24%, u sluĉaju Krivelja, sniţenjem granulometrijskog sastava proizvoda drobljenja od D80=20mm na D80=12,5mm i 6% u RBM-u, promenom D80=12,0mm na D80=9,145mm. LITERATURA: 1. Miroljub Marinko, Miroslav Adamović i Zvonimir Mitrović, Simulacija procesa drobljenja i prosejavanja u Krivelju. 2. Industrijske analize procesa drobljenja i prosejavanja u Krivelju. 3. Dr. M. Grujić i dr. Impovement of the crusher construction characteristics to decrease the power consumption in the comminution process. Balkanska akademija, 2009.

351


1.TEHNOLOŠKA ŠEMA SEKUNDARNOG I TERCIJARNOG DROBLJENJA I PROSEJAVANJA FLOTACIJE VELIKI KRIVELJ

1720 1110/40

1730 B4 2310/60

1210/20 2410/60 2110/20 2210

2220 2510 2520 2530 B2 1310/20 1410/10

2810

2910 3110/20

352

1510/40 1610/40

1710 1720

B3


100

80

Prosev (%)

60

40

1 2 3 4

20

0

50

100

150

200

250

Otvor sita (mm) 2. Granulometrijski sastav primarno izdrobljene rude

353


100

Prosev sita (%)

80

60

40

1 20

2 3 4 0

50

100

150

200

250

Otvor sita (mm) 3. Granulometrijski sastavi proizvoda sekundarne drobilice

354


100

Prosev sita (%)

80

60

40

1 2 3 4 20

0

20

40

60

80

Otvor sita (mm) 4. Granulometrijski sastavi proizvoda tercijarne drobilice

355

100


100

Prosev sita (%)

80

60

40

20

Proizvod 1

0

10

20

30

40

50

Otvor sita (mm) 5. Kriva granulometrijskog sastava definitivno izdrobljene rude

356


357


8.

rbm

358


9.

RBM

359


10.

RBM

360


11.

361


12

362


TRIAKSIJALNI OGLED NA UZORKU FLOTACIJSKE JALOVINE SA BRANE 1A TRIAXIAL TEST ON THE FLOTATION TAILING DUMP SAMPLE FROM THE DAM 1A Milenko Ljubojev, Ratomir Popović, Dragan Ignjatović, Lidija ĐurĊevac Ignjatović Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor Rezime Postoji više naĉina odreĊivanja elemenata unutrašnjeg otpora tla, kohezije i ugla unutrašnjeg trenja, pomoću laboratorijskih ogleda, meĊu kojima su najpoznatiji ogledi direktnog smicanja, ogled triaksijalne kompresije i ogled jednoaksijalne ĉvrstoće na pritisak. U ovom radu će biti opisan rezultat CU triaksijalnog ogleda. Ovaj ogled omogućava da se odredi nedrenirana smiĉuća ĉvrstoća nakon promene koeficijenta poroznosti i upotrebljava se za odreĊivanje parametara ĉvrstoće neporemećenih uzoraka gline uzetih sa terena i preraĊenih, zbijanih uzoraka sitnozrnog materijala. Kljuĉne reĉi: kohezija, ugao unutrašnjeg trenja, CU triaksijalni ogled Abstract There are several ways of determing the elements of the internal resistance of the soil, cohesion and internal angle of friction, using laboratory experiments, including the direct shear test, triaxial test and mono-axial compressive strength. This paper will describe the results of CU triaxial test. This experiment allows determination of the undrained shear strength parameters of undisturbed samples of clay, taken from field and processed, compressed samples of finegrained materials. Keywords: cohesion, internal angle of friction, CU triaxial test

___________________ Ovaj rad je proistekao iz Projekta broj 17004, koga je finansiralo Ministarstvo za Nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije UVOD Naponsko-deformacijsko stanje stenskog masiva ima veliki znaĉaj pri projektovanju i izgradnji objekata kako u samom masivu, tako i na njegovoj površini. Pri izradi podzemnih prostorija, bez razlike na popreĉni presek prostorije, stenski masiv je osnovni noseći element.

363


Deformacije stenskog masiva oko podzemne prostorije izazivaju napone u konstrukciji podgrade. S obzirom na veliku raznolikost graĊe stenskog masiva i njegovih svojstava, teško je razraditi model koji moţe opisati naponsko-deformacijsko stanje stenskog masiva. Zato je veoma vaţno razraditi jednostavan strukturni model koji odraţava sve osobenosti graĊe stena stenskog masiva i njegova fiziĉko-mehaniĉka i deformaciona svojstva. Na slici 1.1. prikazan je opšti sluĉaj stanja napona na modelu kocke. Na svaku površ elementarne kocke deluju normalni i smiĉući naponi na šest ravni, od kojih su svake dve meĊusobno paralelne ravni infinitezimalno bliske.

Slika 1.1. Naponi u taĉki Iz naponske analize je poznato da za date komponentalne napone, prema datoj slici, postoje tri meĊusobno uprevne ravni u kojima su smiĉući naponi jednaki nuli, a normalni naponi su glavni naponi oznaĉeni sa σ1, σ2 i σ3. Matematiĉki gledano, veliĉine glavnih napona su tri meĊusobno nezavisne veliĉine, što znaĉi da ovi naponi mogu biti tri proizvoljne vrednosti sa istim ili razliĉitim predznacima. Uslov je da komponentalni naponi integrisani u zatvorenom domenu moraju zadovoljiti uslove ravnoteţe i kompatibilnosti sa zadatim spoljnim opterećenjima i zapreminskim silama.

VEZE NAPONA I DEFORMACIJA Deformisanje elementa tla se, prema uzroku pojave deformacije, moţe podeliti na dve grupe, i to: - deformacije usled promene efektivnih ili totalnih napona - deformacije usled promene uslova sredine, bez znaĉajnije promene opterećenja. Svaki materijal izloţen naponima se deformiše. Veze izmeĊu napona i deformacija najĉešće nisu linearne niti reverzibilne, mogu biti funkcija vremena i zavise od prethodne istorije opterećivanja, putanje napona, odnosno prethodnih deformacija. Iako je ponašanje tla daleko od odealno elastiĉnog, pogodno je uvesti sasvim prihvatljivu pretpostavku da se tlo ponaša linearno u izvesnom intervalu, pri izvesnom

364


priraštaju. Kada je element elastiĉnog izotropnog tla izloţen priraštajima glavnih napona 1, 2 i 3 odgovarajući priraštaji glavnih deformacija su:

1  1   s  2   3  Es 1  2   2   s  3   1  Es 1  3   3   s  1   2  Es

 1 

Na slici 1.2. su rezimirani opiti koji se najĉešće upotrebljavaju za merenje veza napona i deformacija u tlu. Opit izotropne kompresije je prva faza triaksijalnog opita, dok ceo opit iz dve faze sluţi za odreĊivanje ĉvrstoće i deformabilnosti tla. Opit stišljivosti ili edometarski opit se koristi za odreĊivanje kompresibilnosti. U opitu izotropne kompresije moţe se na realnom tlu meriti promena zapremine pri ĉemu se nanose priraštaji napona c u svim pravcima bez ikakvih priraštaja smiĉućih napona. Zavisnost zapreminske deformacije i svestranog pritiska pokazuje da materijal postaje krući sa povećanjem napona.

Slika 1.2. Uobiĉajni opiti za odredjivanje veza napona i deformacija

365


PORNI NADPRITISAK Uslovi i ponašanja vodom zasićenog tla izloţenog priraštaju napona se mogu posmatrati u dva graniĉna sluĉaja, i to: - nedrenirani uslovi - drenirani uslovi. Nanošenje napona pri izotropnoj kompresiji bi izazvalo istiskivanje vode iz pora. MeĊutim, ako tlo ima veoma malu vodopropusnost (gline) i ako su naponi naneti brzo, neposredno nakon nanošenja napona nema dreniranja vode iz pora jer nema vremena da voda istekne. Tada dolazi do povećanja pritiska vode u porama. Ovaj pritisak se naziva porni pritisak ili porni nadpritisak u nedreniranim uslovima. U tom sluĉaju priraštaji efektivnih napona nisu jednaki priraštajima totalnih napona već predstavljaju razliku izmeĊu priraštaja totalnih napona i generisanih pornih pritisaka. U koliko se naponi povećavaju veoma sporo, tako da ima dovoljno vremena da se istovremeno sa promenom napona voda istiskuje, drenira iz pora, uz zanemarljivo male porne pritiske, radi se o dreniranim uslovima. Porni nadpritisci su tada pribliţno jednaki nuli, a priraštaji totalnih napona su jednaki priraštajima efektivnih napona. Veliĉina priraštaja pornih pritisaka u nedreniranim uslovima zavisiće od priraštaja komponentalnih napona i od prirode tla. U opitu triaksijalne kompresije, kada je radijalni napon konstantan, tako da je 2=3=0, priraštaj pornog pritiska je

1 3

 

u   1   3     . U obrnutom i praktiĉno izvodljivom sluĉaju opita triaksijalnog istezanja, kada je aksijalni napon konstantan a radijalni naponi se povećavaju tj. 3=0 i 1=2=(1-3), porni nadpritisak je

2 3

 

u   1   3     . U navedenim uslovima opterećivanja  predstavlja meru povećanja pornih pritisaka usled promene napona smicanja. Moţe se zakljuĉiti da se priraštaj pornih pritisaka sastoji od dva dela. Prvi deo priraštaja je posledica priraštaja proseĉnih normalnih napona a drugi nastaje od promene devijatora napona, tj.smiĉućih napona.

366


Slika 1.3. Priraštaj pornih pritisaka u nedreniranim uslovima zbog rotaciono simetriĉnog priraštaja napona (a) poĉetno stanje, (b) priraštaj svestranog napona, (c) priraštaj jednog glavnog napona Uslovi su nešto jednostavniji u konvencionalnom triaksijalnom aparatu jer su priraštaji naponskog stanja rotaciono simetriĉni, tako da je 2=3, pa se za praktiĉne potrebe koristi izraz koji je dao Skempton: u  B 3  A 1   3 . Ako se pretpostavi nestišljivi fluid u porama relativno stišljivijeg skeleta tla, ceo priraštaj sferne komponente napona u nedreniranim uslovima prima porna voda, tako da je parametar B=1, a pri rotaciono simetriĉnom stanju napona i povećavanju aksijalnog napona za elastiĉan skelet A=1/3. U sluĉaju realnog zasićenog tla, parametar B zavisi od stišljivosti skeleta tla. Merena vrednost na mekim glinama se kreće izmeĊu 0,9990 i 0,9998, a najmanja je za zbijene peskove i iznosi oko 0,9921, tako da je za praktiĉne potrebe u mehanici tla dovoljno taĉna pretpostavka da je parametar B jednak jedinici ako je stepen zasićenja 1. Ako se u laboratorijskom opitu izmeri veliĉina B znatno manja od oko 1, znaĉi da materijal nije potpuno zasićen. Parametar A zavisi od nivoa napona i zbijenosti tla, odnosno od tendencije materijala da menja zapreminu tla pri nanošenju smiĉućih napona. Moţe se videti da zbijene, jako prekonsolidovane gline, mogu imati i negativnu vrednost parametra A pri lomu, jer takvo tlo ima tendenciju da povećava zapreminu pri smicanju, tako da se generišu negativni porni pritisci. Treba napomenuti da idealno elastiĉan materijal pri promeni smiĉućih napona menja samo oblik i nema tendenciju da menja zapreminu. ISPITIVANJE SMICANJA U TRIAKSIJALNOM APARATU Uzorak cilindriĉnog oblika se moţe opterećivati svestranim pritiskom σ3 i aksijalnim naponom σa = σ1, do loma. Moguće je koristiti razliĉite promene napona. U standardnim

367


opitima je radijalno opterećenje σr = σ3 konstantno. U toku opita pod raznim uslovima registruju se naponi i deformacije uzorka i na osnovu dobijenih podataka se izraĉunava ĉvrstoća tla pri smicanju. Glavna prednost opita triaksijalne kompresije u odnosu na opit direktnog smicanja je u homogenijem polju napona, uz mogućnost merenja pornih pritisaka ili promene zapremine u procesu deformisanja. Prema naĉinu ispitivanja koriste se tri standardna postupka koji se, pre svega, razlikuju po uslovima dreniranja u pojedinim fazama opterećivanja: 1. NEDRENIRANI opit, („U“ opit), postupak bez dreniranja u obe faze opita odnosno „brzi opit“. Ĉesto se naziva i „UU“ ili nekonsolidovani nedrenirani opit. 2. KONSOLIDOVANI NEDRENIRANI opit, („CU“ opit), postupak sa konsolidacijom u prvoj fazi i bez dreniranja u drugoj. 3. DRENIRANI opit, („D“ opit), postupak sa dreniranjem u obe faze opita odnosno „spori opit“. Ĉesto se naziva i „CD“ ili konsolidovani drenirani opit. Za sve tri vrste opita se najĉešće podrazumeva da su uzorci potpuno zasićeni vodom. U svakom od navedenih vrsta opita meri se promena aksijalnog napona u funkciji aksijalne deformacije uzorka pri konstantnoj veliĉini radijalnih napona. REZULTATI ISPITIVANJA U ovom radu biće opisan konsolidovani nedrenirani opit („CU“), koji je izveden na flotacijskoj jalovini, od koje je sagraĊena brana 1-A. Tok ispitivanja Materijal, koji je korišćen za triaksijalno „CU“ ispitivanje, je uzorkovan sa flotacijske brane 1-A. Karakteristike materijala su sledeće: - zapreminska teţina 15.90 kN/m3 - specifiĉna teţina 25.70 kN/m3 - vlaga u prirodnom stanju 8.07%.

Slika 1.4. Izgled triaksijalnog aparata za tlo sa pratećom opremom

368


Materijal se uzorkuje cilindrom, dimenzija 103x51mm. Uzorak se istisne i ugradi u gumenu membranu, koja se na krajevima priĉvršćuje gumenim prstenovima za laku ploĉu (kapu) i postolje (pijedestal). Tako uzorkovani materijal se ugradi u cilindriĉnu ćeliju od pleksiglasa. Ćelija se priĉvrsti velikim zavrtnjima za poklopac, i u nju se pusti voda. Kada je cilindar ispunjen vodom, moţe se aplikovati boĉni pritisak na uzorak. Veliĉina boĉnog pritiska se moţe podesiti prema potrebi. U ovom sluĉaju je, za prvi korak merenja, aplikovan boĉni pritisak od 50kPa. Tokom primene ovog pritiska, preko raĉunara se moţe oĉitavati grafik zavisnosti pornog pritiska od vremena. U ovoj fazi se moţe oĉitati i parametar B, koji predstavlja odnos pornog i ćelijskog pritiska. Cilj je da parametar B dostigne vrednost oko 0,95, i tada moţemo reći da je uzorak zasićen. Ovo predstavlja prvu fazu „CU“ opita. Ako je parametar B manji od 0,95, prelazi se na sledeći korak. To je korak u kome idemo na drugi stepen zasićenja. Preko ureĊaja (S2), koji sluţi za nanošenje povratnog hidrostatiĉkog pornog pritiska, nanosi se kontrolisana veliĉina hidrostatiĉkog pritiska u unutrašnjost uzorka, kako bi se najveći deo vazduha izmeĊu membrane i uzorka i u porama istisnuo a ostatak rastvorio u pornoj vodi. Prilikom primene povratnog pornog pritiska, mora se voditi raĉuna da se njegova veliĉina bira tako da ne menja veliĉinu efektivnog napona, što zahteva istovremeno povećanje svestranog pritiska za istu veliĉinu. U našem sluĉaju, zadrţana je vrednost boĉnog pritiska od 50kPa, i aplikovan je povratni hidrostatiĉki pritisak od 30kPa. Ovaj korak se primenjuje sve dotle dok se vrednost pornog pritiska ne ustali (smanji). Vrednost pornog pritiska moţemo oĉitati tokom samog procesa na dijagramu vreme-porni pritisak. Ako i nakon ovog koraka zasićenje uzorka nije potpuno, potrebno je ponovo primeniti samo boĉni pritisak na sam uzorak. Iskljuĉuje se vod sa povratnim pritiskom, a na uzorak se nanosi veći boĉni pritisak. U našem sluĉaju, boĉni pritisak je povećan na 100kPa. Tokom procesa se proverava vrednost parametra B. Ako parametar B dostigne vrednost 0,95 prekidamo ovaj korak i nastavljamo sa ogledom. U sluĉaju da parametar B nije dostigao ţeljenu vrednost, potrebno je ponoviti drugi korak zasićenja uzorka, uz primenu hidrostatiĉkog pritiska u unutrašnjost uzorka. Kada parametar B dostigne ţeljenu vrednost, znaĉi da je proces zasićenja završen i da se moţe preći na proces konsolidacije. U procesu konsolidacije povećava se ćelijski pritisak. Razlika izmeĊu ćelijskog pritiska i povratnog pritiska predstavlja konsolidaciju. U ovom koraku dolazi do povećanja zapremine uzorka, što moţemo oĉitati na dijagramu promene zapremine u jedinici vremena. Nakon završetka procesa konsolidacije i pre poĉetka nanošenja aksijalnog opterećenja, otvara se ventil (V1), kako bi se merio porni pritisak tokom deformisanja do loma. Princip naošenja aksijalnog opterećenja je sledeći: Uz pomoć numeriĉkog selektora koji se nalazi na prednjoj ploĉi, podešava se poĉetna brzina (mm/min) u skladu sa vrstom ispitivanja koje će se obaviti. Prema izabranoj brzini, mikroprocesor prenosi impulse koji aktiviraju elektronsku ploĉu, i obezbeĊuje konstantno kretanje pokretne popreĉne grede. Nanošenje opterećenja ide sve dotle dok se na uzorku ne registruju deformacije loma uzorka. Sve ovo se moţe i oĉitati sa grafika ε – (σ1 – σ3). Kada vrednost (σ1 – σ3) dostigne konstantu, proces loma se moţe prekinuti, a dobijena vrednost napona se koristi za crtanje Morovih krugova. Za kompletan opit se najĉešće ispituju najmanje 3 uzorka sa razliĉitim veliĉinama svestranih (boĉnih) pritisaka σ3 u ćeliji. U suštini, prvi uzorak se izlaţe najmanjim usvojenim

369


naponima, drugi sa najmanje dvostrukom veliĉinom pritiska primenjenim na prvom uzorku, a treći sa najmanje dvostrukomveliĉinom pritiska upotrebljenim za drugi uzorak.

Slika 1.5. Izgled slomljenog uzorka

Slika 1.6. Grafiĉki prikaz dobijenih rezultata triaksijalnog opita

370


ZAKLJUĈAK Triaksijalni opit je najprecizniji opit za odreĊivanje unutrašnjeg otpora tla (kohezije i ugla unuitrašnjeg trenja). Ova vrsta opita („CU“) se najĉešće primenjuje, jer najviše odgovara naponskom stanju u prirodnom tlu. Vrše se na koherentnom i nekoherentnom tlu. Zbog dugog trajanja ova vrsta opita se retko vrši. Pošto nedrenirani opiti sa konsolidacijom uz merenje pritiska porne vode daje praktiĉno iste rezultate kao i ostale vrste triaksijalnih opita, ovaj opit se i najĉešće primenjuje. LITERATURA 1. L. ĐurĊevac Ignjatović, D. Ignjatović, Ogled triaksijalne kompresije na primeru flotacijske jalovine sa Kriveljske brane 1-A, Ĉasopis Rudarski radovi 2/2008, 2008., 13-18 2. R. Popović, L. ĐurĊevac Ignjatović, D. Urošević, Konsolidacija i koeficijent vodopropusnosti flotacijskog odloţenog materijala, Ĉasopis Rudarski radovi, 2/2008, 2008., 25-30 3. N. Najdanović, R. Obradović, Mehanika tla u inţenjerskoj praksi, Beograd, 1999 4. M. Maksimović, Mehanika tla, Beograd, Grosknjiga 1995 5. Geotehniĉka I hidrogeološka istraţivanja na flotacijskoj brani 1A “Veliki Krivelj”, Bor, 2007

371


IZBOR TRASE NOVOG TUNELA KRIVELJSKE REKE SELECTION OF THE NEW KRIVELJ’S RIVER TUNNEL LINE Milenko Ljubojev, Vesna Ljubojev, Dragan Ignjatović, Lidija ĐurĊevac Ignjatović Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor Rezime Neophodnost povećanja kapaciteta flotacijskog jalovišta, kao i povećanje nivoa brana 1A, 2A i 3A do kote K +385m dovešće do premeštanja toka Kriveljske reke pomoću novog tunela koji će biti smešten na desnoj obali flotacijskog jalovišta. Novi tunel bi rešio, pored navedenih problema, i dugogodišnji problem dotrajalosti starog tunela. Novi tunel bi, većim delom svoje duţine, prolazio kroz zdravu sredinu, i na taj naĉin bi se uticaj flotacijske jalovine na sam tunel sveo na minimum. Kljuĉne reĉi: Flotacijsko jalovište, trasa novog tunela Abstract Necessity of increasing capacity of flotation tailing dump and also increasing overtop of dams 1A, 2A and 3A to the level of K +385m will bring along evacuation of Krivelj‟s river by new tunnel, who will be located on the right bank of the flotation tailing dump. New tunnel would solve, in addition to the mentioned problems, long-term problem of dilapidated old tunnel. The new tunnel would be passing through a healthy environment mostly of its length, and thus the influence of the flotation tailing dump on tunnel will be reduced to a minimum. Keywords: flotation tailing dump, new tunnel line

UVOD Za odlaganje flotacijske jalovine, površinski kop „Veliki Krivelj“ koristi podruĉje u dolini Kriveljske reke. Flotacijsko jalovište (polje 1) je locirano izmeĊu dve brane, 1A i 2A, koje su bile projektovane do kote K +375m. Novo flotacijsko jalovište (polje 2) se nalazi izmeĊu brana 2A i 3A i projektovano je do kote K +350, sa ukupnim kapacitetom od 94,3 · 106[m3]. MeĊutim, sa povećanjem proizvodnje stvorila se potreba za proširenje kapaciteta flotacijskog jalovišta, odnosno za njegovim nadvišenjem do kote K +385m. Zato je potrebno izmestiti korito Kriveljske reke, i to pomoću postojećeg tunela, koji je lociran u zoni polja 1, ukupne duţine L=1.414 [m], i novim tunelom, koji će se prostirati duţ desne obale flotacijskog jalovišta, ukupne duţine L=2.400 [m]. Konstrukcija novog tunela na desnoj obali flotacijskog jalovišta omogućiće povećanje polja 2, što će znaĉajno uvećati njegov kapacitet. __________________ Ovaj rad je proistekao iz Projekta broj 17004, koga je finansiralo Ministarstvo za Nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije Treba imati u vidu da na izbor trase tunela veliki uticaj imaju: geološki sastav terena, strukturne karakteristike stenskog masiva, hidrološki uslovi i ugao raseda stenskog masiva. Mnogi od ovih faktora zavise od veliĉine podzemnog pritiska.

372


Na izradu tunela naroĉito utiĉu mehaniĉka oštećenja stenskog masiva, koja se manifestuju kroz pukotine i zarušene mase. Ĉesto su ova podruĉja putevi podzemnih voda. Ako se ona pojavi, moţe prouzrokovati znatna oštećenja. Treba uzeti u obzir i hemijska oštećenja stenskog masiva, koja se javljaju kao reakcija izmeĊu okolnih stena sa vodom, gasovima i povišenom temperaturom. Ove pojave obiĉno prate mehaniĉka oštećenja stena. MORFOLOŠKE KARAKTERISTIKE TRASE TUNELA Po morfologiji, teren na kome se nalazi trasa budućeg tunela je preteţno brdovit. Poĉetak trase tunela se nalazi severozapadno od brda Tilva Satuli. Projektovana trasa tunela se pruţa od kote 385 jugoistoĉno niz padinu Tilva Satulija, pa zatim 7 do 10 metara ispod površine flotacijskog jalovišta (polje 2), koje je formirano u aluvijumu Kriveljske reke u duţini od 450m. Na duţini od 1.820 metara, tunel menja pravac i od kote 335 skreće ka istoku.

Slika 1 Satelitski snimak flotacijskog jalovišta

373


HIDROGEOLOŠKE KARAKTERISTIKE TERENA Hidrogeološka analiza terena je obuhvatila: slivno podruĉje Kriveljske reke od njenog izvora do ulaska u tunel, zatim sliv reke Saraka do njenog ušća u Kriveljsku reku, sliv Borske reke, do njenog ulivanja u tunel i neimenovanog potoka koji se uliva u Borsku reku. Pomenuta slivna podruĉja su opisana u tabeli 1. Tabela

1

Slivna

podruĉja Reka

Saraka Kriveljska reka Neimenovani potok

Borska reka

Profil Uliv u Kriveljsku reku Uliv u kolektor Popreĉni presek sa tunelom Borske reke Ulazak u tunel Borske reke

Površina slivnog podruĉja F[km2]

Duţina reĉnog toka L[km]

Pad reĉnog toka Iur[‰]

Maksimalni pad reĉnog toka Imax[‰]

16.38

9.7

43.3

48.5

95.71

18.6

13.4

34.1

2.3

3.15

59.7

69.8

12.6

6.6

39.4

62.9

INŢENJERSKO-GEOLOŠKE KARAKTERISTIKE TLA Materijal, kroz koji će proći projektovana trasa novog tunela, je raznovrstan, od flotacijskog jalovišta do ĉvrstih stena. Flotacijsko jalovište (flotacijski mulj) se sastoji od prašinastog materijala sa 5 do 50% frakcija manjih od 0,006 [mm] i sa 25% frakcija krupnijih od 0,2 [mm]. Ciklonizirani pesak je fino granulisani pesak sa najkrupnijom frakcijom od 2 [mm], srednjom frakcijom od 0,1 [mm] i oko 15% ĉestica manjih od 0,07 [mm]. Površinski raspadnut material se sastoji od tri litološka ĉlana, u zavisnosti od baziĉne stene, i razlikujemo: raspadnute andezite, conglomerate i pešĉare, laporce laporovite kreĉnjake i peskovite kreĉnjake. Ĉvrste stene se sastoje od neizmenjenih stena, koje nisu pretrpele proces raspadanja. Najreprezentativnije stene su: andeziti, konglomerati, pešĉari i laporci. METODOLOGIJA ISTRAŢIVANJA I ISPITIVANJA STENSKOG MATERIJALA Nakon upoznavanja sredine u kojoj će se naći novi tunel Kriveljske reke, treba voditi raĉuna o sledećim ĉinjenicama i faktorima koji će uticati na njegovu stabilnost i trajnost. Treba definisati kako inţenjersko-geološke tako i geomehaniĉke karakteristike stena na novoj

374


trasi tunela, utvrditi morfološke karakteristike sredine, njihov geološki sastav, definisati podzemne vode, utvrditi strukturne i teksturne karakteristike, definisati fiziĉko-mehaniĉke i deformabilne karakteristike stena za svaki inţenjersko-geološki sloj. Terensko istraţivanje Istraţno bušenje je projektovano sa 5 istraţnih bušotina duţ trase tunela i sa dve bušotine koje bi prošle kroz flotacijsko jalovište , koje bi sluţile za odreĊivanje debljine sloja flotacijske jalovine, kao i za odreĊivanje kvaliteta stene, koja se nalazi izmeĊu flotacijske jalovine i projektovane trase tunela. Detaljna inţenjersko-geološka kartiranja jezgara istraţnih bušotina moraju biti odraĊena radi odreĊivanja litoloških ĉlanova, strukturnih i teksturnih karakteristika stena. Svaki litološki ĉlan je izdvojen i dat na dalju laboratorijsku analizu radi odreĊivanja fiziĉko-mehaniĉkih i deformacionih svojstava materijala. ZAKLJUĈAK Zbog povećanja kapaciteta postojećeg jalovišta, neophodno je premestiti tok Kriveljske reke i to pomoću postojećeg i novog tunela. Novi tunel bi rešio i niz ekoloških problema, a jedan od njih je potencijalno zagaĊenje Crnomorskog sliva izlivanjem flotacijske jalovine u Kriveljsku reku. Da bi se projektovala trasa novog tunela, neophodno je sprovesti niz ispitivanja terena, odrediti geološke i morfološke karakteristike stenskog materijala i izvršiti potrebna laboratorijska istraţivanja. Ova ispitivanja su od velikog znaĉaja za stabilnost i dugotrajnost novog tunela. LITERATURA 1. M. Ljubojev, M. Avdić, M. Bugarin, R. Popović, D. Ignjatović, Tunnel analysis in fault zones and the effects of stress distribution on the support, 2009., Journal of mining and metallurgy, vol. 45, num.1, 49-57 2. M. Ljubojev, Z. Stojanović, D. Mitić, D. Ignjatović, Mining-geological conditions influence for selection the best location of Krivelj‟s river tunnel, 41st INTERNATIONAL OCTOBER CONFERENCE on Mining and Metallurgy, Kladovo, 2009. 73-80 3. M. Ljubojev, Z. Stojanović, D. Mitić, L ĐurĊevac Ignjatović, D. Ignjatović, Cross section form determination of new Krivelj‟s river tunnel, 41st INTERNATIONAL OCTOBER CONFERENCE on Mining and Metallurgy, Kladovo, 2009. 225-230 4. S. Krstić, M. Ljubojev, D. Ignjatović, V. Ljubojev, Efect underground water level and fracture of massif rock on stability tunnel of Krivelj‟s river in Bor, 41st INTERNATIONAL OCTOBER CONFERENCE on Mining and Metallurgy, Kladovo, 2009. 255-258 5. M. Ljubojev, M. Avdić, D. Ignjatović, L. ĐurĊevac Ignjatović, Uticaj flotacijskog jalovišta polja 2 na stabilnost tunela Kriveljske reke, Ĉasopis RUDARSKI RADOVI, 2/2009, 2009., 21-28

375


MOGUĆNOST POBOLJŠANJA TEHNOLOŠKIH REZULTATA PRERADE ŠLJAKE PLAMENE PEĆI U FLOTACIJI BOR MEŠANJEM ŠLJAKE I STARE FLOTACIJSKE JALOVINE THE POSSIBILITY OF TEHNOLOGICAL IMPROVEMENT OF SLAG PROCESSING IN FLOTATION PLANT BOR MIXUNG SLAG AND OLD WASTE FLOTATION TAILINGS Stana Profirović, Novka Ţivadinović, SljaĊana Šćopić-Topalović RTB Bor, RBB Bor, Bor IZVOD Preradom topioniĉke šljake u pogonu Flotacija Bor ne postiţu se zadovoljavajući tehnološki rezultati kada je reĉ o iskorišćenju bakra i kvalitetu koncentrata. Povećana tvrdoća i gustina šljake kao i nedostatak aluminata u pulpi dovodi do smanjenja stabilnosti pulpe i brţeg taloţenja ĉestica šljake. Iz ovog razloga je izvedeno laboratorijsko ispitivanje mogućnosti mešanja zajedniĉke prerade topioniĉke šljake i flotacijske jalovine radi postizanja boljih tehnoloških rezultata prerade. Laboratorijska ispitivanja su pokazala da se upotrebom stare flotacijske jalovine postiţe oĉekivana stabilnost pulpe, što pozitivno utiĉe na sam proces flotacijske koncentracije, odnosno povećanje iskorišćenja bakra. Na osnovu ovih laboratorijskih ispitivanja, uraĊena su dva snimanja tehnološkog procesa u pogonu flotacije Bor koja su predstavljala industrijsku probu zajedniĉke prerade šljake plamene peći i stare flotacijske jalovine. Dobijeni tehnološki rezultati industrijih proba dali su odreĊene smernice za nastavak ispitivanja radi poboljšanja tehnoloških rezultata prerade šljake plamene peći u pogonu flotacija Bor. Kljuĉne reĉi: šljaka plamene peći, flotacijska jalovina, tehnološki rezultati. ABSTRACT Furnace slag processing in Bor flotation plant do not achieve a satisfactory technological results in terms of utilization and quality of copper concentrates. Increased hardness and density of slag and lack aluminata in the pulp resulting in decreased stability of pulp and faster deposition of particles of slag. It is therefore conducted laboratory testing capabilities common processing mixing slag and tailings flotation technology to achieve better processing results. Laboratory studies have shown that the use of old flotation tailings achieved the expected stability of pulp, which positively affects the process flotation concentration, and increase utilization of copper. On the basis of laboratory tests, carried out two shooting of technological processes in Bor flotation plant, which represented a common industrial test furnace slag processing and old flotation tailings. The resulting technological industry test results gave some guidance for further research to improve the technological results of furnace slag processing in Bor flotation plant. Key words: clay furnace, flotation tails, technological results.

376


UVOD U cilju poboljšanja tehnoloških pokazatelja procesa mlevenja i flotiranja topioniĉke šljake, na osnovu laboratorijskih ispitivanja, uraĊena su dva snimanja tehnološkog procesa u pogonu flotacije Bor. Dana 11.11.2008.god. uraĊeno je snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja. U radu je bila “C” sekcija mlevenja i “A” linija flotiranja. Snimanje procesa je vršeno u vremenskom intervalu od 1330 do 1530, a uzorkovanje je vršeno na svakih 15min. Proseĉna ĉasovna prerada je bila 73,5 t/h. Dana 13.11.2008.god. uraĊeno je snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja mešavine šljake I stare flotacijske jalovine u odnosu 90:10%. Mešavina je pripremljena u pogonu drobljenja flotacije Bor. U radu je bila “C” sekcija mlevenja i “A” linija flotiranja. Snimanje procesa je vršeno u vremenskom intervalu od 1230 do 1430, a uzorkovanje vršeno na svakih 15min. Proseĉna ĉasovna prerada je bila 74t/h. Cilj formiranja mešavine bio je povećanje stabilnosti pulpe pod uticajem aluminata prisutnih u jalovini. Oba snimanja su uraĊena pod pribliţno istim tehnološkim uslovima zbog mogućnosti uporeĊenja rezultata. SNIMANJE TEHNOLOŠKOG PROCESA PRERADE ŠLJAKE PLAMENE PEĆI I STARE FLOTACIJSKE JALOVINE Tabela br.1 HEMIJSKA ANALIZA – šljaka plamene peći, 11.11.2008.godina Proizvod

Cu

S

Fe

Cuox

Cusulf

Al2O3

Mo

Ag

Au

Iz3040

0,650

1,00

33,58

0,145

0,505

4,25

/

/

/

Iz3090

0,570

0,20

35,26

0,101

0,469

4,30

/

/

/

U3070

0,576

0,40

34,14

0,190

0,386

4,35

/

/

/

Ps3080

0,570

0,40

32,79

0,101

0,469

4,37

/

/

/

Pr3080

0,650

0,40

32,68

0,145

0,503

4,46

0,012

3,8

0,55

Ko

1,90

1,40

32,91

0,457

1,443

3,93

0,018

3,6

0,6

Kpr

0,797

1,40

35,59

0,209

0,588

4,36

/

/

/

KI

6,77

4,60

34,14

0,971

5,799

3,55

/

/

/

KII

9,90

7,00

32,23

0,971

8,929

3,01

/

/

/

KIII

11,168

5,40

32,68

1,48

9,688

3,25

0,016

16,5

2,7

OI

0,450

0,60

34,58

0,109

0,341

4,11

/

/

/

OII

2,18

1,80

33,24

0,226

1,954

3,86

/

/

/

OIII

3,123

1,60

31,11

0,785

2,338

3,47

/

/

/

Jš

0,355

0,20

32,46

0,096

0,259

4,45

0,014

3,0

0,25

J3

0,447

1,20

33,58

0,130

0,317

4,47

0,016

3,4

0,25

Jdef

0,358

0,20

32,46

0,078

0,280

4,60

/

/

/

Šljaka sa trake

0,650

0,20

33,69

0,145

0,505

4,49

/

/

/

377


Proizvod

Tabela br.2 HEMIJSKA ANALIZA – mešavina šljake i jalovine, 13.11.2008.god Cu S Fe Cuox Cusulf Al2O3 Mo Ag

Au

Iz3040

0,483

0,40

28,88

0,125

0,348

4,77

/

/

/

Iz3090

0,447

0,20

31,11

0,127

0,320

4,52

/

/

/

U3070

0,450

0,60

30,89

0,114

0,336

4,52

/

/

/

Ps3080

0,447

0,30

31,00

0,127

0,320

4,50

/

/

/

Pr3080

0,483

0,40

27,09

0,125

0,348

4,70

0,010

4,1

0,4

Ko

1,143

2,00

32,23

0,353

0,790

4,32

0,015

4,0

0,6

Kpr

1,141

6,93

35,36

0,247

0,894

4,32

/

/

/

KI

2,771

0,20

33,46

0,376

2,395

4,03

/

/

/

KII

3,848

0,20

32,90

0,529

3,319

3,60

/

/

/

KIII

6,874

45,55

38,61

0,273

6,601

1,28

0,0023

8,6

1,3

OI

0,485

1,20

31,45

0,165

0,320

4,38

/

/

/

OII

1,098

1,40

33,80

0,343

0,755

4,02

/

/

/

OIII

1,449

0,60

30,11

0,288

1,161

3,70

/

/

/

Jš

0,339

0,20

26,86

0,088

0,251

4,94

0,010

3,8

0,5

J3

0,340

2,20

30,78

0,175

0,165

4,49

0,014

3,5

0,5

Jdef

0,340

0,40

31,11

0,114

0,226

4,89

/

/

/

Šljaka sa trake

0,483

0,20

26,86

0,125

0,348

4,89

/

/

/

378


Tabela br.3 Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja i flotiranja šljake plamene peći, snimanje „C“ sekcije, 11.11.2008.godine Klasa krupnoće d[mm]

OC

+12 -12+10 -10+6,680 -6,680+3,350 -3,350+2,360 -2,360+2,000 -2,000+1,400 -1,400+0,850 -0,850+0,589 -0,589+0,500 -0,500+0,300 -0,300+0,212 -0,212+0,150 -0,150+0,106 -0,106+0,075 -0,075+0,053 -0,044+0,038 -0,038

50,3 9,7 11,5 12,4 3,9 1,4 2,7 2,3 1,2 0,5 1,5 0,5 0,4 0,3 0,2 0,3 0,1 0,8

Iz3040

Iz3090

Ps3080 Pr3080 Up3070

Ko

J2

J3(p)

OI

OII

OIII

KI

KII

KIII

Kp

Jdef

0,4 1,0 3,5 6,0 7,2 13,7 2,7

0,6 1,7 4,6 9,5 18,4 4,8

0,7 1,8 2,3 3,1 4,1 4,1

0,2 0,6 2,2 5,3 8,0 14,5 3,7

0,5 0,9 3,1 5,8 7,8 16,5 2,7

0,2 0,7 4,0 9,4 15,9 25,2 3,6

0,3 0,7 2,6 7,6 28,3 0,5

0,6 1,4 4,3 12,1 16,4 14,2 10,9

m%

3,8 2,1 10,6 19,6 14,0 6,8 14,7 6,5 4,8 3,4 2,6 2,7 0,8

0,6 0,9 4,0 7,1 6,3 23,4 16,6 15,0 10,1 5.3 3,1 0,6

0,6 2,8 9,0 8,8 7,6 21,2 17,0 13,8 9,5 3,7 1,8 0,3

1,5 4,0 7,3 13,4 13,3 16,1 4,7

0,5 1,5 4,4 5,8 5,2 17,8 14,4 13,6 12,9 6,8 5,8 0,3

0,2 0,4 0,6 1,8 4,4 12,6 2,4

0,3 0,9 3,0 8,2 10,4 11,4 10,3

379

0,3 0,5 1,8 3,9 5,9 6,3

Rudarstvo 2010 / Mining 2010 Tabela br.4 Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja i flotiranja mešavine šljake i jalovine, snimanje „C“ sekcije 13.11.2008.god Klasa krupnoće d[mm]

OC

+12 -12+10 -10+6,680 -6,680+3,350 -3,350+2,360 -2,360+2,000 -2,000+1,400 -1,400+0,850 -0,850+0,589 -0,589+0,500 -0,500+0,300 -0,300+0,212 -0,212+0,150 -0,150+0,106 -0,106+0,075 -0,075+0,053 -0,044+0,038 -0,038

40,1 11,1 19,4 13,1 4,1 1,4 1,9 1,5 1,0 0,1 1,0 0,6 0,7 0,5 0,4 0,6 0,2 2,3

Iz3040

Iz3090

Ps3080 Pr3080 Up3070

Ko

J2

J3(p)

OI

OII

OIII

KI

KII

KIII

Kp

Jdef

0,9 1,5 2,3 3,9 5,5 5,4 80,5

0,6 1,0 1,7 2,5 3,5 3,5 87,2

0,8 1,2 3,0 6,2 9,6 11,2 68,0

0,9 2,3 4,1 6,3 7,7 8,9 69,8

1,3 2,6 5,6 9,8 11,2 10,2 59,3

0,9 4,0 9,4 15,1 25,0 4,6 41,0

0,4 1,3 2,2 3,5 5,1 5,2 82,3

1,0 7,1 15,3 12,6 12,6 8,3 43,1

m%

0,8 5,6 3,7 11,5 19,1 12,7 5,9 13,2 5,3 3,4 3,1 2,6 3,5 0,8 8,8

0,5 1,2 4,7 7,1 7,6 18,0 13,2 15,8 12,7 7,1 3,9 0,8 7,4

2,1 2,6 5,8 7,5 6,8 19,9 17,2 17,6 10,4 3,9 2,0 0,9 3,3

0,6 2,0 7,1 10,9 15,1 18,8 5,2 40,3

0,6 1,4 1,0 6,4 6,9 5,3 18,2 15,2 14,0 11,6 5,2 3,0 1,8 9,4

1,2 1,4 2,3 4,5 5,7 5,8 79,1

0,3 0,7 3,9 10,4 14,5 14,8 11,9 43,5

380

0,6 1,0 2,1 3,4 5,6 5,1 82,2


3010

5

3020

3080 2210

H2 O

H2O Ca(OH)2

3090

1 H2 O

4

2

10330

H2 O

3040

7

3

11 2330

3270

3070

3330

A

B

1230

12 8

6

10 9

280 420

421

3241C

13

2240 3240

340

14

Zgušnjivaci 6 i 7

345

Ka filtraži Cu

Slika br.1 Tehnološka šema mlevenja i flotiranja šljake plamene peći na C sekciji u pogonu Flotacija Bor, 11.11.2008.godine Tabela br. 7 Tehnoliški rezultati mlevenja i flotiranja šljake plamene peći na C sekciji u pogonu Flotacija Bor, 11.11.2008.godine Proizvodi Q,% Q,t/h Cu,% Cu,t/h Icu,% ρĉ,t/m3h Vĉ,m3/h ρp,t/m3h Vp,m3/h Vv,m3/h p,%

Iz3040 1 100,0 73,5 0,650 0,48 / 3,65 20,14 2,00 53,36 33,22 68,87

Iz3090 2 1051,06 772,51 0,570 4,40 / 3,59 215,18 1,95 586,73 371,55 67,52

U3080 3 1151,06 846,01 0,576 4,880 / 3,59 235,32 1,67 950,61 715,29 55,61

Ps3080 4 1051,06 772,51 0,570 4,40 / 3,59 215,18 1,98 568,66 353,48 68,61

Pr3080 5 100,0 73,5 0,650 0,48 100,0 3,65 20,14 1,14 381,95 361,81 16,88

Ko 6 19,34 14,22 1,90 0,27 56,25 3,79 3,75 1,06 174,67 170,92 7,68

KI 7 5,22 3,84 6,77 0,26 54,17 3,83 1,00 1,062 45,77 44,77 7,90

KII 8 3,24 2,38 9,90 0,23 47,92 3,87 0,61 1,025 70,58 69,97 3,29

KIII 9 2,73 2,005 11,168 0,22 45,83 3,94 0,51 1,024 62,36 61,85 3,14

OI 10 16,61 12,21 0,450 0,05 10,41 3,77 3,24 1,03 299,35 296,11 3,96

OII 11 2,49 1,83 2,18 0,04 8,33 3,83 0,48 1,02 66,94 66,46 2,68

OIII 12 0,51 0,37 3,123 0,01 2,08 3,88 0,1 1,008 34,30 34,20 1,07

J2 13 80,66 59,28 0,355 0,21 43,75 3,62 16,39 1,13 330,15 313,76 15,89

Jdef 14 97,27 71,495 0,358 0,26 54,17 3,64 19,63 1,12 432,19 412,56 14,77


3010

5

3020

3080 2210

H2 O

H2O Ca(OH)2

3090

1 H2 O

4

2

10330

H2 O

3040

7

3

11 2330

3270

3070

3330

A

B

1230

12 14

8

6

10 9

2240 3240

280 421

420 3241C

345

Ka filtraži Cu

13

15 340

16

Zgušnjivaci 6 i 7

Slika br.2 Tehnološka šema mlevenja i flotiranja šljake plamene peći na C sekciji u pogonu Flotacija Bor Industrijska proba – šljaka i jalovina, 13.11.2008.god. Tabela br. 8 Tehnoliški rezultati mlevenja i flotiranja šljake plamene peći na C sekciji u pogonu Flotacija Bor Industrijska proba – šljaka i jalovina, 13.11.2008.god. Proizvodi Q,% Q,t/h Cu,% Cu,t/h Icu,% ρĉ,t/m3h Vĉ,m3/h ρp,t/m3h Vp,m3/h Vv,m3/h p,%

Iz3040 1 100,0 74,0 0,483 0,36 / 3,51 21,08 2,16 45,62 24,54 75,10

Iz3090 2 868,8 642,17 0,447 2,87 / 3,49 184,00 2,14 401,93 217,93 74,66

U3080 3 968,8 716,17 0,450 3,23 / 3,49 205,08 1,73 696,22 491,14 59,14

Ps3080 4 868,8 642,17 0,447 2,87 / 3,49 184,00 2,44 318,16 134,16 82,72

Pr3080 5 100,0 74,0 0,483 0,36 100,0 3,51 21,08 1,14 378,06 356,98 17,17

Ko 6 17,91 13,25 1,143 0,15 41,67 3,60 3,68 1,07 136,68 133,00 9,06

KI 7 7,54 5,58 2,771 0,15 41,67 3,65 1,53 1,05 81,01 79,48 6,56

KII 8 4,95 3,66 3,848 0,14 38,89 3,69 0,99 1,06 44,49 43,50 7,76

KIII 9 2,19 1,62 6,874 0,11 30,56 3,80 0,43 1,04 29,84 29,41 5,22

OI 10 17,95 13,28 0,485 0,06 16,67 3,58 3,71 1,05 191,34 187,63 6,61

OII OIII Kp 11 12 13 5,35 2,76 2,23 3,96 2,04 1,65 1,098 1,449 1,141 0,04 0,03 0,02 11,11 8,33 5,56 3,60 3,64 3,55 1,1 0,56 0,46 1,04 1,03 1,04 71,57 49,27 29,65 70,47 48,71 29,19 5,32 4,02 5,35

Jp 14 15,72 11,63 0,340 0,04 11,11 3,58 3,25 1,03 279,49 276,24 4,04

J2 15 82,09 60,75 0,339 0,21 58,33 3,49 17,40 1,13 333,51 316,11 16,12

Jdef 16 97,81 72,35 0,340 0,25 69,44 3,49 20,65 1,12 430,08 409,35 15,02

ZAKLJUĈAK Na osnovu analize dobijenih rezultata moţemo zakljuĉiti sledeće: - Povećana krupnoća ulazne sirovine uslovljena je lošim radom drobljenja. Na ovo nam ukazuje granulo analiza ulazne sirovine koja za šljaku iznosi +12mm = 50,3%. Za mešavinu šljake i jalovine ova vrednost je nešto niţa (+12mm = 40,1%) zbog dodatka jalovine. - Analizom iskorišćenja bakra osnovnog koncentrata uoĉavamo da se bolji rezultati dobijaju u procesu mlevenja i flotiranja šljake(ICu = 56,25%) dok je ovo iskorišćenje u procesu flotiranja mešavine šljake i jalovine dosta niţe i iznosi ICu = 41,67%. TakoĊe, kvalitet definitivnog koncentrata procesa mlevenja i flotiranja šljake iznosi Cu = 11,168% , a kvalitet definitivnog mešavine je Cu = 6,874%. Velika razlika u rezultatima uslovljena je znaĉajnim odstupanjem sadrţaja Cu u ulaznoj sirovini koji za šljaku iznosi Cu = 0,650%, a za mešavinu Cu = 0,483%. Ako uzmemo u obzir da je sadrţaj Cu u jalovini Cu = 0,08% , oĉekivani sadrţaj Cu u mešavini je trebao biti oko 0,60%. To nam ukazuje da je procentualno uĉešće jalovine u mešavini bilo veće od planiranog za 10%. - Zbog lošeg stanja mašina i opreme u pogonu flotacije Bor i zbog nemogućnosti obezbeĊenja optimalnih uslova formiranja mešavine šljake i jalovine ovo snimanje nije dalo oĉekivane pozitivne rezultate. Ispitivanja treba nastaviti sa starom flotacijskom jalovinom ili nekom drugom pogodnom sirovinom jer se na osnovu jednog snimanja ne moţe dati konaĉan zakljuĉak. LITERATURA 1. Tehniĉka dokumentacija pogona Flotacija Bor, RBB Bor, 2008-2010. godine

KOMBINOVANA PRERADA RUDE RUDNOG TELA “T” POGONA JAMA BOR I POGONA FLOTACIJA BOR COMBINED PROCESSING OF THE ORE BODY “T” FROM JAMA BOR AND FLOTATION PLANT BOR Aleksandar Petković, Goran Stojić, Sonja Petković, Ivana Profirović RTB Bor, RBB Bor, Bor IZVOD Rudno telo “T” nalazi se u centralnom delu borskog leţišta. Borsko leţište nalazi se na istoĉnom delu oboda grada Bora, sa pravcem pruţanja SZ-JI, duţine 5000 m, širine 500 m, dok u dubinu dopire najmanje 2000 m. Rudno telo “T” spada u grupu malih masivno-sulfidnih rudnih tela visoke sulfidizacije. Pruţanje rudnog tela “T” je u pravcu I-Z, duţine 60 m i širine 40 m. Koncentracija bakra, zlata, srtebra i sumpora opada sa dubinom rudnog tela “T”. Srednji sadrţaj bakra je 5,865 %, zlata 2,84 g/t, srebra 5,60 g/t i sumpora 25,87 %. Halkozin je najzastupljeniji mineral bakra. Zbog visokog sadrţaja bakra i plemenitih metala, a iz razloga što većeg iskorišćenja istih, odluĉeno je da se ruda rudnog tela “T” preraĊuje kombinovanom metodom, tj. da se bogate partije rude usitnjavaju drobljenjem do krupnoće koja bi odgovarala daljem procesu metalurške prerade, dok bi se siromašnije partije rude rudnog tela “T” mešale sa rudom rudnog tela “Brezonik” i kao kompozit išle na dalje usitnjavanje drobljenjem i mlevenjem i flotacijsku koncentraciju minerala bakra. Preradom rude rudnog tela “T” u pogonu Flotacija Bor dobijala bi se dva proizvoda, usitnjena ruda sa većim sadrţajem bakra i koncentrat bakra dobijen flotacijskom preradom kompozita rude rudnog tela “Brezonik” i siromašne rude rudnog tela “T”. Kljuĉne reĉi: rudno telo “T”, flotacijska koncentracija, tehnološki rezultati ABSTRACT Ore body “T” is located in the central part of the Bor deposit. Bor deposit is located on the eastern fringes of the Bor town, with direction NW-SE, length 5000 m, 500 m wide, while the depth reaching at least 2000 m. Ore body "T" falls into the category of small massive sulphide ore-body with high sulfidization. Extension of the ore body "T" is in the direction from the length 60 mi 40 meters wide. The concentration of copper, gold, silver and sulfur decreases with depth of the ore body, "T". Medium copper content was 5.865 %, gold 2.84 g/t, silver 5.60 g/t and 25.87 % sulfur. Chalcosine is the most common copper mineral. Due to the high content of copper and precious metals, and because higher utilization of the same, it was decided that the mining of the ore body, "T" processes combined method, ie. that the rich party ore crusing to size to match the further process of metallurgical processing, while the poorer party ore of ore body “T” mixed with ore from ore body “Brezonik” and as a composite went on further crushing, grinding and flotation concentration of copper minerals. Processing of ore from ore body "T" in the Bor flotation plant received the two products, divided ore with a higher content of copper and copper concentrate obtained with flotation processing composite ore processing ore body "Brezonik and poor ore, the ore body “T”.

Key words: ore body “T”, flotation concentraction, technological results.

UVOD Od januara meseca 2010. godine u pogonima Jama Bor i Flotacija Bor tretira se ruda iz rudnog tela “T” iz Jame Bor. Zbog većeg sadrţaja bakra i plemenitih metala a nemogućnost adekvatnog tretiranja tokom celokupnog ciklusa prerade ove rude, pogotovo u delu flotacijske koncentracije, ruda se tretira postupkom usitnjavanja, tj. drobljenja, i kao takva dalje odvodi na metalurški tretman. Ruda se prvo usitnjava u delu drobljenja pogona Jama Bor gde se odvajaju dve klase proizvoda, ruda klase krupnoće -200+80 mm i ruda klase krupnoće -80+0 mm. Ruda klase krupnoće 200+80 mm se odvodi u deo procesa konvenvertora u Topionici Bor na dalji metalurški tretman, dok se ruda klase krupnoće -20+0 mm odvodi u deo drobljenja pogona Flotacija Bor. Ruda klase krupnoće -80+0 mm se u delu drobljenja u pogonu Flotacija Bor dalje usitnjava do klase krupnoće -6+0 mm. Ruda klase krupnoće -6+0 mm u zavisnost od sadrţaja bakra i plemenitih metala moţe ići dalje usitnjavanje mlevenjem i flotacijsku koncentraciju minerala bakra do dobijanja koncentrata bakra ili u beding na dalju metaluršku preradu. Ako je sadrţaj bakra u rudi klase krupnoće -6+0 mm iznad 3,0 % ta ruda ide u beding na dalji metalurški tretman, a ako je sadrţaj bakra u rudi klase krupnoće -6+0 mm ispod 3,0 % ta ruda ide zajedno sa rudom iz rudnog tela “Brezanik” na dalje usitnjavanje i flotacijsku koncentraciju. U sledećoj tabeli dati su podaci o koliĉinama preraĊene rude rudnog tela “T” od poĉetka eksploatacije, tj. od januara do marta 2010. godine. Tabela br. 1. PreraĊena koliĉina rude rudnog tela “T” u pogonima Jama i Flotacija Bor Pogon Jama Bor Flotacija Bor (drobljenje) Flot Bor (flotiranje) Suma

Ruda

jm

Januar 2010

Februar 2010

Mart 2010

Ukupno

ruda suva Cu u rudi Cu u rudi ruda suva Cu u rudi Cu u rudi ruda suva Cu u rudi Cu u rudi ruda suva Cu u rudi Cu u rudi

t % t t % t t % t t % t

2318,822 5,617 130,251 633,403 3,790 24,000 / / / 3023,370 5,102 154,251

1314,571 5,837 76,726 460,650 6,420 29,573 / / / 1824,190 5,830 106,299

1330,559 5,489 73,037 477,806 7,019 33,536 / / / 1845,440 5,775 106,573

4963,952 5,641 280,014 1571,859 5,542 87,109 / / / 6535,811 5,617 367,123

Iz tabele br. 1 vidi se da sadrţaj bakra u rudi rudnog tela “T” kretao od 3,790 do 7,019 % bakra, tj. da se srednji sadrţaj bakra po mesecima kretao od 5,102 do 5,830 %. Iz razloga što sadrţaj bakra u rudi rudnog tela “T” ni u jednoj partiji otkopavanja nije bio ispod 3,0 % ruda rudnog tela “T” nije išla na dalje usitnjavanje i flotacijsku koncentraciju do dobijanja koncentrata bakra. KARAKTERIZACIJA RUDE RUDNOG TELA “T” OdreĊivanje fiziĉko mehaniĉkih karkteristika Specifiĉna masa rude Gustina uzorka odreĊena je u laboratoriji za PMS pogona borske flotacije metodom staklenog piknometra i iznosi: ρ = 3500kg/m3

Nasipna masa rude Δ=2320kg/m3

Klasa krupnoće, d (mm)

W (%)

R (%)

D (%)

OdreĊivanje hemijskih karakteristika rude: Tabela br.2 Kompletna hemijska analiza Elementi

Sadrţaj

% Cu % Cu-ox % Cu-suf %S % SiO2 % Fe % Fe2O3 % Al2O3 % CaO % MgO % Na2O % K2O % Pb % Zn % Se % Mo % Co % Ti % Te % Cr % Sn g/t Pd % Ni %P % Mn g/t Pt %V g/t Ag g/t Au

4,320 0,209 4,111 28,54 36,68 23,20 33,02 2,660 0,580 0,009 0,051 0,042 0,004 0,003 0,0041 0,0024 0,002 0,082 <0,004 0,003 0,0063 <0,100 <0,002 0,017 0,006 <0,100 0,0075 5,700 2,600

Zahtev da sadrţaj bakra bude veći od 10,0 % moţe da varira i da bude niţi u zavisnosti od šarţe koja se pravi sa ostalim koncentratima. Granulometrijski sastav rude U tabeli br. 1. prikazan je granulometrijski sastav rude posle procesa usitnjavanja u laboratoriji za PMS flotacije Bor (usitnjeno do α-3,35mm=100%). Tabela br. 2. Granulometrijski sastav rude rudnog tela T

Prirodna pH

-3,350+2,350 -2,350+2,000 -2,000+1,400 -1,400+0,850 -0,850+0,600 -0,600+0,500 -0,500+0,300 -0,300+0,212 -0,212+0,150 -0,150+0,106 -0,106+0,075 -0,075+0,053 -0,053+0,038 -0,038+0,000

14,20 9,20 17,54 13,60 7,56 2,12 4,96 2,69 2,88 2,27 2,96 3,49 3,41 13,11

14,20 23,40 40,94 54,54 62,10 64,22 69,19 71,88 74,76 77,03 79,99 83,48 86,89 100,00

100,00 85,80 76,60 59,06 45,46 37,90 35,78 30,81 28,12 25,24 22,97 20,01 16,52 13,11

rude

OdreĊena je klasiĉnim postupcima u laboratoriji za PMS pogona Flotacija Bor i iznosi: pH = 5,58 TRETMAN RUDE RUDNOG TELA “T” U POGONIMA JAMA BOR I FLOTACIJA BOR Otkopana ruda iz rudnog tela “T” izvozi se koševima servisnog okna pogona Jama Bor na površinu. Kamionima se ruda transportuje do izvoznog okna pogona Jama Bor koji je udaljen od servisnog okna oko 4 km. Ruda prvo ide na primarno prosejavanje na primarno vibro sito sa dve sejne površine. Kao nadrešetno proizvod prve sejne površine odvaja se ruda klasa krupnoće -200+80 mm. Ruda klase krupnoće -200+80 mm predstavlja gotov proizvod drobljenja i kao takva odlazi na dalji metalurški tretman u konventroe. Kao podrešetni proizvod prve sejne površine odvaja se ruda klase krupnoće -80+20 mm. Ruda klase krupnoće -80+20 mm odlazi u sekundarnu drobilicu na dalje usitnjavanje. Proizvod sekundarne drobilice odlazi na prvo sekundarno sito sa jednom sejnom površinom. Nadrešetni proizvod odlazi na drugo sekundarno sito, dok podrešetni proizvod klase krupnoće -20+0 mm predstavlja gotov proizvod drobljenja i odlazi na plato ispred zgrade drobljenja. Nadrešetni proizvod drugog sekundarnog sita odlazi u tercijalnu drobilicu na dalje usitnjavanje, dok se podrešetni proizvod drugog sekundarnog sita spaja sa podrešetnim proizvodom prvog sekundarnog sita i predstavlja gotov proizvod drobljenja. Izdrobljenja ruda iz tercijalne drobilice odlazi na kontrolno prosejavanje koje radi u zatvorenom ciklusu sa tercijalnim drobljenjem. Nadrešetni proizvod kontrolnog sita vraća se na tercijalno drobljenje dok se podrešetni proizvod kontrolnog sita spaja sa prodrešetnim proizvodima sekundarnih sita i predstavlja gotov proizvod drobljenja klase krupnoće 20+0 mm. Ruda klase krupnoće -20+0 mm se kamionima transportuje na dalje drobljenje u pogonu Flotacija Bor. Šema drobljenja bogate rude rudnog tela T u postrojenju za drbljenje i prosejavanje pogona Jama Bor data je na slici br. 1.

Slika 1. Drobljenje bogate rude rudnog tela T u postrojenju za drbljenje i prosejavanje pogona Jama Bor

Izdrobljena ruda klase krupnoće -20+0 mm koja se kamionima dovozi sa drobljenja pogona Jama Bor skladišti se u bunker ispred sekundarne drobilice. Bunker je smeštajnog kapaciteta od 500 t. Ruda iz bunkera odlazi u sekundarnu drobilicu. Iz drobilice ruda pomoću gumene transportne trake odlazi na prosejavanje na dva luĉna sita. Nadrešetni proizvod tj. ruda klase krupnoće -16+0 mm odlazi u dve tercijalne drobilice gde se dalje usitnjava. Usitnjena ruda iz tercijalnih drobilica se sistemom gumenih transportnih traka vraća na prosejavanje. Podrešetni proizvod vibro sita predstavlja gotov proizvod drobljenja klase krupnoće -6+0 mm. Ruda klase krupnoće -6+0 mm se izbacije pomoću gumene transportne trake ispred zgrade drobljenja i tu skladišti. Po potrebi ruda klase krupnoće -6+0 mm se kamionima odvozi u beding gde se meša sa koncentratima i zajedno odlaze na dalji metalurški tretman. Šema drobljenja rude rudnog tela T u postrojenju za drbljenje i prosejavanje pogona Flotacija Bor data je na slici br. 2.

Slika 2. Drobljenje bogate rude rudnog tela T u postrojenju za drbljenje i prosejavanje pogona Flotacija Bor

DOBIT I UŠTEDE KOJE SE POSTIŢU DIREKTNIM TRETMANOM IZDROBLJENE RUDE RUDNOG TELA “T” Dobit i uštede koje se postiţu direktnim tretmanom izdrobljene rude rudnog tela “T” su sledeće: - ruda ne ide na dodatno usitnjavanje mlevenjem, - ruda ne ide na flotacijsku koncentraciju minerala bakra, - nema koncentrata koji se mora dalje isušivati, - nema jalovine iz procesa, - iskorišćene minerala bakra iz rude je 100 % - iskorišćenje plemenitih metala i ostalih korisnih komponenti je 100 % - smanjeni troškovi normativnog materijala, odrţavanja opreme i radne snage.

ZAKLJUĈAK Zbog visokog sadrţaja bakra i plemenitih metala u rudi rudnog tela “T” odluĉeno je da se izmeni šema tretiranja rude i izbaci deo mlevenja i flotacijske koncentacije u cilju što većeg iskorišćenja istih. U razgovoru sa struĉnjacima iz metalurškog dela RTB Bor Grupe, tj. strušnjacima iz TIR Bor, došlo se do zakljuĉka da je moguće tretiranje dela rude rudnog tela “T” samo drobljenjem i dalje metalurškom preradom. Od januara meseca 2010. godine preraĊuje se ruda rudnog tela “T” drobljenjem i dalje metalurškom preradom bez većih tehniĉko-tehnoloških problema. Date šeme prerade nisu konaĉne već se i dalje radi na usavršavalju istih. Tretman rudnog tela “T” poboljšao je ekonomske efekte proizvodnje u pogonima Jama Bor i Flotacija Bor a samim tim i u RBB Bor.

LITERATURA 1. Tehniĉki izveštaji pogona RBB Bor, 2. Izveštaji sa snimanja prerade rude rudnog tela T, Tehniĉka priprema RBB Bor, 2009-2010. godina, 3. Tehniĉka dokumentacija pogona Flotacije Bor, RBB Bor, 2009-2010. godina

REKULTIVACIJA STAROG BORSKOG KOPA UZ PRIMENU NOVIH TEHNOLOGIJA Lilić Jasmina, Filipović Vesna, Predrag Golubović RTB Bor Group, Bor IZVOD Ruda bakra zauzima visoku poziciju vaţnih sirovina za industrijsku proizvodnju, pa se zbog toga nameće potreba za njenom obimnijom eksploatacijom. Plića leţišta, sa bogatijom rudom, su iscrpljena pa zbog toga površinski kopovi postaju sve veći i dublji, a time se povećava i koliĉina raskrivke, odnosno problemi vezani za njeno odlaganje.Osim što je velika koliĉina raskrivke problem ona u specifiĉnim sluĉajevima moţe da doprinese i smanjivanju degradiranih površina, odnosno da olakša rekultivaciju. Upravo takav sluĉaj je prisutan u Rudnicima bakra u Boru, gde je zatvoreni površinski kop Bor iskorišćen kao mesto gde se odlaţe raskrivka sa aktivnog površinskog kopa Veliki Krivelj. Na taj naĉin se rešava problem prostora za odlaganje raskrivke sa aktivnog površinskog kopa Veliki Krivelj, bez dodatnog degradiranja zemljišta, i rešava se problem rekultivacije zatvorenog površinskog kopa Bor, s obzirom da se on zapunjava. Primenom novih tehnologija odlaganja mogu se ublaţiti problemi kasnijeg sleganja odloţenog materijala, a ujedno je omogućen smeštaj većih koliĉina jalovog materijala. Na taj naĉin stvara se stabilnija osnova za rekultivaciju starog borskog kopa. Za sada ova problematika nije posebno obraĊivana, pa su i iskustva vrlo skromna. U tom smislu ovaj rad treba da posluţi kao osnova za dalja istraţivanja u toj oblasti. Kljuĉne reĉi: površinski kop, degradirano podruĉje, rekultivacija, revitalizacija.

UVOD Opšte prihvaćeni model za rešavanje problema lokacije budućeg odlagališta je formiranje unutrašnjeg odlagališta, ako je to moguće i racionalno. Na površinskom kopu Veliki Krivelj javio se problem odlaganja dodatnih koliĉina reskrivke koja se javlja pri proširenju kopa. Pošto su kapaciteti postojećih odlagališta skoro iscrpljeni usvojeno je rešenje odlaganja raskrivke u otkopani prostor zatvorenog površinskog kopa Bor, a nakon toga treba izvršiti rekultivaciju. Rekultivacija je najpouzdaniji vid obnavljanja novostvorenih degradiranih površina i ona se realizuje kroz tri faze [3] i podrazumeva sprovoĊenje: -pripremnih radova, -tehniĉke rekultivacije i -biološke rekultivacije. Navedene faze su podjednako vaţne za ponovno uspešno uspostavljanje ekosistema. U konkretnom sluĉaju pripremni radovi obuhvataju zapunjavanje otkopanog prostora zatvorenog površinskog kopa Bor, formiranje nadvišenog platoa, izradu pristupnih puteva, rezanje zemlje iz pozajmišta, njen utovar i transport do odlagališta i samo kopanje jama za sadnice. Tehniĉka rekultivacija je sledeći korak znaĉajan za revitalizaciju ovog podruĉja i podrazumeva neposrednu pripremu za biološku rekultivaciju. Raskrivka kojom je zapunjen otkopani prostora površinskog kopa Bor ima nepovoljne pedološke osobine. Iz tih razloga je neophodno navoţenje zemlje po ĉitavom platou u sloju od najmanje 10 cm. Unošenjem

organskih i mineralnih materija omogućava se kontinuirani priliv biljnih asimilatativa za razvoj travnog pokrivaĉa i drveća što već pripada biološkoj rekultivaciji.

PRIPREMNI RADOVI PredviĊena tehnologija odlaganja Predstojećim fazama proširenja i produbljenja površinskog kopa Veliki Krivelj pojavio se ozbiljan problem prostora za odlaganje raskrivke zbog ĉega je izgraĊen kombinovani transportni sistem za raskrivku kojim će se ona transportovati i odlagati u otkopani prostor zatvorenog površinskog kopa Bor ĉija je najveća dubina oko 400 m i zapremina 240 000 000 m3. U prvoj fazi dubinskog odlaganja, sa lepezastim razvojem radova, formira se odlagalište sa platoom na koti K+435. U drugoj fazi odlaganja, sa takoĊe lepezastim razvojem radova ali u suprotnom smeru, formiraće se odlagalište u konaĉnom obliku sa platoom na koti K+450, pri ĉemu se odlaţe visinski [2]. Poĉetak prve faze odlaganja je karakteristiĉan i jedinstven u svetu zbog odlaganja niz severni bok kopa ĉija je visina oko 400 m. Realizacija prve faze omogućava odlaganje 440 000 000 t raskrivke, a kako je „Dugoroĉnim programom razvoja površinskog kopa Veliki Krivelj“ predviĊeno odlaganje 27.500.000 t raskrivke godišnje to znaĉi da je za završetak prve faze potrebno oko 16 godina. Do sada je u otkopani prostor površinskog kopa Bor odloţeno oko 13 000 000 t raskrivke, što znaĉi da je vreme potrebno za zapunjavanje otkopanog prostora oko 20 godina, raĉunajući i vreme potrebno za konsolidaciju materijala. Iskustva steĉena dosadašnjim radom Maksimalna visina etaţe odlaganja od oko 400 m do sada nigde u svetu nije ostvarena, pa je zbog toga postojala bojazan, da li će biti moguće realizovati odlaganje na bezbedan naĉin. Ovo pre svega zbog nesigurnosti proraĉuna usled nepostojanja podataka o intenzitetu vremenskog sleganja. Iz tog razloga je i prva etapa prve faze podvedena pod kategoriju eksperimentalnog odlaganja, i trebalo je da obezbedi precizne podatke o ponašanju odloţene otkrivke. U jednom delu odlagališta je već postignuta maksimalna visina odlaganja, što ukazuje na ĉinjenicu da je moguće bez većih problema ( izuzev klizišta koje nije uzrokovano tehnologijom odlaganja ) ostvariti pozitivne rezultate u radu sa visokim etaţama. Posebno je vaţno istaći da je, i sa ovakvim reţimom radova, maksimalna visina odlaganja postignuta primenom pretovarnog ureĊaja. Imajući to u vidu, kao i probleme u realizaciji procesa odlaganja, dosadašnji rad sistema se moţe oceniti kao uspešan, a dosad steĉena iskustva kao pozitivna. Izmenjena tehnologija odlaganja Izmena koja se predlaţe predviĊa izmeštanje postojeće trase etaţnog transportera u severoistoĉni bok borskog kopa. Na ovaj naĉin se etaţni transporter postavlja na podlogu koja

je stabilna u pogledu horizontalnog i vertikalnog pomeranja tla. Na slici 1. prikazani su poloţaji transportera po staroj tehnologiji odlaganja, kao i poĉetna trasa transportera po novoj tehnologiji odlaganja. Transporter se rotira u smeru kazaljke na satu do poloţaja C3. Tokom rotacije transportera vrši se njegovo produţenje i skraćivanje prema konfiguraciji terena i objektima koje treba saĉuvati i koji inaĉe ograniĉavaju površinu odlagališta.

Poĉetni poloţaj transportera po novoj tehnologiji odlaganja

Odlaganje po staroj tehnologiji Faza dubinskog odlaganja: Produţenje transportera do C1, zatim rotacija do D1 Faza visinskog odlaganja: Produţenje transportera do D2, rotacija do C2, a zatim rotacija skraćenog transportera do C3

Slika 1 . – Poloţaji transportera po staroj tehnologiji odlaganja (C1†D1, D2†C2†C3) i poĉetni poloţaj transportera po novoj tehnologiji odlaganja

TakoĊe, bez obzira na relativno mali radijus odlaganja pretovarnog ureĊaja , ova pozicija za izvestan vremenski period omogućava direktno odlaganje otkrivke u otkopani prostor borskog kopa bez preguravanja otkrivke buldozerima. Poĉetak nove trase je obrtna stanica, a azimut pravca trase iznosi ν=146°. Najveća moguća duţina trase iznosi 1.630 m. Nova trasa etaţnog transportera predstavlja poĉetni poloţaj iz kojeg se dalje realizuje proces odlaganja, radijalnim pomeranjem transportera oko obrtne taĉke B u smeru kretanja kazaljke na satu. Sukcesivno sa radijalnim pomeranjem vrši se skraćenje ili produţenje transportera u zavisnosti od projektovane granice odlagališta. Izuzetno je vaţno reći da se nova trasa postavlja na nivo K+450 m što omogućuje odlaganje ukupne koliĉine otkrivke u jednom prohodu pa je na taj naĉin omogućen raniji poĉetak tehniĉke i biološke rekultivacije (omogućen je rad na rekultivaciji sukcesivno sa pripremnim radovima ). Narednim slikama shematski je prikazano odlaganje raskrivke po izmenjenoj tehnologiji.

Ro – radijus odlaganja (m) Lsp – rastojanje izmeĊu kupa ( korak produţenja transportera) (m) P1, P2, P3 – poloţaji transportera sukcesivno

Slika 2. – Poĉetni poloţaj odlagališnog transportera (direktno odlaganje u otkopani prostor bez pregurivanja raskrivke) Ro – radijus odlaganja (m) Lsp – rastojanje izmeĊu kupa ( korak produţenja transportera) (m) P1, P2, P3 – poloţaji transportera sukcesivno

Slika 3. – Odlaganje sa preguravanjem raskrivke buldozerima

Ro – radijus odlaganja (m) R`o – radijus odlaganja sa buldozerskim preguravanjem raskrivke (m) Romin – sigurnosno rastojanje od ivice odlagališta (m) kpet – korak pomeranja etaţnog transportera (m)

Slika 4 . – VoĊenje fronta radova po izmenjenoj tehnologiji odlaganja Zadnje godine pre poĉetka tehniĉke i biološke rekultivacije, na gornjem platou trasiraće se jedan glavni put širine 8 m i dva sporedna puta koji će biti upravni na glavni put,

širine 5 m. Rastojanje izmeĊu ovih sporednih puteva biće izmeĊu 350 i 400 m. Na ovaj naĉin će se na gornjem nivou K+450 formirati šest polja za tehniĉku i biološku rekultivaciju, slika 5.

Slika 5. – Završni izgled odlagališta i raspored puteva

TEHNIĈKA REKULTIVACIJA Razastiranje zemlje sa pozajmišta vrši se po ravnoj površini platoa (K+450), umanjenoj za površinu puteva formiranih na njoj, i po površini etaţe (K+435) takoĊe umanjenoj za površinu puta na njoj. Istovar zemlje iz kamiona vrši se u više paralelnih horizontalnih redova a zatim se razastire ravnomerno po celoj površini. I ako se ne vrši neposredno sejanje trave na razastrtoj zemlji ona će da omogući spontanu rekultivaciju platoa. Zemlja iz pozajmišta ubacuje se i u jame za sadnice, pri ĉemu su dimenzije jama 50 x 50 x 50 cm. Koliĉina potrebne zemlje iz pozajmišta prikazana je u tabeli 1. Izbor lokacije za pozajmište je veoma bitan i samo zemljište na pozajmištu mora biti kvalitetno i pristupaĉno.

TABELA 1 - Ravne površine, broj jama i koliĉine zemlje iz pozajmišta Š irine Pozi cija

r avni ( m)

Plat o Gla vni put Spo redni putevi Etaţ a Put na etaţi

D uţine ravni ( m)

9 60

1 100

8 5

1 060 2 114

1 5

1

2

4 05 00

2 700

Po vršine u manjene za P puteva 94 00 00

15 00

700 5

P ovršine ra vni ( m2) 9 6 00 00 8 5 00

1

2 35 000

Koliĉina zemlje iz pozajmišta (m3) raspl d anirana odata (sloj u 10 cm) jame 94 2 000 9 375

-

0

-

0

-

0

-

0

2 70 00

35 00

B roj jama ( kom.)

5 400

-

2

6

700 0

75 -

0

96 UKUPNO

700

3 0 050 126 750

Zemlja je nosilac plodnosti i povoljnog vodno-vazdušnog reţima, koji je vaţan za odvijanje pedoloških procesa. Navoţenje i planiranje sloja zemlje na supstrat je zbog toga obavezno. Za planiranje zemlje na završnim ravnima koristiće se buldozer koji se koristi i za otkopavanje zemlje na pozajmištu. Jame se kopaju ruĉno ili motornim svrdlom. Biološka rekultivacija se obavlja pošumljavanjem. Na taj naĉin će se pokrenuti mikroorganizmi na rad u pravcu stvaranja zemljšta, pa je zato vaţno da taj biljni pokrivaĉ bude bujan. Pored toga biljke proizvode kiseonik koji je u uslovima velike aerozagaĊenosti dragocen. Plato odlagališta ima veliku površinu pa je zato podeljen na šest polja izradom puteva za transport materijala i odrţavanje, koji pored toga imaju i ulogu u spreĉavanju širenja eventualnog poţara, protivpoţarni putevi. Oni su upravni na pravac duvanja dominantnog vetra. Kada se kultura sklopi puteve treba proširiti do 20 m. BIOLOŠKA REKULTIVACIJA Prilikom izbora biljnih vrsta najveći je problem izabrati one koje imaju dobro razvijen korenov sistem a male zahteve u pogledu biljnih asimilativa, da podnose siromašna zemljišta kisele reakcije i svojim opalim lišćem i granĉicama stvaraju humus. Obzirom da je odlagalište pored industrijskog kompleksa, vaţno je da su otporne na otrovne gasove. Imajući prethodno u vidu odabrane su sledeće vrste: -crni bor (Pinus nigra), -bagrem (Robinia pseudoacacia), -breza ( Betula veruccosa ), -sibirski brest ( Ulmus pumila ), -srebrna lipa ( Tilia tomentosa ) i -pajavac ( Acer negundo) [1], [4]. Na platou odlagališta sade se pomenute vrste sa sledećim rasporedom:

P1 = 16,4 ha, ĉista kultura crnog bora, potrebno 41 000 sadnica. P2 = 19,2 ha, mešovita kultura breze i lipe sa uĉešćem lipe od 30 %, mešanje se vrši u grupama. Potrebno je 33 600 sadnica breze i 14 400 sadnica lipe. P3 = 17,2 ha, mešovita kultura bagrema i bresta sa uĉešćem bresta od 30 %, mešanje se vrši u prugama. Potrebno je 28 700 sadnica bagrema i 14 300 sadnica bresta. P4 = 14 ha, mešovita kultura breze i javora sa uĉešćem javora od 30 %, mešanje se vrši u prugama. Potrebno je 23 300 sadnica breze i 11 700 sadnica javora. P5 = 18 ha, mešovita kultura bagrema i lipe sa uĉešćem lipe od 30 %, mešanje se vrši u prugama. Potrebno je 31 500 sadnica bagrema i 13 500 sadnica lipe. P6 = 9,2 ha, mešovita kultura bresta i javora sa uĉešćem javora od 30 %, mešanje se vrši u prugama. Potrebno je 15 300 sadnica bresta i 7 700 sadnica javora. Na etaţi odlagališta (K+435) sadi se mešovita kultura crnog bora i lipe, naizmeniĉnim mešanjem manjih grupa ovih vrsta. Potreban broj biljaka je 5 400 sa uĉešćem lipe od 30 %. Potrebno je 3 780 sadnica crnog bora i 1 620 sadnica lipe. Ukupan broj sadnica naveden je u tabeli 2. TABELA 2 - Ukupan broj sadnica Kultu c bre bagr ra rni bor za em Broj 4 56 60 sadnica 4 780 900 200

lip a 29 520

jav

∑

19 400

2 40 400

br est 29 600

or

Sadnja se obavlja u proleće i u jesen. Crni bor i pajavac se sade u proleće a sadnja poĉinje posle otapanja snega, i traje do otvaranja pupoljaka. Biljke posaĊene u ovom periodu nisu podloţne fiziološkoj suši i propadanju pod uticajem golomrazice. Ostale vrste sade se u jesen a sadnja poĉinje ĉim opadne lišće a zemlja se dovoljno navlaţi i traje do pojave snega ili smrzavanja zemlje. Sadnja se obavlja u jame koje se kopaju na pravilnim razmacima koji omogućavaju lakše kretanje kroz kulturu. Tako bi svaka biljka imala podjednako prostora za rast i razvoj. Razmak sadnje je 2 x 2 m, u kvadratni raspored, [4]. Jama se do polovine popuni zemljom iz pozajmišta pomešanom sa 2 kg pregorelog stajnjaka. Kada se pokrije koren i dobro utaba zemlja doda se 100 g NPK Ċubriva . Nega zasnovanih kultura, u prvim godinama, je veoma vaţna za njen opstanak i podrazumeva okopavanje, ĉime se uništavaju korovi koji su konkurencija mladoj biljci. Prašenjem se razbija pokorica i spreĉava isparavanje vlage i poboljšava se aeracije. Prihranjivanjem prilikom okopavanja unosi se 100 g NPK Ċubriva po sadnici. Popunjavanje se izvodi ako je propalo 20% biljaka grupimiĉno. Neophodno je zabraniti pašu i brst domaćih ţivotinja dok biljke dovoljno ne porastu. Veliku opasnost predstavljaju poţari, zato je vaţno protivpoţarne puteve odrţavati neobraslim. Neke od usvojenih vrsta su ogledne jer se ranije nisu koristile na našem podruĉju, a primenjene su jer imaju povoljne osobine za rekultivaciju. ZAKLJUĈAK Opisani naĉin kompleksnog rešavanja problema nedostajućeg prostora za formiranje odlagališta kao i problema rekultivacije zatvorenih površinskih kopova je ovim radom rešen

na racionalan naĉin. Pored toga predloţeno rešenje doprinosi da se degradiranom zemljištu povrati kvalitet koji moţe da bude i bolji od izvornog. REFERENCES [1] Vukićević,E.(1982): Dekorativna dendrologija. [2] Institut za bakar Bor (1995): Dopunski rudarski projekat transportnog sistema za transport jalovine od površinskog kopa "Veliki Krivelj" do otkopanog prostora površinskog kopa "Bor". [3] Spalevic,B. (1997): Konzervacija zemljišta i voda. [4] Stilinović,S. (1991): Pošumljavanje. [5] Ţikić,M.(1998), Doktorska disertacija: Definisanje kriterijuma za izbor odlagaĉa za rad na visokim etaţama. [6] Golubović P. (2004.), Diplomski rad: Idejno rešenje izmenjene tehnologije odlaganja otkrivke u PK “Bor”

ZAŠTITA ŢIVOTNE SREDINE OD UTICAJA POVRŠINSKIH KOPOVA KRAKU BUGARESKU – CEMENTACIJA I CEROVO ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OPEN PIT KRAKU BUGARESKU - CEMENTACIJA AND CEROVO INFLUENCE Ruţica Lekovski, Zoran Vaduvesković, Miomir Mikić Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor, Bor Izvod U ovom radu se analizira uticaj površinskih kopova na ţivotnu sredinu Cerova u svim fazama razvoja i odvijanja tehnoloških procesa na dobijanju i drobljenju rude. Uporedo sa analizom uticaja rudarskih radova na ţivotnu sredinu u fazi projektovanja, predviĊaju se i mere zaštite koje spreĉavaju ili smanjuju negativni uticaj sa prikazom znaĉajnih efekata na ţivotnu sredinu kao i troškove zaštite i njihov uticaj na troškove dobijanja rude. Kljuĉne Reĉi:površinski kop, zaštita ţivotnr sredine, domet, prašine, buke Abstract This paper analyzes the impact of open-pit mines on the life environment of Cerovo in all stages of development and course of the technological process of obtaining and crushing ore. Along with the analysis of the impact of mining on the life environment in the design phase, protection measures are being provideed that prevent or reduce the negative impact with the presentation of significant effects on the life environment and the cost of protection and their impact on the cost of getting ore. Key words: open pit, life enviroment protection, range, dust, noise.

Uvod Rudno polje Mali Krivelj – Cerovo nalazi se oko 20 km severno od Bora u hidrotermalno izmenjenoj zoni. U okviru ovog rudnog polja nalazi se leţišta bakra: Cerovo Primarno, Cerovo 2, Drenovo i Kraku Bugaresku – Cerovo - Cementacija 1. Prema Biznis planu RTB-a Bor predviĊena je sa ovih lokaliteta proizvodnja rude bakra od 7,5 miliona tona godišnje i to površinskom metodom rada. Prema ovom programu predviĊa se otvaranje tri površinska kopa ĉija dinamika proizvodnje je meĊusobno usklaĊena. Ukupna koliĉina proizvodnje rude na sva tri lokaliteta iznosi 129 207 584 t. Najpre se postojeći površinski kop Cerovo –Cementacija 1 proširuje, otvoren 1993 na lokalitetu Kraku Bugaresku. Površinska eksploatacija trajala je do 2002. godine. Doistraţene rezerve bakra na istom leţištu omogućavaju proširenje ovog kopa prema istoku, jugu i jugozapadu i sada se ovaj kop naziva: Kraku Bugaresku –Cerovo 1. ili skraćeno C 1. Drugi površinski kop na prostoru Cerova otvara se na oko 600 m od površinskog kopa Kraku Bugaresku – Cerovo 1.(C1). Ovaj površinski kop se naziva: Kraku Bugaresku- Cerovo 2. ili skraćeno C2. Eksploatacija rude bakra na kopu C1 i površinskom kopu C2 usklaĊuje se tako da dok se otkopava ruda na površinskom kopu C 1., na leţištu C 2. se vrši raskrivanje rude. Treći površinski kop na podruĉju Cerova otvara se u neposrednoj blizini površinskog kopa C2. Ovaj površinski kop se naziva Cerovo –Primarno - Drenovo ili skraćeno CPD. Za potrebe otvaranja ovog površinskog kopa potrebno je izmeštanje dela pruge, izmestanje dalekovada i korita Cerove Reke. Lokacije na kojima se otvaraju površinski kopovi u Cerovu, osim lokacije Kraku Bugaresku su oĉuvane sredine i obrasle bukovom šumom. Na lokaciji Cerovo Primarno postoji pruga

Bor – Majdanpek, visokonaponski dalekovodi i reke Cerova i Valja Mare. Za realizovanje projekta KRAKU BUGARESKU – CEMENTACIJA I CEROVO potrebno je izmestiti deo ţelezniĉke pruge Bor – Majdanpek u duţini od 1200,0 m i ţelezniĉku stanicu Cerovo, zatim dva visokonaponska dalekovoda i izvršiti devijaciju korita Cerove Reke izradom odgovarajućeg tunela kojim će se Cerova reka sprovesti u korito reke Valja Mare. Uticaj površinskih kopova na području Kraku Bugaresku – Cementacija i Cerovo O stvarnom uticaju površinskih kopova na ţivotnu sredinu Cerova moţe se saznati tek kada se na kopovima dostigne projektovani optimalni kapacitet ili pri kraju eksploatacije leţišta. S obzirom da su kopovi u fazi projektovanja i da je potrebno predvideti mere zaštite ţivotne sredine odmah na poĉetku otvaranja leţišta, vrši se prognoza emisija štetnih materija u ţivotnu sredinu pri tehnološkim procesima dobijanja rude bakra na osnovu iskustava na postojećem kopu Veliki Krivelj i procenjuju se površine koje će se degradirati. TakoĊe, se daju i potrebni troškovi za zaštitu ţivotne sredine. Pri odvijanju tehnoloških procesa dobijanja rude i jalovine na površinskim kopovima Kraku Bugaresku – Cementacija i Cerovo, zavisno od faze rada u radnu sredinu emituje se gasovi koji potiĉu od energenata primenjenih u procesu proizvodnje i prašina od rude bakra i pratećih stena. Ova zagaĊenja se emituju u radnu sredinu, a onda se prirodnim šemama provetravanja u zavisnosti od pravaca dominantnih vetrova iznose u ţivotnu sredinu. Tehnološki procesi na dobijanju rude bakra utiĉu na zagaĊivanje vazduha, vode, zemljišta i biljaka. Mogući izvori emisije prašine i gasova su: bušenje, miniranje, utovar, transport izminirane mase, odlaganje jalovine u sušnom periodu na odlagališni plato i drobljenje rude. Nivo zagaĊenja ţivotne sredine pri otkopavanju i drobljenju rude bakra na podruĉju Cerova je u zavisnosti od: inteziteta emisije štetnosti, klimatskih karakteristika, konfiguracije terena, “ruţe” vetrova i preduzetih mera zaštite u cilju suzbijanja ili smanjenja emisije štetnosti pri tehnološkim celinama i sa degradiranih površina. Uglavnom prašina se pri tehnološkim operacijama na kopovima emituje kad je suvi period. Vetrovi dodatno podiţu tom prilikom prašinu koja se u zavisnosti od veliĉine ĉestica taloţi bliţe ili dalje od emitera u pravcu duvanja vetrova. Prognozirani hemijski sastav prašine koja će se emitovati pri rudarskim radovima na kopovima i pri tehnologiji drobljenja rude dat je u tabeli 1.

Elementi Ag Al2O3 Au Ba CaO Cd Co Cu Fe Hg MgO Mn Mo Ni Pb S

Tabela 1. Prognoziran hemijski sastav prašine (pH je oko 3) jedinice Rvk-1 Analitiĉka metoda g/t 0,8 FA % 12,38 PT g/t 0 FA % 0 G % 3,15 AAS % 0 AAS % 0,003 DES % O,21 AAS % 4,97 T g/t 0,3 AAS % 2,47 AAS % 0,010 DES % 0,003 DES % 0,01 DES % 0,001 AAS % 4,81 S

SiO2 Sn TiO2 V2O3 Zn

% % % % %

59,76 0,001 0,33 0,010 0,008

G DES DES DES AAS

Luţne vode sa površinskog kopa C1 ugroţavaju vodotok sa leve strane kopa. Procenjuje se da luţne vode sadrţe od 30-80 g/l Cu. U cilju zaštite ţivotne sredine potrebno je ove vode i vode iz PK C2 i PK CPD sprovesti do Fabrike za prećišćavanje vode. Prognoza emisije gasova pri radu mobilne opreme Prognoza emisije izduvnih gasova mobilne opreme vršeno je na osnovu snage motora mobilnih mašina koje će raditi u kopovima, a pogon im je na dizel gorivo D2 . Sastav izduvnih gasova za dizel motore je poznat jer se daje na prospektima za sve mobilne mašine. Dizel gorivo je u skladu sa JUS PH – 2-410, sadrţi C/H=6,53, sumpora 0,0045% u sastavu: C=86,7255%, Hz=13,27% i S=0,0045%. Potrošnja goriva opterećene mašine iznosi proseĉno q=0,2 kg/kWh. Maksimalna potrebna koliĉina vazduha za sagorevanje 1 kg goriva je V'=11,21 m3/kg ili V=2,24 m3/kWh. Koeificijent viška vazduha potreban za potpuno sagorevanje iznosi λ=1,1 pa je ukupna koliĉina izlaznih gasova iz mašine Vi=2,5 m3/kWh, odnosno svedeno na snagu mašine Vi=0,0007 m3/kWs. Prognoza emisije izduvnih gasova za pojedine mobilne mašine koje će se kretati u kopovima data je u tabeli 2. Domet gasova u ţivotnoj sredini nije odreĊen jer gasovi difunduju . Tabela 2. Prognoza ukupne emisije gasova pri radu mobilne opreme Snaga Koliĉina broj Ukupne emisije gasova (m3/s) pri njihovom sadrţaju u motor izduvnih maš. izduvnom gasu (%) R.. a gasova Vrsta opreme br. CO=0,1 SO2=0,0 Aldehidi KW N m3/s CO2=10% NOx=0,04 2 4 0,002 1 Kamion 1195 10 8,365 0,836 0,009 0,0033 0,0033 0,000165 2 Buldozer 250 1 0,175 0,0175 0,002 0,0005 0,0005 0,00035 3 Grejder 16 G 180 1 0,126 0,013 0,002 0,0005 0,0005 0,00003 4 Traktor 180 1 0,126 0,013 0,002 0,0005 0,0005 0,00003 5 Utovarivaĉ 600 1 0,42 0,042 0,005 0,0017 0,0017 0,00008 6 Kamion cisterna 450 1 0,31 0,031 0,004 0,0012 0,0012 0,00006 2855 18 9,513 0,9525 0,024 0,0077 0,0077 0,000715  Ukupno iz mašina 7 Koliĉina produkata 0,63 0,086 0,040 0,002 0,0003 miniranja t/s  Ukupno gasova u kopu 10,143 1,0385 0,064 0,0097 0,008 0,000715 Prognoziranje emisije prašine pri radu rudarske opreme na površinskim kopovima Emisija prašine pri radu bagera, utovarivaĉa, buldozera i kamiona na površinskim kopovima KRAKU BUGARESKU – CEMENTACIJA I CEROVO se vrši bez jasno definisanih granica, pa je prognoza izvršena na osnovu koncentracije prašine izmerene pri merenju mikroklime u radnoj sredini PK Veliki Krivelj i po formuli za mobilne mašine:g=(C-C0)(Wv- Wm)h0b0/0,8 K′,mg/s. Emisija prašine

drobiliĉnog postrojenja vršena je po formuli za stacionarnu opremu: g=(C-C0) Wv h0 b0 / 0,8 K′ gde su: g-Emisija prašine, mg/m3; C-izmerena koncentracija prašine u kabinama proizvodne opreme; C0 – Prirodni fon koncentracija prašine u kopu; Wv-srednja brzina duvanja vetra oko opreme, m/s,(znak plus u formuli se uzima za brzinu vetra u suprotnom smeru od smera kretanja opreme, a znak minus ako se kretanje vrši u istom smeru); Wm – brzina kretanja mobilne opreme; h0 – visina kabine; b0 – rastojanje izmeĊu prednjih i zadnjih toĉkova; K′ - koeficijent zavisan od šeme prirodnog provetravanja. Emisija prašine sa puteva pri prolazu jednog kamiona u kopu je 1442,5 mg/s. Pri istovremenom kretanju 10 kamiona prema prognozi podiţe se 14425,0 mg/s (tabela 3.).

Red. br.

Vrsta opreme

1

Kamion

2 3 4

Bager Bušilica utovariva ĉ buldozer grejder Drobilica

5 6 7 

Tabela 3.Ukupna emisija prašine Koncentracij Br.maš Emisija prašine po mašini a (mg/m3) . u radu (mg/s) leti zimi leti zimi proseĉno 6,46 1,80 10 2256 630 1442,5 4,51 5,51 4,20

3,61 4,61 2,80

2 2 1

3741 596 100

2495 498 66

3118,0 547 83,0

8,66 7,20 34,2

3,10 2,10 15,00

1 1 2

442 485 1250

158 170 875

300,0 327,0 1062,0

Emisija prašine u kopovima (mg/s) leti zimi proseĉno 22550, 6300,0 14425,0 0 7482,0 4990,0 6236,0 1192,0 996,0 1094,0 100 66 83,0 442 485 2500,0 34751, 0

158 170 1750 14430, 0

300,0 327,5 2125,0 24590,5

-MDK =12 mg/m3

Dometi štetnih uticaja sa površinskih kopova u životnu okolinu Domet prašine oko kopa odreĊen je na osnovu brzine i pravca vetrova (tabela 4), zbirnih prognoziranih vrednosti emisije prašine posle primene mera zaštite, duţine linijskog izvora emisije prašine, eksperimentalnog koeficijenta u zavisnosti od šeme provetrovanja kopa i vrste izvora emisije, bezdimenzionalnog koeficijenta koji karakteriše turbulentnost toka vazdušne struje u smeru duvanja vetra i srednje brzine vetra. Tabela 4. Podaci o vetrovima na podruĉju Bora i okoline Pravac N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WS W WN NW NN C W W W Ĉ % 1,0 0,4 0,4 4,6 4,2 0,7 0,3 0,2 2,7 0,6 0,3 0,7 4,8 6,8 9,8 1,3 61,2 V m/s 1,5 1,7

1,8

1,6

1,6

0,8

0,9

1,0

1,5

1,2

1,1

1,2

1,8

2,3

2,4

1,8

Matematiĉki modeli korišĉeni za odreĊivanjedometa prašine:  za linijski izvor ( tabela 5.): X=

K  q1

L p C MDK  C0 Ws

, m gde su:

X-rastojanje od linijskog izvora prašine na osi smera duvanja vetra, m; K-eksperimentalni koeficijent koji zavisi od šeme provetravanja kopa i poloţaja izvora prašine u kopu za linijski ili

-

taĉkasti izvor; q1-emisija (linijskog ili taĉkastog) izvora prašine neprekidnog delovanja, mg/s; W ssrednja brzina vetra, m/s; Ψ-bezdimenzionalni koeficijent koji karakteriše turbulentnost toka vazdušne struje u smeru duvanja vetra; C0-koncentracija prašine u okolini (prirodni fon), mg/m3; CMDK – maksimalno dozvoljena koncentracija prašine, mg/m3; Q0-koliĉina vazduha koja iznosi prašinu iz taĉkastih izvora,m3/s. Tabela 5. Domet prašine sa površinskog kopa CPD u ţivotnu sredinu u pravcu vetrova Pravac Ws (m/s) L (m) CMDK - Co X (m) U pravcu kq(mg/s)  vetra N 1,5 12327,6 0,295 460 0,19 318,75 S NNE 1,7 12327,6 0,305 410 0,19 305,21 SSW NE 1,8 12327,6 0,31 430 0,19 270,41 SW ENE 1,6 12327,6 0,3 600 0,19 225,29 WSW E 1,6 12327,6 0,3 700 0,19 193,10 W ESE 0,8 12327,6 0,26 1800 0,19 173,30 WNW SE 0,9 12327,6 0,265 1600 0,19 170,03 NW SSE 1,0 12327,6 0,27 1150 0,19 208,96 NNW S 1,5 12327,6 0,295 400 0,19 366,57 N SSW 1,2 12327,6 0,28 450 0,19 429,11 NNE SW 1,1 12327,6 0,275 500 0,19 428,97 NE WSW 1,2 12327,6 0,28 500 0,19 386,20 ENE W 1,8 12327,6 0,31 520 0,19 223,61 E WNW 2,3 12327,6 0,335 550 0,19 153,11 ESE NW 2,4 12327,6 0,34 580 0,19 137,09 SE NNW 1,8 12327,6 0,31 450 0,19 258,39 SSE Domet buke Stavljanjem rudarskih mašina u pogon na površinskim kopovima na Cerovu u cilju dobijanja rude bakra stvara se buka. Prema prognozi buka po mašini je data u tabeli 6.

Redni br. 2 3 4 6 8

Tabela 6. Nivo buke po mašini Merno mesto period Ranije stanje (dB) Kamion I 96 smena Bager 94 Buldozer 100 Bušilica 90 Radionica 90 Dnevni servis 120

OdreĊivanje dometa buke iznad dopuštenog nivoa u ţivotnoj okolini izvršen je prognoziranjem primenom formule:

P ln x Po X   R

   ,

X= 370 m, gde su:

X - rastojanje zgrada i javnih objekata od izvora buke, Po - nivo buke kod izvora buke, 1638 dB(A), Px - nivo buke u dB na rastojanja X od izvora (Px=40dB), R - slabljenje zvuka po jednom metru rastojanja od izvora buke u vazduhu u dB/m predstavlja koeficijent apsorpcije (prigušenje) zvuĉnog pritiska u vazdušnoj sredini zavisno od temperature i relativne vlaţnosti vazduha, (φ=71%, ν= 5000Hz , R=0,01 t=200C). R – dobijen na osnovu dijagrama koeficijenta prigušenja zvuka u vazduhu. Radom mašina na brdskom delu površinskih kopova u Cerovu buka moţe se ĉulpm sluha osetiti na daljini od 370 m. MeĊutim, sa produbljavanjem kopova nivoa buke u ţivotnoj sredini se smanjuje i domet je manji. Na to utiĉe konfiguracija terena, prirodne prepreke (bokovi kopa, šume) pravac i smer vetrova. Zaštita životne sredine pri miniranju Zaštita ţivotne sredine pri miniranju podrazumeva:   

zaštitu od letećih komada, zaštitu od vazdušnih udara, i zaštitu objekta od potresa,

Za miniranje preĉnicima od 251 mm i potpunog zaĉepljenja bušotina, maksimalni domet letećih komada u pravcu odbacivanja materijala je Rraz = 200 m. Zaštita objekata i ljudi od vazdušnih udara, sprovodi se ograniĉavanjem ukupne koliĉine eksploziva koja se koristi u jednom miniranju (jednom minskom polju). Preporuĉuje se primena ograniĉenja vazdušnog nadpritiska na 1-2 milibara, odakle na osnovu ĉl. 113-115 proizilazi: Za sekundarno miniranje: na rastojanju objekata od 400 m i ograniĉenju podpritiska na 1 milibar pri jednom miniranju blokova sme da se upotrebi 9,0 kg eksploziva. Za primarno miniranje: na rastojanju objekata od 400 m, i ograniĉenju vazdušnog podpritiska na 2 milibara, najveća koliĉina eksploziva za jedno miniranje iznosi 6 000 kg. U toku miniranja treba primeniti dve vrste usporenja i to kada se povezuje dijagonalna šema: usporenje izmeĊu redova 25 ms; usporenje u redu 17 ms. Kod redne veze primenjivati usporenja od 17 ms u tvrĊim stenama, a u mekšim sredinama 25 ms. Kod spratnog punjenja eksplozivnog punjenja, takoĊe koristi kombinaciju tih usporenja. Degradirane površine Na kraju veka rudnika projektovane degradirane površine prikazane su u tabeli 7.

Lokacija PK CPD PK C2 PK C1

Tabela 7. Degradirane površine Površinskim kopom Odlagalištem jalovine m2 m2 951 731 1 061 940 Zapunjen prostor 294 792 309 787

Za rekultivaciju su predviĊene samo degradirane površine odlagališta jalovine, dok se otkopnim prostorima površinskog kopa predviĊa odlaganje raskrivke. Primer je otkopni prostor PK C2 koji se zapunjava jalovinom sa PK CPD. Efikasnost postignut preduzetim merama na obaranju prašine Primenom mera zaštite, emisija prašine po mašini se znatno smanjuje (tabela 8.) Tabela 8. Prognozirana emisija prašine pre i posle primene mera zaštite u površinskim kopovima Red. Vrsta Br.maš. Proseĉna emisija Proseĉna emisija Smanjenja emisije br. opreme u radu prašine pre prašine posle prašine u kopu posle primene mera primene mera preduzetih mera zaštite zaštite (mg/s) zaštite % (mg/s) 1 Kamion 10 14425,0 2599,0 5,5 2 Bager 2 6236,0 623,6 10,0 3 Bušilica 2 1094,0 91,1 12,0 4 utovarivaĉ 1 83,0 55,5 1,5 5 buldozer 1 300,0 108,1 2,7 6 grejder 1 327,5 218,0 1,5 7 Drobilica 2 2125,0 85,0 25,0 Ukupno 24590,5 4109,2 5,9

Mera zaštite životne sredine Za oĉuvanje ţivotne sredine, treba preduzeti mere suzbijanja ili smanjenja emisije štetnosti u površinskim kopovima i to: 1.Zaštita vazduha od zagaĊenja prašinom i izduvnim gasovima na : a)Bušenju  Stalno odrţavanje ureĊaja za otprašivanje bušotine u ispravnom stanju, b) Miniranju  primena adekvatnih eksplozivnih sredstava predviĊenih Projektom,  poštovanje propisane koliĉine eksplozivnih sredstava po bušotini date Projektom,  pravilna primena odreĊenih intervala usporenja miniranja izmeĊu bušotina i redova bušotina predviĊenih Projektom radi spreĉavanja velikih seizmiĉkih potresa i udarnih vazdušnih talasa.,  Suzbijanje stvaranja i emisije prašine korišćenjem mokrog postupka: predhodno orošavanje bloka pripremljenog za miniranje; predhodno vlaţenje bloka; vlaţenje minirane mase za vreme miniranja raspraskavanjem vode iz vodenih ĉepova za zaĉepljenje bušotina ili vodenih balona iznad minskih bušotina. c)Utovaru  poštovanjem najmanjeg rastojanja izmeĊu kašike bagera u poloţaju istresanja i dna korpe kamiona, kako bi se pri istovaru materijala iz kašike bagera stvarala što manja koliĉina materijala



kvašenjem izminare mase pre utovara i to u letnjem periodu, kada dolazi do sušenja i preteranog gubljenja vlage iz stena i rude.

d) Transportu  Polivanje puteva vodom iz autocisterni u koliĉini 0,5 do 2 l/s, smanjuje se emisija prašine na jednom kilometru puta pri prolazu jednog kamiona za 5,5 puta. e) Drobljenju rude i jalovine  suvo i mokro obaranje prašine 2. Eliminisanje mogućnosti zagaĊenja podzemnih i površinskih voda, vodama iz kopa i sa odlagališta ostvaruje se:  Primenom projektovanog rešenja odvodnjavanja, izgradnja kolektora ispod PK C2  Ispumpavanja vode pomoću pumpi iz vodasabirnika u površinskom kopu  Pravilno skladištenje otpadnih ulja i njihovo vraćanje proizvoĊaĉu na recikliranje. 3. Zaštita zemljišta i zaštita biljaka vrši se:  Preduzimanjem mera zaštite na obaranju prašine, rekultivaciji degradiranih površina, pravilno skladištenje opasnog i neopasnog otpada i reciklaţa odreĊenog otpada.

Investiciona ulaganja u funkciji zaštite životne sredine po toni rovne rude U tabeli 9. data su ukupna ulaganja za zaštitu ţivotne sredine Cerova i iznose 2,354 USS/t rovne rude bakra. Tabela 9. Ukupna ulaganja u rudarski deo na rudniku Kraku Bugaresku Cementacija i Cerovo. No Naziv investicionog ulaganja Vrednost (USS) 1 Izrada postrojenja za preĉišćavanje otpadnih 1477500,00 voda 2 Tunel za izmeštanje Cerove Reke u reku Valja 612000,0 Mare 3 Izrada kolektora ispod jalovišta u C2 142500,00 4 Rekultivacija 2016050,00 Ukupno 4248050 Zaključak Na osnovu prognoziranih emisija zagaĊenja iz površinskih kopova u Cerovu predloţene su mere zaštite ţivotne sredine. Primenom mera obezbeĊuju se optimalni radni uslovi, povećava se produktivnost rada i profit, a smanjuju se troškovi za nadoknadu štete vlasnicama ugroţenog zemljišta. Literatura 1.Studija izvodljivosti kombinovane eksploatacije rude bakra na leţištima KRAKU BUGARESKU CEMENTACIJA i CEROVO, Knjiga 1. Rudarski deo, Bor , decembar 2009.godine.

ZAŠTITA ŢIVOTNE SREDINE OD RUDNIĈKIH VODA POVRŠINSKOG KOPA CEROVO, RTB – BOR, SRBIJA ENVIRONMENTAL PROTECTION FROM COPPER MINE „CEROVO“ WASTE WATER, RTB-BOR, SERBIA Dimĉa Jenić1, Predrag Golubović1, Miloš Veliĉković2 1 - RTB-Bor, Bor, 2 - Hidromreţa“ DOO, Zajeĉar Izvod Površinski kop bakra Cerovo se nalazi u istoĉnoj Srbiji u blizini Bora i, kao i još nekoliko rudnika na tom lokalitetu, posluje u okviru kompanije RTB – Bor. Ovaj deo Srbije je bogat bakarnim rudama, kao i zlatom, i ima vekovnu rudarsku tradiciju. Jedan od negativnih uticajnih faktora na rudarstvo je veoma sloţena hidro mreţa ovog lokaliteta i prisustvo kreĉnjaĉkih poroznih stena. Postoje mnogobrojni nadzemni i podzemni vodotokovi koji presecaju rudna tela i usloţnjavaju odvodnjavanje istih. Sa druge strane postoji i uticaj rudnika na prirodne vodotokove putem infiltracije zagaĊenih rudniĉkih voda u prirodne vodotokove. Površinski kop Cerovo je u pogotovo sloţenoj situaciji jer je geografski smešten izmeĊu dve reke: Cerove reke sa istoĉne strane kopa i reke Valja Mare sa zapadne i juţne strane kopa.U ovom referatu biće prikazan naĉin na koji se vrši odvodnjavanje površinskog kopa Cerovo, kako je zaštićena ţivotna sredina od rudniĉkih voda površinskog kopa, kao i naĉin na koji se vrši monitoring sistema zaštite od rudniĉkih voda. Abstract Open pit „Cerovo“ is located near Bor, the town in eastern Serbia, and, as some other mines in that area, is the part of the mining and smelting basin RTB – Bor. This area is rich with copper ores and gold as well, and has the century long mining tradition. Negative influencing factors on mining in this area are complex hydrographic conditions and presence of porous limestone. There are various on ground and underground water flows cutting through ore bodies and making ore bodies harder for de-watering. On the other side, there is also an influence of mines on natural water flows by infiltrating polluted water from mines into the natural water flows. Open pit Cerovo has especially complicated geographic conditions because it is situated between two rivers: Cerova river on the eastern side of mine and Valja Mare river on the western and southern side of mine.In this paper the way of de-watering of Cerovo open pit is presented , and also the method of environmental protection from water polluted in mine and the method of environmental protection system monitoring.

UVOD Na oko 13 km severozapadno od Bora ( istoĉna Srbija ), geološki su utvrĊena tri leţišta: „Kraku Bugaresku“ ( sa ĉetiri rudna tela: „Cerovo – Cementacija 1“, „Cerovo – Cementacija 2“, „Cerovo – Cementacija 3“ i „Cerovo – Cementacija 4“ ), „Cerovo – Drenova“ i „Cerovo – Primarno“. Bila je predviĊena fazna eksploatacija. Eksploatacija leţišta Cerovo – Cementacija 1 zapoĉeta je 1990. godine radovima na investicionom raskrivanju leţišta, a otkopavanje na rudi zapoĉeto je 1993. godine primenom bušaĉko-minerskim radovima i diskontinualnom tehnologijom utovara i transporta. Prerada rude vršena je do nivoa mlevenja, a hidrotransportom je transportovana pulpa ( duţina transporta 14,5 km ) do flotacije u Boru. Krajem 2002. godine proizvodnja je privremeno obustavljena zbog završetka veka leţišta u okviru projektovanih parametara i nemogućnosti daljeg investiranja u otvaranje novog leţišta. U okvirima kompanije RTB-Bor, rudnik bakra Cerovo 1 ima status privremeno neaktivnog rudnika, sa tendencijom revitalizacije istog kao konkurentnog pri novim trţišnim uslovima na svetskom trţištu metala. Iako neaktivan u smislu eksploatacije, ovaj rudnik je aktivan u smislu odvodnjavanja i zaštite ţivotne sredine od rudniĉkih voda.

I USLOVI OVODNJENOSTI U domenu leţišta „Kraku Bugaresku – Cementacija“ i u njegovoj neposrednoj okolini teren je razuĊen, breţuljkast do brdovit, ispresecan dolinama i kanjonima reĉica i potoka, sa neretkim jarugama. U graĊi terena vodonepropusne stene uĉestvuju sa 77,5%, dobro vodopropusne sa 13,2%, ostatak predstavlja kompleks vodopropusnih i vodonepropusnih stena. Na osnovu izvedenih istraţivanja i interpretacije rezultata konstatovano je da se deo leţišta iznad lokalnog erozionog bazisa ( K+455 ) odlikuje relativno prostim hidrogeološkim uslovima – koliĉine podzemnih voda su relativno male i ne mogu formirati znaĉajniji priliv koji bi ugroţavao ljudstvo, mehanizaciju i rudarske radove stvarajući velike troškove odvodnjavanja. U toku eksploatacije leţišta „Kraku Bugaresku – Cementacija“ pored priliva od podzemnih voda, javljali su se periodiĉno i prilivi od atmosferskih padavina i taloga koji dvojako utiĉu na ovodnjenost leţišta: 1) direktnim izluĉivanjem atmosferskih padavina u gravitaciono podruĉje kopa 2) indirektno, putem infiltracije vode nastale od atmosferskih taloga kroz ispucale stenske mase u buduće rudarske radove Napredovanjem rudarskih radova i silaskom kopa ispod nivoa erozionog bazisa ( najniţa kota površinskih vodotokova), došlo je do usloţnjavanja hidrogeoloških uslova usled prisustva površinskih tokova: Cerove reke sa istoĉne strane kopa i reke Valja Mare sa zapadne i juţne strane kopa. U hidrološkom smislu znaĉajno je i prisustvo vodenih akumulacija nastalih u vezi sa dosadašnjom rudarskom aktivnošću, kao što je akumulacija ispred ekološke brane ( „ekološka akumulacija“ ) i jezero u bivšem površinskom kopu. II ODVODNJAVANJE U PRETHODNOM PERIODU Površinski kop Cerovo 1 ugroţavaju površinske vode koje gravitiraju ka kopu, površinske vode koje padnu unutar granice kopa i podzemne vode unutar granice kopa. Jalovište je locirano tako da se sve vode gravitacijski slivaju ka akumulaciji tehniĉke vode na flotaciji pa nema kanala za odvodnjavanje na odlagalištu. Površinske vode koje gravitiraju ka eksploatacionom polju odvode se zaštitnim kanalima van granice eksploatacionog polja. Kretanje voda unutar površinskog kopa regulisano je kanalima po spoljnoj ivici transportnih puteva. Prema podacima od 1996. do 2002. godine o koliĉini ispumpane vode na kopu Cerovo 1, proseĉna koliĉina ispumpane vode za ovaj period je 10,12 m3/h. U letnjem periodu koliĉina ispumpane vode je 10,10 m3/h, a u zimskom periodu 10,24 m3/h. Maksimalni ĉasovni kapacitet ispumpavanja u ovom periodu bio je 27,88 m3/h. Sve vode, površinske i podzemne, unutar eksploatacionog polja, gravitacijski se odvode do glavnog vodosabirnika na etaţi E 365, lociranog u juţnom delu kopa, odakle se ispumpavaju do akumulacije tehniĉke vode na flotaciji. Visina ispumpavanja vode iz glavnog vodosabirnika je H = 143 m. Za odvodnjavanje kopa Cerovo 1 postavljena je potapajuća pumpa Flygt BS 2400 HT na etaţi E365. Vode se ispumpavaju u tzv.ekološku akumulaciju. III KONCEPCIJA ODVODNJAVANJA U BUDUĆEM PERIODU Sistem odvodnjavanja se sastoji od objekata za zaštitu od spoljnih voda koje gravitiraju ka kopu, od objekata za prihvatanje i sprovoĊenje voda koje padnu u konture kopa, od objekata za akumuliranje i ispumpavanje atmosferskih i podzemnih voda koje dospeju u podruĉje kopa i objekata za prihvatanje i odvoĊenje voda sa odlagališta. Sve vode se skupljaju u akumulaciji na K+440, a zatim se gravitacijskim kanalom odvode u glavnu akumulaciju na K+430 na zapadnoj strani kopa odakle se cevovodom odvode u borsku flotaciju, bez ispuštanja u prirodne vodotokove. Osnovna koncepcija odvodnjavanja sastoji se u sledećem:

Da se sva voda sa slivnih podruĉja, sa kojih voda gravitira prema kopu prihvati i gravitacijski odvede van podruĉja kopa Da se vode koje dospeju unutar konture kopa iznad mesnog erozionog bazisa prihvate kanalima i gravitacijski odvedu do odgovarajuće akumulacije na K+440 Da se sa etaţa niţih od nivoa lokalnog erozionog bazisa sve vode prihvataju na nivou prepumpavanja i odatle ispumpavaju u akumulaciju na K+440 Da se maksimalno iskoriste postojeći objekti za zaštitu i odvoĊenje voda uz eventualnu rekonstrukciju istih Uzimajući u obzir prirodne i tehniĉke faktore koji uslovljavaju ovodnjenost leţišta i rudarskih radova, treba oĉekivati pojavu povremenih površinskih voda, kao i podzemne vode koje treba regulisati i zaštititi sliv Cerove reke na najracionalniji naĉin IV ZAŠTITA ŢIVOTNE SREDINE OD RUDNIĈKIH VODA U okviru navedene koncepcije odvodnjavanja uraĊene su izvesne mere zaštite ţivotne sredine od rudniĉkih voda. Naime, uoĉeno je zagaĊenje Cerove reke vodama sa odlagališta formiranih eksploatacijom rudnog tela Cerovo – Cementacija 1. prostorni poloţaj ovih odlagališta ( planir 1 i planir 2 ) prikazan je na slici 1.

Slika 1. – Situacioni plan sa prikazom slivnih površina planira 1 i planira 2

Poreklo ovih voda je uglavnom od atmosferskih taloga i padavina izluĉenih direktno na površinu ovih odlagališta. Jedan deo padavina se trenutno sliva niz kosine odlagališta ka Cerovoj reci, dok se drugi infiltrira u odloţeni materijal i na niţim kotama nakon izvesnog vremena izluţuje kao voda obogaćena jonima metala, stvarajući na taj naĉin prilive koji su prisutni i nakon dejstva padavina. ZagaĊenje Cerove reke je neposredno ispod planira 1 i vizuelno uoĉljivo jer je reka od same ivice slivnog podruĉja planira, obojena tirkizno plavom bojom. Izdašnost ovog izvora je merena na taj naĉin što je izraĊen bunar odreĊenih dimenzija i periodiĉno mereno povećanje zapremine vode u bunaru u funkciji vremena. Priliv zagaĊenih voda u Cerovu reku ispod planira 1 je iznosio 0,112 l/s, dok je priliv ovih voda ispod planira 2 bio toliko manji da ga je na ovaj naĉin praktiĉno bilo nemoguće precizno izmeriti. Na osnovu napred navedenog, a iz razloga manjih investicionih ulaganja u pumpno postrojenje, predviĊeno je da se samo zagaĊene vode ispod planira 1 zahvate i ispumpaju u vodosabirnik na površinskom kopu, a zatim u „ekološku akumulaciju“, dok je za vode ispod planira 2 potrebno samo izraditi vodosabirnik u kome će se vršiti mehaniĉko preĉišćavanje taloţenjem i neutralizacija vode kreĉom. Preĉišćena voda će se ispustiti u Cerovu reku, a talog će se ( predviĊeno je periodiĉno ĉišćenje taloţnika ) odloţiti na za to predviĊeno mesto. Za zahvatanje zagaĊenih voda predviĊeni su drenaţni kanali, po ĉijem su dnu poloţene drenaţne cevi obloţene odgovarajućim filterima. Cevi su preĉnika 160mm i 200mm sa standardnom širinom otvora od 1,2 mm, i imaju visoku hemijsku i biološku postojanost u sredinama od pH=2 do pH=12, kao i visoku postojanost na habanje. Filter za oblaganje cevi je izraĊen od separisanog reĉnog agregata i to frakcija 4-8 mm i 8-16 mm, u slojevima od po 20 cm. Na raĉvanjima cevi su predviĊena reviziona okna radi lakšeg odrţavanja i efikasnijeg funkcionisanja sistema. Reviziona okna su izraĊena od vodonepropusnih betonskih segmenata MB30. Raspored i duţina drenaţnih kanala su takvi da prihvataju celokupnu koliĉinu zagaĊenih voda ne dozvoljavajući njihovo oticanje u Cerovu reku. Na slici ?. je prikazan izgled popreĉnog preseka drenaţnog kanala.

Slika 2. - Izgled popreĉnog preseka drenaţnog kanala Drenaţni sistem ispod planira 1 sastoji se od dva dvostrana drenaţna kraka, dva drenaţna bunara i cevi koja gravitacijski odvodi prikupljenu vodu do crpnog bazena pumpne stanice. Ispred

drenaţnog sistema je od drvene graĊe izraĊena eroziona pregrada koja spreĉava zatrpavanje drenaţnih kanala i smanjenje njihove propusne moći. Izgled ovog drenaţnog sistema prikazan je na slici ?.

Slika 3. – Izgled drenaţnog sistem ispod planira 1 Izgled drenaţnog sistema ispod planira 2 prikazan je na slici 4.

Slika 4. - Izgled drenaţnog sistema ispod planira 2

Pumpna stanica predviĊena za ispumpavanje zagaĊenih voda prikupljenih ispod planira 1 ima crpni bazen koji se sastoji od dve komore. Deo zapremine prve komore od oko 4 m3 sluţi za prihvatanje suspendovanih ĉestica i nanosa, dok će u drugom delu prve komore nivo oscilovati nivo u visini od 1 m i njegova zapremina iznosi oko 11 m3. Prva komora projektovana je tako da vreme rada pumpe bude oko 36 min. Druga komora sluţi kao rezervna zapremina u sluĉaju nailaska katastrofalnih voda ili eventualnog otkaza pumpi i njena zapremina iznosi oko 13 m3. iz prve komore voda preliva u drugu komoru, a iz druge postoji veza sa prvom radi njenog praţnjenja i ĉišćenja. Sve konstrukcije su izraĊene od vodonepropusnog betona MB30. karakteristiĉni preseci pumpne stanice prikazani su na slikama 5. i 6.

Slika 5. – Osnova pumpne stanice

Slika 6. – Pumpna stanica presek 1-1

Slika 7. – Pumpna stanica presek 2-2 Za prepumpavanje prikupljenih voda predviĊena je kiselootporna „Caprari“ bunarska pumpa E6×40. TakoĊe je predviĊena automatska regulacija rada pumpe pomoću sondi za gornji i donji nivo vode u crpnom bazenu.

Cevovod je od polietilena visoke gustine ( PEHD ) preĉnika 90 mm nazivnog pritiska od 10 bar sa varenjem spojeva. Cevovod je ukopan u zemlju pa je predviĊeno njegovo ankerisanje betonskim ankernim blokovima. Instaliran sistem se za sada pokazao kao pouzdan i efikasan, o ĉemu svedoĉe rezultati dobijeni hemijskim analizama vode iz Cerove reke koja se periodiĉno uzorkuje na za to predviĊenim mernim mestima. V ZAKLJUĈAK U površinski kop Cerovo – Cementacija 1 su bila implementirana mnoga rešenja koja su se u toku eksploatacije dokazala, a ovim radom su autori prikazali rešenje koje je primenjeno u periodu privremene „eksploatacione neaktivnosti“ rudnika, smatrajući da se ovim rešenjem nastavlja tradicija pravilnog pristupa problemima i njihovog rešavanja i najavljuje period ponovne uspešne eksploatacije u ovom rudniku. TakoĊe, ovde primenjen metod zaštite ţivotne sredine od rudniĉkih voda je pokazatelj kako se sa relativno malim investicionim ulaganjima moţe ispuniti zakonska obaveza rešavanja ekoloških problema nastalih kao posledica rudarskih radova. LITERATURA 1. Zvonimir Mitrović, mr Rodoljub Jovanović – „Sto godina borskog rudarstva 1903-2003. Sedamdeset pet godina basenskih flotacija 1929-2003.“, Bor, 2007. 2. IRM Bor „Dopunski rudarski projekat otkopavanja leţišta Kraku Bugaresku Cerovo – Cementacija za kapacitet od 2,5×106 tona rude godišnje – II.A.2. Tehniĉki projekat odvodnjavanja i zaštite vodotokova od rudniĉkih voda“, Bor, oktobar 2008. 3. Akcionarsko društvo za hidrogradnju i niskogradnju „Vodogradnja“ Zajeĉar „Tehniĉki projekat zaštite Cerove reke od rudniĉkih voda sa odlagališta rudnika bakra Cerovo“, Bor, maj 2007.

ISKORIŠĆENJE BAKRA SA ODLAGALIŠTA "DEPO ŠLJAKE 1" COPPER UTILIZATION FROM DEFERMENTATION OF SCORIA "DEPO ŠLJAKA – 1" Milenko Jovanović, Miroslava Maksimović,SrĊana Magdalinović,Vladan Marinković Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor IZVOD Prognoza svetskih struĉnjaka pokazuje da će do kraja prvog kvartala ovog veka biti oko 20 – 30% bakra manje proizvedeno (iz prirodnih resursa) u odnosu na potrošnju (potrebe) u svetu. Stoga je planirano da se taj nedostatak nadoknadi preradom reciklaţnih sirovina i tehnogenog otpada, koji u sebi sadrţi bakar. U tom pogledu realizacija ovog planiranog procesa (tehnološkog postupka) ima poseban znaĉaj, pogotovu što se preradom ovih sirovina, pored ekonomskih efekata rešavaju (ekološki) problemi iz oblasti zaštite ţivotne sredine što je za grad Bor (i šire) od izuzetnog znaĉaja. Kljuĉne reĉi: šljaka, tehnogeni otpad, bakar, odlagalište, rezerve mineralnih sirovina ABSTRACT The full cast (expectations) of experts (world scientist's) show us to the end of 20-Th' century will be about 20 – 30% less of copper manufacture from natural resources. Needful for cooper on world‟s market is higher than today‟s manufacture. Because of that there are plan to realize proceeding of recast recycled and technogene waste which contains copper (inside). Realization of this process has a great influence in future to development of Bor town and local community. Very important fact is economical effect of this process (recast of technogene waste, from scoria and got out a copper like a final product) for whole country of the Serbia. Key words: scoria, technogene waste, copper, defermentation, reserve of mineral resources

UVOD Poĉetkom dvadesetog veka zapoĉeta je eksploatacija rude bakra u Boru. Paralelno sa tim vršeno je, u prvom periodu topljenje rude, a nakon izgradnje flotacijskih pogona (1934 godina) i koncetrata bakra i plemenitih metala. Do 60-tih godina prošlog veka u topioniĉkim pogonima vršena je prerada (topljenje) rude i koncentrata dobijenog eksploatacijom iz leţišta bakra Bor. Nakon tog perioda pored koncentrata dobijenog iz borskog rudnika preraĊuju se i koncentrati dobijeni iz leţišta: Lipe, Majdanpeka, Buĉima, Cerova (M. Krivelj), uvezenih iz inostranstva i dr. Kao nus-produkt topioniĉkih procesa nastao je tehnogeni otpad topioniĉka šljaka. Procenjene koliĉine iznose preko 15 miliona tona. U zavisnosti od tehnologija koje su bile korišćene u eksploataciji, fazi metalurškog procesa topljenja u kojima je nastajala šljaka, kao i samih karakteristika rude, koncentrata bakra i topitelja, stvaran je tehnogeni otpad, veoma razliĉitih, kako fiziĉkih i mineraloških, tako i hemijskih karakteristika. Sve šljake, nastale u razliĉitim vremenskim periodima, odlagane su na više lokaliteta, a sa pojedinih lokacija vršena su i premeštanja usled izvoĊenja rudarskih radova pri otvaranju i proširenju površinskih kopova (stari površinski kop i površinski kop rudnog tela „H“). Najveća koliĉina šljake odloţena je na lokalitetu izmeĊu površinskog kopa rudnog tela „H“ i bivšeg prališta radionice starog površinskog kopa, pa se ova lokacija u daljem tekstu predstavlja kao „Depo šljake – 1“. Postojanje šljake, sa znaĉajnim sadrţajem korisnih komponenti, pre svega bakra i plemenitih metala, nedvosmisleno ukazuje na potrebu istraţivanja mogućnosti prerade šljake u cilju valorizacije svih korisnih komponenti.

U periodu od 2002. do 2006.godine flotacijski je tokom industrijske probe preraĊeno oko 1 300 000 tona šljake. Dobijene su znatne koliĉine bakra, zlata i srebra, ĉime je dokazano da je primenjenim postupcima moguća valorizacija korisnih komponenti iz navedene sirovine. OPIS DEPONIJE ŠLJAKE Teren na kojem je odloţena topioniĉka šljaka „Depo šljake – 1“ nalazi se u jugoistoĉnom delu industrijske zone TIR-a (topionice i rafinacije). Deponija je smeštena, delom, u starom koritu borske reke, a jednim delom na njenim zapadnim padinama. Tokom proteklog perioda odlaganja šljake formiran je plato srednje moćnosti od oko 30 m. Dimenzija duţe ose (SZ – JI) je oko 650 m, a kraće (JZ – SI) oko 200 m.Šljaku karakteriše jako izraţena heterogenost u pogledu fiziĉkih, mineraloških i hemijskih osobina. Posledica je raznovrsnost ruda, koncentrata i topitelja koji su korišćeni u procesu topljenja, kao i tehnologija koje su primenjivane u relativno dugom periodu (oko 60 godina). Na osnovu kvalitativnih mineraloških analiza utvrĊen je sledeći mineralni sastav šljake: ĉvrsti sulfidni rastvor (Cu-Fe), halkozin, pirit, bakar, kuprit, magnetit i minerali jalovine. Nemetaliĉni minerali (jalovina) predstavljeni su staklom sa pojavom razliĉitih eutektiĉkih dendrita (fajalit i dr.). Najzastupljeniji rudni mineral je sulfidna faza „ĉvrsti sulfidni rastvor Cu-Fe“. TEHNOLOŠKA ISTRAŢIVANJA Godinama su vršena tehnološka istraţivanja radi što bolje valorizacije korisnih elemenata is topioniĉke šljake. Prva zabeleţena obimna istraţivanja, vršena su 1970. godine na razliĉito hlaĊenim uzorcima konvertorske šljake, koji su sadrţali oko 4 % bakra. Ispitivanjima je utvrĊeno da se, pri razliĉitim reţimima hlaĊenja, iz ispitivanih šljaka moţe proizvesti koncentrat bakra sa sadrţajem bakra od 20 - 25 % i iskorišćenjem bakra od 90 - 92 %, kada je reĉ o granulisanoj šljaci, odnosno kada je reĉ o negranulisanoj šljaci. Na osnovu rezultata ispitivanja definisana je tehnološka šema flotacijske prerade šljake, kao i izbor opreme za definisani tehnološki postupak u okviru flotacije u Boru.

Slika 1: Subvertikalni odsek kosine na “Depou šljake 1“

Detaljna ispitivanja flotacijske metode koncentracije izvršena su na uzorcima šljake konvertora i kroz ista su potvrĊeni rezultati ispitivanja iz 1970. godine. U okviru istog posla izvršena su ispitivanja flotacijske koncentracije bakra iz šljaka plamene peći, koji su sadrţali oko 0,38 % Cu. Ispitivanjima nisu dobijeni pozitivni rezultati, kako u pogledu sadrţaja bakra u koncentratu, tako isto i u pogledu iskorišćenja bakra. Na osnovu rezultata ispitivanja mogućnosti valorizacije bakra iz konvertorske šljake, izvršenih tokom 1970/71., tokom 1971. godine uraĊena je Tehno ekonomska analiza mogućnosti i uslova industrijskog apliciranja procesa flotiranja konvertorske šljake u flotaciji Bor. Na osnovu prethodnih dokumenata, poĉetkom 1972. godine uraĊena je verifikacija tehnoloških mogućnosti za preradu konvertorske šljake u pogonu stare borske flotacije sa predlozima za neophodnu adaptaciju pogona. Sredinom 1972. godine izvršeno je u borskoj flotaciji industrijsko ispitivanje mogućnosti valorizacije bakra iz konvertorskih šljaka. Za tu namenu šljaka je posebno hlaĊena na deponiji "kreveta" i nakon neophodnog stepena usitnjavanja podvrgavana je flotacijskom tretmanu. U toku te probe preraĊeno je ukupno 5.913 tona šljake u kojoj je srednji sadrţaj bakra bio 4,80 %. Proizveden je koncentrat bakra sa srednjim sadrţajem bakra od 38,79 % iskorišćenjem bakra od 83,83 %. Tokom 1989. godine uzet je uzorak šljake plamene peći – Korke - koje se formiraju na kontejnerima - kupolama za transport šljake na odlagalište. Uzorak je sadrţao 1,0 % Cu, od ĉega je oko 27 % bilo oksidnog bakra, 1,2 g/t Au i 10 g/t Ag. Ispitivanjem je utvrĊeno da se iz ove šljake moţe proizvesti koncentrat koji sadrţi oko 14,5 % Cu sa iskorišćenjem od oko 72 %. Istovremeno sa formiranjem prethodnog uzorka, formiran je i drugi uzorak koji je sadrţao 5,63 % Cu, od ĉega oko 15 % oksidnog bakra, 2,98 g/t Au i 9,88 g/t Ag. Ispitivanjem je konstatovano da se iz ispitivanog uzorka moţe proizvesti koncentrat bakra sa oko 22 % Cu, 10,3 g/t Au i 38 g/t Ag, sa iskorišćenjem Cu od oko 94 %, zlata 84 % i srebra oko 94 %. Ispitivanje šljaka kod stare topionice 1995. godine - uzorak je sadrţao oko 5,3 % Cu, od ĉega je bilo oko 20 % oksidnog bakra. Iz ispitivanog uzorka proizveden je koncentrat koji je sadrţao oko 16 % bakra, 4 g/t Au i 28 g/t Ag uz iskorišćenja sva tri elementa od 90 - 92 %. U okviru ovog uzorka ispitivano je i uĉešće magnetiĉne frakcije i distribucije bakra i donešeni su adekvatni zakljuĉci. Krajem 1996. godine izvršena su nova ispitivanja na uzorku šljake "danca" iz lonaca sa šljakom plamenih peći, izlivenih na deponiju na haldi pored pruge, a uzorak je sadrţao 2,22 % Cu, od ĉega je bilo 28 % oksidnog bakra, 0,38 g/t Au i 7,0 g/t Ag. Na uzorku su raĊeni samo opiti osnovnog flotiranja i proizveden je koncentrat sa 11 % Cu, 3,43 g/t Au i 28,64 g/t Ag. Ostvarena su iskorišćenja Cu od 87,35 %, na Au 96,75 i na Ag 83,39 %. Istovremeno sa prethodnim uzorkom uzet je i uzorak "kreveti" koji je takoĊe predstavljao šljaku plamenih peći izlivenu u "krevete" pored pruge, a uzorak je sadrţao 11,55 % Cu, sa 19 % oksidnog bakra, 2,0 g/t Au i 40,6 g/t Ag. Kroz opite osnovnog flotiranja proizveden je koncentrat bakra sa 30 % Cu, 4,54 g/t Au i 97,12 g/t Ag. Ostvarena su iskorišćenja bakra od 96,57 %, Au 82,12 i Ag 86,45 %. Sa prethodna dva uzorka uzet je i uzorak mešavine konvertorske šljake i bakrenca, a to su ustvari bili nalepci iz lonaca za transport konvertorske šljake - korke. Uzorak je sadrţao 21,18 % Cu, dok je uĉešće oksidnog bakra bilo svega oko 12 %, 1,90 g/t Au i 7,40 g/t Ag. Iz ispitivanih uzoraka je proizveden koncentrat bakra koji je sadrţao oko 36 % Cu, 7 g/t Au i 48 g/t Ag. Ostvarena su iskorišćenja na Cu od 98 %, na Au 94 % i Ag 90 %. Tokom 1997. godine uzet je uzorak šljake iz konvertorske hale, na kome je trebalo da se izvrši poluindustrijsko ispitivanje mogućnosti valorizacije Cu, Au i Ag. Uzorci su nosili naziv " šljaka lonci krupno " sa sadrţajem bakra 16,5 %, i "šljaka lonci sitno " sa sadrţajem bakra 24,75 %. Usled velikog prisustva metalnog bakra veliĉine cigle, nije moglo biti izvršeno drobljenje šljake na postrojenju drobljenja za usitnjavanje kvarca u Krivelju, te su stoga uraĊeni samo laboratorijski testovi. Na oba uzorka ostvarena su niska iskorišćenja bakra, koja nisu prešla 80 %, i veoma visoki sadrţaji bakra u koncentratima. Dodatne analize podataka su ukazale da se u ovom sluĉaju nije radilo o konvertorskoj šljaci, nego verovatno o hladnom materijalu sa visokim primesama kuprita i delafosita, odnosno oksidnog bakra, što je navelo na zakljuĉak da materijal potiĉe iz anodne peći.

Krajem 1997. godine uzet je uzorak šljake sa "kreveta" koji je sadrţao ispod 2 % Cu, od ĉega je bilo oko 20 % oksidnog Cu, i iz istog je proizveden koncentrat bakra sa oko 10 % Cu i iskorišćenjem Cu od 80 %. Istovremeno je uzet i uzorak šljake sa gomile na aglomeraciji koji je sadrţao 5,18 % Cu, od ĉega je uĉešće oksidnog Cu bilo oko 15 %, i iz njega proizveden je koncentrat bakra sa oko 24 % Cu i iskorišćenjem od 80 %. Na osnovu rezultata prethodnih istraţivanja, krajem devedesetih godina uraĊena su idejna varijantna rešenja prerade šljake flotacijskim putem, za kapacitet od 50.000 i 500.000 tona godišnje. U okviru istih su razmatrane mogućnosti korišćenja postojećih postrojenja flotacije u Boru, kao i izgradnje neophodnog minimuma novih postrojenja i opreme. Tokom 2004 i 2005 god. nastavljena su laboratorijska ispitivanja valorizacije korisnih komponenti iz uzoraka topioniĉke šljake koja se tada već preraĊivala, a u okviru industrijske probe u pogonu Flotacije Bor. S obzirom na to da se iskorišćenja bakra u koncentratu kretalo oko 45-60% došlo se na ideju da se izvrši ispitivanje mogućnosti luţenja bakra iz otoka osnovnog flotiranja (definitivne jalovine procesa) a u cilju dodatnog iskorišćenja zaostalog bakra nakon procesa flotacijske koncentracije. Uzeti uzorak otoka flotacijske koncentracije sadrţao je 0,32% ukupnog bakra od ĉega je oko 10% bilo oksidnog. U laboratorijama za hemijske metode koncentracije odeljenja za PMS Instituta za bakar, izvoĊeno je agitaciono luţenje uzorka za razliĉite eksperimentalne uslove. Luţenjem otoka osnovnog flotiranja topioniĉke šljake za razliĉite uslove postignut je mali stepen izluţenja bakra, najveća vrednost svega 20% uz dodatak vodonik-peroksida kao oksidansa. Potrošnja sumporne kiseline bila je velika, (najveće vrednosti 160 do 195kg/t). U sluĉaju luţenja uz dodatak feri-hlorida u ulozi oksidansa, potrošnja sumporne kiseline je bila znatno manja 30kg/t ali je i stepen izluţenja bakra bio niţi. Generalno je zakljuĉeno da se luţenjem bakra iz otoka flotacije topioniĉke šljake ne moţe oĉekivati ekonomiĉna dodatna valorizacija bakra, što je najverovatnije posledica znatnog sadrţaja sulfidnih minerala bakra u otoku flotacijske koncentracije (preko 50%) koji se dosta teško rastvaraju sumpornom kiselinom. U istom periodu su izvršena i preliminarna ispitivanja magnetne koncentracije otoka flotacijske koncentracije topioniĉke šljake koja su imala za cilj utvrĊivanje mogućenosti za izdvajanje drugih komercijalnih proizvoda iz ove sirovine. Naime, hemijskim analizama je utvrĊeno da se definitivna jalovina iz procesa flotacije topioniĉke šljake znatno razlikuje od definitivne jalovine flotacije primarnih ruda. RDA analizom utvrĊene su znatne pojave magnetita Fe3O4 i fajalita Fe2SiO4 koji nastaje "veštaĉki" prilikom odlaganja topioniĉke šljake i brzim hlaĊenjem. Sadrţaj gvoţĊa i jedinjenja gvoţĊa upućuje na mogućnost dodatnog tretmana definitivne jalovine a u cilju pripreme za korišćenje u cnoj metalurgiji, odnosno ţelezarama. Sa druge strane definitivna jalovina flotacije topioniĉke šljake sadrţi i jedinjenja koja bi se minimalnim tehnološkim zahvatima mogla koncentrisati u cilju pripreme materijala za primenu u cementnoj industriji za izradu pucolanskih tj. "mešanih" cementa. Pored ovoga, otok flotacije topioniĉke šljake, zahvaljujući svom hemijskom sastavu kao i granulosastavu, s obzirom da se radi o vrlo sitnozrnom materijalu, moţe naći svoju primenu i u razne druge svrhe (proizvodnja abrazivnih materijala, suspstitucija raznih suspenzoida, itd.) za šta bi trebalo sprovesti dodatna ispitivanja. Preliminarna ispitivanja vršena su mokrim i suvim postupcima magnetne koncentracije na jaĉinama magnetnog polja od 0,2 do 1T. U ovim ispitivanjima su od polaznog uzorka šljake sa karakteristikama: gustina - 3575 kg/m3, sadrţaj Fe=36,60%; Fe3O4=9,49%; Al2O3=6,00%; SiO2=32,94% dobijeni proizvodi sledećih karakteristika: Magnetiĉna frakcija gustina - 3660 kg/m3, Fe - 37,98% Fe3O4 - 11,42% Al2O3 - 4,81% SiO2 - 32,74%

Nemagnetiĉna frakcija gustina - 3060 kg/m3, Fe - 31,83% Fe3O4 - 5,98% Al2O3 - 6,94% SiO2 - 49,70%

Kako se iz rezultata vidi, moguće je razdvajanje frakcija magnetnim metodama koncentracije. MeĊutim, zbog poteškoća pri odreĊivanju racionalne analize jedinjenja gvoţĊa što se pre svega ogleda u pouzdanosti hemijskih analiza, kao i zbog nedostatka savremenijih ureĊaja za magnetnu koncentraciju, ova ispitivanja nisu nastavljena. OSTVARENI REZULTATI TOKOM INDUSTRIJSKE PROBE Od 2002 godine vršena je velika industrijska proba flotacijske prerade topioniĉke šljake. U periodu od 2002-2006. godine preraĊeno je ukupno 1 284 346 t šljake iz koje je dobijeno 3 870,451 t bakra, 69,4093 kg zlata i 457,804 kg srebra. Industrijska proba je posle izrade Glavnog rudarskog projekta prerasla u proces prerade topioniĉke šljake. Iskorišćenje metala je nezadovoljavajuće ali se na njegovom poboljšanju kontinurano radi a kada se uzme u obzir sadašnja relativno visoka cena bakra na svetskom trţištu i to da je dobijen iz tehnogenog otpada ovaj proces postaje isplativ. ZAKLJUĈAK Rezerve bakra u okolini Bora su sve manje a sadrţaj bakra u raspoloţivoj rudi sve niţi. Sa druge strane, posledica dugogodišnjeg rudarenja u okolini grada je deponovanje topioniĉke šljake koja sadrţi znaĉajne koliĉine metala i kao takva predstavlja izuzetan ekološki problem. Godinama se istraţuje mogućnost valorizacije korisnih metala iz šljake. Rezultat svega je pokretanje industrijske probe flotacijske koncentracije korisnih metala iz topioniĉke šljake iz ĉega je proizašla i industrijska proizvodnja. Tokom industrijske probe u periodu od 2002-2006. godine preraĊeno je 1 284 346 t šljake iz koje je dobijeno 3 870,451 t bakra, 69,4093 kg zlata i 457,804 kg srebra. Još uvek nisu u potpunosti postignuti zadovoljavajući tehnološki rezultati pa se u tom cilju nastavljaju istraţivanja. Iz svega navedenog u radu jasno je da, pored ispitivanja o mogućnosti povećanja iskorišćenja bakra u flotaciji, treba istraţivati i mogućnosti za valorizaciju ostalih korisnih komponenti iz ove sirovine. Pre svega iz otoka flotacije topioniĉke šljake, koji zahvaljujući svom hemijskom sastavu kao i granulosastavu, moţe, preko odreĊenih tretmana, naći svoju primenu i u razne druge svrhe (proizvodnja abrazivnih materijala, suspstitucija raznih suspenzoida, itd.). Sa stanovišta ekologije postignuto je da se opasni tehnogeni otpad posle valorizacije metala flotacijskim postupkom u obliku flotacijske jalovine deponuje na bezbedno mesto – flotacijsko jalovište ĉime se smanjuje njegov uticaj na ţivotnu sredinu. Opšti zakljuĉak bio bi da je topioniĉka šljaka resurs iz koga je moguća profitabilna valorizacija bakra ali da bi u cilju još boljeg ekonomskog a i ekološkog bilansa trebalo nastaviti sa kompleksnim istraţivanjima mogućnosti valorizacije i ostalih korisnih komponenti. LITERATURA Cisarc A., 1949.: Izveštaj o ispitivanju bakrovih leţišta u Boru - Struĉni fond SGZ, Beograd. Janković S., R. Jelenković, D. Koţelj, 2002.: Borsko leţište bakra i zlata - RTB Bor – Institut za bakar, Bor. Milovanović D., 1993.: Specifiĉnosti geološko – ekonomske ocene leţišta tehnogenih mineralnih sirovina. – Tehnika, Rudarstvo, geologija i metalurgija., 48, 1, s. 3 – 9, Beograd. Milovanović D., 1974.: Osnovne karakteristike svetske mineralno – sirovinske baze bakra. – Rudarski glasnik, XIII, 4, sv. 38 – 47, Beograd. Nikolić K. i dr., 2007: Elaborat o rezervama tehnogenog leţišta bakra “Depo šljake 1“ – Bor, stanje 31.XII 2005.– tekstualni deo .-Fond struĉne dokumentacije Biroa za geologiju IRMB-a,.

Petković A., 2004.: Elaborat o proizvodnji, tehnološkim rezultatima, stanju opreme, objekata i instalacija na tehnološkoj liniji flotacijske prerade šljake plamene peći u pogonu Flotacija Bor kao i predlog mera za dostizanje prerade od 1.650.000 t šljake godišnje, Bor. Petković A., Milojević Ţ., Profirović S., Šćopić-Topalović S., Profirović I., 2005.: Izveštaj o snimanju tehnološkog procesa flotiranja šljake plamene peći u pogonu Flotacije Bor u periodu od 14. 10.2004. do 24.01.2005. god., Tehniĉka priprema pogona Flotacije Bor. Pogon flotacija – Bor, 2006. : Tehniĉki izveštaji za 2002., 2003., 2004., 2005. i 2006. godinu, Bor. Torbica S., Ignjatović D., Kneţević D., Lilić N. i dr., 2005.: Studija opravdanosti kratkoroĉnog investiranja (period 2006-2011 godine) u proizvodnju koncentrata bakra u RBB – Bor, RGF Beograd. Veljović O., Pešić S., Milošević D., Kneţević Ĉ., 1985.: Flotacijska koncentracija bakra iz šljake topionice u Boru, RTB – Bor.

TRETMAN OTPADNIH VODA NA PODRUĈJU LEŢIŠTA “ĈOKA MARIN 1” TREATMENT OF WASTE WATER IN BEARINGS "ĈOKA MARIN 1" Zoran Stojanović, Dejan Mitić Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor

Rezime Otvaranje leţišta izvršeno je potkopima duţine oko 200 m. Odvodnjavanje jame, za koju je konstatovano da nema znaĉajnih podzemnih voda i da do pojave vode moţe doći korišćenjem industrijske vode u tehnološkom procesu ili samo do neznatne pojave podzemnih voda, obavljaće se gravitaciono. Prostorije koje budu raĊene u jami treba da imaju odvodne kanale u boku prostorije. Sve prostorije trebaju da imaju pad od 2 ‰ do 1 %, za oticanje vode.Za zaštitu od spoljašnjih voda koje gravitiraju prema platoima K 534 i K 553 izgradiće se zaštitni kanali. Kao što je u prethodnom tekstu navedeno, za odvodnjavanje rudnika „Ĉoka Marin” predviĊeni su i vodosabirnici, i to dva vodosabirnika, kako zbog obezbeĊenja rezervi industrijske vode potrebne za proces proizvodnje tako i za tretiranje zagaĊene vode. Kljuĉne reĉi: otpadne vode, jama, podzemne vode, kanali, vodosabirnik. Summary Opening deposit is made undermine the length of about 200 m.Drainage holes, for which there have been no significant ground water and to the emergence of water may occur by using industrial water in the technological process or only to minor occurrence of groundwater, will be carried out gravity.Rooms that are made in the pit should have drainage channels in the side of the room. All rooms shall have a decrease of 2 ‰ to 1%, the swelling waters.For the protection of the external water to gravitate toward plateaus K 534 and K 553 will be constructed protective channels.As noted above, the mine drainage "Coka Marin" provided they vodosabirnici, and two vodosabirnika, due to security reservations of water needed for industrial production and process for treating contaminated water. Key words: Waste water tank, underground water channels, hopper water.

UVOD Uticaj rudarskih radova na podruĉju leţišta “Ĉoka Marin” u cilju zaštite ţivotne sredine se prati od poĉetnih geoloških istraţnih radova do zatvaranja rudnika jer se radi o sredini sa neporemećenim eko sistemima. Degradirani prostor stvoren izradom pristupnih puteva, platoa za otvaranje jamskih prostorija kao što su potkopi i metoda otkopavanja sa zarušavanjem rude i jalovih stena (metoda podetaţnog zarušavanja) odmah se na poĉetku otvaranja rudnika ureĊuju u skladu sa zakonskom regulativom Republike Srbije. Rudno leţište “Ĉoka Marin” nalazi se u istoĉnom delu Timoĉkog magmatskog kompleksa i do sada u rudonosnoj strukturi na kontaktu hidrotermalno izmenjenih i sveţih vulkanita i vulkanoklastita andezitskog i dacito-andezitskog sastava otkrivena su tri rudna tela: “Ĉoka Marin 1”, “Ĉoka Marin 2” i “Ĉoka Marin 3”. Prema sagledavanjima o mogućnosti eksploatacije (površinske i podzemne ) leţišta “Ĉoka Marin” vršena u Institutu za bakar Bor, došlo se do zakljuĉka da je najekonomiĉnije za eksploataciju

leţišta primena podzemne eksploatacije sa poĉetnim radovima na otkopavanju rudnog tela “Ĉoka Marin 1”. 1. Hemijske analize voda Uzeti su uzorci vode iz oba potkopa, izvora na K+553 m i iz bara sa platoa odlagališta po K+553 m. Uzorak vode je uzet i iz reke Velikog Peka koja protiĉe na udaljenosti od oko 1000,0 m vazdušne linije od leţišta “Ĉoka Marin”. U Tabeli 1. dati su rezultati hemijske analize voda uzorkovanih u potkopima, izvoru na koti +553 m gde gravitiraju i površinske vode i iz bara nastalih od kiša na platou +553 m nv gde se skladirala ruda pri uzimanju tehnološkog uzorka. TakoĊe, u tabeli 1. dati su i rezultati hemijske analize uzorka vode iz reke Veliki Pek. Tabela 1. Hemijske analize voda voda iz Potkopa K+534

Elementi

voda iz Potkopa K+553

voda iz izvora i bara

voda iz reke Veliki Pek

MDK Analitiĉka (I,II,-III,IV) metoda mg/l

pH

6,75

6,78

3,51

7,51

suspendovane materije (g/dm3)

0,035

0,029

0,028

0,026

V.T.

suvi ostatak (g/dm3)

2,99

1,49

1,14

0,30

G

utrošak KMnO4 (g/dm3)

0,034

0,042

0,040

0,015

V.T.

SO4(g/dm3)

0,93

0,43

0,75

0,044

G

Fe (g/dm3)

0,0002

0,0002

0,020

0,0002

AAS

0,3-1,0

Cd (g/dm3)

0,0002

0,00005

0,00005

0,00005

AAS

0,005

Cu (g/dm3)

0,0001

0,0001

0,0010

0,0001

AAS

0,1-0,1

Ni (g/dm3)

0,00025

0,00025

0,00025

0,00025

ICP

0,05-0,1

As (g/dm3)

0,001

0

0

0

ICP

0,05-0,05

Zn (g/dm3)

0,012

0,00005

0,0012

0,00005

AAS

0,2-1,0

Pb (g/dm3)

0,0002

0,0002

0,0002

0,0002

AAS

0,05-0,1

Legenda analitiĉke metode: AAS - atomska apsorciona spektrometrija; ICP – AES – atomska emisiona spektroskopija sa plazmom; V.T. – volumetrijska titracija; G. – gravimetrija; OES – optiĉka emisiona spektrografija

Rezultati hemijske analize voda iz podzemnih prostorija (potkopa) rudnog tela i izvora, pokazuju da u vodi ima povećanog sadrţaja bakra, cinka, olova i arsena u odnosu na MDK. Za prikupljanje voda iz jame, njihovo preĉišćavanje i recirkulaciju, izgradiće se dva bazena:

- na K 500 m i K 510 – bazeni (vodosabirnici) koji sakupljaju sve vrste otpadnih voda (iz jame, iz bara sa platoa koje nastaju od atmosferskih padavina u letnjem i jesenjem periodu). Bazeni imaju taloţnike gde se vrši preĉišćavanje vode, Dobijeni rezultati hemijskom analizom uzoraka vode iz potkopa, izvora i reke usvajaju se kao “nulti” podaci na poĉetku eksploatacije rude iz rudnog tela “Ĉoka Marin 1” . 2. Mogući priliv jamskih voda Na prostorima otvaranja rudnika, srednji godišnji prosek padavina za poslednjih 20 godina iznosi 470 mm/m2. Prema terenu, slivna površina zahvata oko 1.800.000 m2. Koliĉina padavina u toku godine iznosi: 1,8 x 106 x 470 mm/m2 = 846000 m3/god Ako 5% od ukupnih koliĉina padavina ponire, pa bi u jamu dospelo oko 42300 m3/god. TakoĊe, podzemna eksploatacija rude u rudnom telu “Ĉoka Marin -1” sa predloţenom otkopnom metodom moţe dovesti i do presecanja podzemnih tokova prirodnih izvorišta. Priliv vode iz jame se oĉekuje da iznosi oko 4,95m3 /h. Sve vode iz jame se sprovode do vodosabirnika, gde se vrši njihovo prećišćavanje i kao takve se vraćaju ponovo u jamu u proces bušenja.

ODVODNJAVANJE

Otvaranje leţišta izvršeno je potkopima duţine oko 200 m. Odvodnjavanje jame, za koju je konstatovano da nema znaĉajnih podzemnih voda i da do pojave vode moţe doći korišćenjem industrijske vode u tehnološkom procesu ili samo do neznatne pojave podzemnih voda, obavljaće se gravitaciono. Potkopi kojima je otvoreno rudno telo na K534 i K553 raĊeni su sa usponom od 1 % prema leţištu, tako da i ukoliko se pojave izvesne vode, iste bi se gravitaciono odvodile preko potkopa napolje. Prostorije koje budu raĊene u jami treba da imaju odvodne kanale u boku prostorije u zdravoj steni, nepodgraĊene, a koji će se raditi pri izvoĊenju bušaĉko-minerskih radova u fazi izrade prostorija. Sve prostorije trebaju da imaju pad od 2 ‰ do 1 %, za oticanje vode. Podaci o koliĉini podzemne vode Na nivou K 553 postoji izvor vode, kapaciteta 1.600 m3/god. Priliv vode iz jame i priliv vode iz izvora na nivou K 553 su zanemarljivo mali u odnosu na prilive od atmosferskih voda, pa će za dalje proraĉune biti merodavan priliv od atmosferskih voda. Izrada kanala za odvodnjavanje u jami Zbog priliva vode koji treba oĉekivati kako iz same radne sredine tako i zbog rada opreme u fazi izbijanja prostorije, izradiće se kanal za odvodnjavanje. Hodnici se izraĊuje pod nagibom od 1 % a niskopi od 11,3o.

Prvobitna izrada kanala je u steni a kasnije se isti moţe betonirati po potrebi ili po funkciji prostorije u kojoj se kanal nalazi, što znaĉi da nije obavezno betonirati kanal ako je isti u funkciji i nije ugroţen prolaskom mehanizacije i dr. Voda će oticati duţ hodnika do potkopa a onda napolje do vodosabirnika lociranog na terenu. Pri izradi hodnika moţe se oĉekivati u najnepovoljnijem sluĉaju, priliv vode od oko 500 l/min. odnosno 30 m3/ĉas. Ovo je predviĊena koliĉina vode i za njeno odvoĊenje pri izradi prostorija otvaranja i razrade predviĊa se izrada betoniranog kanala za njeno sprovoĊenje do vodosabirnika na terenu koji se nalazi u neposrednoj blizini potkopa.

Sva voda koja se izbaci iz jame prihvata se u dva vodosabirnika koji će biti meĊusobno povezani kanalom. Prvi vodosabirnik (VS-1) je na nivou K 510, a drugi (VS-2) na nivou K 500. U sklopu odvodnjavanja rudnika nalaze se i objekti za zaštitu od spoljnih voda koje gravititraju ka platoima na K 534 i K 553, kao i objekti za prihvatanje i sprovoĊenje voda koje padnu u konture platoa i objekti za akumuliranje i ispumpavanje atmosferskih i podzemnih voda koje dospeju u podruĉje platoa. Osnovna koncepcija spoljašnjeg odvodnjavanja sastoji se u u tome da se sva voda sa slivnog podruĉja, sa kojeg voda gravitira prema platoima, prihvati i gravitacijski odvede van granica platoa i da se vode koje dospeju unutar platoa prihvataju i gravitacijski odvode u vodosabirnike, odakle se vraćaju u proces proizvodnje. Za regulaciju vode koja gravitira prema platoima biće izgraĊeni kanali, njih ukupno tri, koji će sve vode sprovoditi ili van granica platoa ili u vodosabirnike. Kanal K-1 prihvataće svu vodi koja gravitira prema platoima i odvodiće je van granica platoa. Kanal K-2 će vodu koja dospe unutar platoa da prihvata i sprovodi u vodosabirnike Kanal K-3 će meĊusobno povezivati vodosabirnike. Analiza faktora od bitnog uticaja na odvodnjavanje

Platoe na nivoima K 534 i K 553 rudnika „Ĉoka Marin” u toku eksploatacije će ugroţavati površinske vode i podzemne vode iz jame. Maksimalne padavine za podruĉje Majdanpeka, kojem pripada ovaj lokalitet, date su u tabeli br. 2. Tabela br. 2. Maksimalne padavine za podruĉje Majdanpeka

Uĉestalost pojave u toku jedne godine, n 0,100 0,050 0,020 0,010

Period pojavljivanja Jednom u 10 godina Jednom u 20 godina Jednom u 50 godina Jednom u 100 godina

Poĉetni itenzitet padavina ii, mm/min. 9,969 11,090 12,574 13,695

Slivna površina sa koje gravitiraju vode ka platoima iznosi 39.700 m2. Otvorena površina platoa na nivoima K 534 i K 553 je 16.500 m2. Srednji godišnji prosek padavina na ovom podruĉju za poslednjih 20 godina iznosi 470 mm/m2. Slivna površina merodavna za priliv vode iz jame iznosi 90.900 m2.

Proseĉna koliĉina padavina na ovoj površini u toku godine iznosi 42.700 m3/god. Priliv podzemnih voda se procenjuje na 5 % priliva površinskih voda i iznosi 2.150 m3/god. Na osnovu prethodne analize moţe se konstatovati da su podzemne vode iz jame i industrijska voda iz tehnološkog procesa (oko 3.900 m3/god.) jedine vode iz rudnika. Sistem i reţim odvodnjavanja sa šemom odvodnjavanja. Sistem se sastoji od objekata za zaštitu od spoljnih voda koje gravititraju ka platoima K 534 i K 553, od objekata za prihvatanje i sprovoĊenje voda koje padnu u konture platoa i od objekata za akumuliranje i ispumpavanje atmosferskih i podzemnih voda koje dospeju u podruĉje platoa. Osnovna koncepcija odvodnjavanja sastoji se u sledećem:  da se sva voda sa slivnog podruĉja, sa kojeg voda gravitira prema platoima, prihvati i gravitacijski odvede van granica platoa i  da se vode koje dospeju unutar platoa prihvataju i gravitacijski odvode u vodosabirnike, odakle se vraćaju u proces proizvodnje ili odvoze cisternama. Za zaštitu od spoljašnjih voda koje gravitiraju prema platoima K 534 i K 553 izgradiće se zaštitni kanali. Ukupno će se izgraditi tri zaštitna kanala, K–1, K–2 i K–3. Zaštitni kanal K–1 predviĊen je za odvoĊenje spoljnih površinskih voda koje gravitiraju ka platoima K 534 i K 553. Sastoji se od pet deonica, zbog razliĉitih karakterisitka istih. Popreĉni presek kanala K–2 je trougaoni. Zaštitni kanal K–2 predviĊen je za odvoĊenje površinskih voda koje padnu na platoe K 534 i K 553, voda sa izvora na nivou K 533, kao i podzemnih voda iz jame do vodosabirnika VS–1 na nivou K 510. Ima pravac pruţanja sever–jug. Sastoji se od dve deonice, zbog razliĉitih karakterisitka istih. Popreĉni presek kanala K–2 je trougaoni, a dimenzije i ostale karakterisitke date su takoĊe u Tehniĉkom projektu odvodnjavanja. Zaštitni kanal K–3, predviĊen za odvoĊenje voda iz vodosabirnika VS–1 u vodosabirnik VS–2, sastoji se od dve deonice, zbog razliĉitih karakterisitka istih. Popreĉni presek kanala K–3 je takoĊe trougaoni. Popreĉni presek kanala dat je na slici br. 1, a poloţaj svih kanala dat je na slici br. 2.

Slika br. 1. Popreĉni presek kanala za odvodnjavanje

Kao što je u prethodnom tekstu navedeno, za odvodnjavanje rudnika „Ĉoka Marin” predviĊeni su i vodosabirnici, i to dva vodosabirnika, zbog obezbeĊenja rezervi industrijske

vode potrebne za proces proizvodnje. Ovo je posebno znaĉajno zbog potreba za industrijskom vodom u sušnim periodima. Vodosabirnik VS–1 biće lociran na nivou K 510, a vodosabirnik VS–2 na nivou K 500. Vodosabirnik VS–1 prihvata sve vode iz kanala K–2, a vodosabirnik VS–2 prihvata regulisani preliv iz vodosabirnika VS–1, u sluĉaju duţeg zastoja na ispumpavanju u vodosabirniku VS–1, a zbog stalne potrebe za industrijskom vodom u procesu proizvodnje u jami. Dimenzionisanje zbirnog kapaciteta vodosabirnika izvršeno je prema srednjim desetogodišnjim padavinama za vreme trajanja padavina od 8 h (osmoĉasovni priliv vode).

Slika br. 2. Poloţaj objekata odvodnjavanja na površini terena

Poloţaj objekata odvodnjavanja, koji će površinske vode od atmosferskih padavina odvoditi van odlagališta i na taj naĉin se onemogućava (spreĉava) spiranje jalovinskog materijala sa kosina odlagališta i njegovo nanošenje na okolno zemljište, prikazan je na slici broj 2. Vode koje se zadrţavaju na platoima (ravnim površinama) odlagališta u vidu bara treba sprovesti do vodosabirnika na K 500 m i K 510 m gde treba izvršiti njihovo preĉišćavanje pre korišćenja za snabdevanje industrijskom vodom ili ispuštanja u vodotokove. Fekalnih voda na podruĉju rudnika nema jer je smeštaj rudara organizovan u preureĊenoj Osnovnoj školi (gde ima i kupatila i kanalizacije za sanitarne otpadne vode) u selu Vlaole. Zamašćenih jamskih voda uljima i mazivima prema ispitivanjima takoĊe nema. Otpadna ulja / istrošena mašinska ulja, sakupljaju se u metalnim buradima i isporuĉuju periodiĉno pravnim subjektima, koji ga otkupljuju i plasiraju rafineriji na preradu. Na trţištu sekundarnih sirovina otpadana ulja su roba koja ima plasman i svoju cenu što je najbolja mera za zbrinjavanje ovih materijala i zaštitu ţivotne okoline.

SANACIJA I REKULTIVACIJA ZEMLJIŠTA USLED UTICAJA RUDARSKIH RADOVA NA PODRUĈJU LEŢIŠTA “ĈOKA MARIN 1” RECULTIVATION LAND REHABILITATION AND IMPACT FROM THE AREA MINING DEPOSITS "ĈOKA MARIN 1" Zoran Stojanović, Dejan Mitić Institut za rudarstvo i metalurgiju, Bor Rezime Uticaj rudarskih radova na podruĉju leţišta “Ĉoka Marin” u cilju zaštite ţivotne sredine se prati od poĉetnih geoloških istraţnih radova do zatvaranja rudnika jer se radi o sredini sa neporemećenim eko sistemima. Degradirani prostor stvoren izradom pristupnih puteva, platoa za otvaranje jamskih prostorija odmah se na poĉetku otvaranja rudnika ureĊuju u skladu sa zakonskom regulativom Republike Srbije. Metoda rekultivacije degradiranih površina sa dodavanjem zemlje prema istraţivanju u RTB-u Bor daje sigurne rezultate i spada u trajne metode rekultivacije.

Pošumljavanje i zatravljivanje degradiranih površina ima za cilj oĉuvanje ţivotne sredine. Pošumljavanjem degradiranih površina doprinosi se i poboljšavanju mikroklime i estetskog izgleda okoline. Kljuĉne reĉi: ţivotna sredina, rudnik, degradirane površine, rekultivacija, pošumljavanje.

Summary The influence of mining in the area of the deposit "Coka Marin" in order to protect the environment is monitored from the initial geological surveys to close the mine because it is an area with undisturbed eco-systems. Degraded space created by making the access road for the opening of the plateau jamskih premises immediately at the beginning of opening the mine in accordance with the governing legislation of the Republic of Serbia. The method of reclamation of degraded land to add land to the research in the RTB Bor gives safe results and is one of the permanent methods of reclamation. Reforestation of degraded areas and zatravljivanje aims to preserve the environment. Afforestation of degraded areas contributes to the microclimate and improve the aesthetic appearance and environment. Key words: environment, mining, degraded areas, recultivation, afforestation. UVOD Rudno leţište “Ĉoka Marin” nalazi se u istoĉnom delu Timoĉkog magmatskog kompleksa i do sada u rudonosnoj strukturi na kontaktu hidrotermalno izmenjenih i sveţih vulkanita i vulkanoklastita

andezitskog i dacito-andezitskog sastava otkrivena su tri rudna tela: “Ĉoka Marin 1”, “Ĉoka Marin 2” i “Ĉoka Marin 3”. Kontaktna zona u kojoj su smeštena ova rudna tela je u tesnoj vezi sa strukturama vukanskih aparata i predstavlja duboki razlom, koji verovatno dopire do dubokih delova Borske rov sinklinale. Prema sagledavanjima o mogućnosti eksploatacije (površinske i podzemne ) leţišta “Ĉoka Marin” vršena u Institutu za bakar Bor, došlo se do zakljuĉka da je najekonomiĉnije za eksploataciju leţišta primena podzemne eksploatacije sa poĉetnim radovima na otkopavanju rudnog tela “Ĉoka Marin 1”. 1. OTVARANJE RUDNOG TELA I ODLAGANJE JALOVINE IZ JAME “ĈOKA MARIN 1” Otvaranje leţišta izvršeno je potkopima duţine oko 200 m i to Potkopom K+534 i Potkopom K+553. Odlaganje jalovine iz potkopa Potkopa 553 vrši se po nivou K+553 m, dok je odlaganje jalovine iz potkopa Potkopa 534 po nivou K +534 m. Lokacija na kojoj su formirana odlagališta jalovine iz podzemnih radova za otvaranja rudnog tela “Ĉoka Marin 1”, predstavlja zapadnu kosinu brda Ĉoka Marin pokrivenu najvećim delom bukovom šumom. Najviša kota ovog brda je K+648 m. Odlagališta jalovine na leţištu “Ĉoka Marin” formirana su stvaranjem zaseka u teren radi stvaranja poĉetnog platoa za otvaranje potkopa i sa koga sa odlaţe jalovina, ĉime se dobija završna (konaĉna) ravan odlagališta koja sluţi kao jamsko dvorište ispred potkopa. Zbog uzimanja tehnološkog uzorka sa leţišta “Ĉoka Marin” u rudnom telu “Ĉoka Marin 1”, od lokalnog puta do ulaza u potkope izraĊeni su pristupni putevi i platoi koji su kasnije prošireni odlaganjem jalovine iz potkopa niz spoljašnju kosinu platoa, ĉime je stvoreno jamsko dvorište na K+534 m nv i K+553 m nv. Odlagalište dobija konaĉnu konturu prikazanu na situaciuonoj karti (Slika br. 2.). Jalovina se odlaţe u vidu gomila na poĉetnom platou na udaljenosti 5,0 m od ivice spoljašnje kosine istog. Odlaganjem jalovine iz potkopa formiraju se ravne i kose površine odlagališta jalovine. Ravne površine odlagališta sve dok traje proizvodnja rude na leţištu “Ĉoka Marin” koriste se kao jamsko dvorište za smeštaj agregata, kompresora za komprimirani vazduh i kontejnera potrebnih za kancelarije, presvlaĉenje rudara i obedovanje kao i za ĉuvanje rezervnih delova i ostalo. 1.1. Pedološke osobine jalovine Odloţeni materijal (jalovina - supstrat) pripada klasi tehnogenih zemljišta, to su hidrotermalno izmenjeni vulkaniti, vulkanoklastiti i hidrotermalno–biotitski andeziti. (Slika br. 2.). Zbog naĉina izgradnje podzemnih prostorija otvaranja i razrade, odloţena jalovina se sastoji od izminiranog materijala razliĉite granulacije gde je pH vrednost 4,07 i bez sposobnosti za razvoj spontane vegetacije. Odlagani materijal po morfologiji je raznorodan i sastoji se od krupnih i sitnih komada stena u neraspadnutom stanju. Ovakav granulometrijski sastav uslovljava vrlo loša fiziĉka svojstva, posebno vodno vazdušni reţim, koji je jedan od vaţnih faktora za razvoj biljaka. TakoĊe, su vrlo niske vrednosti asimilacionog azota i fosfora neophodnih za razvoj biljaka kao konstitutivnih elemenata biljnog tkiva. Odlagana jalovina predstavlja konglomerat razdrobljenih stena i kao takva ne poseduje ni inicijalne zaĉetke pedoloških procesa, zbog ĉega se ne mogu izvoditi radovi ozelenjavanja dok se ne izvrši neophodna priprema, odnosno tehniĉka faza eurekultivacije (dodavanje zemlje ).

Slika br. 1. Presek 1 – 1‟

Legenda:

Odlagališta: hidrotermalno izmenjeni vulkaniti, vulkanoklastiti i hidrotermalno–biotitski andeziti Slika br. 2. Popreĉni profil

Rezultat hemijske analize uzoraka jalovine i prirodnog zemljišta pokazuju da teških elemenata ima više u jalovini (tehnogenom materijalu) nego u prirodnom zemljištu (površinskim raspadanjem stena iznad leţišta). MeĊutim, povoljno je to za prirodno zemljište što je pH vrednost iznad 7. pa biljke pri toj pH vrednosti nemaju sposobnost uzimanja teških elemenata iz zemlje i njihovog akumuliranja. 1.2. Mehaniĉke osobine prirodnog zemljišta i raskrivke Prirodno zemljište na podruĉju Ĉoka Marin je uglavnom nastalo površinskim raspadanjem vulkanskih stena. U dolini reke Veliki Pek (udaljene oko 1000,0 m vazdušne linije od leţišta) zemljište se sastoji od nevezanih stenskih masa neujednaĉenog granulometrijskog sastava. Povlatni deo izgraĊen je od peskovito – glinovitog materijala, dok je dublji deo izgraĊen od šljunkova i peskova. Za potrebe rekultivacije u dolini reke Velikog Peka otkupiće se potrebne površine za pozajmište zemlje. Površinski sloj zemlje u visini od 10-20 cm koristiće se za biološku rekultivaciju odlagališta jalovine. 1.3. Prostorna urbanistiĉka rešenja za dalje korišćenje degradiranih površina Prostorni plan za ureĊenje i korišćenje degradiranih površina u Ĉoka Marinu nije raĊen, pa ureĊenje degradiranih površina vršiće se prema Zakonskoj regulativi Republike Srbije. S obzirom da se radi o oĉuvanom prostoru sa neporemećenim eko sistemima u ovom projektu se daju rešenja za rekultivaciju degradiranih površina, a u cilju oĉuvanja ţivotne sredine. Degradirane površine u odnosu na opšti zahvaćeni prostor jamskom eksploatacijom su veoma male i kose površine se ureĊuju na poĉetku eksploatacije, a ravne po zatvaranju rudnika. 1.4. Namena degradiranih površina odlagališta jalovine Kose površine odlagališta jalovine namenjene su za pošumljavanje crnim borom (pinus nigro). Dok traje podzemna eksploatacija rude na leţištu “Ĉoka Marin”, ravne površine odlagališta jalovine predviĊene su da se koriste kao jamsko dvorište i to po nivou: +553 m i +534 m. Po prestanku potrebe za jamskim dvorištem, ravne površine odlagališta jalovine se nasipavaju slojem humusne zemlje visine 10-15 cm i zatravnjuju se travnom leguminoznom smešom: -bela detelina (trifolium repens) 8% -ţuti zvezdan (lotus korniculatus) 36 % -maĉiji repak (phleum pratense) 20 % -livadarka (poa pratensis) 36 % 100 %

2. REKULTIVACIJA Degradirane kose površine na mestu otvaranja potkopa, se odmah mogu rekultivirati crnim borom i njihova rekultivacija zapoĉinje odmah po završetku odlaganja jalovine, odnosno stvaranja konaĉnih površina, dok se ravne površine rekultiviraju posle zatvaranja rudnika nasipavanjem slojem zemlje u visini od 10-15 cm i zatravnjuju se.

Površine za rekultivaciju date su u tabeli 1. i grafiĉki na slikama br. 3. i 4. Šematski izgled odlagališta jalovine sa poloţajem popreĉnog profila dat je na slici br.1. Popreĉni profil 1-1‟ odlagališta jalovine dat je i na slici br. 2.

Nivo (m nv) 560/553 (K1) 553 (R1) 553/534 (K2) 534 (R2) 534/530 (K3)

Tabela 1. Degradirane površine odlagališta jalovine Vrsta površine Kose površine (m2) Ravne površine(m2) 1388,0 1670,0 3844,0 1653,0 794,0

Ukupne površine (m2) 1388,0 1670,0 3844,0 1653,0 794,0

2.1. Izbor medode rekultivacije Za rekultivaciju odlagališta jalovine koristiće se optimalna rekultivacija (eurekultivacija) koja se u ovom sluĉaju sastoji od faza tehniĉke i biološke rekultivacije. Tehniĉka faza eurekultivacije sastoji se od: otkopavanja zemlje (“skidanja” na pozajmištu humusnog sloja u visini od 10 - 20 cm i to buldozerom), utovara, transporta i planiranja. Lokacija za uzimanje zemlje nalazi se pored reke Veliki Pek na udaljenosti 1000 m vazdušne linije od odlagališta “Ĉoka Marin 1”. Potrebna površina za obezbeĊenje zemlje iznosi oko 35,0 m2. Radovi faze tehniĉke eurekultivacije izvode se po sledećem redosledu: otkopavanje (iskop) zemlje, utovar, transport, odlaganje i planiranje. Na kosim površinama odlagališta jalovine zemljom se zapunjuju samo jame za sadnice. Ravne površine odlagališta po prestanku eksploatacije rudnog tela treba nasipavati u kontinuitetu sa zemljom u sloju visine 10-15 cm. Biološka faza eurekultivacije na degradiranim površinama predstavlja meru uspostavljanja vegetacionog pokrivaĉa i ima za cilj zaštitu ţivotne sredine (Slika br. 3.). Ĉinjenica je da odreĊene biljne vrste brzim razvojem korenovog sistema i nadzemnom vegetativnom masom doprinose stabilnosti degradiranih prostora u smislu zaštite od vodene i eolske erozije. Površine degredirane odlagalištem jalovine pripadaju tehnogenim površinama koje nastaju kao rezultat rudarskih aktivnosti u cilju eksploatacije polimetaliĉne rude i kao takve pogodne su za pošumljavanje kosih površina i zatravljivanje ravnih površina pod uslovom da se izvrše predhodni dodatni pripremni radovi. Prema istraţivanjima izvršenim na terenu radi izvoĊenja faze biološke eurekultivacije, potrebno je predhodno izvršiti tehniĉku fazu eurekultivacije jer je to preduslov za prijem i razvoj biljaka na tehnogenim površinama. Uzimajući u obzir faktore koji utiĉu na biološku rekultivaciju, a pre svega vrlo nizak produkcioni potencijal podloge koja treba da se rekultivira, odnosno fiziĉko-hemijske osobine, nadmorsku visinu i uslove staništa, zatim kontinentalnu klimu, izbor vrsta je bio veoma ograniĉen. Najpovoljnija metoda faze biološke eurekultivacije na degradiranim površinama odlagališta jalovine je pošumljavanje primenom trougaone šeme. Podizanje šumskih zasada ima za cilj zaštitu ţivotne sredine i oplemenjivanje degradiranog prostora.

Za pošumljavanje degradiranih površina primenjuju se vrste koje se sade na teškim terenima i koriste se pionirske vrste kao što je crni bor. Posle obrastanja degradiranih površina sa biljnim pokrivaĉem i proţimanja biljnim korenovima, a posebno posle izumiranja i humifikacije biljnih delova, zapoĉinje proces stvaranja primarnih standardnih agregata. Nakon 5-10 godina od izvoĊenja biološke rekultivacije, degradirani materijal (zemljište) poprima svojstva prirodnog zemljišta.

Legenda:

I godina, Posle zatvaranja rudnika Slika br. 3. Dinamika izvoĊenja tehniĉke rekultivacije

Legenda:

Travno-leguminozna smeša,

Crni bor

Slika br. 4. Biološka rekultivacija 2.2. Izbor biljnih vrsta za pošumljavanje i zatravljivanje Za biološku fazu eurekultivacije degradiranih površina odlagališta jalovine posle primene tehniĉke faze eurekultivacije došlo se do zakljuĉka da je najbolje na kosim površinama zasaditi crni bor (pinus nigra) 2.000 kom/ha, a na ravnim površinama zasejati travno leguminozne smeše i to 25,0 kg po jednom hektaru: bela detelina (trifolium repens) 2,0 kg/ha ţuti zvezdan (lotus korniculatus) 9,0 kg/ha maĉiji repak (phleum pratense) 5,0 kg/ha livadarka (poa pratensis) 9,0 kg/ha 25,0 kg/ha Kod izbora navedenih biljnih vrsta za podizanje travnjaka vodilo se raĉuna o sledećim osobinama: otpornost na specifiĉne uslove sredine, tolerantnost na klimatske uslove, rasprostranjenost, pokrovnost, sposobnost vezivanja supstrata itd. U cilju uspešnog nicanja i razvoja biljaka na nepovoljnom supstratu, vrši se njegovo obogaćivanje unošenjem odgovarajućih mineralnih Ċubriva, dok se sadrţaj organskih materija unosi preko plodne zemlje i dodatkom stajnjaka. Zajedniĉke osobine travno leguminoznih smeša su:  izabrane biljne vrste opstaju 10-12 godina,  uspevaju i na većim nadmorskim visinama,  prema pH su tolerantne tako da uspevaju i na kiselim i na alkalnim zemljištima gde sepH kreće izmeĊu 4 i 9  podnose zaslanjena i kreĉna zemljišta  rastu i razvijaju se kako na siromašnim i plitkim zemljištima, tako i na dubokim i plodnim,  otporne su na sušu,

 

trpe i visok nivo podzemnih voda (plavljenja), predstavljaju krmnu smešu visoke biološke vrednosti (mogu se koristiti za ispašu i za proizvodnju sena). Prilikom izbora vrsta za pošumljavanje degradiranih površina, vodilo se raĉuna da su prilagodljive uslovima klime i zemljišta, da imaju dobar prijem pri sadnji i da su otporne na delovanje osnovnih prirodnih faktora. Crni bor, kao pionirska vrsta veoma je prilagodljiv na plitka, kamenita, suva staništa, dobro se prima pri sadnji, uspešno podnosi sušu, mraz, vetar i ujedno popravlja zemljište. Moţe da uspeva na ekstremnim nagibima terena i na nadmorskoj visini od 400-1300 m. Za sadnju se koriste dvogodišnje sadnice crnog bora sa umereno razvijenim nadzemnim delom i dobro razvijenim korenom. Uspeh pošumljavanja degradiranih površina zavisi od izvoĊenja predhodno pripremnih radova i od izbora vrsta sadnica koje mogu da podnesu surove klimatske uslove. Kada se pošumljava teren sa nepovoljnim uslovima, sadnji se mora pokloniti veća paţnja. Posle pripreme zemljišta za setvu koja se u ovom sluĉaju sastoji od navoţenja zemlje, razastiranja i ravnanja terena, pristupa se setvi travno – leguminozne smeše. TakoĊe, pre setve ili zajedno sa setvom vrši se startno Ċubrenje kompleksnim mineralnim Ċubrivom NPK (15:15:15) u koliĉini od 150gr/m2. Zatravljivanje ravnih površina na odlagališta ima za cilj stabilizaciju nasutog humusa. Radovi na zatravljivanju sastoje se od: - ruĉnog sejanja (unakrsno) mešavina trave, dubina setve se kreće izmeĊu 1-2 cm, - valjanje zubĉastim valjkom zasejanih površina radi uspostavljanja što boljeg kontakta izmeĊu zemljišta i semena što omogušava brţe i ravnomernije nicanje, - dubrenje zasejanih površina NPK (15:15:15) Ċubrivom i - orošavanje (zalivanja) zasejanih površina do nicanja trave i posle u zavisnosti od meteoroloških uslova. 2.3. Dinamika izvoĊenja radova na biloškoj rekultivaciji U prvoj godini rekultiviraju se kose površine odlagališta jalovine, a posle završetka eksploatacije na leţištu “Ĉoka Marin” rekultiviraju se ravne površine odlagališta jalovine. Period rekultivacije ravnih površina se ne moţe predvideti jer zavisi od godišnjeg kapaciteta rude (t/god) i mogućnosti eksploatacije istraţenih rudnih tela. 3. OĈEKIVANI REZULTATI KRAJNJEG CILJA Rekultivacija degradiranih površina je u cilju oĉuvanja ţivotne sredine i primenom predviĊenih tehniĉkih i bioloških mera mogu se oĉekivati dobri rezultati i pored veoma nepovoljne osnovne podloge. Metoda rekultivacije degradiranih površina sa dodavanjem zemlje prema istraţivanju u RTB-u Bor daje sigurne rezultate i spada u trajne metode rekultivacije. Najveći troškovi pri izvoĊenju faza eurekultivacije odnose se na utovar i transport zemlje. Pošumljavanje i zatravljivanje degradiranih površina ima za cilj oĉuvanje ţivotne sredine. Efekti rekultivacije ogledaju se u tome da: zasaĊene sadnice na degradiranim površinama spreĉavaju spiranje jalovine sa kosine odlagališta i njeno nanošenje na okolno zemljište, stimulišu razvoj prizemne flore i korenovim sistemom aktiviraju mikrobiološke procese na odlagalištu. Pošumljavanjem degradiranih površina doprinosi se i poboljšavanju mikroklime i estetskog izgleda okoline.

PRIMENA „SWELLEX“ I „FIBERGLASS“ SIDARA U RUDNIKU „RUDNIK“ USE OF SWELLEX AND FIBERGLASS ANCHORS IN THE MINE „RUDNIK“ Petar ĐorĊević, Zlatko Belić AD Rudnik i flotacija „Rudnik“, Rudnik Izvod Specifiĉnosti pojedinih rudnih tela u jami rudnika „Rudnik“ uslovila su odstupanje od dugo primenjivanih metoda otkopavanja i dovela do primene novih otkopnih metoda. Do sada su u upotrebi bila klasiĉna sidra sa rascepkom, ali zahtevi odrţavanja stabilnosti radne sredine, sa jedne, i smanjenje troškova procesa sidrenja sa druge strane, uslovili su potrebu za primenom savremenijih tipova sidara. U saradnji sa „Atlas Copco“-m izvršena je probna ugradnja, a nakon toga i ispitivanje, „Swellex“ i „Fiberglass“ sidara. Pokazalo se da ova sidra u potpunosti zadovoljavaju postavljene zahteve. Kljuĉne reĉi: ugradnja sidara, ispitivanje sidara, „Swellex“ sidra, „Fiberglass“ sidra Abstract Specificity of individual ore bodies in the mine hole of the mine „Rudnik“ caused the deviation from the long applied mining methods and led to the application of new mining methods. So far as to use classic anchor with cotter pin, but the demands at maintaining the stability of the working environment on the one hand, and reducing the cost of the process of anchoring on the other hand, caused the need for using modern types of anchors. In the cooperation with „Atlas Copco“ performed the test installation, and later testing, „Swellex“ and „Fiberglass“ anchors. This anchors is fully meet the requirements. Keywords: installation of anchors, testing anchors, „Swellex“ anchor, „Fiberglass“ anchor

Uvod U rudniku „Rudnik“ poslednjih 15 godina otkopavanje rudnih tela vrši se metodom frontalnog otkopavanja odozgo na dole sa otvorenim otkopima. Pomenuta metoda daje zadovoljavajuće rezultate, ali istu nije moguće primeniti za otkopavanje svih rudnih tela u rudniku „Rudnik“. Naime, prvenstveno zbog poloţaja pojedinih rudnih tela, koja su locirana na manjim dubinama (ili ĉak izdanjuju), primena ove metode bi, u sluĉaju zarušavanja krovine, imala kao posledicu odreĊene manifestacije na površini , tj. degradaciju terena iznad otkopanog rudnog tela. Zbog toga je za otkopavanje ove grupe rudnih tela u jami rudnika „Rudnik“ izabrana metoda horizontalnog krovnog otkopavanja po pravcu pruţanja odozdo na gore sa zasipavanjem primenom dizel opreme. Samim tim ukazuje se potreba za upotrebom novijih tipova sidara. Do sada su u upotrebi bila sidra sa rascepkom, ali ova sidra, kod otkopavanja pomenute grupe rudnih tela, ne bi dala zadovoljavajuće rezultate. Probna ugradnja „Fiberglass“ sidara izvršena je upravo na pomenutim rudnim telima, dok su „Swellex“ sidra ugraĊena na rudnim telima koja se otkopavaju metodom frontalnog otkopavanja odozgo na dole sa otvorenim otkopima.

Probna ugradnja „Swellex“ i „Fiberglass“ sidara Izvršena je probna ugradnja „Swellex“ sidara tipa Pm12 i „Fiberglass“ sidara tipa GRP K60. „Swellex“ sidra su preĉnika d=27,5mm i duţine l=1800mm. Debljina ĉelika iznosi d=2mm, sa podloţnom ploĉom oznake NR12, debljine d=4mm. Tip ĉelika je S355MC. UgraĊena „Fiberglass“ sidra su preĉnika d=27mm i duţine l=1800mm, sa podloţnom ploĉom od fiberglasa GRP R=200mm, navrtkom GRP i brzovezujućom dvokomponentnom smešom(smolom) Lok set rasin 28×250mm HS Fast (brzo steţuća sa vremenom vezivanja t=13-18s) i Lok set rasin 28×600mm HS Slow (sporo steţuća sa vremenom vezivanja t=70-200s). „Swellex“ sidra su ugraĊena u bušotine preĉnika d=36mm. Bušotine su izbušene bušaćim ĉekićem tipa AC BBD-46 („Falcon“) sa monoblok dletom duţine l=1800mm. UgraĊeno je ukupno 23 sidra. Vremena ugraĊivana sidara prikazana su u tabeli 1. Proseĉno vreme ugraĊivana iznosi t=26 s. Tabela 1-vreme ugradjivanja „Swellex“ sidara Redn i broj anker a Vrem e ugrad nje (s)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

2 2

2 6

2 4

2 2

3 1

2 9

2 9

3 0

3 0

3 0

2 7

2 4

2 5

2 6

2 8

2 6

2 5

2 4

2 6

2 6

2 4

2 8

Sidra su ugraĊena pomoću pneumatske pumpe tipa Atlas Copco Swellex pump PSP 300. Na slici 1. prikazana je ugradnja jednog „Swellex“ sidra. Nakon ugradnje pristupilo se ispitivanju, odnosno proveri nosivosti jednog sidra. Nosivost sidra merena je hidrauliĉnim cilindrom, „pull tester“-om. „Swellex“ sidro ispitano je odgovarajućom metodologijom, zatezanjem do prekida. Ispitivanje je izvršeno u uslovima jame rudnika „Rudnik“, na temperaturi od 15°C. Prilikom „ĉupanja“ , pri vrednosti sile zatezanja-pritiska od p=215bar(100kN), sidro nije pokazivalo nikakve znake istezanja. Do pucanja sidra je došlo pri vrednosti sile zatezanjapritiska od p=290bar (135kN). Mesto prekida je bilo kraj sidra, van bušotine, i pritom nije došlo do izvlaĉenja sidra iz bušotine.

Slika 1-ugradnja „Swellex“ sidra Slika 2- nosivost „Swellex“ sidra Nosivost „Swellex“ sidara Pm12 prikazana je na slici 2.

Kao što se vidi iz dijagrama, za preĉnike bušotina 35-38mm nosivost iznosi 120KN/m (u mekim stenama), do 130-200 KN/m (u ĉvrstim stenama). Primer: 0,5m sidra Pm12 u ĉvrstim stenama nosi (min) 130x0,5=65KN ili pribliţno 6,5t stena, ili za duţinu sidra od 1,8m to iznosi od 234KN (min) do 360KN (maksimalno). „Fiberglass“ sidra su ugraĊena u bušotine preĉnika d=33mm. Bušotine su izbušene bušaćim ĉekićem tipa AC BBD-90/91W(„Panther“), sa monoblok dletom duţine l=1600mm. Ispitivano „Fiberglass“ sidro je ugraĊeno u bok otkopa. Na slici 3. prikazano je jedno ugraĊeno „Fiberglass“ sidro, a na slici 4. prikazan je jedan otkopni hodnik sidren „Fiberglass“ sidrima.

Slika 3- ugraĊeno „Fiberglass“ sidro

Slika 4-otkopni hodnik sidren „Fiberglass“

sidrima U bušotinu su najpre stavljene patrone smole, prvo brzovezujuća - Lok set rasin tip 28×250mm HS Fast, a nakon toga i sporovezujuća- Lok set rasin 28×600mm HS Slow. Zatim je izvršena ugradnja sidra pomoću odgovarajućeg adaptera postavljenog na buĉaći ĉekić. Proseĉno vreme ugraĊivanja je max. 30s. Nakon stvrdnjavanja smole, pristupilo se proveri nosivosti sidra („ĉupanju“ sidra). Nosivost sidra merena je hidrauliĉnim cilindrom, tzv. „pull tester“-om. Prvo je izvršeno odreĊivanje sile kidanja navrtke, a nakon toga i provera karakteristika na kidanje „Fiberglass“ sidra. Predmetno sidro ispitano je odgovarajućom metodologijom , zatezanjem do prekida. Ispitivanje je izvršeno u uslovima jame rudnika „Rudnik“ na temperaturi od 15°C. Prilikom „ĉupanja“ navrtka sidra je pukla pri dejstvu sile zatezanja – pritiska od p=188bar (86kN), a samo sidro puklo je pri dejstvu sile zatezanja – pritiska od p=250bar (116,5 kN). Mesto prekida je bilo van bušotine, na kraju sidra i pritom nije došlo do izvlaĉenja sidra. Primena „Swellex“ i „Fiberglass“ sidara Kao što je ranije reĉeno, probna ugradnja „Swellex“ sidara izvršena je na rudnim telima koja se otkopavaju metodom frontalnog otkopavanja odozgo na dole sa otvorenim otkopima. Na istim otkopima, odmah nakon probne ugradnje, nastavilo se sa primenom pomenutih sidara. Do sada je „Swellex“ sidrima ankerisano nekoliko otkopa u jami rudnika „ Rudnik“. Bušenje bušotina na otkopu za ugradnju pomenutih sidara vrši se u bokovima primenom bušaćeg ĉekića tipa „Panther“, a u krovu komore, sa bušaćim ĉekićem tipa „Falcon“. Ukoliko u otkopu postoje uslovi za prilaz mašina, kao i za mogućnost bušenja u krovu i bokovima otkopa, bušenje bušotina se moţe vršiti i sa bušaćim kolima „Boomer“. Duţina bušotina je od 1.8m do 2,9m, u

zavisnosti od duţine sidara koja se ugraĊuju. Bušotine se buše po „kvadratnom rasporedu“. U zavisnosti od ĉvrstoće stene, raspona i visine komore, tektonike na otkopu i drugih uslova, odstojanje sidara se kreće od 1,0m do 2,0m. UreĊaj za ugradnju „Swellex“ sidara sadrţi pumpu visokog pritiska na komprimovani vazduh, instalisani ureĊaj za ugradnju sidara sa prikljuĉnim crevima za komprimovani vazduh i vodu, kao i ureĊaj za kontrolu pritiska i rukovanje. UreĊaj za ugradnju sidara sastoji se od šipke, stezne glave, sistema ventila, prikljuĉnih creva i „okidaĉa“ preko kojeg se vrši regulisanje rada ureĊaja, odnosno pumpe visokog pritiska. Glavna primena „Fiberglass“ sidara biće na rudnim telima koja se otkopavaju metodom horizontalnog krovnog otkopavanja po pravcu pruţanja odozdo na gore sa zasipavanjem. Probna ugradnja izvršena je na rudnom telu „P2“. Ovo rudno telo pripada skarnovskom sloţenom morfogenetskom tipu orudnjenja koje se karakteriše ĉestim i naglim promenama oblika i moćnosti kako po pruţanju tako i po padu. Po hemijskom i mineraloškom sastavu ruda ovog rudnog tela pripada kompleksnim oksidno-sulfidnim rudama. Tektonika ovog rudnog tela je dosta zastupljena, veoma su izraţene rasedne zone, a postoji i veliki broj starih radova koji su većim delom zapunjeni ili zarušeni. Na pomenutom rudnom telu poĉela je intezivna ugradnja „Fiberglass“ sidara. Do sada se pokazalo da se sidra relativno brzo i veoma lagano ugraĊuju. Zakljuĉak Obzirom da je ustanovljeno da pomenuta sidra ispunjavaju zahteve odrţavanja stabilnosti radne sredine, kao i smanjenja troškova procesa sidrenja, pristupilo se ugradnji istih u otkope jame rudnika „Rudnik“. Nakon nekoliko meseci intezivne ugradnje „Swellex“ i „Fiberglass“ sidara moţe se konstatovati da su karakteristike i kvalitet ovih sidara znatno povoljnije u odnosu na klasiĉna sidra sa rascepkom, ugradnja nešto brţa, a efekti rada svakako bolji, posebno „Fiberglass“ sidara, zbog specifiĉnosti rudnih tela u koja se ugraĊuju.

Literatura: 1. Swellex general presentation ,Atlas Copco, 2007. 2. Mininig presentation ,Minova, FiReP, 2009. 3. Brady, B.H.G., Brown, E.T.: Rock mechanics for underground mining .- New York, USA, 2005.

SAVREMENA KONTROLA KVALITETA RUDARSKIH PROIZVODA CONTEMPORARY QUALITY CONTROL OF MINING PRODUCTS Slobodan Ilić SGS Beograd d.o.o.

Rezime Potreba za kontrolom kvaliteta rudarskih proizvoda nameće se sa tehnološkog i komercijalnog aspekta. Internacionalizacija vlasniĉke strukture, kao i procesi EU integracije u rudarskoj, metalurškoj i industriji energetike zahtevaju dobro poznavanje i primenu meĊunarodnih standarda u ovoj oblasti. Ovo je naroĉito izraţeno kod uzorkovanja, kao najvaţnijeg dela procesa kontrole kvaliteta. U cilju ekonomizacije i eliminisanja ljudskog faktora, te povećanja preciznosti i taĉnosti, razvjeni su mehaniĉki uzorkivaĉi koji su našli svoju primenu pre svega kod uzorkovanja ugljeva i koncentrata obojenih metala. Kod ugljeva, kombinacija mehaniĉkog uzorkivaĉa i on/off – line analizatora omogućava gotovo trenutan uvid u kvalitet, bilo uglja koji se eksploatiše ili kojim se snabdeva termoelektrana. Kompanija SGS je sklopu svojih aktivnosti već dizajnirala i instalirala veći broj mehaniĉkih uzorkivaĉa. Kljuĉne reĉi: kontrola kvaliteta, uzorkovanje, mehaniĉko uzorkovanje, onlajn analizatori, SGS Abstract The need for controlling quality and quantity of mining products exists from production and commercial aspects. The internationalization of owner‟s structure as well as process of EU integration in mining, metallurgical and energy industry requires good knowledge, understanding and application of international standards in this area. This is especially pronounced in sampling, as the most important part of the process of quality control. In order to minimise costs, eliminate the human factor and increase the precision and accuracy, the Mechanical Sampling Systems (MSS) were developed which found their application in sampling coal, nonferrous metal concentrates and iron ores. In coals, the combination of Mechanical Sampling Systems (MSS) and on / off - line analyzers provides nearly instantaneous access to quality, whether coal on exploitation field or one that feeds power plants. The SGS company, as part of its activities have already designed and installed a number of Mechanical Sampling Systems (MSS). Key words: quality control, sampling, mechanical sampling, On-line analysers, SGS

KONTROLA KVALITETA Kvalitet rudarskih proizvoda potrebno je pratiti zarad Tehnoloških potreba kao što su npr: – Promena parametara iskopavanja ili miniranja – Podešavanje kvaliteta uglja mešanjem – Podešavanje tehnoloških parametara rada postrojenja za koncentratciju na osnovu kvaliteta ulazne sirovine ili meĊuproizvoda Komercijalnih potreba gde se kvalitet rudarskog proizvoda izraţava u novcu u cilju poravnjanja izmeĊu rudarske kompanije i kupca njenog proizvoda. U oba sluĉaja kontrola kvaliteta se vrši putem izuzimanja uzoraka.

Šta je uzorak? 

Uzorak je mali deo robe, sastavljen od inkremenata, kompozit koji reprezentuje celokupnu koliĉinu ili deo koliĉine robe (lot).  Uzorak je mala koliĉina materijala izuzeta iz lota, koja sadrţi sve (pribliţne) fiziĉke i hemijske karakteristike celokupnog lota  Masa materijala pogodna za rukovanje koja je reprezentativna za celokupnu masu iz koje je izuzeta Pošto se radi o uzorku, vrednosti odreĊene na uzorku su samo PROCENA stvarnih karakteristika lota. Nikada nećemo znati sa 100% sigurnosti koje su istvarne karakteristike lota ali moţemo statstiĉki izvesti zakljuĉak da se nalazi u odreĊenom opsegu najverovatnijih vredosti koje će varirati od jednog uzorka do narednog. Zašto uzorkujemo? Uzimamo uzorke koji će reprezentovati celokupan lot zato što je isuviše nepraktiĉno, isuviše komplikovano i isuviše skupo odrediti kakrakteristike celokupnog lota kako bi se utvrdilo da da li lot ispunjava traţene zahteve (npr iz kupoprodajnog ugovora). Na primer, da li bi imalo smisla i koliko bi vremena i resursa oduzelo prosejati celokupnu koliĉinu lota od recimo 5000 tona, kako bi se utvrdilo da isti ima GGK od 50mm umesto 65mm. Uzrokujemo da bi obezbedili informaciju o prizvodu i njegovim karakteristikama koje su od interesa (krupnoća, stanje, kvalitet, stepen neĉistoća, itd...), a koje će posluţiti da se donesu odreĊene odluke u vezi njega (da se kupi, odbaci, zaduţi, preusmeri, promeni parametre proizvodnje itd...) Veoma vaţne, kritiĉne i skupe odluke donose se na osnovu rezultata ispitivanja uzorka. Zbog toga je veoma vaţno da se izuzme DOBAR uzorak kako bi doneli DOBRE odluke. U laboratoriji, najbolji hemiĉar uz najbolje analitiĉke instrumente ne vredi mnogo ako je uzorak loš. Hemiĉar radi sa uzorkom kakav dobije.

Greške u rezultatima Laboratorija = 5% Priprema = 15%

ll

Laboratorija = 5% Uzorkovanje = 80%

Priprema = 15% Uzorkovanje = 80%

Pojam LOT-a Kontrola kvaliteta se uvek radi na jednom lotu proizvoda.  Lot je odreĊena koliĉina robe proizvedena pod istim uslovima  Lot je odreĊena koliĉina materijala za koju je potrebno utvrditi kvalitet

  -

U smislu uzorkovanja, pošiljka se deli na lotove kako bi se povećala preciznost u odreĊivanju karakteristika celokupne pošiljke. Lot je generalno, prikladna koliĉina materijala kao npr. Dnevna proizvodnja Smenska proizvodnja koliĉina robe u jednom plovilu ili njen deo koliĉina robe u jednom vozu ili njen deo koliĉina robe na gomili u skladištu ili njen deo

UZORKOVANJE U KOMERCIJALNE SVRHE Dok se uzorkovanje u tehnološke svrhe moţe obavljati u okviru proizvodnog pogona i pod nadzorom tehniĉkog osoblja, uzorkovanje u komercijalne svrhe se treba obavljati u skadu sa odreĊenim nacionalnim i internacionalnim standardima. Njihova primena obezbeĊuje da se procesi uzorkovanja, pripreme uzoraka, kao i analize kvaliteta obavljaju isto na svim mestima. Na taj naĉin obezbeĊuje se kontinuitet i spreĉavaju odstupanja koja se mogu javljati usled razliĉitog naĉina uzorkovanja, obrade uzoraka ili analiza. Kako je u današnjim uslovima trgovine rudarskim proizvodima, meĊunarodna trgovina najzastupljenija, to se internacionalni standardi i nihova primena podrazumeva. Primena internacionalnih standarda je takoĊe veoma bitna i sa stanovišta odrţavanja korektnih i fer poslovnih odnosa izmeĊu rudarske kompanije i kupca njenih proizvoda. Dobro poznavanje i razumevanje ovih standarda je preduslov za njihovu primenu u praksi. Komapnija SGS je najveća svetska kompanija na polju kontrole kvaliteta, inspekcije, sertifikacije i verifikacije sa mreţom filijala u celom svetu. SGS ima veoma širok dijapazon rudarskih proizvoda ĉiji kvalitet kontroliše za najveće svetske rudarske kompanije. Iskustva SGS sa bilo kog dela sveta su dostupna svim filijalama kroz SGS sistem. Kako se sve moţe uzorkovati i u zavisnosti od ĉega? Prema naĉinu pakovanja • •

Roba kao rasut teret (rinfuz) Upakovana roba (vreće, jumbo vreće, konterjneri itd...)

Prema primeni alata za uzorkovanje • Ruĉno uzorkovanje • Mehaniĉko uzorkovanje

Prema lokaciji uzokovanja • • • •

U luci U rudniku U proizvodnom pogonu Na mestu pretovara

Prema naĉinu uzimanja inkrementa • • •

• • • •

Sa gomile Iz tovarnog prostora plovila Iz prevoznog sredstva (kamiona, vagona) Iz grajfera Sa transportne trake Presecanjem protoka Iz vreća

Standardi koji se koriste Uzorkovanje se generalno izvodi prema ASTM ili ISO metodama. U svetu se takoĊe dosta koristi i Japanski standard (JIS). Većina nacionalnih standarda koriste ASTM ili ISO metode kao bazu za razvijanje sopstvenih metoda. U Jugoslaviji je to nekada bio JUS, a danas je u Srbiji SRPS. Internacionalni standardi, pre svega ISO za svoju osnovu uzimaju teoriju uzorkovanja Pjera Gia (Pierre Gy). Standardima je za svaku vrstu robe definisana minimalna masa inkrementa, minimalan broj inkremenata, minimalna masa grubog uzorka, alat kojim se moţe uzorkovati, naĉini kojima se vrši uzorkovanje u zavisnosti od vrste i pakovanja robe. Standardi barataju pojmovima uvdenim iz teorije uzorkovanja kao što su: preciznost, taĉnost, varijabilnost, bias Neke definicije vaţne za uzokovanje • • • •

Preciznost je “ponovljivost” odn. blizina više uzastopnih rezultata. Taĉnost je mera koliko je rezultat blizu stvarne vrednosti traţene karakeristike. Stvarna vrednost je retko kada utvrĊena i izvodi se iz podataka o uzorkovanju. Varijabilnost (variance) je obrnuto od preciznosti, tj. mera variranja rezultata oko konzensusom utvrĊene stvarne vrednosti. Pomeraj (Bias) je obrnuto od taĉnosti. Dok je taĉnost mera koliko je odreĊeni rezultat blizu “taĉne” vrednosti, bias je stepen “pogrešnosti”, odn. koliko je rezultat daleko od “taĉne” vrednosti utvrĊene konsenzusom.

Preciznost nije isto što i taĉnost

Varijabilnost – matematiĉka definicija i njena kontrola VS VPT VΣ = ---+ ---nu u Ukupna = Uzorkovanje + Priprema & Testiranje u = broj podlotova , n = broj inkremenata. Povećanjem bilo broja inkremenata ili broja lotova smanjujemo varijabilnost. Uzorkovanje rezime         

Minimalna masa inkrementa Minimalan broj inkremenata Oni rezultuju minimalnom masom uzorka Povećana heterogenost zahteva veći broj inkremenata Na heterogenost utiĉe veliĉina zrna materijala kao i njihova distribucija u materijalu, te njihove hemijske karakteristike Preciznost ćemo povećati uzimanjem većeg broja inkrementa u lotu odn, formiranjem većeg broja podlotova Povećanje mase lota ili isporuke zahteva i veći broj inkremenata Premala masa inkrementa, uzrokovana npr neadekvatnim alatom za uzorkovanje, moţe uzrokovati pomeraj (bias). Npr. premala kašika za uzorkovanje ne moţe prikupiti krupnija zrna. U tom sluĉaju ni povećan broj inkremenata neće eliminisati pomeraj (bias). Premali broj inkremenata će smanjiti preciznost, jer je moguće da će se neke varijacije u kvalitetu propustiti. U tom sluĉaju ni povećana

RUĈNO I MEHANIĈKO UZORKOVANJE Ruĉno uzorkovanje Ruĉno uzorkovanje pre svega karakteriše veliko angaţovanje i oslanjanje na ljudske resurse i pogodno je za sisteme sa manjim kapacitetima. Usled toga, podloţno je faktoru ljudske greške i nestalnostima, ali ima mogućnost da se uspešno nosi sa nepredvdljivim i neoĉekivanim dogaĊajima. Ruĉno uzorkovanje se moţe obavljati: •

Uzorkovanje zaustavljanjem transportne trake. Najtaĉniji (referentni) metod ruĉnog uzorkovanja koji se koristi se kao metod za proveru drugih metoda uzorkovanja. • Uzorkovanje materijala u pokretu: – Presecanjem protoka materijala – Sa transportne trake – Sa sveţe otvorenih površina • Uzorkovanje stacionarnog materijala – Sa gomila – Iz prevoznih sredstava (kamion, vagon) – Iz tovarnog prostora plovila Šta uzorkivaĉ treba da postigne da bi bio u skladu sa standardom?

• • • • •

Da uzme uzorke iz svih delova toka materijala, gomile, barţe, broda, lota Da uvek uzima najmanje odreĊenu minimalnu masu inkrementa koja zavisi od gustine i gornje graniĉne krupnoće Da uvek uzima inkrement prema planu uzorkovanja baziranom na masenom / vremenskom protoku Da obezbedi da svaki deo materijala ima jednaku šansu da završi kao deo uzorka. Da obezbedi da je naĉin uzimanja uzorka uvek isti

Mehaniĉko uzorkovanje Mehaniĉko uzorkovanje karakerišu pre svega odreĊena kapitalna ulaganja, ali i visok standard taĉnosti i odsustvo pomeraja (unbiased). Sistemi za mehaniĉko uzorkovanje (Mechanical Sampling Systems – MSS) omogućuju dobijanje uzorka visokog stepena taĉnosti, preciznosti te u potpunosti eliminišu uticaj ljudskog faktora. Dobar MSS je potreban da bi se odredila vrednost rudarskog proizvoda i njegovi rezultati su: – reprezentativni za materijal koji je uzorkovan, – pouzdani i odbranjivi u sluĉaju spora, – reproduktivni (mogu se ponoviti novim uzorkovanjem), – dobijeni na efikasan naĉin MSS sistemi takoĊe podleţu normativima meĊunarodnih standarda za rudarske proizvode Mehaniĉko v Ruĉno Uzorkovanje Primer; uzorkovanje istog uglja trima razliĉitim metodama – Ruĉno uzrorkovanje celokupnog toka materijala – nema znaĉajnog pomeraja (bias) – plava kriva – Mehaniĉko uzorkovanje celokupnog toka materijala – nema znaĉajnog pomeraja (bias) – roze kriva – Ruĉno uzorkovanje dela toka materijala ili sa gomile – postoji pomeraj (bias) – ţuta kriva U ovom primeru, polovina rezultata ruĉnog uzorkovanja leţi izvan opsega rezultata dobijenih mehaniĉkim uzorkovanjem

100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 7

8

9

10

11

Hand sampling full stream Partial stream hand sampling w/ bias

12

13

14

Mechanical sampling full stream

15

Mehaniĉko uzorkovanje – jedan od vaţnih delova SGS usluga U sklopu svojih usluga kompanija SGS ima segment koji se bavi mehaniĉkim uzorkovanjem. U tom segmentu SGS moţe: – Prikupiti i utvrditi podatke neophodne za dizajniranje MSS u skladu sa prihvaćenim meĊunarodnim standardima – Razviti idejni plan MSS stanice na osnovu kojeg bi se utvrdili preliminarni troškovi ugradnje, kao i eventualni postojeći limitacioni faktori – Izvršiti izbor opreme koja bi bila u stanju da odgovori zahtevima, bila pouzdana, priuštiva i laka za odrţavanje. SGS praktikuje izbor opreme imajući u vidu najniţu cenu za ţivotni vek sistema. – Izgraditi kompletan sistem koji će biti pouzdan i bez pomeraja (unbiased). SGS garantuje da će ugraĊeni sistem proći bias test. – Kompletno upravljanje MSS u skladu sa potrebama klijenta. – Testiranja i pregledi rada MSS sistema ON - LINE ANALIZATORI (OLA) ZA KVALITET UGLJA • • •

•

On – Line analizatori omogućavaju dobijanje informacije o kvalitetu uglja u relanom vremenu, te se adekvatna korektivna mera moţe primeniti odmah. On – Line analizatori se instaliraju kako bi povećali profitabilnost, tj kao deo procesa kontrole, a ne kao zamena za uzorkovanje. Njihova vrednost potiĉe iz mogućnosti za: – Kontrolu kvaliteta isporuĉenog uglja – Mogućnost sortiranja uglja u cilju maksimizacije iskorišćenja trenutnih resursa – Mešanja ugljeva, ĉime se moţe postići ujednaĉen kvalitet isporuĉenog uglja ili uglja kojim se hrani termo postrojenje . Svi On – Line analizatori zahtevaju MSS za potrebe kalibracije, validacije i nadgledanja tekućeg rada.

OLA tehnologije • Dual Gamma • X-Ray • Natural background radiation • Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA)

% pepela

Preciznost merenja

5%

?

?

4% 3% 2% 1% Dual Gamma

X-Ray Background radiation

PGNAA

Kapitalni Troškovi MSS + OLA • OLA u sprezi sa MSS ĉini nezamenljiv sistem savremene kontrole kvaliteta ugljeva. • Opravdanost instaliranja MSS + OLA ogleda se u smanjenju operativnih troškova, povećanju kapaciteta, povećanju vrednosti proizvoda, te izbegavanja plaćanja penala. • Prednosti upotrebe MSS+OLA sistema za proizvoĊaĉa uglja su pre svega u smanjenju razblaţenja uglja na samom otkopnom polju (out of seam dilution), te u direktnijoj kontroli ulaza ili kompletnog izbegavanja postrojenja za pranje uglja. • MSS+OLA sistem omogućava mešanje ugljeva radi postizanja ugovornog kvaliteta kontrolisanim dodavanjem kvalitetnijeg i manje kvalitetnog uglja. Na ovaj naĉin proizvoĊaĉ uglja izbegava reklamacije ili otkazivanja celokupnih isporuka. • TakoĊe se omogućava smanjenje varijacija u kvalitetu uglja po vagonima, ĉime se omogućava korisniku da direktno hrani pogon. Na taj naĉin se otvara mogućnost za podizanje vrednosti uglja koji se isporuĉuje. • Termolektrane na ugalj takoĊe mogu imati velike prednosti od instaliranja MSS+OLA sistema. One se ogledaju u: – smanjivanju troškova omogućavanjem mešanja uglja radi postizanja optimalnog kvaliteta, – izbegavanjem manipulacije ugljem direktnim hranjenjem kotlova iz vozova, ukoliko ugalj zadovoljava zahteve kvaliteta. – Kontrola emisija sumpora i ugljen disoksida u atmosferu ĉime se smanjuje zagaĊenje ţivotne sredine i izbegavaju mogući penali Sve ovo rezultira većom pouzdanošću sistema, te smanjenju neplaniranih iskljuĉenja sistema, a time većoj koliĉini proizvedenih megavata. PARTNERSTVO SGS – PROIZVOĐAĈ / KORISNIK RUDARSKIH PROIZVODA •

SGS prepoznaje da su naši klijenti ekspeti u oblasti eksploatacije ili korišćenja rudarskih proizvoda.

• • • •

SGS ekspertiza je u uzorkovanju i kontrolisanju kvaliteta rudarskih proizvoda koje klijent prodaje ili kupuje. SGS bi ţeleo partnerstvo sa našim klijentima omogućavajući im da se koncentrišu na svoju osnovnu delatnost, dok imaju podršku SGS kroz našu osnovnu delatnost: uzorkovanje, merenje i analize kvaliteta rudarskih proizvoda. Ovakav partnerski pristup nam omogućava da radimo zajedniĉki, iznalaţeći najbolja rešenja za trenutne i buduće izazove. Partenrstvom sa SGS, radite sa najvećom svetskom kompanijom na polju usluga inspekcije, verifikacije, testiranja i certifikacije.

PRIMENA ALUMOSILIKATNIH MATERIJALA U REMEDIJACIJI ZEMLJIŠTA KONTAMINIRANIH URANOM APPLICATION OF ALUMOSILICATE RAW MATERIALS FOR REMEDIATION OF URANIUM CONTAMINATED LAND Mirjana Stojanović1,Jelena Milojković1, Dragi Stevanović2, Milan Adamović1, Deana Ileš1 1

Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd, Franše d‟Eperea 86, 2 Poljoprivredni fakultet, Zemun

Rezime Problem savremene civilizacije predstsavlja kontaminacija zemljišta uranom antropogenog porekla , posebno u Srbiji gde je za vreme NATO akcije korišćena municija sa osiromašenim uranijumom ĉime je izvršeno deponovanje oko 10t ovog radionuklida u ţivotnu sredinu. Ukljuĉivanje urana u lanac ishrane i danas predstavlja realnu opasnost za ljudsko zdravlje imajući u vidu njegovu hemijsku i radijacionu toksiĉnost. Rešavanje ovog problema zahteva primenu efikasnih remedijacionih tehnologija koje ukljuĉuju i “environmental friendly” materijale koji su ekonomiĉni, lokalno dostupni i lako primenjljivi. Naša istraţivanja su obuhvatila ispitivanje efikasnosti prirodnih i modifikovanih alumosilikatnih sirovina, zeolita, fosfata, bentonita i diatomejske zemlje, domaćeg porekla za in situ remedijaciju kontaminiranih zemljišta uranom.. Kljuĉne reĉi: uranijum, alumosilikatni materijali, remedijacija, zemljište Abstract Environmental uranium contamination based on human activity is a serious problem worldwide, especially in Serbia where during NATO aggression deposited in the environment about 10t tons of depleted uranium. Soil contaminated with uranium poses a long-term radiation hazard to human health through exposure via the food-chain and other pathways. Solving this problem requires the application of effective remediation technology which include safe and effective "environmental friendly" materials that are economical, locally available and easily applicable.Our investigations have included testing the efficiency of natural and modified with domestic origin aluminosilicate raw materials, zeolite, phosphate, bentonite and diatomite for in situ remediation of soil. Keywords: uranium, aluminosilicate raw materials, remediation, soil

Uvod Prema strategiji “odrţivog razvoja”, usvojene kao globalni cilj i jedini mogući uslov ukljuĉenja nacionalne privrede u svetske razvojno trţišne tokove, podjednak znaĉaj imaju indikatori društvenog i ekonomskog razvoja i zaštite ţivotne sredine. Na Svetskom Samitu u Riju 1992. godine donet je globalni plan akcija za odrţivi razvoj – Agenda 21, koja ukljućuje i integralni pristup planiranju i upravljanju zemljišnim resursima kao glavne karike u zdravo bezbednoj poljoprivrednoj proizvodnji. Ljudske aktivnosti u oblasti industrije, proizvodnje energije, eksploatacije rudnih leţista, poljoprivrede, vojnih angaţovanja, saobraćaja i urbanizacije generišu primarne i sekundarne

organske, neorganske i radioaktivne polutante koji doprinose permanentnoj degradaciji zemljišta sa dugoroĉnim posledicama na biodiverzitet. U Evropskoj Uniji se proizvode godišnje oko 30 miliona tona opasnog otpada od koga 5060% ostaje u zemljištu. Procenjuje se da se u svetu usled antropogenih faktora iz poljoprivredne sfere gubi oko 7 miliona hektara zemljišta godišnje a od toga u Srbiji oko 6200 hektara. Prikazano u novĉanoj protivvrednosti gubi se oko 42 miliona dolara. Evropska komisija zaduţena za izradu strategije za zaštitu zemljišta (2002-2012) procenjuje da je 16% zemljišta EU ugroţeno degradacijom. Uz podizanje svesti ljudi o implikacijama kontaminiranih zemljišta na ljudsko zdravlje sve je veće angaţovanje naućne javnosti na razvoju efikasnih i cenom prihvatljivih remedijacionih tehnologija za njihovu sanaciju i bonifikaciju. U samom vrhu nacinalnih nauĉnoistraţivaĉkih aktivnosti je i razvoj novih materijala na bazi mineralnih sirovina ciljnih funkcionalnih karakteristika široke primene. Primena mineralnih sirovina kao adsorbenata zasniva se na dokazanoj osobini da, na primer, hidroalumosilikatnih minerala (zeolita, bentonita, sepiolita, ilita i drugih) na aktivnim centrima koje poseduju, mehanizmom jonske izmene, na površini i u strukturi zrna, mogu adsorbovati razliĉite toksiĉne ligande (zagaĊivaĉe): atome, molekule, radikale i jone iz otpadnih voda i zagaĊenih gasova, iz degradiranih zemljišta, stoĉne hrane, organzama ljudi i ţivotinja. Hemijska modifikacija, neorganska i organska, se postiţe u procesima izmene pojedinih aktivnih centara (izmenljivih katjona), na površini ili u strukturi minerala, sa drugim organskim ili neorganskim katjonima. Mogući domeni primene materijala na bazi nemetaliĉnih mineralnih sirovina za remedijaciju i popravku zemljišta:     

adosorbenti–teških metala(Pb,Cu,Cd,Mn,Zn,Cr,Ni),radionuklida (Cs,U,Ra,J) organskih zagaĊivaĉa; korektori – kiselosti zemljišta, hemijskih i fiziĉko-mehaniĉkih osobina zemljišta; donori – makroelemenata, mikroelemenata, i makro i mikroelemenata; modulatori – hranljive podloge, sredstva za oĉuvanje zdravstvenog stanja i klijavosti semena; nosaĉi aktivnih materija – pesticida, fungicida, herbicida, biološki aktivnih supstanci.

Problem savremene civilizacije predsavlja kontaminacija zemljišta uranom antropogenog porekla (Stojanović, 2006, Stojanović i sar., 2006). Rešavanje ovog problema zahteva holistiĉki pristup ukljuĉujući i primenu bezbednih “environmental friendly” materijala koji su jeftini, lako primenljivi i lokalno dostupni. U Srbiji je ovaj problem izuzetno aktuelan, sobzirom da je za vreme NATO agresije, 1999.god., oko 12,5 hektara, jugoistoĉnog regiona, kontaminirano sa oko 10t osiromašenog uranijuma. Antropogeni izvori kontaminacije ţivotne sredine uranom prikazani su na slici 1.

Slika 1. Izvori kontaminacije ţivotne sredine uranom antropogenog porekla

U prirodnim uslovima egzistiraju jedinjenja ĉetvorovalentnog i šestovalentnog urana (uranil jon-UO22+). Sa stanovišta zaštite ţivotne sredine U4+ jon se sporo ukljuĉuje u lanac ishrane jer je nerastvoran i nemobilan; UO22+ jon je rastvoran i gradi komplekse koji se lako transportuju zemljišnim rastvorima i u tom obliku se ukljuĉuju u lanac ishrane. Najnoviji pokazatelji o uĉincima osiromašenog uranijuma na zdravlje ljudi i ţivotinja ukazuju da mere preduzete nakon agresije nisu bile dovoljne i da su dodatne mere neophodne radi trajnog rešenja ovog problema Prema Gaverilescu i sar, (2009) remedijacione tehnike i metode za uklanjanje uranijuma klasifikuju se kroz: prirodno slabljenje, fiziĉke procese, hemijske, biološke i elekrokinetiĉke metode. Princip remedijacionih tehnika se zasniva na trajnoj imobilizaciji uranil jona kombinovanim tehnikama kao sto je redukcija posebnim agensima, promenom pH, precipitacijom u nerastvorne forme urana , adsorpcijom (gline, organske komponente, mineralne materije..) ili ugradnjom u biološke sisteme preko biljaka hiperakumulatora . Rešavanje ovog problema zahteva multidisciplinaran pristup ukljuĉujući i primenu bezbednih i efikasnih “environmental friendly” materijala koji su ekonomiĉni, lokalno dostupni i lako primenjljivi. U postupku izbora remedijacionih tehnologija jedan od kljuĉnih faktora je optimalan izbor reaktivnih materijala, ne samo po svojoj efikasnosti već i po ceni, imajući u vidu da ona opterećuje tehnologiju sa preko 50%. Jedan od najefikasnijih rešenja ovog problema je primena reaktivnih alumosilikatnih materijalima za in situ remedijaciju kontaminiranih zemljišta, kojom se uranil jon prevodi u stabilne i nerastvorljive forme ĉime se smanjuje njegova pokretljivost i biološka dostupnost. Pored velikog broja široko rasprostranjenih tehnika preĉišćavanja vode i remedijacije zemljišta, adsorpcione tehnike su privukle paţnju zahvaljujući njihovoj niskoj ceni i lakoj upotrebi.

Istraţivanja su dovela do fokusiranja na izbor i/ili produkciju jeftinih adsorbenata sa visokim kapacitetima metal ugradnje. Prirodni materijali neorganski ( zeoliti, apatiti, razne vrste glina i minerala) i odreĊeni zaostali produkti industrijske proizvodnje (kao leteći pepeo, opiljci gvoţa, Fe-

oksidi, biosorbenti..) i biosorbenti klasifikovani su kao jeftini adsorbenti jer je njihova upotreba ekonomiĉna i lokalno primenjiva (Knox et al., 2008; Phillips et al., 2000; Milojković,2009) Cilj ovog rada je bio da se ispita efikasnost imobilizacije uranil jona na prirodnim i modifikovanim alumosilikatnim materijalima, zeolitu, apatitu, diatomejskoj zemlji i bentonitu, domaćeg porekla, ĉiji mehanizmi delovanja su razliĉiti i zavise od vrste i osobina reaktivnog materijala i hemijskih i fiziĉko-hemijskih osobina kontaminiranih zemljišta i zemljišnih rastvora. Fosfatno indukovana stabilizacija, primenom prirodnih apatita, zasnovana je na mehanizmu precipitacije nove faze, tj. fosfat se rastvara zemljišnim rastvorima i formira se nova faza uranijum fosfata, autunita. Niska rastvorljivost autunita, Ksp = 10-49 , je osnov njegove stabilnosti u dugom geološkom periodu pod veoma razliĉitim uslovima (pH 2 do 12). Pored ovog mehanizma, apatit pokazuje pufersko dejstvo, što doprinosi efikasnosti precipitacije metala, ponaša se kao biostimulator , jer u toku dugog vremenskog perioda obezbeĊuje fosfor i organske supstance ĉime stimuliše mikrobiološke reakcije i ima sposobnost površinski semi-adsorpcije, koja se ogleda u nespecifiĉnoj metalnoj adsorpciji prelaznih metala, mase i do 5% sopstvene mase. U svetu se u te svrhe primenjuje sintetiĉki apatit, Apatit II, dok je primena prirodnih fosfata zanemarljiva (Raiĉević, 2001). Efektivnost i reaktivnost prirodnih apatita se moše podići primenom koncentrata sa preko 30%P2O5 i mehanohemijskom aktivacijom ultrafinim usitnjavanjem u visokoenergetskim mlinovima sa ciljem razaranja rešetke i generacije defekata radi poliforme transformacije i delimiĉne amorfizacije (Stojanović i sar., 2008). Struktura zeolita omogućava površinsku katjonsku izmenu, s΄obzirom da je jedan deo atoma ĉetvorovalentnog Si4+, supstituisan atomima trovalentnog Al3+, što rezultira negativnim naelektrisanjem strukture koje se neutrališe prisustvom izmenljivih katjona alkalnih i zemnoalkalnih metala. Prirodni zeolit (klinoptilolit) posle modifikacije (sa kvaternarnim amonijum jonima, primarnim aminima ili kiselinama) moţe biti efikasan materijal za uklanjanje uranil-jona u intervalu pH 3-8. Na svim pH vrednostima, primećeno je, već posle pola sata, da je dostizana ravnoteţna koncentracija (Matijašević i sar., 2006). Smeša apatita i organomodifikovanog zeolita za in situ remediaciju kontaminiranih zemljišta uranijumom potrvrdila je sinergizam delovanja ovih materijala koji se ogleda u brzom vezivanju uranijuma organomodifikovanim zeolitom i formiranja stabilne autunitne faze primenom apatita u dugom vremenskom periodu, ĉime se iskljuĉuje rizik desorpcionog efekta organomodifikovanog zeolita usled promene zemljišnih uslova (Stojanović i sar., 2008). Diatomejska zemlja pripada sedimentnim stenama, na bazi amorfnog silicijum-dioksida(SiO2 nH2O)., izgraĊena je od sitnih (0,01,-0,4 mm) silicijumskih ljuštura dijatomejskih algi (10-30 miliona/cm3). Odgovarajuće prisustvo silanolnih grupa raširenih preko rešetke silicijum-dioksida, omogućava reakciju diatomejske zemlje sa funkcionalnim grupama Specifiĉna površina pora iznosi 20 – 50 m2/gr a njihov efektivni preĉnik od 30 do 1000 angstrema, zbog ĉega ima visoku adsorpcionu, katalitiĉku i hidrauliĉku aktivnost (Milojković i sar.,2009). Bentonit je plastiĉna glina koja sadrţi preteţno minerale iz grupe smektita, najĉešće montmorilonit. Montmorilonit je silikatni mineral slojevite strukture. Oktaedarski i tetraedarski delovi rešetke koji sadrţe atome: Si, Al, Mg i Fe kao i jone : Na, K, Ca, Mg locirane u prostoru izmeĊu slojeva. Naelektrisanje je slabo tako da katjoni adsorbuju u ovoj oblasti preko svojih hidratisanih ljuski. Stepen hidratacije utiĉe na bubrenje meĊukristalnih slojeva Negativan balans naelektrisanja se kompenzuje izmenljivim jonima u meĊukristalnoj oblasti. Za širu industrijsku upotrebu najĉešće se oplemenjuju sa projektovanim tehnološkim karakteristikama. Zahvaljujući sorpcionim osobinama nalazi veliku primenu u zaštiti ţivotne sredine (Adamović i sar.,2009). Ispitivanja imobilizacije i adsorpcije urana na alumosilikatnim materijalima, treba da daju odgovor njhove efikasnosti i moguće primene za in situ remedijaciju, ukljuĉujući i fitoremedijaciju, kontaminiranih zemljišta uranom.

Eksperimentalni deo Na sledećim uzorcima alumosilikatnih materijala ispitivana je efikasnost imobilizacije urana: a) fosfati, prirodni fosfati leţišta ˝Lisina˝, Bosilegrad, sa 14.43% P2O5,mehanohemijski aktiviran prirodni apatit u visokoreaktivnom vibracionom mlinu sa prstenovima″KAD Humbald Wedog″ 15',gornje granice krupnoće ,ggk =40µm i 32 µm dsr = 9.5µm i 7.0µm i koncentrat fosfata sa 34,95% P2O5%. pripremljen postupkom flotacijske koncentracije polaznog uzorka. b) diatomejska zemlja, domaćeg porekla, iz Kolubarskog basena, lokacije Rudovci – Lazarevac). c) zeoliti, prirodni zeolit – klinoptilolit (domaće leţište Beoĉin) i organomodifikovaniti zeoliti. dobijeni tretmanom prirodnog zeolita sa heksadecil-trimetil amonijum jonom, do maksimalne vrednosti spoljašnjeg kapaciteta katjonske izmene zeolita od 10 mmol M+/100g. d) bentonit, prirodni, lokalitet Šipovo BIH i Organomodifikovani bentonit aktiviran dodigenom - „Dodigen 1828“ ( „Hoechst AG“ – Nemaĉka, smeša alkilamonijum soli). Dodigen je površinski aktivna supstanca koja je po svom hemijskom sastavu kvaternarna amonijumova so. Kvaternarne amonijum-soli su slabe kiseline pKa~40. Na 25 oC nalazi se u ĉvrstom stanju. Rastvorna je u vodi i organskim rastvaraĉima. Mešavine glina sa dodigenom na višim temperaturama su stabilnije od prirodnih montmorilonita. Efekat razliĉitih formi alumosilikatnih materijala na imobilizaciju uranil jona, ispitivan je u zavisnosti od: pH (5.5, 0,001M CaCl2), reakcionog vremena (7 i 15 dana) i mase adsorbena,10g, na 100 cm3 rastvora koncentracije 100 µg U /cm3. Finoća uzoraka je bila 90% manja od 50m. Rezultati Koeficijenti imobilizacije ispitivanih alumosilikatnih materijala, predstavljeni su u tabeli 1 i ukazuju da je imobilizacija uranil-jona, nakon 7 dana , bila najefikasnija pri korišćenju modifikovanog zeolita sa heksadecil-trimetil amonijum jonom (98.0%), i redom opadala, sa koncentratom fosfata (91.40%), diatomejskom zemljom(89.76%), organomodifik.bentonitom (89.46%), mehanohemijski aktiviran prirodni apatit (77.04%), prirodnim bentonit (47.77%), prirodnim zeolitom (34.80%) i prirodnim apatitom (32.44%).Nakon 15.dana dijatomejska zemlja i prirodni bentonit pokazali su desorpcione osobine te se ne mogu koristiti pojedinaĉno već u kombinaciji sa drugim materijalima ĉiji mehanizmi delovanja pokazuju stabilnost u duţim vremenskim intervalima pod tazliĉitim zemljišnim uslovima.Ostali materijali su imali trend rasta koeficijenta imobilizacije. Tabela 1. Imobilizacija uranil-jona sa razliĉitim alumosilikatnim materijalima na pH5.5

reaktivni materijal prirodni apatit mehanohem.akt.apatit 15' koncentrat fosfata diatomejska zemlja prirodni bentonit organomodifik. bentonit prirodni zeolit organomodifikovani zeolit

7 dana % imobilizacije 32.44 77,04 91.40 89.76 47.77 89.46 34.80 98.00

15 dana% imobilizacije 44.74 81.60 97.17 81.12 42.49 89.64 34.80 98.00

Model fitormedijacione tehnologije u kombinaciji sa alumosilikatnim imobilizatorima uranil jona USEPA je definisla fitoremedijaciju kao „green technology“ koja koristi biljke za akumulaciju , degradaciju ili ekstrakciju polutatnata iz kontaminiranih voda ili zemljišta (USEPA, 2000). Fitoremedijacijciona tehnologija je u razvojnom usponu poslednjih deset godina, jer je lako primenjljiva, nedegradira eko sistem i ekonomksi prihvatljiva. Uspesnost fitoremedijacije podrazumeva pravilan odabir biljaka, hiperakumulatora, koji imaju veliki koeficijent akumulacije urana i pokazuju visok stepen tolerancije na njegovo fitotoksiĉno dejstvo. Kanadska baza biljaka, PHYTOREM, preporuĉuje 775 biljaka hiperakumulatora 19 polutanata a suncokret (Helianthus annuus) i biljke iz porodice Brassica, hiperakumulatora urana. Saradnici ITNMSa u svojim decenijskim istraţivanjma su ispitivali koeficijent usvajanja urana od strane biljaka, koje se upotrebljavaju u ljudskoj ishrani, i to u strogokontrolisanim uslovima i u realnim uslovima na jalovini zatvorenog urana u Kalni, na jugoistoku Srbije. Tom prilikom su testirane sledeće biljke: kukuruz, soja, suncokret, šargarepa, luk, krompir, rotkvice, šećerna repa, pasulj, keleraba, zelena salata, kupus i spanać. Suncokret i kukuruz su pokazali najveći koeficijent akumulacije urana (Stojanović, 2006;Stojanović i sar.,2008;). Efikasnost fitoremedijacije se povećava tretiranjem zemljišta organskim jedinjenjima, kao što su: sintetiĉki helatni agensi (EDTA,HEDTA, DTPA), huminska, fulvinska kiselina, limunska, jabuĉna, oksalna i sirćetna kiselina. Njihova uloga je da sa povećaju rastvorljivost urana u zemljištu prevodeći ga u komlekse koje biljka moţe lakše da usvoji. Brojna istrašivanja ukazuju da najveću efikasnost postiţe limunska kiselina, do 100 puta više u odnosu na druge agense(Ebbs at al., 2001). Brassica juncea i Brassica chinensis uzgajane na zemljištu kontaminiranom uranom((750 mgU kg-1) i tretiranon limunskom kiselinom,usvojile su više od 5000 mgU kg-1, što se u literaturi smatra dosad najvećim stepenom usvajanja (Huang et al., 1998) Dodavanje organskih agenasa u cilju poboljšanja fitoekstrakcije mogu doprineti dodatnoj kontaminaciji podzemnih voda rastvorljivim oblicima uranijuma. Stoga, postoji potreba za primenom alumosilikatnih sredstava (apatit, zeolit, glina,...) kao geoloških barijera lociranih ispod korenovog sistema, koje će omogućiti transformaciju i imobilizaciju viška uranijuma, koje biljke nisu akumulirale. Pored toga, pomenuti agensi se mogu koristiti kao površinska pokrivka zemljišta u fitoremedijacinoj tehnici sa višegodišnjim biljkama, ĉijim opadaljem lišća u jesen se spreĉava reverzibilan proces vraĉanja urana u zemljište. Šematski prikaz fitoremedijacione tehnologije koje koriste imobilizacione korektore na bazi alumosilikatnih materijala, prikazana je na slici 2.

Slika 2. Šematski prikaz fitoremedijacione tehnologije

Diskusija Brzina vezivanja uranijuma za 7 dana sledi zakonitost: organomodif. zeoliti > koncentrat apatita > organomodif. bentonit > diatomejska zemlja > mehanohemijski aktiviran apatit > prirodni bentonit > prirodnim zeolitom > prirodni apatit. Desorpcione osobine su nakon 15 dana pokazali diatomejska zemlja i prirodni bentonit, te se pojedinaĉno ne mogu koristiti već u kombinaciji sa stabilnim materijalom. Upotrebom adsorbenata, brţeg i stabilnijeg delovanja, organomodifikovanog zeolita i bentonita, koncentrata apatita, diatomejske zemlje, aktiviranog apatita i/ili organomodifikovanog bentonita sa prirodnim fosfatom, bentonitom ili zeolitom sporijeg delovanja postiţe se sinergistiĉki efekat smeša reaktivnih materijala kao trajno rešenje za in situ imobilizaciju i adsorpciju uranijuma na kontaminiranim lokacijama. kao trajna zaštita stanovništva i ţivotinja od jonizujućeg zraĉenja. UtvĊeno je da primena ispitivanih materijala, pojedinaĉno ili u sinergistiĉkoj smeši, u vidu reaktivne permeabilne barijere ili direktno pomešani sa kontaminiranim zemljištem u kombinaciji sa korektorima kiselosti, mogu predstavljati trajno rešenje za in situ remedijaciju , ukljuĉujući i fitoremedijaciju kontaminiranih zemljišta uranijumom u cilju trajne zaţtite stanovništva i ţivotinja od posledica jonizujućeg zraĉenja ovog radionuklida.

Zahvalnica Ovaj rad predstavlja deo realizacije projekta TR 20016 koji finansira Ministarstvo za nauku i tehnološki razvoj republike Srbije, u periodu 2008 -2010 god Literatura

1.Adamović M, Stojanović M, Grubišić M, Kovaĉević D, Milojković J, Mogućnoost korišćenja alumosilikatnih mineralnih sirovina u proizvodnji bezbedne hrane, XIV Savetovanje o Biotehnologiji sa medjunarodnim uĉešćem, Ĉaĉak, 2009;367-377. 2.Gavrilescu, M., Pavel, L. V. and Cretescu, I. Characterization and remediation of soils contaminated with uranium, Journal of Hazardous Materials, 2009; 163, 475–510. 3.Ebbs, S.D. Brady, D. Norvell, W.A., and Kochian, L. (2001). Uranium speciation, plant uptake, and phytoremediation. Practice Periodical of Hazardous, Toxic and Radioactive Waste Management, 5, 130–135. 4.Huang,W.J. Blaylock, J.M. Kapulnik, Y. and Ensley B.D. (1998). Phytoremediation of UraniumContaminated Soils: Role of Organic Acids in Triggering Uranium Hyperaccumulation in Plants, Environmental Science and Technology, 32(13), 2004–2008. 5.Knox, A.S. Brigmon, R.L., Kaplan, D.I. and Paller, M.H. (2008). Interactions among phosphate amendments, microbes and uranium mobility in contaminated sediments. Science of The Total Environment, 395(2-3), 63-71 6.Matijasević S, Daković A.,TomasevicCanović M, Stojanović M, Ileš D.Uranium(VI) adsorption on surfactant modified heulandites/clinopt. rich tuff. J.Serb.Chem.Soc.2006; 71: 1323-1331. 7.Milojković J, Stojanović M, Ileš D,M.Grubišić M.Bentonit i diatomejska zemlja kao sekvencijalni agensi za adsorpciju urana,47th Meeting of the Serbian Chemical Society,Beograd, 2009; 131-135. 8.Phillips, H.D. Gu, B. Watson, B.D. Roh, Y.L. Liang, L. & Lee, S.Y. (2000). Performance Evaluation of a Zerovalent Iron Reactive Barrier: Mineralogical Characteristics Environmental Science and Technology, 34 (19), 4169–4176. 9.Raiĉević S, Primena fosfatno–indukovane stabilizacije uranijuma u remedijaciji kontaminiranog zemljišta voda. Chem.ind. 2001; 55: 277-280. 10. Stojanović M. Radionuclide contamination of Serbian soil and remediation possibility.Ed: ITNMS, Beograd, 2006. 11. Stojanović M, Mrdaković-Popić J, Stevanović D, Phosphorus fertilizers as source of uranium in Serbian soils. Agronomy for Sustainable Development 2006; 26: 179-183. 12. Stojanović M, Grubišić M, Stevanović D, Milojković J, Ileš D..Remediation of the Serbian soils contaminated by radionuclides in the function of sustainable development.Chemical Industry &Chemical Engineering Quarterly 2008; 14(4): 265-267. 13. Stojanović M, Stevanovic D, Grubišić M, Ileš D, Milojković J. Remedijacija zemljišta Srbije kontaminiranih uranijumom primenom apatita i zeolita, 5th Symposium Chemistry and Environmental Protection. Tara, Srbija, 2008; 174-175. 14. Stojanović, M. Stevanović, D. Iles, D. Grubišić, M. & Milojković, J. (2009). The Effect of the Uranium Content in the Tailings on Some Cultivated Plants. Water, Air, and Soil Pollution, 200, 101108

OBAVEZNI SADRŢAJ UPROŠĆENIH RUDARSKIH PROJEKATA BIOLOŠKE REKULTIVACIJE OBLIGATORY CONTENT OF SIMPLIFIED MINING PROJECTS IN BIOLOGICAL RECULTIVATION Miro Maksimović, Ljiljana Rudić-Mikić Mješoviti holding „Elektroprivreda Republike Srpske“ Trebinje, Zavisno preduzeće „Rudnik i Termoelektrana Ugljevik“ a.d. Ugljevik

ABSTRAKT: U radu je prikazan obavezni sadrţaj Uprošćenih rudarskih projekata biološke rekultivacije deposola, nastalih eksploatacijom uglja i deponovanjem otkrivke na odlagališta. Izrada ovih projekata pretpostavlja analizu i definisanje elemenata tehniĉke i biološke rekultivacije, te specifikacije opreme, organizacije rada na rekultivaciji, snabdijevanja pogonskom energijom i mjera zaštite na radu i zaštite ţivotne sredine. Imajući u vidu razliĉitu struĉnu osposobljenost preduzeća koja uĉestvuju na tenderu za dobijanje projektantskih poslova u oblasti rekultivacije u Republici Srpskoj, a u cilju definisanja obaveznog sadrţaja Uprošćenih rudarskih projekata biološke rekultivacije i olakšavanja rada investitorima, projektantima i reviziji projekta, neophodna je izrada odgovarajućeg podzakonskog akta iz ove oblasti. Kljuĉne rijeĉi: biološka rekultivacija, uprošćeni rudarski projekti, obavezni sadrţaj. ABSTRACT: The work shows obligatory content of Simplified mining projects in biological recultivation of deposol created by coal exploitation and overburden deposit on the landfill. The making of this project consists of analyzing and defining the elements of technical and biological recultivation, equipment specification, organization of recultivation works, supplying energy sources, occupational safety measures and environmental protection. Different levels of expertise of the companies applying for a tender in designing projects in the domain of recultivation in the Republic of Srpska, as well as the need to define the obligatory content of simplified mining projects in biological recultivation and facilitating the work of investors, project designers and project review, necessitate the passing of delegated legislation relating to this domain. Key words: biological recultivation, simplified mining projects, obligatory content.

1. UVOD U dosadašnjem radu na biološkoj rekultivaciji deposola (zemljišta) nastalih eksploatacijom uglja i deponovanjem otkrivke na odlagališta, osjeća se odsustvo smjernica za projektovanje koje bi definisale obavezni sadrţaj Uprošćenih rudarskih projekata biološke rekultivacije, ĉime bi se razriješila sva pitanja projektantskog tipa od kojih zavisi uspjeh zasnovanih kultura. Ovaj nedostatak moţe se objasniti ĉinjenicom da je pošumljavanje ili podizanje poljoprivrednih kultura na antropogeno oštećenim zemljištima relativno mlada nauka. Definisanje obaveznog sadrţaja uprošćenih rudarskih projekata biološke rekultivacije ima za cilj da pomogne u prevazilaţenju nedoumica nastalih u postupku pošumljavanja i odrţavanja podignutih šumskih kultura, odnosno podizanja i odrţavanja poljoprivrednih kultura, kao i u

efikasnijem provoĊenju procesa izbora projektantskih kuća u postupku javne nabavke usluga i radova, te kvalitetnijeg provoĊenja procesa revizije projekta (reviziona klauzula). 2. MATERIJAL I METOD RADA Neuspjeh biološke rekultivacije na tehnogenim zemljištima (deposolima) je vrlo ĉest sluĉaj ako se ne poznaju odgovarajuće tehnologije i tehnike, nadograĊene stalno rastućim saznanjima iz brojnih disciplina sa kojima je vještaĉko podizanje šuma ili podizanje poljoprivrednih kultura funkcionalno povezano. Za potrebe ovog rada analizirani su postojeći zakonski i podzakonski akti Republike Srpske iz oblasti projektovanja u rudarstvu, rudarska tehniĉka dokumentacija vezana za rekultivaciju (tehniĉki i uprošćeni rudarski projekati) i nauĉna literatura iz oblasti šumarstva i poljoprivrede u domenu zasnivanja biljnih kultura. Medotom „definisanja i klasifikacije“ su bliţe odreĊeni sadrţaji pojmova, koji su uglavnom vezani za biološku rekultivaciju (nominalne, opisne i operacione definicije), dok je „normativnom metodom“, kao pomoćnom metodom pri zakljuĉivanju, analizirana je zakonska legislativa i projektna dokumentacija. Metodom „analize i sinteze“ povezivane su relevantne ĉinjenice i doneseni zakljuĉci. 3. REKULTIVACIJA Rekultivacija je kompleks rudarsko-tehniĉkih, inţenjerskih, meliorativnih, šumarskih i poljoprivrednih radova, koji se izvode u odreĊenom vremenu, usmjerenih na privoĊenje industrijom degradiranog zemljišta u stanje pogodno za korišćenje u šumarske i poljoprivredne svrhe, rekreaciju, razne naĉine korišćenja vodnih akumulacija, kapitalnu i stambenu izgradnju i drugo [3]. Postupak rekultivacije se dijeli na dvije glavne faze: tehniĉku ili rudarsku i biološku rekultivaciju. Tehniĉka rekultivacija podrazumijeva transport jalovine, njeno odlaganje i morfološko oblikovanje. Kod obrade ove faze rekultivacije uzimaju se u obzir faktori koji utiĉu na oblikovanje prostora kao što su prirodni reljef i masa otkrivke koju treba odloţiti, te njene geomehaniĉke i druge osobine. Ovaj dio rekultivacije je integralni dio biološke rekultivacije. Pod biološkom rekultivacijom podrazumijevamo sveukupne radove i uloţena sredstva na stvaranju humusa u zemljištu i povećanje kvaliteta zemljišta i obradu terena do stadijuma kada je moguće pridodati šumarskom ili poljoprivrednom fondu, ili drugim kategorijama u kojima se sa njima moţe gazdovati [3]. Biloška rekultivacija moţe biti posredna i neposredna. Neposredna biološka rekultivacija podrazumijeva direktnu sadnju-sjetvu na površini odloţenih geoloških serija, bez predhodnog nastiranja humusnog supstrata i to je najĉešće ekonomski opravdanija i proizvodno racionalnija varijanta [5]. 4. ZAKONSKE I PODZAKONSKE ODREDBE VEZANE RUDARSKIH PROJEKATA

ZA IZRADU UPROŠĆENIH

Uprošćeni rudarski projekat izraĊuje se u cilju razrade pojedinih dijelova glavnog, odnosno dopunskog rudarskog projekta koje zbog prilagoĊavanja uslovima leţišta u toku izvoĊenja rudarskih radova nije bilo moguće obuhvatiti glavnim, odnosno dopunskim rudarskim projektom, za manje rekonstrukcije na postojećim objektima, a koje bitno ne mijenjaju koncepciju glavnog, odnosno dopunskom rudarskog projekta, za površiinsku i podzemnu eksploataciju manjih leţišta kaustobiolita, metaliĉnih i nemetaliĉnih mineralnih sirovina koja neće trajati duţe od jedne godine, odnosno ĉije procijenjene rezerve C1 katergorije ne iznose više od 100.000 m3 ĉvrste mase, kao i za izvoĊenje rudarskih istraţnih radova koji se izvode na osnovu projekata geoloških istraţivanja [4]. Pojednostavljeni (uprošćeni) rudarski projekat za radove na objektima, postrojenjima i ureĊajima u postojećoj jami, odnosno površinskom kopu, koji nisu obuhvaćeni glavnim i dopunskim projektom treba da sadrţi: a) projektni zadatak, b) potrebne podloge za projektovanje, v) tehniĉko

rješenje sa lokacijom i odgovarajućim crteţima i skicama, g) tehniĉki opis i naĉin izrade, d) energetsko rješenje, Ċ) ekonomsko-tehniĉku analizu, e) uklapanje projektovanog rješenja u postojeće ili projektovano stanje, ţ) predmjer i predraĉun radova i z) potrebne mjere zaštite [1]. 5. OBAVEZNA SADŢINA REKULTIVACIJE

UPROŠĆENIH

RUDARSKIH

PROJEKATA

BIOLOŠKE

Uprošćeni rudarski projekti moraju obavezno da sadrţe obraĊene elemente tehniĉke rekultivacije, biološke rekultivacije, predmjer i predraĉun radova, specifikaciju opreme, organizaciju rada na rekultivaciji, snabdijevanja pogonskom energijom i mjere zaštite na radu i zaštite ţivotne sredine, te odgovarajuće crteţe i slice. 5.1. Tehniĉka rekultivacija Tehniĉka rekultivacija predstavlja prvi korak u samom procesu rekultivacije antropogeno degradiranih površina. Od kvaliteta izvoĊenja tehniĉke rekultivacije, odnosno od predhodne pripreme terena za izvoĊenje biološke rekultivacije zavisi i kvalitet i efektivnost biološke rekultivacije. Prilikom samog projektovanja tehniĉke rekultivacije treba imati u vidu izbor i vrstu biološke rekultivacije, a sagledavanjem svih aspekata, u zavisnosti od okruţenja odlagališta, vrši se estetsko oblikovanje i uklapanje u okolinu. S obzirom da su odlagališta uglavnom sa više etaţa, projektom treba obraditi konstruktivne parametre odlagališta (i prilagoditi ih već predhodno uraĊenim projektima) kao što su uslovi kosina etaţa, uzduţne i popreĉne padove površina bermi, pozicije i dimenzije etaţnih kanala (uzduţne i popreĉne presjeke), a sve u funkciji kvalitetnog odvodnjavanja–kontrolisanog odvoĊenja suvišne atmosferske vode, odnosno obezbjeĊivanja dovoljnih koliĉina vode za buduće kulture biološke rekultivacije. Podaci o tehniĉkim mogućnostima obrade s obzirom na nagib i namjena korišćenja kosina bitno utiĉu na oblikovanje terena. Najveće padove podnose šumske kulture, zatim livade, pa voćarske kulture i vinogradi i najblaţe okopavine. S obzirom na tehniĉkih mogućnosti, rudarskom mehanizacijom (buldozerima) moţe se oblikovati kosina sa nagibom do 30°. Rad poljoprivrednih mašina moţe se odvijati na nagibu od 1:7 (15°). Kod većih nagiba (iznad 15°) treba izgraditi terase. Nema egzaktno utvrĊenih modela oblikovanja kosina. U Ĉehoslovaĉkoj preporuĉuju najveći nagib kosine 1:3 za šumske kulture, odnosno 1:12,5 za poljoprivredne kulture. U bivšoj Istoĉnoj Njemaĉkoj ovi pokazatelji su 1:2 i 1:6, a u Poljskoj ĉak i 1:6 i 1:10 [2]. 5.2. Biološka rekultivacija Za izradu kvalitetne projektne dokumentacije u oblasti biološke rekultivacije neophodno je istraţiti sve ekološke parametre podruĉja koje projektom obraĊuje (klima i klimatsko-geografske karakteristike, orografija, zemljište, vegetacija), kao i društveno-ekonomske uslove zajednice u kojoj egzistira rudnik radi odreĊivanja pravca rekultivacije sa gledišta interesa budućeg korisnika rekutivisanih površina. Klimatski uslovi definišu se preko klimatskih parametara na osnovu raspoloţivih podataka sa najbliţe meteorološke stanice koja ima redovna osmatranja trajanja sunĉevog sjaja, teperature, padavina, relativne vlaţnosti, oblaĉnosti i vjetrova. Obrada klimatsko-geografskih karakteristika je vaţna kod podizanja i njegovanja odreĊenih biljnih kultura. Uticaj karakteristika kopna na klimu nekog podruĉja odreĊuje se: preko stepena kontinentalnosti (koga je Kerner izraĉunao pomoću termodromskog koeficijenta), pluviometrijske agresivnost klime izraţene koeficijentom Furnijea (S) i preko kišnog faktora (KF) koga je uveo u klimatologiju njemaĉki nauĉnik Lang.

Orografski faktori, kao snaţni modifikatori klime, predstavljaju vrlo znaĉajne ĉinioce za odreĊivanje pravca rekultivacije, izbora kultura i tehnologije. Najvaţniji orgografski faktori su: visina (visinska razlika), ekspozicija, inklinacija i konfiguracija. Sa visinom se mijenja temperatura vazduha a sa ekspozicijom toplotni reţim vazduha i zemljišta. Inklinacija moţe snaţno da potencira uticaj ekspozicije. Konfiguracija, kao bitan orografski faktor, djeluje u smislu modifikacije predhodnih faktora orografije. Kod fiziĉkih analiza zemljišta za potrebe rekultivacije utvrĊuje se mehaniĉki sastav zemljišta, vlaţnost i higroskopnost, te na osnovu toga teksturna klasa zemljišta, a kod hemijskih osobina pH vrijednost, karbonati, humus, azot, odnos ugljenika i azota, koliĉina lakopristupaĉnog fosfora i kalijuma. Poznavanje vegetacije koja je egzistirala prije nego što se otpoĉelo sa eksploatacijom uglja na odreĊenom rudniku od velikog je znaĉaja za biološku rekultivaciju odlagališta i pomaţe kod odreĊivanja vrsta za sadnju, koje u principu (ako je moguće) treba da budu iste ili sliĉne karakteristikama autohtonih vrsta. Prilikom izbora kultura za rekultivaciju osim prirodnih uslova potrebno je uzeti u razmatranje i društveno ekonomske uslove lokalne zajednice, odnosno strukturu stanovništva, ukupan dohodak i uĉešće pojedinih privrednih grana u strukturi dohodka, te strukturu zemljišnih površina i moguće korisnike rekultivisanih površina. Kod odreĊivanja pravaca rekultivacije sa gledišta interesa budućeg korisnika rekutivisanih površina, podruĉje koje se rekultiviše uklapa se u generalni plan namjene površina Opštine na kojoj ekzistira rudnik. 5.2.1. Biološka rekultivacija pošumljavanjem (šumarska rekultivacija) Šume su najsigurnija, najtrajnija, najjeftinija i najĉešće primijenjivana zaštita zemljišta od erozije, poplava, pokretanja pijeskova i sl. Vještaĉkim putem, šume nastaju postupkom „pošumljavanja“, sjetvom šumskog sjemena ili sadnjom biljaka (ili kombinacijom kada za to postoje odreĊeni razlozi), a takva mlada šuma podignuta vještaĉkim putem naziva se „šumska kultura“. Vještaĉke šume na deposolima podiţu se da bi se zadovoljila tri osnovna cilja: proizvodni, zaštitni i pejzaţno-arhitektonski. Na izbor vrsta utiĉe i naĉin budućeg gazdovanja kulturom u šumskouzgojnom smislu. Sve vrste koje se danas koriste za pošumljavanje mogu biti gajene u obliku visoke šume (ĉetinari, javori, jasenovi, topole i dr., ali jedan manji broj moţe da se gaji i u obliku niske šume (hrastovi, bagrem i dr.). Odabrane vrste trebaju obezbijediti i ekonomsku korist. Izbor vrsta za pošumljavnje vrši se shodno orografskim prilikama (ravni dijelovi ili kosine) i pedološkim karakteristikama i jedna je od najvaţnijih odluka, koja dalje sugeriše naĉin pripreme zemljišta, metod pošumljavanja, njegu posaĊenih biljaka i sl. U startu se rješava pitanje izbora domaće, odomaćene ili strane vrste drveća. Lokalne vrste i rase imaju prednost u pošumljavanju. Praksa je pokazala da su neke strane vrste (duglazija, borovac, bagrem, crveni hrast i dr.) adaptirale na naša staništa i kao takve postale interesantne zbog dobre produktvnosti i kvaliteta drveta. U nepovoljnim uslovima sredine najĉešće se koriste tzv. pionirske vrste, sposobne da na lošem staništu obezbijede šumski pokrivaĉ u obliku predkulture, a kasnije, najĉešće, ustupi mjesto trajnoj šumi. Pionirske vrste su bijeli i crni bor, panĉićeva omorika, breza, bagrem, jasika, crni grab, crni jasen, iva, vrba itd. Kao osnovna jedinica u pošumljavanju u prošlosti navoĊen je samo „rod“ kao npr. hrast, lipa, bor i sl, i ta praksa je izazivala dosta nedoumica i promašaja, jer odreĊeni rod ima dosta vrsta i formi izmeĊu kojih su osjetne razlike. Danas je, razvojem pošumljavanja kao nauke i prakse, definisano da je osnovna jedinica pošumljavanja „vrsta“. Tako se u savremenom pošumljavanju nastoje saditi „ekotipovi“, „edafotipovi“ „cenotipovi“ i u okviru njih najbolji „biotipovi“. Kao jedinica pošumljavanja danas moţe biti i „klon“ „forma“ „sorta“ ili „kultivar“ Uprošćeni Projekat biološke rekultivacije pošumljavanjem treba da obraĊuje sledeća poglavlja: izbor vrsta za pošumljavanje deposola, sastav kultura, pripremu staništa za pošumljavanje,

prvobitnu gustinu sadnje, moguće vrste za pošumljavanje, tip sadnica, naĉin pošumljavanja, metod sadnje, vrijeme sadnje, naĉin Ċubrenja, pripremu sadnica, ĉuvanje sadnog materijala, tehniku sadnje, kombinacije vrsta kod zasnivanja kultura, njegu kultura i pobošanje stanišnih uslova. Pravilan izbor vrsta za pošumljavanje uslovljen je mnoštvom ĉinilaca meĊu kojima su najvaţniji usklaĊenost izmeĊu stanišnih uslova i bioekoloških osobina vrste, podesnosti vrste za ostvarivanje postavljenog cilja gazdovanja i prilagoĊenosti naĉinu gazdovanja u šumskouzgojnom smislu. Izbor vrsta zavisi i od uticaj date vrste na stanište (vezivanje zemljišta, stvaranje stelje, uticaj na humificiranje i sl.), odnosno od brzine prirasta u mladosti, naroĉito u visinu, kao i otpornosti prema oštećenjima pod uticajem negativnih abiotiĉkih i biotiĉkih ĉinilaca. Vrlo bitan faktor je cijena podizanja kulture i kasnija mogućnost ostvarivanja prihoda. Privredni ciljevi pošumljavanja najbolje se odraĊuju upotrebom vrsta iz grupe visokog drveća. Šumske kulture mogu biti ĉiste (monokulture), sastavljene od jedne vrste i mješovite kada su izgraĊene od dvije ili više vrsta. Danas se u zemljama sa razvijenim šumarstvom nastoje podizati mješovite kulture (polikulture) kad god za to ima uslova, sa ciljem da obrazuju i oĉuvaju potpun sklop, uspješno zaštite zemljište od erozije i konzerviraju zalihe neorganskih hranljivih materija u zemljištu u što većem obimu. Zavisno od uslova, predhodnu pripremu saĉinjavaju jedna ili više radnih operacija, i to tretiranje: a) vegetativnog pokrivaĉa (ĉišćenje zemljišta od ţbunja, korova i drugog materijala) i b) zemljišta (obrada zemljišta, Ċubrenje zemljišta). Obradom zemljišta stvaraju se povoljni uslovi za rast i razvoj podignutih kultura i omogućuje izvoĊenje radova na pošumljavanju, odnosno sadnji sadnica. U vještaĉkom naĉinu pošumljavanja izbor razmaka izmeĊu biljaka pri sadnji zavisi u najvećoj mjeri od osobina vrste koja se sadi (vrste sa širom krunom sade rjeĊe od onih sa uskom krunom). Prilikom odreĊivanja optimalnih razmaka sadnje polazi se od sljedećih pretpostavki: veliĉine sadnog materijala, sistema proizvodnje sadnica (školovane ili neškolovane), staništa, vrste drveća, tipa sadnog materijala, stepena poznavanja osobina sadnica, opasnosti od korova, cilja pošumljavanja, uslova trţišta ukoliko se planira prodaja drvnih sortimenata i selekcionih mogućnosti u njezi podignute kulture. Poslije odluke o izboru vrste, ekotipa ili klona, rješava se pitanje tipa sadnog materijala koji će se upotrijebiti za pošumljavanje. Sadni materijal moţe biti generativnog (sjemenog) i vegetativnog porijekla. Najĉešće se sade sadnice prve klase, starosti dvije godine. U principu treba ĉešće projektovati mješovite šumske kulture kao stabilnije i postojanije, sa prosjeĉnom gustinom sadnje od 2.500-4.000 sadnica po hektaru, ali i monokulture sa 4.000-5.000 sadnica po hektaru na terenima sklonim klizanju i eroziji. S obzirom na djelimiĉno teške uslove reljefa i supstrata (deposola) treba raĉunati na prijem sadnica od prosjeĉno 75-85%. Popunjavanje poĉinje u drugoj godini ţivota kulture, po pravilu samo onda kada je procenat propalih biljaka veći od 15% i ako je gubitak biljaka ravnomjerno rasporeĊen. Ako se pokaţe da se biljke nisu primile u većem broju na pojedinim mjestima tako da su ĉitave krpe ostale prazne, kultura se popunjava ĉak i ako je, ukupno uzeto, propalo manje od 10% zasaĊeni sadnica. Sadni materijal kojim se vrši popunjavanje po pravilu treba da je iste vrste, starosti i uzrasta kao i biljke u kulturi. Postoje brojni naĉini sadnje koje se veoma razlikuju po pojedinim detaljima u pogledu radnih operacija i upotrijebljenog oruĊa, a svi moraju da sadnici osiguraju visok stepen preţivljavanja u datim uslovima sredine, a pri tome racionalizuju troškovi. Klasiĉne sadnice sa slobodnim (otkrivenim, golim) korijenom sade se ruĉno u jame veliĉine 40h40h40 cm ili u jame otvorene pomoću svrdla (preĉnik 25-30 cm i dubina 25-40 cm), u brazde otvorene plugom (dubine 20-30 cm i široki 30-40 centimetara) ili poluautomatizovanim i potpuno automatizovanim mašinama. Raspored posaĊenih sadnica moţe biti u obliku kvadrata, pravougaonika i istostraniĉnog trougla. Mada pravilni razmaci imaju prioritet, ne treba se lišiti i nepravilnog rasporeda sadnje, koji se sreće pri kompletiranju podmladka, presaĊivanju ili podsijavanju pod zaštitom stare sastojine, na terenima sa velikim blokovima stijena na površini, na terasama, gradonima, konturnim rovovima i sl.

Mirovanje vegetacije se smatra kao najpovoljnije vrijeme za sadnju biljaka, dakle ili u proljeće ili u jesen u toku jedne godine. Proljećna sadnja (mart i april mjesec) je povoljniji period kada se pošumljavaju teška zemljišta. Jesenja sadnja u našim uslovima je pogodnija je za lišćarske vrste, mada se lišćari mogu saditi kako u jesen tako i u proljeće. Ĉetinare treba nastojati saditi što više u proljeće. Đubriva u koncentrovanom obliku nesmiju se dodavati u neposrednoj blizini korijenja, pa je prvo Ċubrenje najbolje primijeniti u obliku "lokalizovanog dodavanja" postavljanjem 100 grama mineralnog Ċubriva u jednu stranu iskopane rupe po mogućnosti na odstojanju 7-15 cm od korijenovog sistema. Prihranjivanje se praktikuje u dva navrata sa po 30-50 grama azotnog Ċubriva po sadnici za svako prihranjivanje. Pri jesenjoj sadnji, u sluĉaju da se ne iskoristi sav sadni materija, javlja se potreba njegovog ĉuvanja u trapu do proljeća, za proljećnu sadnju. Njega mladih kultura predstavlja neodvojiv dio procesa pošumljavanja, pogotovo do momenta obrazovanja sklopa (najĉešće do desete godine starosti), te podrazumijeva: 1) poboljašanje stanišnih uslova za rastenje i razvoj, 2) popunjavanje kultura radi nadoknaĊivanja gubitaka izazvanih nepovoljnim stanišnim uslovima, insektima, bolestima i dr, 3) zaštitu kultura od negativnih spoljašnjih ĉinilaca i 4) ĉišenje i prorede kultura. Glavna mjera za zaštitu šumskih kultura, osim ograĊivanja, je stroga zaštita ispaše za više godina dok biljke dovoljno ne odrastu. Ispaša se potpuno zabranjuje u lišćarskim kulturama. Izuzetno u borovim kulturama dozvoljava se puštanje krupne rogate stoke. Ostavljanjem livada i travnih proplanaka nezasaĊenim, zasijavanje izvjesnih površina kulturama trava i mjestimiĉnim unošenjem ţbunastih vrsta koje zeĉevi i srne rado brste, odbija se divljaĉ od posaĊenog drveća. Velika opasnost u ljetnjem periodu za vrijeme suše za ĉetinarske kulture predstavlja poţar. Zbog preventive kod njegovog izbijanja ostavljaju se u ĉetinarskim kulturama nezasaĊeni protivpoţarni pojasevi široki 20 m. Drugi naĉin je da se kroz ĉetinarske kulture ostavljaju pruge koje se zasaĊuju lišćarskim vrstama sa gustom krunom širine 10-20 m ili više, u cilju brzog lokalizovanja i suzbijanja poţara. 5.2.2. Biološka rekultivacija sadnjom poljoprivrednih kultura (poljoprivredna rekultivacija) Osnovni cilj rekultivacije je obezbjeĊenje pozitivnih promjena supstrata i intenziviranje pedogenetskih procesa. Praksa je potvrdila da graminee i leguminoze u smjesi daju u tom smislu najbolje efekte (najĉešće primjenjuju kod biološke rekultivacije poljoprivrednim kulturama), ĉak bolje od voćarskih ili šumskih kultura. Razlozi zbog kojih se predviĊaju smješe kultura djetelina i trava su te što smješe: a) daju veće prinose od ĉiste kulture i gušći sklop biljaka, b) bolje koriste hranljive materije iz zemljišta, v) lakše izlaze na kraj sa nepovoljnim uslovima za ishranu i porast kultura, g) daju sigurnije prinose i umanjuju stepen zakorovljenosti zbog boljeg sklopa i Ċ) povećavaju plodnost supstrata bolje nego monokulture. Nedostatak rekultivacije sa djetelinama i travama je u tome što su poĉetni rizici sa ovim kulturama veći nego, recimo, kod šumarske ili voćarske rekultivacije, zbog moguće kombinacije sitnijeg sjemena i lošeg supstrata, kada klijanje i nicanje moţe da „omane“. Kod voćarske rekultivacije problem je zaštita podignutih kultura. Zasnivanje djetelinsko-travnih smješa podrazumijeva predsjetvenu pripremu supstrata, meliorativna i ostala Ċubrenja i neposrednu sjetvu sjemena djetelina i trava. Odrţavanje i njega djetelinsko-travnih smješa obuhavata drljanje, prihranjivanje, Ċubrenje, suzbijanje korova i navodnjavanje. 5.3. Predmjer i predraĉun radova U ovom poglavlju utvrĊuju se normativi materijala, rada mašina i ljudskog rada, koji su predmet tehniĉke i biološke rekultivacije. Cijene materijala se uzimaju kao trenutne trţišne cijene. Predmjer i predraĉun tehniĉke rekultivacije odnosi se na rad mašina na formiranju i završnom oblikovanju površina odlagališta.

Predmjer i predraĉun radova šumarske i poljoprivredne rekultivacije izraĊuje se po vrstama kultura, odnosno po površinama predviĊenim za odreĊene kulture. Kod planiranja radne snage u procesu popune u godinama odrţavanja kultura, potrebno je planirati više radniĉkih nadnica za sadnju istog broja biljaka u odnosu na poĉetnu sadnju kod osnivanja kulture. Rekapitulacija troškova ukupne rekultivacije po vidovima rekultivacije radi se u cilju omogućavanja utvrĊivanja tehnologije, dinamike i cijene radova na podizanju i odrţavanju predviĊenih kultura. Prikazuje se ukupna cijena, kako šumarske tako i poljoprivredne rekultivacije, kao i cijena meterijala, mašinskog i ljudskog rada po jednom hektaru podignute kulture. 5.4. Organizacija poslova na rekultivaciji Plansko dinamiziranje pojedinih radnih operacija u rekultivaciji je od posebnog znaĉaja jer rekultivacija predstavlja proces koji traje nekoliko godina, a njen uspjeh ne zavisi samo od intenziteta rada na pojedinim radnim operacijama, već to u velikoj mjeri zavisi i od bioloških karakteristika zasnovanih kultura. Za uslove koji vladaju na odreĊenom rudniku i njegovim odlagalištima predlaţe se organizacija radova na izvoĊenju rekultivacije tako da se svi poslovi na tehniĉkoj rekultivaciji mogu se obaviti u sklopu rudarske tehnologije odlaganja otkrivke, sa eventualnim dodatnim radovima (peglanje, popravka novoformiranih površina isl.). 5.5. Snabdijevanje pogonskom energijom Za izvoĊenje tehniĉke rekultivacije izvodi se u sklopu rudarske tehnologije odlaganje otkrivke, koriste se rudarske mašine za koje su rješenja snabdijevanja pogonskom energijom definisana Glavnim rudarskim projektom, odnosno tehniĉkim projektima za pojedine operacije. 5.6. Zaštita na radu i zaštita podignutih kultura Mjere zaštite rukovaoca mašina na oblikovanju odlagališta, ripovanju planuma, finom planiranju itd., normirane su u okviru rudarske tehnologije rada na odlaganju otkrivke i jalovine. Što se tiĉe ostalih planiranih radova na biološkoj rekultivaciji kao što su sjetva, sadnja, njega i odrţavanje podignutih kultura, mjere zaštite su obuhvaćene Pravilnikom o zaštiti na radu u poljoprivredi i šumarstvu koji moraju imati preduzeća koja su ugovorila izvoĊenje radova na biološkoj rekultivaciji, odnosno odgovarajućem Pravilniku koji je donesen na nivou Rudnika. Mineralna Ċubriva treba ĉuvati prema upustvima proizvoĊaĉa, a radnici koji rasturaju Ċubriva ruĉno moraju imati zaštitnu opremu. Đubrivo se ne smije rasturati u vrijeme duvanja jakog vjetra. Radnik ne smije više od 7 sati u jednoj smjeni raditi na rasturanju Ċubriva. 5.7. Zaštita ţivotne sredine Upotreba pesticida je gotovo u cjelosti iskljuĉena, jedino je moguća u sluĉaju velikog kalamiteta nekih od nametnika. U tim prilikama odgovorni rukovodilac preduzeća koje vrši ugovorene poslove biloške rekultivacije duţan je izraditi Upustvo o ĉuvanju, smještaju, manipulaciji i upotrebi pesticida sa kojim se obavezno upoznavaju svi radnici, koji bi eventualno radili sa pesticidima. 6. ZAKLJUĈAK Imajući u vidu da rudnici obljavljaju poslove od opšteg interesa (eksploatacija prirodnog bogatstva), te postojanje Zakona o javnim nabavkama u Republici Srpskoj koji nalaţe obavezu raspisivanja javnog konkursa za poslove projektovanja u oblasti rekultivacije sa jedne strane, a sa

druge razliĉitu struĉnu osposobljenost preduzeća koja uĉestvuju na tenderu, nameće se potreba normativnog definisanja sadrţaja odreĊenih nivoa projekata. Uprošćeni rudarski projekat biološke rekultivacije mora obraĊivati sve neophodne elemente tehniĉke rekultivacije, biološke rekultivacije, opreme i organizacije rada na rekultivaciji, snabdijevanja pogonskom eneregijom i mjera zaštite na radu i zaštite ţivotne sredine. U cilju definisanja obaveznog sadrţaja Uprošćenih rudarskih projekata biološke rekultivacije i olakšavanja rada investitorima, projektantima i reviziji projekta, neophodna je izrada odgovarajućeg podzakonskog akta iz ove oblasti od strane nadleţnog ministarstva, u saradnji sa struĉnjacima iz privrede koji obavljaju poslove iz oblasti tehniĉke i biološke rekultivacije. LITERATURA [1] (**1979): Pravilnik o sadrţini dugoroĉnih programa i rudarskih projekata. Sluţbeni list Bosne i Hercegovine, broj: 28/79. Sarajevo. [2] (1984): Tehniĉki projekat rekultivacije za prvih pet godina eksploatacije. SOUR Titovi rudnici uglja; RO Rudarsko-geološki institut i fakultet OOUR Institut za rudarska istraţivanja. Tuzla. [3] Maksimović, M. (2000): Efekti biološke rekultivacije bagremom (Robinia pseudoacacia L.) crnim borom (Pinus nigra Arn.) na odlagalištima površinskog kopa „Bogutovo Selo“ Ugljevik. Magistarski rad, Univerzitet u Beogradu, Šumarski fakultet, Beograd. [4] (**2005): Zakon o rudarstvu – preĉišćeni tekst. Sluţbeni glasnik Republike Srpske, broj: 107/05. Banja Luka. [5] (2005): Tehniĉki projekat rekultivacije sjeverne kosine Velikog Zapadnog odlagališta na površinskom kopu „Bogutovo Selo“ Ugljevik za period 2005-2007 godina. „Rudnik i Termoelektrana Ugljevik“ A.D. Ugljevik. Ugljevik, septembar 2005. godina.

REKULTIVACIJA TEHNOGENIH ZEMLJIŠTA U REPUBLICI SRPSKOJ RECLAMATION OF TEHNOGENIOUS SOIL IN THE REPUBLIC OF SRPSKA Nenad Malić1, Vladimir Bijelić2, Goran Kovaĉević1 1

Rudarski institut d.o.o. Banja Luka2 Elektroprivreda Republike Srpske

REZIME U radu je analizirana provedena rekultivacija degradiranih zemljišnih površina, nastalih kao posljedica površinske eksploatacije mineralnih sirovina. Radovi na rekultivaciji su posmatrani u 5 najvećih rudnih leţišta u Republici Srpskoj. Analiza je obuhvatila poreĊenje ukupno degradiranih površina sa veliĉinama rekultivisanih tehnogenih zemljišta, kao i izbor tipa i pravca rekultivacije. Konstatovano je da rekultivacija zahvata mali procenat formiranih odlagališta i otkopanih prostora. Pravci rekultivacije su usmjereni na pošumljavanje i autorekultivaciju. MeĊutim, tendencije su da će u narednom periodu doći do znatnog povećanja rekultivisanih površina. Poseban akcenat treba dati na privoĊenju ovakvih antropogenih staništa u smjeru poljoprivredne proizvodnje, iz razloga stalno rastućih potreba za hranom. Kljuĉne rijeĉi: površinska eksploatacija, rekultivacija, tehnogeno zemljište, Republika Srpska. ABSTRACT This paper analyzes implemented reclamation of degraded soil, which resulted from surface exploitation of mineral raw materials. Reclamation works in five mineral sites in the Republic of Srpska were monitored. Analysis included comparison of total degraded area with quantity of reclamated technogenious soil, together with selection of type and direction of reclamtion. It is concluded that reclamation refers only to a small percent of formed dump sites and excavated areas. Reclamation is directed towards afforestation and self-reclamation. However, there is a tendency of significant growth of reclamated areas in future. A special emphasis is on leading such anthropogenic habitats towards agricultural production, due to continuously increased need for food. Key words: surface exploitation, reclamation, tehnogenious soil, the Republic of Srpska.

UVOD Prema Zakonu o rudarstvu Republike Srspke [26], preduzeće koje je steklo eksploataciono pravo duţno je da u toku i nakon eksploatacije mineralnih resursa privede zemljište odreĊenoj namjeni. Trajnu prenamjenu degradiranih površina tretira i Zakon o poljoprivrednom zemljištu Republike Srpske [25], gdje se u projektu rekultivacije poseban akcenat treba dati na pravilno deponovanje i kasniju ponovnu upotrebu humusnog sloja. Privremena oštećenja zemljišnih resursa, a naroĉito poljoprivrednog zemljišta u Republici Srpskoj su u velikoj mjeri izazvana površinskom eksploatacijom mineralnih sirovina na površinskim kopovima uglja. Pri tome, eliminisanje osnovne – proizvodno ekološke funkcije zemljišta dolazi iz dva pravca; direktnim otkopavanjem na kopu i formiranje odlagališta neplodne otkrivke. Sliĉni, štetni ekološki procesi su prisutni i u srbijaskom rudarenju [3], [14], kao i drugim drţavama. Iako Republika Srpska raspolaţe znaĉajnim oraniĉnim površinama (0,4 ha/stanovniku), mali procenat zauzimaju zemljišta visokih boniteta [8], kao i u cijeloj BiH [10]. Shodno tome, a znajući

vrijednost i znaĉaj osnovne ekološke funkcije zemljišta (proizvodnja biomase u poljoprivredi i šumarstvu), već duţi vremenski period prisutan je problem oĉuvanja zemljišnih površina, a naroĉito plodnih zemljišnih horizonata prilikom eksploatacije mineralnih sirovina. Godišnja destrukcija zemljišta u BiH iznosi 3.000 ha, a pod uticajem samih površinskih kopova 900 ha [10]. Prema istom izvoru, u BiH je do 1992. pod uticajem površinskih kopova bilo zahvaćeno 20.000 ha, a od toga rekultivisano 1.500 ha. U zavisnosti od osnovnih parametara (vrsta mineralne sirovine, morfologija terena, i dr.) u Republici Srpskoj su prisutni razliĉiti naĉini eksploatacije mineralnih sirovina. Shodno tome, procesima degradacije i destrukcije tokom eksploatacije, nastaju zemljišne tvorevine svrstane u VII klasu automorfnih zemljišta: tehnogena zemljišta, tip deposol (u podklasi izmjenjenog prirodnog supstrata) [12]. Fiziĉke, hemijske i biološke osobine deposola, a sa time i njegova potencijalna plodnost u velikoj mjeri zavise od prvobitne prirode geološkog materijala kao otkrivke nad mineralnom sirovinom. Oznaĉavanje površinskih slojeva svih tehnogenih zemljišta (tehnosola), a naroĉito deposola još uvijek nije jedinstveno. Jedna od prvih zvaniĉnih determinacija [2] je slojeve depsola oznaĉavala kao dP-C. Suprotno tome, ovakvi materijali mogu se svrstati u klasu antropogenih zemljišta sa R-C profilom [15]. Prema najnovijoj klasifikaciji zemljišta/tla u BiH [9] novostvoreni deposoli se oznaĉavaju u vidu slojeva juvenilnog materijala: Y1dp-Y2... Na osnovu osobina deposola kao novostvorenih tehnogenih zemljišnih površina i drugih pokazatelja, potrebno je primijeniti rekultivaciju u cilju ponovnog oţivljavanja biodiverziteta. Naroĉitu paţnju prije uspostavljanja biljnih zajednica kroz rekultivaciju treba usmjeriti na analizu spontanih biljnih vrsta na odreĊenoj lokaciji. Ovo iz razloga što iste sluţe kao biljni indikatori na odreĊenom staništu [4], [5]. Prema literaturnim podacima biološka rekultivacija rudniĉkih površina na našim prostorima je najviše usmjerena ka šumarskoj i poljoprivrednoj proizvodnji, dok se u razvijenim drţavama svijeta osim ovih pravaca potencira i turistiĉko – ekološka rekultivacija kroz formiranje raznih kopneno – akvatiĉnih ekosistema [3]. Usljed priliĉnog broja prouzrokovaĉa degradacije zemljišta ove vrste, u radu je prioritet dat na interpretaciji najvećih površinskih kopova u Republici Srpskoj. U radu nisu analizirani kamenolomi iz razloga što isti najĉšće zahvataju šumska zemljišta (iako su brojĉano veliki), a što nije predmet ovog pisanja. Osim ovih, ni šljunkare nisu uzete u obzir, jer je na njima eksploatacija uglavnom novijeg datuma, pa tako radovi na rekultivaciji nisu u toku, mada će ove potencijalne površine biti znatno velike, a iste su smještene na najplodnijim poljoprivrednim zemljištima [9], [13]. MATERIJAL I METODE RADA U radu je analizirana degradacija zemljišta i provedena rekultivacija u tri ugljena basena, dva površinska kopa na leţištu ţeljezne rude i jednom površinskom kopu boksita. Trenutna eksploatacija uglja metodom površinske eksploatacije u Republici Srpskoj se odvija u gataĉkom, ugljeviĉkom i stanarskom ugljenom basenu. Osim ovih, za analizu je uzeto leţište ţeljezne rude ljubijske metalogenetske oblasti i leţište boksita u Milićima. Analiza je obuhvatila veliĉinu ukupno degradiranih površina na rudnicima, rekultivisane površine, te njihove pravce i tipove, kao i ureĊenost površinskih kopova. Podaci potrebni za ovo istraţivanje su preuzeti iz validne projektne dokumentacije [16-24]. REZULTATI ISTRAŢIVANJA I DISKUSIJA Rudnici i termoelektrane u Gacku i Ugljeviku posluju u sastavu Elektroprivrede Republike Srpske i sa trenutno aktivnim po jednim površinskim kopom. U Gacku se eksploatacija obavlja na površinskom kopu Graĉanica, u kome je eksploatacija u završnoj fazi, a u neposrednoj blizini istoga, planira se otvaranje površinskog kopa Gacko. U Ugljeviku je trenutno aktivno Bogutovo Selo. U

rudniku ''EFT - Rudnik i termoelektrana Stanari'' u Stanarima lignit se eksploatiše na površinskom kopu Raškovac, a po pokretanju termoelektrane biće otvoren i kop Ostruţnja. Eksploatacija ţeljezne rude se takoĊe odvija samo na jednom površinskom kopu - Jezero, ĉiji je koncesionar ''MITTAL rudnik Prijedor''. Stari kopovi ţeljezne rude Tomašica i Ljubija, na kojima je eksploatacija obustavljena se nalaze u sastavu preduzeća ''Rudnici ţeljezne rude a.d.''. Površinska eksploatacija boksita u a.d. ''Boksit'' Milići je koncentrisana na površinskim kopovima: Podbraćan, Braćan i Crvene stijene. U navedenim rudnicima eksploatacija se izvodi tako što se otkrivka prvo odlaţe na spoljašnja odlagališta, a potom se prelazi na zapunjavanje kratera formiranjem unutrašnjih odlagališta. Takvu dinamiku najĉešće slijedi i rekultivacija deposola, sa ukljuĉivanjem tehniĉke i biološke faze. Prilikom rekultivacije dolazi do promjena fiziĉkih, hemijskih i bioloških osobina tehnogenih zemljišta. Ove promjene su najviše skoncentrisane u gornjim slojevima odloţenog materijala (deposol). Intenzitet promjena i vremenski interval u kome se dešavaju promjene, zavise najviše od primjenjene metode biološke rekultivacije, karakteristika deposola i klimatskih faktora. U tabeli 1 prikazati će se podaci o degradiranim i rekultivisanim površinama u analiziranim rudarskim objektima. Nakon toga, uslijediće diskusija iznesenih podataka i poreĊenje sa rezultatima rekultivacije u Srbiji.

Tabela 1. Prikaz degradiranih i rekultivisanih površina na podruĉju 5 rudnih leţišta u Republici Srpskoj. Table 1. Degraded and reclamated area with five mineral sites in the Republic of Srpska. Gataĉki ugljeni basen ''ZP R i TE Gacko''

Ugljeviĉki ugljeni basen ''ZP R i TE Ugljevik''

Stanarski ugljeni basen ''EFT - R i TE Stanari'' d.o.o.

- kopovi sa unutrašnjim odlagalištima

335

420

150

76

106

230

- spoljašnja odlagališta

205

460

100

162

122

245

- površine u krugu TE

29

62

27

-

-

-

UKUPNO (ha)

579

944

277

238

228

475

VRSTA DEGRADIRAN E POVRŠINE

PARAMETAR

REKULTIVISANE POVRŠINE (ha)

70 ha odlagališta (platoi + kosine)

77 ha odlagališta (platoi + kosine)

TIP REKULTIVACIJE

Indirektna

PRAVCI REKULTIVACIJE

Šumski zasadi (50 ha), Vještaĉke livade (20 ha) 20 ha odlagališta

Direktna Šumski zasadi (74 ha), Zasadi voća (1,5 ha), Vještaĉke livade (1,5 ha) 34 ha odlagališta

392 ha

26,5 ha

VELIĈINE POVRŠINA SPREMNIH ZA REKULTIVACIJU (ha) NEREALIZOVANI PROJEKTI REKULTIVACIJE OBUHVATAJU POVRŠINU (ha)

Ljubijska metalogenetska oblast ''Mittal ''Rudnici ţeljezne rudnik rude Ljubija'' Prijedor'' d.o.o. a.d. Prijedor

20 ha kosine vanjskog odlagališta Direktna

Direktna

Šumski zasadi

Projektovana

LEŢIŠTE

23 ha odlagališta

162 ha odlagališta

8,5 ha

162 ha

Šumski zasadi

''Boksit'' a.d. Milići

84 ha kopova u fazi autorekultivacije Popunjavanje padavinskim vodama (jezerske površine)

20 ha kopova i 40 ha odlagališta Direktna

122 ha odlagališta

15 ha

-

300 ha

Vještaĉke livade (20 ha), Šumski zasadi (40 ha)

Iz tabele 1 uoĉljivo je da veliĉina ukupno degradiranih površina na analiziranom podruĉju iznosi 2.741 ha. Od toga površinski kopovi sa unutrašnjim odlagalištima zauzimaju 1.317 ha, spoljašnja odlagališta 1.294 ha i površine pod termoelektranama 118 ha. Procentualni odnos ovih površina prikazan je na grafikonu 1.

Grafikon 1. Procentualni odnos vrsta degradiranih površina analiziranih rudnih leţišta. Graph.1. Percentage relation between the types of degraded area of analysed mineral sites. Iz prethodne tabele se uviĊa da veliĉina ukupno rekultivisanih deposola kao tehnogenih zemljišta iznosi 311 ha. Od toga rekultivacija spoljašnjih odlagališta je izvršena na 207 ha, a 104 ha je rekultivisano u sklopu samih kopova i unutrašnjih odlagališta (ukupno 11 %). Ove vrijednosti su niţe od vrijednosti rekultivisanih površina u Srbiji. Istraţivanja u Kolubarskom i Kostolaĉkom ugljenom basenu ukazuju da je rekultivisano 32 % od ukupno formiranih deposola [3]. Rekultivacija sa antropogenim zasnivanjem fitocenoza je provedena na 227 ha, dok formiranje vodenih (''jezerskih'') površina (kroz autorekultivaciju), kao trajna prenamjena otkopanih prostora obuhvata 84 ha. Procentualni udio pojedinih pravaca rekultivacije prikazan je na grafikonu 2. TakoĊe, u 2 najveća srbijanska rudarska basena pošumljavanje je najzastupljeniji pravac rekultivacije i iznosi oko 70 % [3].

450

Grafikon 2. Procentualni odnos pojedinih pravaca rekultivacije tehnogenih zemljišta. Graph. 2. Percentage relation between some directions of reclamation of tehnogenious soil. Od ukupne veliĉine spoljašnjih odlagališta analiziranih rudarskih objekata (1.294 ha), do sada je rekultivisano 207 ha. U narednom periodu moguće je izvršiti rekultivaciju još 376 ha (na kojima je završeno odlaganje otkrivke). Osim ovoga isprojektovana (a nerealizovana) rekultivacija obuhvata površinu od 889 ha. U analizi provedene biološke faze rekultivacije na svim lokacijama, primjena ''ozemljavanja'' kod uspostavljanja terestriĉnih biljnih zajednica je korišćena samo u Gacku, što predstavlja poptuni ili optimalni vid rekultivacije, tzv. eurekultivacija [11]. Tako da primjena indirektne rekultivacije procentualno iznosi 42 %. Ovoj, iako velikoj procentualnoj vrijednost umanjuje se znaĉaj, uzimajući da je trajno rekultivisano (kroz podizanje biljnih zajednica) 8 % ukupnih deposola. Provođenjem faze biološke rekultivacije deposoli mogu vremenom predi u višu, razvijeniju klasu tehnogenih zemljišta, tipa rekultisol. U zavisnosti od primjene ''ozemljavanja'', može evoluirati podtip geogenog ili trofogenog rekultisola [11]. Ovim postupcima osigurava se razvoj jednog antropogenog, prevashodno inicijalnog humusno-akumulativnog horizonta. Nastali rekultisoli prema starijoj determinaciji [12] označeni su kao d(A)-dC. Prema najnovijoj klasifikaciji tla/zemljišta u BiH [9] građa profila rekultisola se označava kao jYdp-Y1... Struktura zemljišnog pokrivaĉa na analiziranim lokacijama ukljuĉuje zemljišne individue sa razvijenim humusno-akumulativnim zemljišnim horizontima [9], [13]. Kod ovakvih zemljišta moguće je primijeniti jedan ili više, od ukupno sedam mogućih varijanti (tehnoloških procesa) otkopavanja plodnih slojeva otkrivke primjenom kontinualne i/ili diskontinualne opreme [6]. U analizi ugljenokopa Srbije i Kosova [14], takoĊe je konstatovano prisustvo plodnih humusnoakumulativnih horizonata. U strukturi otkrivke, nasuprot velikim površinama visoko produktivnih zemljišta, selektivno otkopavanje otkrivke je svedeno na minimum, što je u saglasnosti sa eksploatacijom otkrivke analiziranih rudnih leţišta. Rasprostranjenost razliĉitih boniteta na podruĉju Republike Srpske (BiH) i Srbije, a koji ĉine površinski slojeve otkrivke prilikom eksploatacije je veoma heterogena i dinamiĉna [8], [10], [1]. Bonitetna struktura zemljišnog pokrivaĉa je od izuzetnog znaĉaja, ĉemu treba posvetiti posebnu paţnju pri budućim projektovanjima površinskih kopova. ZAKLJUĈAK Na bazi analiziranih 6 rudarskih objekata i podataka o veliĉinama degradiranih i rekultivisanih površina moţe se zakljuĉiti sljedeće:  Veliĉina ukupno degradiranih površina na analiziranom podruĉju iznosi 2.741 ha, a svega je rekultivisano 11 %.  Rekultivacija sa antropogenim zasnivanjem fitocenoza je provedena na 227 ha (8 %).  Formiranje jezera kroz autorekultivaciju je zahvatilo 84 ha (3 %).  Prilikom biološke faze rekultivacije prednost se daje pošumljavanju (60 %), kao trajnoj prenamjeni stvorenih tehnogenih zemljišta.  Površine koje su spremne za rekultivaciju (kroz isprojektovane pravce) iznose 376 ha.

451

 Indirektni tip rekultivacije, uz prethodno selektivno otkopavanje humusno-akumulativnih horizonata je obuhvaćeno sa 40 %.  Rekultivacijom dolazi do promjena osnovnih osobina deposola, kao vještaĉki formiranih zemljišta i stvaranja rekultisola, koji predstavlja najviši razvojni stadijum tehnosola u podklasi na izmjenjenom prirodnom supstratu.  U narednom periodu sukcesivno vršiti rekultivaciju, na kojima je završeno odlaganje otkrivke, sa povećanim uĉešćem nanošenja plodnijeg zemljišnog materijala po površini deposola.  Poboljšati situaciju kada je u pitanju selektivno odvajanje plodnih horizonata, naroĉito kada površinske slojeve otkrivke ĉine zemljišta dobrih bonitetnih klasa (boniteti od I-IV klase).  Pri odabiru pravca rekultivacije, povećati uĉešće poljoprivredne rekultivacije iz razloga stalno rastućih potreba za hranom od strane ljudske populacije današnjice. LITERATURA [1]

Antonović, G., Vidaĉek, Ţ. (1980): Procena proizvodne i upotrebne vrednosti zemljišnog prostora (bonitiranje zemljišta). Uvodni referat. VI Kongres Jugoslovenskog društva za proĉavanje zemljišta, str. 67-130, Novi Sad.

[2] Antonović, M. G. (1982): Klasifikacija oštećenih zemljišta. Zemljište i biljka, Vol. 3, str. 365-375, Beograd. [3]

Vujid, S. (2006): Selektivno otkopavanje i odlaganje otkrivke u funkciji kopova uglja (monografija). RGF, EPS, AINS, Beograd.

31, No.

rekultivacije površinskih

[4] Maksimovid, M. (2007): Spontana prirodna vegetacija kao bioindikator ekoloških faktora u kulturama crnog bora zasnovanim na deposolima rudničkih jalovišta. Zbornik radova sa IV naučnostručnog savjetovanja ''Nove tehnologije i dostignuda u rudarstvu i geologiji'', str. 31-36, Trebinje. [5] Malić, N., Kovaĉević, Z. (2009): Flora stanarskih odlagališta. Agroznanje, Vol. 10, br. 2, str. 47-56, Banja Luka. [6] Malić, N., Marković, M. (2009): Naĉini odvajanja plodnih površinskih horizonata zemljišta pri eksploataciji mineralnih sirovina. Zbornik saţetaka XIV meĊunarodnog nauĉnostruĉnog savjetovanja agronoma Republike Srpske ''Poljoprivreda ruralnog podruĉja kao faktor integracije Republike Srpske'', str. 111, Trebinje. [7] Marković, M., (2006): Korišćenje zemljišta u funkciji zaštite ţivotne sredine. Zbornik radova I meĊunarodnog kongresa ''Ekologija, zdravlje, rad, sport'', str. 62-65, Banja Luka. [8]

Marković, M. i sar. (2006): Osnova zaštite, korišćenja i ureĊenja poljoprivrednog zemljišta grada Banja Luka. Poljoprivredni fakultet, Banja Luka.

[9] Resulović, H., Ĉustović, H., Ĉengić, I. (2008): Sistematika tla/zemljišta (nastanak, i plodnost). Univerzitet u Sarajevu, Poljoprivredno - prehrambeni fakultet Sarajevo.

svojstva

[10] Resulović, H. (1999): Zemljišni resursi u BiH – korištenje u funkciji odrţivog razvoja. ''Korištenje tla i vode u funkciji odrţivog razvoja i zaštite okoliša''. ANU BiH - Posebna izdanja, knjiga CIX. Odjeljenje prirodnih i matematiĉkih nauka, Knjiga 16, str. 33-44, Sarajevo. [11] Resulović, H. (1984): Rekultivacija – termini i koncepcija, Zemljište i biljka, Vol. 33, No. 1, str. 19-24, Beograd.

452

[12] Resulović, H. (1982): Neke specifiĉnosti procesa pedodinamike i pedogeneze u deposolima. Zemljište i biljka, Vol. 31. No. 3, str. 357-363, Beograd. [13]

Ćirić, M. (1991): Pedologija. "Svjetlost" Zavod za udţbenike i nastavna sredstva, Sarajevo.

[14] Čanak-Nedid, Aleksandra, Milovanovid, Ljiljana, Nedid, M. (1999): Opravdanost selektivnog otkopavanja humusa za potrebe biološke rekultivacije odlagališta jalovine površinskih kopova lignita. Zbornik radova naučno-stručno savjetovanja sa međunarodnim učešdem ''Mogudi aspekti eksploatacije, pripremene i sagorevanja ugljeva Republike Srpske''. Banja Vrudica – Teslid, str. 437-443. [15] Škorić, A., Filipovski, G., Ćirić, M. (1985): Klasifikacija zemljišta Jugoslavije. ANUBiH Posebna izdanja, knjiga LXXVIII. Odjeljenje prirodnih i matematiĉkih nauka, Knjiga 13, Sarajevo.

-

Projektna dokumentacija [16]

Dopunski rudarski projekat površinskog kopa ''Gračanica'' – Gacko do kraja eksploatacije (Projekat zatvaranja kopa). Tehnički projekat rekultivacije (knjiga VI). Centar za površinsku eksploataciju Beograd, 2005.

[17] 1980.

Glavni rudarski projekat površinskog kopa ''Bogutovo selo'' Ugljevik. Rudarski institut Tuzla,

[18] Tehniĉki projekat rekultivacije sjeverne kosine Velikog zapadnog odlagališta na površinskom kopu ''Bogutovo selo'' Ugljevik za period 2005-2007. godina. RiTE Ugljevik, 2005. Dopunski rudarski projekat PK ''Raškovac'' Stanari. Tehniĉki projekat rekultivacije 9). Rudarski institut Banja Luka, 2006. [20] Tehniĉki projekat rekultivacije P.K. ''Jezero''. Šumarski fakultet Sarajevo, Katedra uzgajanje i zaštitu šuma, 1982. [19]

[21]

Glavni rudarski projekat PK ''Crvene Stijene''. A.D. ''Boksit'' Milići.

[22]

Dopunski rudarski projekat PK ''Podbraćan''. A.D. ''Boksit'' Milići.

[23]

Pojednostavljeni rudarski projekat rekultivacije PK ''Braćan''. A.D. ''Boksit'' Milići.

[24]

Uprošćeni rudarski projekat rekultivacije PK ''Višnjica. A.D. ''Boksit'' Milići.

(Knjiga za

Zakonski akti [25] x x x (2006): Zakon o poljoprivrednom zemljištu. Sluţbeni glasnik Republike 93/06, ĉlan 31.

Srpske

broj

[26] x x x (2005): Zakon o rudarstvu - Preĉišćeni tekst. Sluţbeni glasnik Republike 107/05, ĉlan 55.

Srpske

broj

453

RIZICI ZAGAĐENJA I MJERE ZAŠTITE POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA OD DEPONIJA ELEKTROFILTERSKOG PEPELA RISKS AND POLLUTION PROTECTION MEASURES SURFACE AND GROUND WATER ASH TAILING Bogdanka Tubin1, Rade Ĉeprnja1, Miroslav Glušac2 1 - NU Institut zaštite, ekologije i nformatike Banja Luka, 2 - Vodovod a.d. Prijedor REZIME: Sagorijevanjem uglja u termoelektranama nastaje elektrofilterski pepeo ĉije adekvatno i konaĉno zbrinjavanje predstavlja problem zbog rizika zagaĊenja površinskih i podzemnih voda. Glavni problem koji se javlja u vezi sa deponovanjem elektrofilterskog pepela je naĉin i mjesto zbrinjavanja ovakve vrste materijala-otpada. Elektrofilterski pepeo, zbog neadekvatnog odlaganja moţe imati znaĉajne negativne uticaje na ţivotnu sredinu, naroĉito na kvalitet površinske i podzemne vode. U ovom radu su, na primjeru Rudnika i Termoelektrane Gacko analizirani mogući negativni uticaji deponija pepela na površinske i podzemne vode i mjere koje je neophodno izvršiti u cilju njihove zaštite od zagaĊenja. Kljuĉne rijeĉi: rizici, deponije pepela, podzemne vode, površinske vode, ţivotna sredina

1. UVOD Elektrofilterski pepeo koji nastaje sagorijevanjem uglja u termoelektranama predstavlja problem zbog rizika zagaĊenja površinskih i podzemnih voda pri odlaganju na deponije pepela. Ovaj problem je posebno izraţen u podruĉjima gdje su deponije pepela formirane u blizini površinskih vodotokova i podruĉja bogatih podzemnim vodama, jer postoji rizik da se infiltracijom zagaĊenih voda sa deponije pepela i one zagade. 2. CILJ RADA Cilj ovog rada je da se ukaţe na probleme i rizike zagaĊenja površinskih i podzemnih voda pri formiranju deponija elektrofilterskog pepela u uslovima Rudnika i Termoelektrane Gacko. 3. DEPONIJE PEPELA KAO JEDAN OD RIZIKA ZAGAĐENJA POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA Tehnologija odlaganja elektrofilterskog pepela na deponiju pepela, koja je bila primijenjena na površinskom kopu „Graĉanica“ Gacko, se negativno odraţavala na kvalitet površinskih i podzemnih voda u okruţenju, jer prvenstveno je dolazilo do promjene pH vrijednosti tih voda.

454

Pored povećanja pH vrijednosti negativan uticaj voda sa deponije elektrofilterskog pepela na kvalitet površinskih i podzemnih voda se zapaţa i kod povećanja elektroprovodljivosti, a moguća je i pojava teških metala u vodi. 4. KVALITET POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA U OKOLINI DEPONIJA PEPELA RUDNIKA GACKO U sluĉaju pojava padavina malog intenziteta dolazilo je do potpunog upijanja cjelokupne vode i ova situacija praktiĉno ne predstavlja problem. Za vrijeme padavina većeg intenziteta dio vode otiĉe niz spoljne kosine deponovanog i oĉvrslog pepela povećavajući pri tome svoju pH vrijednost. Na osnovu provedenih ispitivanja konstatovano je da pri kratkom kontaktu padavina sa oĉvrslim pepelom praktiĉno ne dolazi do povećanja pH vrijednosti vode, dok se pri duţem kontaktu pH vrijednost povećava na nivo od 8,8 i više. Naprijed navedeno potvrĊuju i rezultati analiza voda koje su radili Institut „Jaroslav Ĉerni“ Beograd i Institut za vode Bijeljina. Na osnovu rezultata dobijenih analizama voda koje su izvršene, otpadna voda sa deponije se odlikuje visokim pH vrijednostima, preko 12, povećanom mineralizacijom, visokom provodljivošću ,do 9.170 µS/cm) i velikom tvrdoćom. Ukupni ostatak isparavanja je mjeren do 2.484 mg/l, a sadrţaj suspendovanih materija se kreće u intervalu od 46 do 80 mg/l. Od analiziranih katjona najzastupljeniji je kalcijum, prosjeĉno 660 mg/l, a od anjona sulfati, prosjeĉno 420 mg/l. Pored naprijed navedenih analiza voda koje su vršene, na površinskom kopu vrši se i monitoring voda svakog mjeseca u godini, prema Pravilniku o tehniĉkim normativima za površinsku eksploataciju leţišta mineralnih sirovina (Sl. gl. SFRJ, br. 4/86 i 62/87). Monitoring voda vrši Hemijska laboratorija Javnog preduzeća Rudnik i Termoelektrana Gacko. Mjesta na kojima se vrši monitoring voda su: 1. Na površinskom kopu: deponija pepela, ispod deponije pepela, odšljakivaĉ, vodosabirnik VS A1, vodosabirnik VS B1, pumpna stanica PS 2. 2. Van zone površinskog kopa-površinske vode: rijeka Graĉanica, Mušnica, Gojkovića potok i SrĊevića klanac. Rezultati koji se dobijaju hemijskim analizama ukazuju na to da je osnovna karakteristika voda u zoni površinskog kopa njihova povišena, odnosno visoka pH vrijednost koja iznosi ĉak 13,20 na mjernom mjestu ispod deponije pepela, dok se u vodama izvan površinskog kopa pH vrijednost kreće u granicama od 5,60 na mjernom mjestu Graĉanica-most do 8,20 na mjernom mjestu SrĊevića klanac. Prema Uredbi o klasifikaciji voda i kategorizaciji vodotoka (Sl. gl. RS, broj 42/01) i prema kriterijumu pH vrijednosti vode izvan površinskog kopa (na mjernim mjestima SrĊevića klanac, Gojkovića potok, Graĉanica most,) spadaju u drugu kategoriju. Prema kriterijumu elektroprovodljivosti spadaju u prvu, odnosno drugu klasu kvaliteta površinskih voda. Prema tvrdoći izraţenoj u njemaĉkim stepenima vode površinskog kopa izrazito su vrlo tvrde. Tvrdoća se kreće od 30 No izmjerena u vodosabirniku VS B1 do 190 No ispod deponije pepela. Tvrdoća vode van površinskog kopa kreće se od 4,20 No na mjernom mjestu SrĊevića klanac i ove vode pripadaju grupi mekih voda do 24,00 No na mjernom mjestu Graĉanica most, pa ove vode pripadaju grupi vrlo tvrdih voda. Otpadne vode sa površinskog kopa karakteriše povećana alkalnost naroĉito vode u zoni deponije termoenergetskog pepela u kasetama na otkopnom krilu A na svim mjernim taĉkama. Osnovni uzrok ove

455

pojave je djelovanje viška voda koje su nastajale pri neadekvatnom miješanju vode i pepela odnosno lošoj tehnologiji transporta i odlaganja pepela. Tu su znaĉajni uticaji i atmosferskih voda koje se takoĊe obogaćuju oksidima i suspendovanim primjesama te povećavaju svoju pH vrijednost kao rezultat reakcije sa pepelom u deponiji. Za razliku od voda sa površinskog kopa, vode uzorkovane i analizirane van granica površinskog kopa (u površinskim vodotocima) imaju vrijednosti pH u granicama dozvoljenih prema Uredbi o klasifikaciji i kategorizaciji vodotoka (Sl. gl. RS, br. 42/01). Provedenim istraţivanjima utvrĊeno je da zbog neodgovarajućeg miješanja pepela i vode i veoma promjenljivog odnosa ĉvrste i teĉne faze ostaje veći procenat nevezane vode u koju prelaze slobodni OHjoni ĉime se povećava alkalnost voda površinskog kopa. Povećana koncentracija OH- u višku vode kojom se elektrofilterski pepeo iz kotlova Termoelektrane Gacko transportuje i odlaţe u pomenutoj kaseti na otkopnom krilu A je posljedica reakcija hidratacije CaO, MgO i ostalih oksida iz pepela sa ovom vodom. Najveći dio hidroksilnih jona potiĉe od hidratacije CaO koji je u najvećem procentu zastupljen u pepelu (do 52%). 5. MJERE ZAŠTITE POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA OD ZAGAĐENJA Mogućnost rješenja problema koji je nastajao pri opisanom naĉinu transporta hidromješavine nudi novi tehnološki postupak pripreme hidromješavine za transport pepela sa stalnim i veoma visokim odnosom Ĉ:T (ĉvrsto:teĉno) u vidu tzv. „guste" hidromješavine. Pod pojmom „gusta" hidromješavina“ smatra se ona mješavina u kojoj je zapreminska koncentracija ĉvrstih ĉestica (Ĉ) blizu maksimalno dozvoljenoj koncentraciji. Osnovna postavka novog tehnološkog procesa je kontinuirano miješanje vode i pepela u precizno definisanom masenom odnosu i njihov transport u vidu "guste" hidromješavine. Na taj naĉin se znatno smanjuje koliĉina tehnološke vode kako u procesu pripreme hidromješavine i transporta, tako i na samoj deponiji pepela. Voda koja je posluţila za pripremu i transport i koja nije zarobljena u deponovanom sloju vraća se kao povratna voda i ponovo koristi u procesu pripreme hidromješavine. Izbor lokacije deponije, projektno rješenje i naĉin izgradnje odvajanjem od ostalog dijela površinskog kopa glinovito-laporovitim slojem i hidroizolacijskom folijom obezbjeĊuju osnovne preduslove za smanjenje ili potpuno eliminisanje štetnog uticaja na okolinu. Trenutno tehniĉko rješenje deponovanja pepela omogućuje nekoliko slijedećih nivoa zaštite podzemnih voda:  Prvi nivo zaštite je lociranje deponije na hidroizolacionim neogenim sedimentima bez velike tektonske oštećenosti.  Drugi nivo zaštite je sloj uvaljanog lapora koji se na odgovarajući naĉin nanosi na dno deponije u više slojeva i to tri sloja debljine oko 25 cm.  Treći nivo zaštite predstavlja oblaganje dna deponije plastiĉnom folijom koja ĉini deponiju nepropusnom i potpuno izolovanom.  Ĉetvrti nivo predstavlja postojeća injekciona zavjesa i postojeći sistem zaštite površinskog kopa od podzemnih voda koje spreĉavaju dotok podzemnih voda u deponiju.  Peti nivo zaštite je izgradnja drenaţnog sistema koji omogućuje evakuaciju atmosferskih kontaminiranih voda deponije pepela i na taj naĉin eliminisan njihov štetni uticaj na podzemne vode. Da bi se u najvećoj mogućoj mjeri obezbijedila zaštita površinskih i podzemnih voda i zemljišta od negativnih uticaja deponija pepela treba da ispuni slijedeće tehniĉke i organizacione zahtjeve:  Hidroizolaciju deponije vršiti sa HD Polyetilen folijom, velike gustoće, debljine 1,5-2,0 mm.

456

 Hidroizolacionu foliju se mora polagati na uvaljani sloj od glinovito-laporovitog materijala, iz otkrivke površinskog kopa debljine 75 cm, i zaštititi je slojem pjeskovitog šljunka debljine 20 cm.  Hidroizolaciona folija mora biti otporna na pH>12 i "šok" temperaturu od 100ºC, odnosno na stalnu temperaturu od 80 ºC i mora imati tehniĉku i komercijalnu garanciju minimum 20 godina.  Pri postavljanju hidroizolacione folije na deponiji pepela, mora se voditi raĉuna da ne doĊe do mehaniĉkog oštećenja hidroizolacione folije i obavezno se moraju provjeriti mjesta spojeva hidroizolacionih folija, odnosno mjesta na kojima se vrši zavarivanje hidroizolacione folije kako bi se sprijeĉilo proticanje zagaĊenih voda iz deponije pepela i infiltracija u površinske i podzemne vode.  Posebnim drenaţnim sistemom koji je postavljen ispod hidroizolacijskog sloja od glinovitolaporovitog materijala iz otkrivke površinskog kopa, podzemne vode prikupiti i nezagaĊene odvoditi do vodosabirnika voda na površinskom kopu.  Atmosferske vode i eventualni višak voda iz tehnološkog procesa prihvatiti drenaţnim sistemom iznad hidroizolacijske folije, odvoditi u sabirni bunar i vratiti u tehnološki proces recirkulacije.  Nakon dostizanja projektovanog nivoa od 937 m nadmorske visine, izvršiti konzervaciju deponije pomoću hidroizolacionog materijala, stvaranjem "jastuka" deponovanog pepela. Nanošenjem sloja zemlje i humusa formirati "bio-pokrivaĉ" i cijelu površinu deponije rekultivisati.  Preko mreţe pijezometarskih bušotina (sistem plitkih i dubokih pijezometara), oko deponije i u deponiji, kontrolisati nivo i kvalitet vode, a preko revizionih šahtova i razvoj temperature u deponiji.  Tehniĉkim mjerama zaštite predvidjeti mogućnost kontrole svih površinskih i dostupnih podzemnih voda.  Na hidrološkom i hidrauliĉkom mjernom profilu „SrĊevića klanac“ formirati hemijsku osmatraĉku stanicu za stalnu kontrolu fiziĉkih i hemijskih osobina vode koja protiĉe.  Inţenjer koji je zaduţen da rukovodi i upravlja radovima na deponiji pepela mora voditi Dnevnik oskultacija i vršiti stalan nadzor nad deponijom pepela i kontrolu svih radova koji se izvode na deponiji pepela.  Za kontrolu tehnologije deponovanja i propisanih mjera sigurnosti mora se formirati nadzorna ekološka ekipa rudnika. Tehnologija odlaganja pepela u vidu guste hidromješavine i deponovanje u tankim slojevima debljine do 20 cm omogućava oĉvrslom pepelu naknadno upijanje i vezivanje znaĉajnih koliĉina atmosferskih voda, tako da se unutar deponije ne predviĊa u duţem vremenskom periodu formiranje akumulacije vode, kao što se ranije dešavalo. U cilju zaštite voda (površinskih i podzemnih) prvenstveno se moraju ispoštovati sva projektna rješenja novog tehnološkog projekta pripreme, transporta i odlaganja hidromješavine na deponiju pepela. Novi tehnološki postupak je u probnom pogonu od avgusta 2007. godine i vrši se intenzivno praćenje i analiza njegove efikasnosti. Ako projektna rješenja daju oĉekivane rezultate na deponiji elektrofilterskog pepela javljaće se u višku samo vode od atmosferskih padavina koje se u kontaktu sa mogu kontaminirati. Koliĉina ovih voda zavisi iskljuĉivo od vremenskih uslova. Neophodno je projektovati i izgraditi sistem za evakuaciju ovih voda u sluĉaju intenzivnih atmosferskih padavina, kako bi se zaštitila stabilnost deponije

457

a time i sprijeĉio mogući negativan uticaj na površinske i podzemne vode podruĉja na kojem se nalazi površinski kop i okruţenja. Ovo je posebno vaţno jer podruĉje Gacka predstavlja primarnu zonu vodosnabdijevanja za dijelove juţno od Gacka. Prema tome, negativan uticaj voda sa deponije pepela, koje su zagaĊene u kontaktu sa elektrofilterskim pepelom, na površinske i podzemne vode je moguć zbog nepridrţavanja propisanih mjera i postupaka za proces odlaganja pepela na deponiju i upravljanje radovima na deponiji pepela. Van objektivne kontrole su sluĉajevi prirodnih nepogoda i nesreća. 6. ZAKLJUĈAK Na osnovu izvršene analize uticaja deponovanja pepela na površinske i podzemne vode na primjeru Rudnika i Termoelektrane Gacko, zakljuĉuje se da se optimalno rješenje problema i smanjenje rizika od zagaĊenja moţe postići definisanjem i primjenom slijedećih mjera: 1. Projektovanje, izgradnja, monitoring i odrţavanje deponija elektrofilterskog pepela predstavlja veoma sloţen tehniĉko-tehnološki problem i za svaku termoelktranu sluĉaj za sebe te je u njegovo rješavanje potrebno ukljuĉiti tim multidisciplinarnih struĉnjaka. 2. Veoma je vaţno da se u fazi izgradnje poštuju projektna rješenja i obezbijede visoke struĉne norme i standardi izvoĊenja svih vrsta radova. 3. Optimalan izbor lokacije, dobra projektna rješenja, savjesno i odgovorno izvedeni radovi i kontrola korišćenja deponije uz stalne oskultacije obezbjeĊuju preduslove da se eksploatacija i prerada prirodnih resursa obavlja prema visokim zahtjevima ekološke odrţivosti.

458

SEPARACIJA KVARCNIH MINERALNIH SIROVINA IZ LEŢIŠTA “KAONA” KOD KUĈEVA SEPARATION OF RAW QUARTZ MINERAL MATERIAL FROM “KAONA” ORE DEPOSITS NEAR KUĈEVO Dragan Milanović*4, Miroslav Ignjatović*, Miroslav R. Ignjatović**, Ljubiša Obradović*, SrĊana Magdalinović*, Danijela Urošević* * **

Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor, Zeleni Bulevar 33, 19210 Bor Privredna komora Srbije, 11000 Beograd, Resavska 13 -15

Izvod: Leţište kvarcnih mineralnih sirovina udaljeno od Kuĉeva 6,5 km i oko 1,5-2 km od zeseoka Kaona sadrţi kvarcne minerale srednje sitne i sitne krupnoće koji mogu biti uspešno valorizovani relativno jeftinom procesnom tehnologijom. Bilo je neophodno izvesti usmerena tehnološka ispitivanja radi sagledavanja mogućnosti ĉišćenja i pranja kvarcne mineralne sirovine koja je uglavnom zaprljana (obavijena) limonitnim i glinenim prevlakama-filmom. Na osnovu tih rezultata tehnoloških laboratorijskih ispitivanja proistekao je predlog tehnološke šeme ĉišćenja i pranja-separacije kvarcnih mineralnih sirovina Kaona-Kuĉevo za dobijanje nekoliko komercijalnih proizvoda. Pri tome je voĊeno raĉuna da se komercijalni proizvodi dobiju uz najmanje moguće investiciono ulaganje. Sve ovo će ukratko biti predoĉeno ovim radom. Kljuĉne reĉi: Leţište Kaona, kvarcni pesak, laboratorijsko ispitivanje, tehnologija, separacija Abstract: Bearing of raw quartz mineral material 6.5 km far from Kuĉevo and around 1.5-2 km far from village Kaona hes a middle and fine size quartz minerals, who can to be successful valorization with relative cheap process technology. To be necessary carry out narrow technology investigation for recognized cleaning and washing possibilites of raw quartz mineral material, who is mainly dirty (or veil) with film of limonite and clay. For obtaining some sales product on the base of results from laboratory technology investigation we yield propose of flow sheet for cleaning and washing - raw quartz mineral material separation plant Kaona-Kuĉevo. In this process we are to be very careful when we yield propose of flow sheet with minimum investment cost. All of this things to bee short show in this paper. Key words: Kaona bearing, Glass sand, Laboratory investigation, Technology, Separation

UVOD Leţište kvarcita (kvarcnog peska ) Kaona nalazi se u istoĉnoj Srbiji i locirano je oko 10-ak km zapadno od Kuĉeva. U administrativno teritorijalnom pogledu leţište pripada braniĉevskom okrugu u opštini Kuĉevo. Na tom prostoru u predhodnom periodu su uraĊena detaljna geološka istraţivanja. Ista su raĊena u cilju odreĊivanja geološke strukture, opisa i geoloških karakteristika leţišta, odreĊivanje kvaliteta mineralne sirovine kao i proraĉuna i kategorizacije rudnih rezervi.(1) Eksploatacija rudnih rezervi predviĊena je površinskim kopom. Na osnovu tih saznanja izvedena su usmerena laboratorijska

459

istraţivanja radi utvrĊivanja mogućnosti ĉišćenja i pranja kvarcne mineralne sirovine koja je uglavnom zaprljana (obavijena) limonitnim i glinenim prevlakama. Rezultati tehnoloških ispitivanja su posluţili za definisanja tehnološke šeme prerade rovne kvarcne mineralne sirovine do dobijanja nekoliko komercijalnih proizvoda. Osnovni cilj koji je ovde naveden trebalo je izvesti sa predlogom tehnologije koja podrazumeva minimalna investiciona ulaganja, tj. da se dobiju nekoliko standardnih komercijalnih proizvoda koji će imati prohodnost na trţištu a sa što jednostavnijom tehnologijom. Dalje u radu biće prikazani osnovni rezultati ispitivanja koji su omogućili ostvarenje navedenih zahteva. GEOLOŠKA ISPITIVANJA. Leţište kvarcita (kvarcnog peska ) Kaona kao što je reĉeno je udaljeno od Kuĉeva oko 6,5 km, a od sela Kaona na oko 2 km. Prema rezultatima dosadašnjih geoloških istraţivanja kvarcne sirovine na prostoru Kaone, koja su vršena povremeno od 1969. do 1990. god. i u 2007., zakljuĉeno je da je to kvalitetna sirovina za višestruku primenu u razliĉitim granama industrije. Geološkim istraţivanjima u periodu od 1988. god. do 1989. god., ustanovljeno je da se radi o seriji kvarcita debljine i do 150 m, u vidu paketa (slojeva), ĉiji se kvalitet mikroskopski razlikuje po kompaktnosti, debljini, granulometrijskom sastavu itd. Geološki radovi koji su sprovedeni pri istraţivanju leţišta „Kaona“ odnose se uglavnom na geološko kartiranje površine terena, praćenje, usmeravanje i geološko kartiranje istraţnih bušotina, njihovo oprobavanje i interpretaciju dobijenih rezultata, te izradu geoloških karata i izradu preseka (profila) leţišta, okonturivanje leţišta, proraĉun rudnih rezervi itd(1). Leţište „Kaona“ kod Kuĉeva je istraţeno po vertikalnim presecima. Leţište je istraţeno prvenstveno istraţnim bušenjem sa površine terena (vertikalnim bušotinama). Orudnjenje je predstavljeno sitnozrnim i srednjezrnim kvarcitima koji su u površinskom delu mehaniĉki zaprljani limonitskim prevlakama i glinovitim materijalom. Pored kvarcita sporadiĉno se pojavljuju proslojci drugih mermerisanih silikata sa takoĊe visokim sadrţajem SiO 2. Neposrednu krovinu predstavlja glinoviti materijal sa odlomcima raspadnutog kvarcita i humusni materijal. Mehaniĉka zaprljanost kvarcita koja se kreće i do dubine od 1,5 m posledica je pukotina koje su prisutne u leţištu. Registrovani kvarciti su metamorfne tvorevine koje vode poreklo od kvarcnih peskova, kvarcnih pešĉara i kvarcnih konglomerata, koji su pod uticajem regionalnog metamorfizma pretrpeli promene, kako osnovne mase tako i cementnog veziva. Osnovna masa predstavljena je zrnima kvarca, cementovanih sericitsko-silicijskim vezivom. Zrna kvarca, u pogledu zaobljenosti i veliĉine zrna, pripadaju konglomeratima. Reliktne strukture su masivne, dok im je tekstura slojevita. U procesu metamorfizma, cementna supstanca se potpuno povezuje tako da se na većem prostranstvu teško razlikuje od osnovne mase. Strukture su blastopsamitske do granoblastiĉne. Geološkim kartiranjem, utvrĊeno je da je materijal jezgra bušotina izgraĊen od dezintegrisanog kvarcita, uglavnom, kvarcnih metakonglomerata i kvarcnih metapešĉara i retko od kompaktnog masivnog kvarcita. Istraţivanje leţišta kvarcne mineralne sirovine „Kaona“ izvedeno je kao što je navedeno istraţnim bušenjem sa površine terena, te se primenjene metode oprobavanja svode na oprobavanje istraţnih bušotina. Uzimane su pojedinaĉne probe po ĉitavoj duţini bušotina. Ukupno je uzeto 198 pojedinaĉnih proba, od kojih je formirana 41 kompozitna proba. U laboratorijskim uslovima vršene su kompletne hemijske analize kompozitnih proba i to na sledeće elemente:: SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, S ukupni, SO3, TiO2, K2O, Na2O, Cr2O3 i gubitak ţarenjem. Srednji sadrţaji korisne i štetnih komponenti u bušotinama, proraĉunati na osnovu hemijskih analiza pojedinaĉnih proba, dobijeni su kao ponderisane vrednosti duţinom intervala oprobavanja, dok je

460

za celo leţište proraĉunat srednji sadrţaj kao ponderisana vrednost celokupnog intervala oprobavanja. Rezultati proraĉuna prikazani su u tabeli 1. Tabela 1. Proraĉunati srednji sadrţaji iz pojedinaĉnih proba Oznaka bušotine A K-1/07 K-2/07 K-6/07 K-5/07 K-17/07 K-11/07 K-7/07 K-9/07 Celo leţište

SiO2 B 96,22 93,37 94,99 79,54 94,21 95,57 93,71 92,08 92,46

Srednji sadrţaj (%) Fe2O3 Al2O3 C D 1,72 1,40 2,26 3,08 1,68 1,77 3,37 8,13 1,69 1,84 1,27 1,30 1,79 2,34 1,88 2,37 1,96 2,780

CaO E 0,22 0,09 0,42 1,14 0,27 0,22 0,14 0,10 0,33

Proraĉun geoloških rezervi leţišta kvarcne mineralne sirovine „Kaona“ je uraĊen raĉunarskim programom MINEX 5.2.1. Obrada leţišta zapoĉela je unosom podataka iz nekoliko datoteka (Excel) istraţnih bušotina od K-1/07 do K-20/07. Pre poĉetka izrade 3D modela leţišta kvarcne sirovine „Kaona“, bilo je potrebno formirati bazu podataka na osnovu kojih bi se pristupilo izradi modela. Do svih potrebnih podataka se došlo u procesu istraţnog bušenja kao i izvršenih laboratorijskih analiza. Rezultati proraĉuna rezervi, po izdvojenim klasama kvaliteta, prikazani su u tabeli 2. Na slici 1. je prikazan 3D prikaz slojeva sa topografijom, MINEX 5.2.1. Tabela 2. Proraĉunate geološke rezerve po klasama kvaliteta Srednji sadrţaji (%) SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

S

TiO2

SO3 Cr2O3

A QI (> 93% SiO2)

Koliĉina kvarcne sirovine (t) B 4 853 141

C 95,19

D 1,45

E 1,63

F 0,23

G 0,12

H 0,09

I 0,33

J 0,16

K 0,13

L 0,42

M 0,08

Klasa kvaliteta

QII (90-93% SiO2)

1 347 572

91,30

2,06

2,88

0,33

0,16

0,16

0,62

0,26

0,17

0,65

0,03

QIII (85-90% SiO2)

824 191

88,72

2,42

5,26

0,07

0,20

0,16

0,88

0,14

0,18

0,35

0,04

Celo leţište

7 024 904

94,84

1,76

1,76

0,23

0,13

0,10

0,35

0,17

0,13

0,43

0,08

PredviĊena metoda eksploatacije u leţištu kvarcne sirovine „Kaona“ je površinski kop, sa visinom otkopnih etaţa 10 m. Pri proraĉunu eksploatacionih rezervi uzeti su u obzir usvojeni godišnji kapacitet prerade od 150.000 t mineralne sirovine i vek eksploatacije rudnika za period od deset godina. Proraĉunate rezerve istim programskim paketom prikazane su u tabeli 3.

461

Sl. 1. 3D prikaz slojeva sa topografijom.

Klasa kvaliteta A

Tabela 3. Proraĉunate eksploatacione rezerve B+C1 kategorije po klasama kvaliteta Koliĉina Srednji sadrţaji (%) kvarcne SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O S SO3 sirovine (t) B C D E F G H I J K

Cr2O3

TiO2

L

M

QII (90-93% SiO2)

80.805

92,32

2,05

2,73

0,18

0,16

0,13

0,54

0,35

0,89

0,01

0,18

QI (> 93% SiO2)

1.561.021

93,94

0,42

2,39

0,32

0,19

0,16

0,42

0,13

0,32

0,20

0,12

Ukupno

1.641.826

93.90

1,61

2,36

0,31

0,19

0,16

0,42

0,14

0,35

0,16

0,13

TEHNOLOŠKA ISPITIVANJA. Na osnovu geoloških rezultata istraţivanja, ĉija je osnovna svrha odreĊivanje geoloških i eksploatacionih rezervi kvarcne mineralne sirovine, te na osnovu plana rudarske eksploatacije rovne sirovine, površinskim kopom, sa usvojenim godišnjim kapacitetom od 150 000 t/god, treba da usledi tehnološko ispitivanje. Laboratorijskim ispitivanjem dezintegracije, prosejavanja i atricionog pranja peska bi se odredila adekvatna tehnologija koja će omogućiti najjeftinije dobijanje komercijalnih proizvoda. U tu svrhu biće prikazan deo sprovedenih tehnoloških ispitivanja ĉiji su rezultati posluţili za definisanje tehnologije prerade kvarcnih mineralnih sirovina iz leţišta Kaona-Kuĉevo(5). Formiranje reprezentativnog uzorka Najpre je formiran reprezentativan uzorak za laboratorijska tehnološka istraţivanja mogućnosti (ĉišćenja i pranja) prerade i primene kvarcita iz leţišta Kaona Kuĉevo. Uzorak je formiran iz jezgara

462

istraţnih bušotina izuzimanjem manje mase uzorka iz svakog definisanog intervala, zadrţavajući predhodno utvrĊen proporcionalan maseni udeo u celokupnom formiranom uzorku. Na tako formiranom srednjem reprezentativnom uzorku izvršena su fiziĉko hemijska ispitivanja i dobijeni su sledeći rezultati. Fiziĉko hemijska karakterizacija reprezentativnog uzorka Najpre su predstavljeni rezultati odreĊivanja hemijskog sastava rovne sirovine (kvarcna mineralna sirovina-Kaona), izuzeta je potrebna manja koliĉina uzorka i analizirana na korisne i štetne komponente. Rezultati fiziĉko-hemijskih analiza prikazani su u tabeli 4. Tabela 4. Fiziĉko-hemijske karakteristike rovne sirovine FIZIĈKO- HEMIJSKE KARAKTERISTIKE Bondov indeks-kugle

Wi (kWh/t)

12,71

Nasipna masa suvog uzorka

1102,6

Nasipna masa mokrog uzorka

γs (kg/m ) γv (kg/m3)

1363,83

Sadrţaj grube vlage

V(%)

9,53

Gustina uzorka

ρ(kg/m )

2720

ELEMENT

SADRŢAJ %

ANALITIĈKI METOD

3

3

SiO2

95.22

G

Al2O3

1.53

AAS

Fe2O3

0.35

"

K2 O

0.069

"

Na2O

0.27

"

TiO2

0.13

ICP-AES

Cr2O3

0.035

"

Fe

1.01

AAS

g.ţ

0.88

pH

G 8,25

Granulometrijska analiza uzorka Analiza je vršena postupkom mokrog i suvog prosejavanja na standardnoj seriji sita (2). Postupci suvog i mokrog prosejavanja su primenjeni sa ciljem da se utvrdi uticaj ispiranja sirovine na efikasnost prosejavanja, a samim tim i na efikasnost ispiranja sitnih muljevitih ĉestica gline iz peska. Rezultati granulo-analize ukazuju na povećani efekat prosejavanja uzorka mokrim postupkom. To se moţe uoĉiti poreĊenjem parcijalnih masenih uĉešća sitnih klasa krupnoće ostvarenih pri mokrom i suvom prosejavanju, to dalje znaĉi, da u industrijskoj praksi treba primeniti mokar postupak prosejavanja. Radi jasnijeg sagledavanja masenih uĉešća komercijalnih frakcija, kao i sadrţaja dominantnih elemenata SiO2 i Al2O3 u istim, formiran je granulo-sastav komercijalnih frakcija i prikazan u tabeli 5. i na sl.2.

463

Dezintegracija sirovine Vizuelnim posmatranjem uzorka peska, moţe se konstantovati da uzorak sadrţi znatne koliĉine glinovitih materija, koje su prisutne na više razliĉitih naĉina:  Kao slobodna glina u vidu komada razliĉite krupnoće;  Glina oblepljena oko krupnijih i sitnijih zrna kvarcne minralne sirovine;  Kao vezivno sredstvo u konglomeratima kvarcita, koji su otporni na dezintegraciju u vodenim sredinama.  Uoĉava se i znatan deo ţutog peska koji potiĉe od hidroksida gvoţĊa (limonitisana zrna). Zato je u cilju efikasnog odstranjivanja gline iz peska, sirovinu potrebno podvrgnuti procesu dezintegracije (pranja), u cilju razmuljivanja gline. Kako je već napomenuto, na osnovu ranijih istraţivanja(6;7;9;10) na sliĉnoj sirovini usvojeni su parametri ispitivanja za proces dezintegracije. Kao ureĊaj za razmuljivanje korišćena je za laboratorijska ispitivanja, betonska mešalica sa gredicama postavljene jedne naspram druge, pomoću koje je simuliran rad bubnja za pranje, koji se najĉešće koristi u industrijskim uslovima rada. Razmuljivanje je vršeno na taj naĉin što su istovremeno u bubanj dodavani voda i materijal u odnosu 1:1, sa sadrţajem ĉvrste faze od 50% i vremenom dezintegracije od 5 min. (1) Gornja graniĉna krupnoća na ulazu u bubanj iznosila je 30 mm. Tabela 5. Maseno uĉešće i sadrţaji SiO2 i Al2O3 komercijalnih frakcija uzorka "Kompozit-Kaona" Kl.krupnoće (mm)

Suvo prosejavanje

Mokro prosejavanje

M(%)

R(%)

D(%)

SiO2(%)

Al2O3(%)

M(%)

R(%)

D(%)

SiO2(%)

Al2O3(%)

-30,00+2,362

33,74

33,74

100,00

95,40

1,30

24,74

24,74

100,00

97,10

1,18

-2,362+0,630

38,22

71,96

66,26

95,78

1,67

34,42

59,16

75,26

97,37

0,93

-0,630+0,106

24,40

96,36

28,04

93,76

2,59

28,88

88,04

40,84

95,86

1,42

-0,106+0,000

3,64

100,00

3,64

81,36

3,72

11,96

100,00

11,96

80,70

4,22

100 D=f(d) -suvo prosejavanje

90 80

D=f(d)-mokro prosejavanje

70 D(%)

60 50 40 30 20 10 0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 d(mm)

Sl.2. Grafiĉki prikaz granulometrijskog sastava komercijalnih frakcija uzorka "Kaona-Kompozit"

464

Atriciono pranje Dezintegrisani materijal iz bubnja prosejan je na situ otvora 2,362 mm, uz istovremeno ispiranje vodom u cilju izdvajanja komercijalne frakcije -30+2,362 mm. Raslojavanje frakcije -30+2,362 mm, izvršeno je naknadno na situ od 15 mm, radi jasnijeg uvida u sadrţaj masenih uĉešća frakcija -30+15 mm i -15+2,362 mm. Klasa krupnoće -2,362+0,00 podvrgnuta je u cilju dalje dezintegracije gline, atricionom pranju u laboratorijskoj atricionoj mašini-kondicioneru. (6;7) Za proces atricionog pranja formirana je pulpa sa sadrţajem ĉvrstog od 60%, po osnovu ranijih tehnoloških ispitivanja na sliĉnoj sirovini. Sirovina je podvrgnuta trostepenom atricionom pranju u trajanju od 5min. Nakon atricionog pranja, a u cilju izdvajanja komercijalnih frakcija i istovremenog sagledavanja njihovih masenih uĉešća, izvršeno je mokro prosejavanje na seriji sita. Osnovni cilj podvrgavanja sirovine, frakcije -2,362+0,000 mm atricionom pranju je povećanje efikasnosti pranja peska, tj.odstranjivanje sitnih muljevitih ĉestica gline iz peska, praćen kroz sadrţaj Al2O3. Hemijskom analizom mulja iz procesa atricionog pranja i dezintegracije, tabela 6, utvrĊen je povećan sadrţaj Al2O3 od 12,33%. Rezultati granulometrijske analize i atricionog pranja prikazani su u tabeli 7. 6. Hemijski sastav mulja Element

Sadrţaj %

SiO2

68,61

Al2O3

12,33

Fe

4,54

K2O

1,81

Na2O

0,40

CaO

1,37

TiO2

0,55

Cr2O3

0,029

g.ţ

6,64

Tabela 7. Granulo-sastav komercijalnih frakcija nakon atricije Klase krupnoće (mm)

M(%)

R(%)

D(%)

-2,362+0,630

53,26

53,26

100,00

-0,630+0,106

39,63

92,89

46,74

-0,106+0,053

4,94

97,83

7,11

-0,053+0,000

2,17

100,00

2,17

PRIMENA KOMERCIJALNIH FRAKCIJA KVARCNOG PESKA KAONA-KUĈEVO Formirani trţišni asortimani kvarcnog peska iz leţišta Kaona-Kuĉevo, nakon postupaka dezintegracije, prosejavanja atricionog pranja i odstranjivanja mulja su poslati na hemijsku analizu. Rezultati su, sa sadrţajem osnovnih elemenata prikazani u tabeli 8. Tabela 8. Sadrţaji osnovnih elemenata u komercijalnim frakcijama Klase krupnoće (mm)

SiO2

Al2O3

Feuk

K2O

Na2O

TiO2

Cr2O3

g.ţ

-30.00+2.362

96,33

1,62

0,93

0,49

0,052

0,19

0,10

0,053

-2,362+0,630

97,60

0,95

0,67

0,18

0,034

0,068

0,050

0,35

-0,630+0,106

96,13

1,39

0,90

0,26

0,057

0,15

0,11

0,98

465

-0,106+0,000

88,45

5,46

1,60

0,66

0,17

1,23

0,39

1,95

Sagledavanjem ostvarenih tehnoploških rezultata te njihovim poreĊenjem sa odreĊenim standardnim proizvodima odreĊeno je moguće podruĉje primene(3) izdvojenih komercijalnih frakcija, i predstavljeno je u tabeli 9. Tabela 9. Podruĉje primene komercijlnih klasa krupnoće Klase krupnoće (mm)

Podruĉje primene

-30.00+2.362

GraĊevinarstvo, filterska ispuna, naftna industrija, vazdušno peskarenje

-2.362+0.630

GraĊevinarstvo, filterska ispuna, naftna industrija, vazdušno peskarenje

-0.630+0.106

Livaĉka industrija (vrlo dobar), Industrija stakla (VIII klasa) Keramiĉka industrija (II klasa)

-0.106+0.053

GraĊevinska industrija (gas beton), Hemijska industrija, Ekstraktivna metalurgija, Livaĉka industrija, GraĊevinarstvo

-0.053+0.000

GraĊevinska keramika

PREDLOG TEHNOLOŠKE ŠEME PRERADE KVARCNOG PESKA KAONA-KUĈEVO Na osnovu ostvarenih tehnoloških rezultata i kvaliteta izdvojenih komercijalnih frakcija krupnoće formiranih trţišnih asortimana te odreĊivanjem njihovog mogućeg podruĉja primene, da predlog tehnološke šeme prerade kvarcnog peska Kaona-Kuĉevo. Kapacitet dezintegracije i buduće separacije karcnog peska leţišta „Kaona-Kuĉevo“ biće definisan na osnovu predviĊene prerade rude u periodu, eksploatacije na površinskom kopu odnosno, kapacitativnih mogućnosti agregata i skladišnih prostora, (4;8) kao i na osnovu procene plasmana gotovih proizvoda. Godišnji kapacitet dezintegracije kvarcnog peska leţišta „Kaona“Kuĉevo predviĊen je na 150 000 t/god. Planirani projektovani reţim rada postrojenja za dezintegraciju i separaciju kvarcnog pešĉara prati reţim rada sa površinskog kopa i biće 4200 efektivnih radnih ĉasova/god. Za projektovani godišnji kapacitet prerade od Qgod.= 150 000 t/god, i projektovani efektivni reţim rada od 4200 h/god. ĉasovni kapacitet prerade rovnog kvarca će biti Qh=35,714 t/h. Za proraĉun i izbor tehnološke opreme, predviĊene na osnovu datog predloga tehnološke šeme na narednoj slici 3., korišćen je ĉasovni kapacitet od Qh=35,714 t/h. Uvaţavajući karakteristike rada izabranih agregata po datoj tehnološkoj šemi za ostvarivanje godišnjeg kapaciteta od 150 000 t/god, sraĉunat je oĉekivani bilans masa gotovih komercijalnih proizvoda koji bi se mogao dobiti na godišnjem nivou a koji je predstavljen u tabeli 10.

(35,712 t/h)

150 000 t/God

QGod.

Tabela 10. Oĉekivani bilans masa komercijalnih proizvoda na godišnjem nivou Kapacitet Proizvod P1 P2 P3 P4 Jalovina Kl.krupnoće(mm) -30+15 -15+2,362 -2,36+0,63 -0,63+0,106 -0,106+0,0 Proizvodnja (t/h) 3,24 5,23 16,29 9,54 1,41 Masa (%) 9,08 14,65 45,61 26,70 3,96 God.Proizvod.(t/God) 13 617,6 21 976,66 68 418,75 40 041,56 5 945,43

466

TEHNOLOŠKA ŠEMA SEPARACIJE KVARCNOG PESKA KAONA KUĈEVO

Sl.

3

Predlog

tehološke

šee

za

preradu

467

kvarcnog

peska

Kaona

-Kuĉev

ZAKLJUĈAK Sprovedena geološka istrazivanja ĉiji je deo predstavljen u ovom radu nedvosmisleno ukazuju na znaĉajnu potencijalnost kvarcne mineralne sirovine u reonu sela Kona kod Kuĉeva. Osnovna svrha geoloških istraţivanja je bila odreĊivanje geoloških i eksploatacionih rezervi kvarcne mineralne sirovine. Ti rezultati su adekvatno predstavljeni u tabeli rezultata, tabela 2 i 3. Zatim su usledila usmerena tehnološka istraţivanja sa ciljem da se kroz izvoĊenje laboratorijskih ispitivanja dezintegracije, prosejavanja i atricionog pranja peska odredila adekvatna tehnologija koja će omogućiti najjeftinije dobijanje komercijalnih proizvoda. U tu svrhu prikazan je deo sprovedenih tehnoloških ispitivanja. Ostvareni rezultati su ukazali da je u predlogu tehnološke šeme prerade kvarcnih mineralnih sirovina neophodno uvrstiti primarnu dezintegraciju u bubnju za pranje. Sekundarna dezintegracija u mašinama za atriciono pranje je izostavlja jer ostvareni laboratorijski rezultati simulacije procesa atricionog pranja na to jasno upućuju. Svi dobijeni laboratorijski rezultati tehnoloških ispitivanja su poslušili za definisanje tehnologije prerade kvarcnih mineralnih sirovina iz leţišta Kaona-Kuĉevo, predstavljene kroz predlog tehnološke šeme dat na sl.5. Planom rudarske eksploatacije mineralne sirovine, površinskim kopom, predviĊen je godišnjim kapacitet eksploatacije od 150 000 t/god. Isti treba biti usaglašen sa tehnologijom prerade u separaciji peska Kaona-Kuĉevo. U tu svrhu, izvršen je izbor i proraĉun opreme po predlogu tehnološke šeme koja moţe zadovoljiti postavljene kapacitativne uslove. Zatim je bilo lako sagledati oĉekivani bilans masa prerade kvarcnog peska prikazom dobijanja komercijalnih proizvoda na godišnjem nivou, što je predstavljeno na sl.6. Ovako koncipiranom tehnologijom i predloţenim tehnološkim rešenjima ostvaren je primarni cilj, da se sa relativno malo investicija (ne komplikovanom tehnologijom) omogući dobijanje nekoliko komercijalnih proizvoda ĉija je moguća upotreba u raznim granama industrije predstavljena tabelom 11. LITERATURA Studija izvodljivosti separacije kvarcnog peska iz leţišta “Kaona” Kuĉevo-Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor, 2009. 2. Usitnjavanje i klasiranje min. sirov-Praktikum, dr Nedeljko Magdalinović, Teh.Fakultet Bor 1985. 3. Domaće nemetaliĉne min. irov. za primenu u privredi,ITNMS Posebna Izdanja:Knjig. 6.Bg. 1998. 4. DRP otkopavanja i prerade kreĉnjaka na kamenolomu Krivelj-knjiga II.Tehnološki projekat prerade kreĉnjaka, Institut za bakar, Bor 2003. 5. D.Urošević, D.Milanović,B. Blagojević „Laboratory examination of possibilizes of glass send processing from „Kaona“ Kuĉevo bearing“ 41st Int. Oct. Conference on Mining and Metallurgy, 4st-6st October 2009 Kladovo Serbia 6. I.Budić,R.Stanojlović. Z.Marković, M.Kneţević Laboratorijska ispitivanja pranja peska iz leţišta „Milino“ i „ Gorubinci“ – Sveti nikole (SR Makedonija), Oktobarsko Savetovanje Rudara i metalurga, Bor 1986 god. 7. „Studija mogućnosti izdvajanja gline iz sirovina leţišta „Milino“ i „ Gorubinci“, putem pranja i klasiranja, Teh.Fakultet Bor 1985 god. 8. P.Kind Erzeungung von Glass Sand qualitaten mit Hilfe der Flotation, Erzmetall, mai 1970. 9. D.RanĊić „ Tehnologija pripreme kvarcnog peska iz Rgotine. Z. radova Teh. fakulteta, XV1973. 10. Adam Savić,Zvonimir Milijić „Tehnologija pripreme kvarcnog peska iz leţišta Donja Bela Reka kod Bora za potrebe staklarske i livaĉke industrije“ Zbornik Radova 19(2) 165-175 (1983) UDK: 669.13:666.19 = 861/862 1.

468

ANALIZA ZAKONITOSTI ĈVRSTOĆE STENA NA PRIMERU PEŠĈARA SA TRASE TUNELA “KRIVELJSKA REKA” ANALYSIS OF ROCK STRENGTH LEGALITY ON SANDSTONE SAMPLES FROM “KRIVELJ RIVER” TUNNEL LINE Ratomir Popović, Milenko Ljubojev, Mile Bugarin Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor

Rezime U radu su prikazani rezultati istraţivanja uticaja odnosa h/d, na vrednost jednoosne otpornosti na pritisak i parametara deformabilnosti sivog pešĉara sa trase tunela “Kriveljska reka”. Ključne reči: jednoosna otpornost na pritisak, odnos h/d, apsolutna veliĉina uzorka, krive napon – deformacija Abstract The paper presents the results of researches the influence of h/d ratio on value of mono axial compressive strength and deformability parameters of gray sandstone from “Krivelj‟s river“ tunnel line. Keywords: Mono axial compressive strength, h/d ratio, absolute size of the sample, stress-deformation curve

UVOD Stena, kao i svaki drugi material, pri dejstvu sile moţe biti razrušen putem otkidanja ili odlamanja pod uticajem napona zatezanja i pri dostizanju graniĉne veliĉine deformisanja, ili putem seĉenja pod uticajem smiĉućih napona. Graniĉni otpor stene pod navedenim naponima, definiše njenu graniĉnu ĉvrstoću koju obiĉno jednostavno nazivamo ĉvrstoća. Pod ĉvrstoćom stene podrazumevamo ne samo otpor rušenju s potpunim gubitkom veza što karakteriše krte stene, no i otpor obrazovanju velikih deformacija, što karakteriše plastiĉne stene. Po karakteru dejstva sile na ispitivani probni uzorak stene, razlikujemo: ĉvrstoću na pritisak, zatezanje, smicanje, savijanje I uvijanje. Pitanjem rušenja stena pri jednoosnom dejstvu sile bavili su se mnogi autori. Jednoosna otpornost na pritisak stena je funkcija mnogo promenljivih uticajnih faktora i kao takva je najistraţivaniji mehaniĉki parameter. Iz radova mnogih istraţivaĉa postaje jasno da procena kontaktnih uslova opterećenja probnog uzorka, menja karakter rušenja i veliĉinu jenoosne otpornosti stene. Pri odsustvu trenja, izmeĊu kontaktnih površina probnog uzorka i dejstva sile, uzorak se ruši kidanjem i dobijena vrednost ĉvrstoće je bliţa otpornosti zatezanju nego jednoosnoj otpornosti na pritisak. Pri ispitivanju uzoraka stene na jednoosni pritisak sa podmazanim kontaktnim površinama i odnosom h/d <1, dolazi do istiskivanja maziva pod dejstvom aksijalne sile i deluje kao dopunski napon zatezanja, a deformacije izazvane naponom zatezanja zbrajaju se sa popreĉnim deformacijama izazvanim jednoosnom silom. Drugim reĉima, pri odsustvu trenja na kontaktim površinama, rušenje uzoraka stene nastupa putem kidanja pri dostizanju graniĉne popreĉne deformacije jednake deformaciji pri zatezanju. Pri ostvarenom trenju, izmeĊu kontaktnih površina dejstva sile i uzorka pri jednoosnom opterećenju, rušenje nastupa smicanjem uzorka, a jednoosna otpornost na pritisak zavisi od odnosa visine uzorka prema stranici popreĉnog preseka h/d. UtvrĊivanje zakonitosti jednoosne otpornosti na pritisak, matematiĉki je definisao Milan Cvetković [4]:

469

Rc=Ax-3+Bx-2+Cx-1+D

(1)

gde je:

x

h d

ODREĐIVANJE JEDNOOSNE OTPORNOSTI NA PRITISAK SIVOG PEŠĈARA I PARAMETARA DEFORMABILNOSTI SA TRASE TUNELA “KRIVELJSKA REKA” Uzorci stene sivog pešĉara sa trase tunela “Kriveljska reka” su pripremljeni za ispitivanje pri odnosu

h  0,5; 1,0; 1,5;2,0; 3,0 i preĉnika d=7,4[cm]. Dobijene vrednosti su prikazane u tabelama d

br. 1 do 5 i na dijagramima, slika 2 do 4.

Slika 1: Pripremljeni uzorci sivog pešĉara za ispitivanje Tabela 1: Dobijene vrednosti za uzorke sa odnosom h/d = 0,5 Jednoosna Odnos otpornost na slobodnih i Broj uzorka h/d pritisak opterećenih površina p[Mpa] 1.

107,0

2.

105,0

3.

0,5

1,0

112,0

4.

102,0

5.

117,0

470

Tangentni modul Et[Mpa]

Sekantni modul Es[MPa]

8610

4360

Srednja vrednost

109,0

Tabela 2: Dobijene vrednosti za uzorke sa odnosom h/d = 1,0 Jednoosna Odnos otpornost na slobodnih i Broj uzorka h/d pritisak opterećenih površina p[Mpa] 1.

97,0

2.

97,0

3.

1,0

2,0

100,0

4.

90,0

5.

91,0 Srednja vrednost

1.

85,0

2.

88,0 1,5

3,0

81,0

4.

99,0

5.


12000

7210



16300

11340



22100

15890

90,2


84,0

2.

76,0 2,0


95,0

Tabela 3: Dobijene vrednosti za uzorke sa odnosom h/d = 1,5 Jednoosna Odnos otpornost na slobodnih i Broj uzorka h/d pritisak opterećenih površina p[Mpa]

3.


4,0

3.

78,0

4.

82,0

471

5.


84,0


78,0

2.

74,0

3.

3,0

6,0

80,0

4.

70,0

5.




35300

27650

80,4

Slika 2: Zavisnost jednoosne otpornosti na pritisak od odnosa

472

h/d Slika 3: Deformacione krive sivog pešĉara i graniĉna vrednost deformacija pri lomu

Slika 4: Zavisnost parametara deformabilnosti od odnosa h/d ZAKLJUĈAK RAZMATRANJA -

Jednoosna otpornost na pritisak stena nije konstantna veliĉina I zavisi od mnogo uticajnih faktora. Zanemarujući defekte stene, njihovu strukturu I petrografski sastav, kao i oblik

473

-

popreĉnog preseka uzorka, najviše zavisi od: p=f (h/d, V), tj. od apsolutne veliĉine uzorka I od odnosa visine sa preĉnikom. Parametri deformabilnosti nisu takoĊe konstantne veliĉine nego su funkcija od h/d, napona I apsolutne veliĉine uzorka stene. U rudarskoj geomehanici teško je standardizovati veliĉinu uzorka, na kome se odreĊuju pojedini parametric. Naše iskustvo je da veliĉinu uzorkatreba prilagoditi rudarskom problem koji se rešava kao i graĊi I strukturi stene koja se ispituje..

LITERATURA 1. M. Ljubojev, R. Popović – OSNOVE GEOMEHANIKE, RTB Bor, Institut za bakar Bor, 2006 2. R. Popović, M. Ljubojev – PRINCIPI REŠAVANJA PROBLEMA U GEOMEHANICI, RTB Bor, Institut za bakar Bor, 2007 3. M. Ljubojev, R. Popović, M. Bugarin – DEFORMACIONI PRITISAK, KRUTOST PODGRADE I KARAKTERISTIKE STENSKOG MASIVA TRASE TUNELA KRIVELJSKE REKE, ĈASOPIS Rudarski radovi, 2/2008, Bor 2008. god. 4. M. Cvetković sa grupom autora – STUDIJA FIZIĈKO MEHANIĈKIH I DEFORMACIONIH SVOJSTAVA KAMENE SOLI JUGOSLAVIJE, Institut za rudarska i hemijsko-tehnološka istraţivanja Tuzla, 1973. god.

474

NOVE KONCEPCIJE EKSPLOATACIJE RUDE BOKSITA SA ASPEKTA ISKORIŠTENJA SIROVINSKE BAZE I ZAŠTITE ŢIVOTNE SREDINE NEW CONCEPTION OF EXPLOATATION OF BAUXITE ORE FROM THE ASPECT OF UTILIZATION OF RAW MATERIALS AND ENVIROMENTAL PROTECTION Rajko Dukić, , Dragan Simić, Branko Perišić AD „BOKSIT“ MILIĆI, E-mail: [email protected]

REZIME Baveći se rudarstvom kao dominantnom djelatnošću, za pedeset godina rada Kompanija „Boksit“ Milići je ostvarila je velike poslovne rezultate. Proizvodnjom rude boksita od je 29 miliona tona i otkopavanjem 175 miliona tona otkrivke svrstavaju nas meĊu najveće proizvoĊaĉe ove mineralne sirovine. Eksploatišući rudu boksita, kao neobnovljivi prirodni resurs, prevashodan cilj Kompanije je da se ruda racionalno i u potpunosti otkopa, a da se njena iskorištena vrednost pretoĉi u druga trajna dobra. Iskorišćenje rudnih rezervi je preko 70%, a ukoliko se promjene trţišni i tehnološki uslovi prerade rude lošijeg kvaliteta, iskorišćenje rude biće i veće. Za takve promjene imamo spremne koncepcijska i projektna rješenja. Kljuĉne rijeĉi: ruda boksita, leţište, površinski kop, jama, iskorišćenje, koncepcije, projekti

ABSTRACT Dealing with mining production, as the dominant activity, for fifty years of work, the Company “Boksit” Milici has made a great business results.With a production of 29 million tons of bauxite ore, and 175 million tons of mining overburden, the Company is ranked among the largest producers of these minerals. Exploiting the bauxite ore, as non-renewable natural resource, the primar intent of the Company is to dig up the ore, fully and rational, in order to transform its value into other durable goods. Exploitation of mineral reserves is over 70%, and if the market change technological and processing conditions for lower - quality ore, the utilization of the ore will be greater. We have prepared conceptual and project solutions, if such changes occurred. Key words: bauxite ore, bearing, open pit, pit, exploitation, concepts, projects.

UVOD Preduzeće „Boksit“ Milići u 2009. godini je napunilo pedeset godina rada. Baveći se uspješno i drugim djelatnostima, u eksploataciji rude boksita kao dominantnoj djelatnosti, proizvedeno je 29.100.000 tona rude i otkopano 175.500.000 tona otkrivke što „Boksit“ svrstava u najveće proizvoĊaĉe boksita ne samo na evropskom prostoru. Boksitonosni prostor Milića i okoline u potpunosti je istraţen do kraja 90-tih godina. U situaciji kada nema prirasta rudnih rezervi, koncepcije rudarske proizvodnje zasnivaju se na maksimalnom iskorišćenju raspoloţivih rudnih rezervi i rasionalizaciji svih sistema i procesa koji se

475

obavljaju pri eksploataciji. Eksploatacione rezerve za tekuću i dugoroĉnu proizvodnju obezbjeĊuju se kroz tri mogućnosti i to: peprojektovanje navedenih leţista produbljavanjem postojećih kopava i zahvatanjem koliĉina rude planiranih za podzemnu eksploataciju, otkopavanjem vanbilansnih rezervi koje se homogenizacijom sa kvalitetnijom rudom prevode u kompozit koji zadovoljava uslove trţišta i uvoĊenjem i aktiviranjem podzemne eksploatacije rude na dubokim dijelovima koji tehno-ekonomski neće biti dostupni za površinsku eksploataciju SIROVINSKA BAZA Višegodišnjom i intenzivnom eksploatcijom otkopana su manja leţišta rude. Sirovinsku bazu predstavljaju geološke rezerve tri najveća leţišta: „Podbraćan“, „Braćan“ i „Crvene Stijene“. U tabeli br. 1. prikazane su utvrĊene geološke rezerve, otkopane koliĉine rude, projekti otkopavanja, eksploatacioni gubici i koliĉine rude koje zbog lošeg kvaliteta za sada nisu projektovane za eksploataciju.

Leţište Podbraćan Braćan Crvene Stijene

Ukupno:

Tabela br. 1. Geološke, otkopane i preostale rezerve boksita Ukupne Otkopano Ukupno će se geološke do kraja Projekti otkopavanja otkopati rezerve 2009. god. Kop 1.254.955 18.796.000 8.985.462 13.992.422 Jama 3.752.005 Kop 785.500 6.410.000 3.890.387 5.775.887 Jama 1.100.000 Kop 2.291.236 11.941.500 840.923 6.347.159 Jama 3.215.000

37.147.500

13.716.772

12.398.696

Neotkopano i eksploatac. gubici

26.115.468

4.803.578 634.113 5.594.341

11,032,032

KONCEPCIJE EKSPLOATACIJE Osnovi koncept pri eksploataciji rude je racionalno i maksimalno korištenje raspoloţivih rudnih rezervi. Stalnim praćenjem i preispitivanjem projektovanih parametara sistema eksploatacije (kop – jama) i trţišno-ekonomskih prilika, na navedenim leţištima raĊene su koncepcije eksploatacije koje su rezultirale uvećanjem eksploatacionih rezervi i veće iskorištenje rude, a time stvorene mogućnosti za povećanjem kapaciteta proizvodnje ili produţenjem vijeka rada Rudnika, Leţište „Podbraćan“, Sa utvrĊenim geološkim bilansnim rezervama od 18.796.000 tona, površinski kop «Podbraćan» je otvoren 1975. godine i od tada pa do danas je okosnica rudarske proizvodnje; po koliĉinama i kvalitetu rude. Otkopano je blizu 9 miliona tona i 90 miliona tona otkrivke. Juţna kosina kopa (Slika br. 1) visoka je 300 metara, pa se ovaj kop svretava u najdublje kopove rude boksita u svijetu. Razvoj ovoga kopa i koncepcija eksploatacije šematski su prikazani na slici br. 2.

476

Koncepcija 1 Po rješenjima koja su uraĊena 1970. godine od strane Rudarskog instituta iz Tuzle projektovan je istovremeni rad površinskog kopa i jame. Kopom se zahvatilo 3.414.194 tone rude i uz gubitke od 5% eksploatacione rezerve su iznosile 3.250.000 tona. Jamskom eksploatacijom obuhvaćeno je 9.569.114 tona rude i uz jamske gubitke od 35% projektovano je otkopavanje 6.320.000 tona rude. Ukupno iskorišćenje leţišta je 51%, a gubici su 9.228.772 tone rude ili 49% od geoloških rezervi. Razgraniĉenje kop-jama izvršeno je na koti k-490 m i sa uglom završne kosine kopa od 320.

Slika br. 1. Površinski kop „Podbraćan“

Koncepcija 2 Koncepcijom eksploatacije iz 1983. godine koja je raĊena u preduzeću „Boksit“ preispitana su prvobitna projektna rješenja iz 1970. godine. Prije svega analizirani su: graniĉni koeficijent otkrivke (kao ekonomski parametar) koji definiše razgraniĉenje kop – jama, mogućnost povećanja ugla završne kosine kopa sobzirom na litološku graĊu otkrivke, dokazanoj nemogućnosti istovremenog rada na kopu i u jami i dr. Ovom konsepcijom razmotrene su i mogućnosti uvoĊenja produktivnije mehanizacije u svim procesima rada, a prvenstveno na otkrivci, uvoĊenje novih tehnologija miniranja i drugih nauĉnih dostignuća, kao i primjena svih pozitivnih iskustava steĉenih u prethodnim godinama rada. Po ovoj koncepciji površinski kop se produbljava za pedeset metara, dno kopa je na k-440 m, a uglao završne kosine je 350. Rezerve zahvaćene kopom iznose 9.253.265 tona i sa gubicima od 5% eksploatacione rezerve su iznosile 8.795.000 tona. Zbog nemogućnosti istovremenog rada kopa i jame, jamska eksploatacija je projektovana nakon završetka površinske eksploatacije na leţištu. U odnosu na

477

prvobitnu koncepciju, a zbog nedefinisanih hidrogeoloških uslova u najdubljem dijelu leţišta, jamskom eksploatacijom obuhvaćene su samo rezerve izmeĊu k-410 i k-440. Jamom je obuhvaćeno 3.730.043 tone rude i uz jamske gubitke od 35% projektovano je otkopavanje 2.462.000 tona rude. Ovom koncepcijom sa produbljavannjem površinskog kopa, a na raĉun gubitaka u podzemnoj eksploataciji povećane su eksploatacione rezerve za 1.689.712 tona kvlitetne rude boksita, a ukupni gubici za cijelo leţište smanjeni su za 9%.

Slika 2. Karakteristiĉni profil „Podbraćan“

Koncepcija 3 Kada je u 2007. godini raĊena strategija razvoja rudarske proizvodnje, imajući u vidu rudne rezerve, tekuću proizvodnju i stanje trţišta nametnula se potreba da se analiziraju postojeća projektna i koncepcijaka rješenja. Površinski kop „Podbraćan“ se nalazio u završnoj fazi po projektnim rješenjima iz 1983. godine. S obzirom da se površinskom eksploatacijom u potpunosti iskorištavju zahvaćene rudne rezerve u odnosu na jamsku eksploataciju, gdje se gubici kreću u granicama od 35–40%, dugogodišnje iskustvo u površinskoj eksploataciji, pokaztelji da je kosina kopa sa uglom od 35 0 stabilna sa visokim faktorom sigurnosti, pristupilo se analizi mogućnosti produbljavanja kopa. Geomehaniĉkim ispitivanjima sprovedenim od strane Rudarsko-geološkog fakulteta iz Beograda izvršena je provjera parametara stabilnosti kosine i dokazano je da se ugao kosine kopa moţe povećati na 410. Geometrijskom analizom površinskog kopa, uvaţavajući stanje rudarskih radova, morfologiju terena i leţišta i druge bitne faktore, ustanovljeno je da je prosjeĉni koeficijent otkrivke 4,33 m3/t odnosno 10,82 t/t Tehno-ekonomskom analizom, koja je razmatrala i racionalizaciju svih procesa rada, dokazana je ekonomska opravdanost produbljavnja kopa.

478

Na osnovu izvršenih ispitivanja i analiza uraĊen je Glavni rudarski projekat po kome se kop produbljava za još trideset metara (do kote k-410 m). Površinskom eksploatacijom zahvata se znatan dio rezervi rude projektovanih za podzemnu eksploataciju ĉime se postiţe veće iskorišćenje rudnih rezervi, neupredivo produktivniji rad, veći kapacitet proizvodnje rude i konforniji uslovi rada. Ukupne geološke rezervre zahvaćene kopom iznose 10.744.788 tona, a sa gubicima od 5% otkopaće se 10.240.000 tona. Nakon završetka rada kopa pristupa se jamskoj eksploataciju rude ispod k-410 do dna leţišta, kao i neotkopanim rezervama izvan boĉnih kosina kopa. Rezerve rude koje se obuhvataju jamom iznose 6.256.500 tona, a otkopaće se 3.752.000 tona Iskorištenost rezervi po ovom konceptu je 75%. Ukupni otkopni gubici rude i neiskorištenost leţišta zbog lošeg kvaliteta je 4.803.578 tona ili 25 %. UporeĊujući koncepcije iz 1970. i 2007. godine oĉito je da su na leţištu Podbraćan eksploatacione rezerve koje su okopane ili će se otkopati kopom povećane sa 3.250.000 tona na 10.240.000 tona, odnosno za 6.990.000 tona. Eksploatacione rezerve za jamsku eksploataciju pri tome su smanjene sa 6.320.000 tona na 3.752.000 tona ili za 2.568.000 tona.Ukupan prirast eksploatacionih rezervi je 4.422.000 tona. Iskorištenje geoloških rezervi poraslo je sa 49 na 75%, a ukupni gubici rude smanjeni su sa 51 na 25% Leţište „Braćan“, Ukupne koliĉine rude za površinsku eksploataciju su vanbilansne (Tabela br. 1). Sistemom ujednaĉavanja kvaliteta rude sa drugim kopovima, od 4.840.000 tona geoloških rezervi rude otkopaće se 4.676.000 tona ili 97%. Od 1.570.000 tona rude projektovanih za jamsku eksploataciju otkopaće se 1.100.000 tona ili 70 %, pri ĉemu zbog tehnologije otkopavanja ostaje neotkopano kao jamski gubitak 470.000 tona ili 30%. Generalno, sa leţišta «Braćan» od 6.410.000 tona geoloških rezervi, ukupno će se otkopati 5.775.900 tona ili 90%.Neotkopane koliĉine rude od 634.000 tona ili 10% jesu jamski gubitak i ruda izrazito lošeg kvaliteta. Leţište „Crvene Stijene“ Leţište je u pgledu kvaliteta, u cjelosti vanbilansno. S obzirom na druge pogodnosti u vezi sa pripremom i dobijanjem rude sistemom homogenizacije sa rudom boljeg kvliteta iz drugih leţišta, na leţištu se vrši veoma uspješno eksploatacija rude. Površinskim kopom, od 3.480.000 tona rude otkopaće se 3.132.000 tona ili 90%. Koliĉike od 348.000 tona su gubici koji se ne otkopavaju zbog vrlo lošeg kvaliteta. Jamskom eksploatacijom obuhvatiće se 5.158.000 tona rude, a otkopaće se 3.215.000 tona ili 62%. Kao jamski gubitak i ruda lošeg kvaliteta naće se otkopati 1.970.000 tona ili 38%. Zbog izuzetno lošeg kvaliteta rude, koliĉine od 3.275.000 tona do sada nisu projektovane. Posmatrano u cjelosti, sa ovog leţišta, koje je samo po sebi vanbilansno po kvalitetu, planira se otkopavanje 6.347.000 tona, odnosno iskorišćenje od 60%

479

Generalna ocjena Od ukupnih geoloških rezervi sa tri najveća leţišta, koje iznose 37.147.500 tona, otkopaće se 26.115.000 tona (kopom 18.048.000 tona, jamom 8.067.000 tona). Iskorišćenje rezervi je 70%, a ukupni gubici u eksploataciji i neiskorišćenost leţišta zbog lošeg kvaliteta rude iznosi 30%. Ako se promjene trţišni i tehnološki uslovi prerade rude lošijeg kvaliteta, iskorišćenje rezervi rude biće i veće. Zahvaljujući višegodišnjem struĉnom radu menadţmenta i drugog struĉnog kadra u preduzeću „Boksit“ poslednjih godina postignuti su izvanredni rezultati u razvoju rudarske proizvodnje i racionalnoj eksploatataciji rude boksita kao prirodnog resursa. Ovi rezultati su neuporedivi u odnosu na generalni koncept i projektna rješenja Rudarskog instituta iz Tuzle iz 1970. godine. Prema ovim rješenjima trebalo je da se iskopa ukupno 16.750.000 tona, od ĉega površinskom eksploatacijom 4.830.000 tona, a jamskim putem 11.920.000 tona. Struĉnost, motivisanost, hrabrost i upornost rezultirala je većim iskorištenjem rudnih rezervi za oko 10.000.000 tona i produţetak vijeka rada Rudnika za 25 godina.

ZAŠTITA ŢIBOTNE SREDINE Rudarstvo kao djelatnost u znatnoj mjeri degradira postojeće stanje i pogoršava uslove ţivota u sredini u kojoj se ta djelatnost provodi. Uporedo sa rudarskim radovima, a primjenjujući zakone o rudarstvu, zaštiti na radu, zaštiti ţivotne sredine i druge zakone, u preduzeću „Boksit“ se preduzimaju mjere za zaštitu na radu i zaštitu ţivotne srdine. Kao prva faza u primjeni ovih mjera je izrada i obezbjeĊenje dokumentacije u skladu sa navedenim zakonima. Pored rudarskih projekata, pravilnika iz zaštite na radu i zaštiti ţivotne sredine, program mjera zaštite i drugih akata kojima se detaljno definišu mjere zaštite, preduzeće je izrdilo i Plan aktivnosti (sa mjerama i rokovima za postepeno smanjenje emisija odnosno zagaĊenja i za usaglašavanje sa najboljom raspoloţivom tehnikom za Rudnik u preduzeću „Boksit) i Studiju uticaja na ţivotnu sredinu podzemne eksploatacije boksita na leţištu „Braćan“. U preduzeće se permanentno prate i primjenjuju savremena tehnološka dostignuća, vrši se modernizacija opreme i zapošljvaju adekvatno obrazovani kadrovi u svim procesima, pa i uvoj oblasti. Preduzeće ima Sluţbu zaštite na radu koja redovno vrši i kontrolu provoĊenja mjera zaštite ţivotne sredine. Velika paţnja posvećuje se zaštiti zemljišta, voda, vazduha, odlaganju otpada i njegovoj preradi. Za potrebe rudarskih radova otkupljeno je 8.000 hektara zemljišta. Više od polovine ovog zemljišta zahvaćeno je rudarskim radovima. Na dijelu zemljišta koje nije zahvaćeno radovima izvršeno je pošumljavanje (slika br. 3.), a na većem broju lokacija uzgajaju se voćni zasadi (slika br. 4). U dijelovima Rudnika na kojima je u potpunosti završena eksploatacija vrši se rekultivacija zemljišta (slika br. 8.) Pored projekata rekultivacije, po kojima se izvode radovi rekultivacije, uraĊena je i druga projektno-tehniĉke dokumentacije kao što su: Sistematska kontrola plodnosti zemljišta i Analiza mogućnosti razvoja poljoprivredne proizvodnje na površinama Rudnika boksita. Ove analize su pokazale da je na degradiranom zeljištu najpogodnije zasaĊivati autohtone bjelogoriĉne i crnogoriĉne vrste drveća.

480

Slika br. 4. Mladi zasad lješnika

Slika br. 3. Zasadi crnogorice

Rekultivacija se izvodi u dvije faze: tehniĉka – kojom se vrši poravnavanje platoa i ublaţavanje kosina degradiranih površina i biološka – pri kojoj se vrši zasaĊivanje i uzgoj sadnica ZagaĊivanje vazduha u najvećoj mjeri izaziva se stvaranjem prašine pri radnim procesima bušenja, transporta i pri homogenizaciji rude u toku sušnog vremena. Zaštita vazduha, odnosno svoĊenje uticaja prašine na najmanju mjeru postiţe se: kod bušenja primjenom i redovnim odrţavanjem sistema za otprašivanje na bušilicama (slike br. 5. i 6.), pri transportu prskanjem transportnih puteva sa autocisternama za vodu, a kod homogenizacije orošavavanjem rude na depou i prskanjem platoa za manevar i utovar kamiona.

Slika br. 5. Rad bušilice sa otprašivaĉem

Slika br. 6. Rad bušilice bez otprašivaĉa

Uticaj izduvnih gasova motora rudarske opreme postiţemo iskljuĉivom upotrbom goriva koje zadovoljavlja propisane standarde i kontolom ipravnosti rada motora i sagorjevanja goriva. Zaštita voda postiţe se primjenom projektnih rješenja po kojima se atmosferske vode koje dospjevaju u podruĉje Rudnika kontrolisano odvode do rijeke Zeleni Jadar. Vode koje dospijevaju sa visinskih dijelova površinskog kopa, sa odlagališta i podruĉja industijskog kruga kanalima se sprovode do vodosabirnika u krugu Gunjaka. OsloboĊena od svih mehaniĉkih neĉisoća voda se kanalom ovodi do prirodnog ponora, odakle podzemno (nepoznatim putem) istiĉe u rijeku.

481

Vode, u dubinskom dijelu kopa, kanalima se kontrolisano sprovode na dno kopa (k-420) u vodosabirnik zapremine 20.000 m3: Iz vodosavirnika voda se uvodi u taloţnik, iz koga se sa pumpom uvodi u podzemne prostorije vezane sa potkopom duţine 2.200 m. Voda se potkopom odvodi u rijeku o Zeleni Jadar (slika br. 2.). Nagib ove prostorije je 3 /oo i u najvećem dijelu je sa oblogom od betona. S obzirom da voda istiĉe pri vrlo maloj brzini kroz ovu prostoriju, ne dolazi do njenog ponovnog oneĉišćena. Kontrolom kvaliteta rudniĉke vode na ulazu u rijeku potvrĊije se da je ona hemijski ispravna, a da njeno mehaniĉko oneĉišćenje ne utiĉe na kvalitet vode u rijeci. Pri površinskoj eksploataciji, po obimu najveću otpad predstavlja otkrivka. Shodno projektu izvoĊenja radova otkrivka se deponuje na odlagalište izvan granica rudnog tijela i projektovane konture površinskog kopa. Otkrivka je izgraĊena od inertnih materijala i kao takva nema štetnog uticaja na zivotnu sredinu. Kako je otkrivka u rastresitom stanju vrlo je podloţna eroziji. Da bi se umanjili uticaji erozije radni platoi odlagališta se poravnavaju (slika br. 7.), a voda dospjela na odlagališre kanalima se odvodi do vodosabirnika u krugu Gunjaci.

Slika br. 7. Odlagalište PK „Podbraćan“

Slika br. 8. Rekultivisano odlagalište

Kroz plan upravljanja otpadom posebna paţnja se posvećuje iskorištenom (rabljenom) ulju. Od 200 tona koje se nabavi i troši, pri servisiranju rudarske opreme rabljeno ulje se sistematski prikuplja u specijalne cisterne. Na godišnjem nivou prikupi se preko 180 tona i ponovo se vraća proizvoĊaĉu ulja na reciklaţu.

Ţivotna sredina je sloţen i uravnoteţen sistem, a biosfera je bila dovoljno moćna da neutrališe sve negativne posledice ljudske aktivnosti. MeĊutim, usled ofanzivnog tehnološkog razvoja, velikog iscrpljivanja prirodnih resursa i drugih negativnih procesa dolazi do narušavanja ţivotne sredine. Posledice toga su brojne i teške, poĉev od ozonske rupe iznad Atlantika, pa do neobjašnjivog izumiranja šuma širom svijeta. Pošto se proces narušavanja ţivotne sredine još uvijek ne smanjuje, neophodno je povećati efikasnost i kvalitet poslova na zaštiti, obnovi i unapreĊenju ţivotne sredine. U preduzeću «Boksit» je to odavno prihvaćeno, a zaštita ţivotne sredine je, pored proizvdnje rude boksita, jedan od prioritetnih zadataka

482

GEOMEMBRANE U RUDARSTVU PRIMENA KROZ PRIMERE GEOMEMBRANES PRACTICE & CASE STORIES Nebojša Miletić “IZOLACIJA” Rezime Kraj prethodnog milenijuma, pogotovu poslednji vek, je obeleţen ubrzanim tehnološkim razvojem civilizacije. Vek u kome smo sada se suoĉava sa problemima daljeg tehnološki odrţivog razvoja, a da pri tom nemilosrdno uništavanje ţivotne okoline mora biti prekinuto. U isto vreme efekat staklene bašte i globalno zagrevanje, uz, kako nauĉnici predviĊaju, sve manje resurse pitke vode, stavljaju pred nas jasan zadatak adekvatne zaštite ţivotne okoline i vodnih resursa. Rudarstvo je jedna od bitnih industrijskih grana i dalji razvoj podrazumeva izmeĊu ostalog i uspešne mere zaštite ţivotne sredine. U referatu su opisana iskustva iz prakse i preporuke koje proistiĉu iz dela ugradnje geomembrana. Kljuĉne reĉi: Veštaĉke geološke barijere, Geosintetika, Geomembrane, Sintetiĉke folije, Zaštita ţivotne okoline, Zaštita tla i voda Abstract Technological development of our civilization marked past century of last millennium. Century we are living in is faced with problems of further sustainable technological development. One of the premium tasks is further destruction of environment. Global warming with lack of drinking water, according to scientific researches, put in front of us clear assignment for environment and drinking water protection. Mining is one of the important part of industry. Among other, respectable environmental protection is important issue in this industry field. In this paper work are described cases from practice and recommendations comes from that practice in the part of installation of geomembranes. Key words: Artificial geological barriers, Geosynthetics, Geomembranes, Synthetic membranes, Environment protection, Protection of soil and water.

UVOD Velike ekskavacije, otkrivanje i premeštanje masa iskopa, izrada kanala, retenzija i preusmeravanje vodnih tokova, su neke od operacija u rudarstvu koje su neminovne. Jedan deo njih ima negativni uticaj na ţivotnu okolinu. Kako bi se negativni uticaji minimalizovali, što u pripremnim, što u eksploatacionim fazama, a pogotovu u rekultivacionim fazama projekata, prikazaćemo neke od uspešnih primera primena geosintetiĉkih materijala koji su ove uticaje po ţivotnu sredinu umanjili. IzmeĊu ostalih, upotreba geosintetiĉkih materijala za ovu namenu je u drugoj polovini prošlog veka doţivela ekspanziju i njihova upotreba doprinela povećanju sigurnosti i umanjenju uticaja ovih objekata na ţivotnu okolinu. U ovom radu ćemo prikazati nekoliko primera gde su upotrebe geosintetiĉkih materijala – geomembrana uspešno primenjene. GEOMEMBRANE U EU su na snazi strogi propisi i direktive koje propisuju vrste i tipove zaštite ţivotne okoline. Zaštita tla je jedna od najstriktnije poštovanih, a posebnim tehniĉkim uslovima koji su propisani je predviĊena upotreba dodatnih geoloških zaštita uz prirodnu (geološka zaštita u smislu vodonepropusnosti tla). Ova dodatna zaštita je definisana uglavnom pod jednim nazivom kada se tiĉe

483

veštaĉkih materijala, a to su Veštaĉke Geološke Barijere. Deo ovih barijera predstavljaju materijali koji su kombinacija prirodnih i veštaĉkih materijala. To su uglavnom varijacije natrijum bentonitskih materijala izmeĊu dva sloja geotekstila – polipropilenskog ili polietilenskog. Sve ostale su svrstane u Geomembrane od sintetiĉkih materijala, gde postoji više vrsta:  Polietilen: o LLDPE – polietileni niske gustine o HDPE- polietileni visoke gustine  Polivinilhlorid - PVC  Termoplastiĉni poliolefin- TPO  Polipropileni – PP  EtilenPropilenDienMonomer - EPDM

PROJEKTOVANJE I PRIMENA Osim propisa i regulativa koji definišu naĉelno vrste i stepene zaštite, projektanti su suoĉeni sa ostalim specifiĉnim zahtevima u okviru samog projekta - koje od geomembrana izabrati. Jedan od boljih naĉina odabira geomembrana je kombinacija “uspešne graditeljske prakse” i tehniĉkih karakteristika i parametara geomembrana koje daju proizvoĊaĉi. Bez obzira koja od vrsta geomembrana je predviĊena projektom za ugradnju, nekoliko bitnih stavki se trebaju istaći kako bi se od projektovanog do u upotrebi i eksploataciji funkcionalnog rešenja moglo doći. Izvodljivost Svako projektovno rešenje bi bilo poţeljno da se moţe i izvesti. U ovom delu je bitno da projektant ima saznanja da li sistem koji predlaţe projektom moţe biti odrţiv i izvodljiv u stvarnosti. Detalji Geomembrane su veštaĉki sintetiĉki materijali koji su proizvedeni uglavnom u obliku folija, tj. membrana ili “liner-a”. Bitni detalji kod svakog od ovih materijala su naĉini polaganja-ugradnje, naĉini povezivanja rolni ili panela, mehaniĉkog fiksiranja na eventualne objekte ili betonske elemente, sistem ankerisanja-polaganja u anker rovove. Svaka od vrsta geomembrana ima neku specifiĉnost, pa je u praksi problematiĉno kada se projektom ne predvide bitni elementi koji definišu naĉin na koji se pomenuti detalji izvode. “Svaka hidroizolacija je dobra ili loša onoliko koliko su joj dobro ili loše izvedeni detalji”. Mehaniĉka zaštita Jedan od najbitnijih elemenata je zaštita same geomembrane. Ovo stoga što je njena funkcija u potpunosti ugroţena ukoliko je kompromitovana celovitost i vodoneprousnost geomembrane. Najveći deo grešaka, tj. probijanja geomembrane nastaje u toku njene ugradnje, tako da je veoma bitno i na nivou projekta sagledati faze ugradnje geomembrane i njene zaštite od ostalih radova na objektu koji je predmet projekta. Zbog svega navedenog bitno je da i projektom budu definisani koraci u procesu ugradnje geomembrane, a da se oni poklapaju sa Metodologijom izvoĊenja radova izvoĊaĉa na ugradnji geomembrane. U nastavku dajemo spisak bitnih elemenata koje projekat i metodologija trebaju imati i koji se moraju poklapati. UGRADNJA GEOMEMBRANE – poglavlja koja trebaju biti definisana i opisana  Zemljani radovi sa Pripremom terena  Prijem površine  Kanal za sidrenje  Postavljanje geomembrane

484

    

Vremenski uslovi prilikom ugradnje Metod postavljanja Geomembrane Spajanje Geomembrane na terenu sa šemom spojeva Oprema i proizvodi za spojeve, Testiranje spojeva na terenu-metodologija i standardi Kvarovi i Popravke - Procedura Popravke - Verifikacija Popravke

Cena Jedan od najbitnijih elemenata koji utiĉe na izbor geomembrane je njena cena. Ovaj element ne treba nikako sagledavati kao nezavistan od ostalih, a da bi to i pokazali sledi jedna uprošćena komparacija osnovnih tehniĉkih parametara u odnosu na cenu geomembrana koje se najĉešće koriste.

PROJEKTI U proteklih nekoliko godina više projekata je izvedeno gde su geomembrane od uspešno isprojektovanog rešenja doţivele “veliko finale” i gde su uspešno ugraĊene. Svaki od projekata koji izveden i predstavljen u nastavku je imao definisane procedure delom kroz projekte a svakako u Metodologijama izvoĊenja radova kao što je definisano u prethodnom poglavlju. 1. Projekat: PD RB KOLUBARA, Izmeštanje reke Kolubare – I faza  Projektant: Institut ” Jaroslav Ĉerni”  Geomembrana: EPDM 1,0mm i 1,2mm  Namena : Vodonepropusna barijera na novom koritu reke na veštaĉkom tlu-jalovina iz otkopa površinskog kopa.  Koliĉina: 100.000 m2  Specifiĉnosti projekta:  Prefabrikacija geomembrane: prefabrikacija panela velikih dimenzija koji su ugraĊivani na taĉno odreĊene pozicije. Oblik i dimenzija panela su odreĊeni svojim poloţajem na lokaciji. Veliĉine panela na ovom projektu su od cca 500m2, pa do 1.800m2.

485

 Kontrola kvaliteta Kvalitet geomembrane, koji je od momenta izrade materijala u fabrici do momenta kada su prefabrikovani paneli spojeni u jedinstvenu vodonepropusnu barijeru mora biti garantovan. To znaĉi da se u svakom trenutku od kontrole sirovine i repro materijala do primopredaje mora znati svaki korak i postupak rada sa geomembranom. To je ovde i potvrĊeno kroz kontrolu kvaliteta: sirovina, proizvodnje, proizvoda, isporuĉenih rolni – polufabrikata, prefabrikovanih panela-spojeva rolni u procesu prefabrikacije, isporuĉenih panela na lokaciju, spojeva izvedenih na lokaciji. Kompletan opisan proces kontrole kvaliteta je na projektu izmeštanja reke Kolubare je izveden i za svaki od navedenih koraka izraĊena dokumentacija koja saĉinjava deo potrebne dokumentacije za tehniĉki prijem objekta.

Ugradnja geomembrane (levo) i zaštite ugraĊene geomebrane –balastom preko geotekstila (desno)

Ugradnja geomembrane oko stubova mosta na trasi reke(levo) – Momenat “probijanja” nasipa i uspostavljanje novog toka reke Kolubare (desno) 2. Projekat: Rudnik OMARSKA, Prijedor - Zaštita PK “Buvaĉ” od podzemnih voda a. Investitor: Arcelor Mittal, Prijedor b. Geomembrana: EPDM 1,0mm

486

c. Namena : Vodonepropusna barijera u drenaţnom kanalu kao zaštita novog površinskog kopa od podzemnih voda d. Koliĉina: 20.000 m2 e. Specifiĉnosti projekta: i. Nagib kosina drenaţnog kanala : 45 – 80o ii. Prefabrikacija geomembrane: prefabrikacija panela velikih dimenzija koji su ugraĊivani na taĉno odreĊene pozicije. Oblik i dimenzija panela su odreĊeni svojim poloţajem na lokaciji. Veliĉine panela na ovom projektu su od cca 700m2, pa do 1.000m2. iii. Pojedini delovi geomembrane ugraĊivani dok je u dnu kanala postojao aktivan tok vode.

Ugradnja geomembrane preko geotekstila (levo), Panel geomembrane cca 1.000 m2 pozicioniran na mesto ugradnje (desno) 3. Projekat: RUDNIK STANARI BiH, Oblaganje kanala za odvodnjavanje i zaštita tla a. Investitor: EFT Rudnici Stanari, Stanari b. Geomembrana: HDPE 2,0 mm c. Namena : Vodonepropusna barijera u kanalu za odvodnjavanje površinskih površinskog kopa d. Koliĉina: 10.000 m2 e. Specifiĉnosti projekta: i. Odabir geomembrane po komparaciji odnosa cena+brzina ugradnje.

487

Izgled kanala sa ugraĊenom HDPE geomembranom

Izgled kanala sa ugraĊenom HDPE geomembranom

488

REAGENSI I FLOTACIJA MINERALA ŠELITA REAGENTS AND SCHEELITE MINERALS FLOTATION Dragan Milanović*5, Zoran Marković**, Slobodan Radosavljević***, Miroslav Ignjatović*, Miroslav R. Ignjatović****, Zrinka Milanović***** *Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor, Bor, **Teniĉki Fakultet Bor, Bor, ***ITNMS Beograd, Beograd, ****Privredna komora Srbije, Beograd, *****RTB Bor-Grupa,d.o.o.Rudnici Bakra, Bor Izvod: U ovom radu je dat prikaz i sistematizacija reagenasa i procedura za flotaciju minerala šelita. TakoĊe su predstavljena ispitivanja flotabilnosti minerala šelita poreklom iz leţišta sa lokaliteta rudnika „Rudnik“ centralna Srbija. Flotacijski testovi su izvedeni upotrebom Denverove dvolitarske ćelije sa dva razliĉita osnovna tipa reagenasa kao što su: SCO 40 ( modifikovana varijanta natrijum sulfo-sukcinata, pod trgovaĉkim nazivom Porokol SC 30 ) i Aeropromoter 845 N ( Anjonski alkil sukcinamat promoter, sintetiĉki modifikovani sulfonat ). Ovi tipovi reagenasa su imali razliĉite strukture i dali su razliĉite vrednosti iskorišćenja šelita. NaĊeno je da kolektor SCO 40 obezbeĊuje viša iskorišćenja šelita u poreĊenju sa A 845 N na istim koncentracijama. Iskorišćenje minerala šelita zavisi od odabranog reagensa. Izbor reagensa koji se mogu koristiti u flotacijskom procesu za dobijanje optimalnih rezultata flotacijske koncentracije minerala šelita je podjednako vaţan kao i izbor ostalih reagenasa i optimizacija procesa. Dosadašnji rezultati istraţivanja su prezentovani ovim radom. Kljuĉne reĉi: reagensi, kolektor, Halimondova ćelija, iskorišćenje, šelit Abstract: This paper to give show and systematization of reagents and procedure for mineral scheelite flotation. Also are present investigation of flotabylity of mineral scheelite from deposite of locality mine Rudnik, central Serbia. Uusage Hallimond cells microflotation test are carry out with main two different type of reagents as are as: SCO 40 ( modified variant of sodium alkyl sulpho-succinates, under the trade name of Porocoll SC 30 ) and Aero promoters 845 N (Anionic alkyl succinamate promoters, synthetic modified sulfonates ). This type of reagents had a diferent structure and they gave a diferent value of scheelite recovery. It was found that the Collector SCO 40 provokes higher recovery of scheelite regarding to A 845 N at the same concentrations Recovery of scheelite minerals depends of chosen reagent. Selected reagents who can use in flotation process for obtained optimal results of mineral scheelite flotation concentration is equal important as and chosen athers reagent and process optimization. Previous research results are show in this papers. Keywords: Reagents, Collector, Hallimond cell, Recovery, Schellite

UVOD Volfram se u prirodi ne nalazi u samorodnom stanju već iskljuĉivo u obliku minerala. Ekonomsko najvaţniji minerali volframa su šelit CaWO4 i volframit Fe-MnWO4 (1). Siromašne šelitne rude sa 0,05 do 0,1% WO3 vrlo uspešno se obogaćuju flotiranjem, dok se drugi metodi upotrebljavaju samo kao dopunski. Stepen usitnjavanja rude, izbor odgovarajućeg metoda i optimalnih uslova obogaćivanja zavisi od hemijskog, mineraloškog i strukturalnog sastava svake rude. Sa postupkom flotacije došlo se do mogućnosti kompleksne prerade polimetaliĉnih volframovih ruda i dobijanja dve-tri vrste koncentrata, što pre nije bilo moguće. Kako je uglavnom šelitova mineralizacija fino dispergovana u stenskom masivu moguće je dobiti samo niskosadrţajne

489

koncentrate šelita sa 10-20% WO.3 . Neophodan je dalji tretman takvih koncentrata radi povećanja sadrţaja WO3 (2). Opšti uslovi flotiranja oksidnih i nemetaliĉnih mineralnih sirovina koji nisu uobiĉajeni pri flotaciji sulfidnih minerala se uglavnom mogu koristiti za flotaciju volframovih minerala. Usled teoretskih problema i ograniĉenja, u flotaciji nesulfidnih ruda uobiĉajen je niz tehnika predtretiranja i prerade koje su relativno retke u flotaciji sulfida. Inaĉe volframovi minerali se flotiraju masnim kiselinama i njihovim estrima (3,4) i drugim kolektorima: alkilsulfati i sulfonati, primarni amini (5), takoĊe: sulfokside, alkilhidroksamati, IM–50, arsenska kiselina, fosfonska kiselina i naftoli, Alkil nitrozonaftoli, Aero 845 i Porocol SC 30 itd. (6,7,8,9,10) Zato će prikaz razliĉitih tipova reagenasa i flotacionih protokola sa ciljem izbora reagensa za flotaciju šelita iz rudnika „Rudnik“ biti dalje predstavljen u ovom radu. TakoĊe, to će biti korisno za inţinjere pripreme mineralnih sirovina koji se bave ovom problematikom obzirom na potencijalnosti rudnih resursa koji u našoj zemli postoje na raznim lokacijama a prvenstveno u reonu kod Blagojevog Kamena kod Majdanpeka (11) u istoĉnoj Srbiji i na Rudniku Rudnik u centralnoj Srbiji (12). FLOTACIJA OKSIDNIH I NEMETALIĈNIH SIROVINA- ŠELITA Koncentracija oksidnih i nemetaliĉnih mineralnih sirovina flotacijom ĉesto predstavlja veći izazov za inţenjere pms-a (priprema mineralnih sirovina) nego flotacija sulfidnih minerala metala. Glavne teoretske i praktiĉne razlike izmeĊu flotacije sulfidnih i nesulfidnih ruda su: Nesulfidni minerali imaju jak afinitet za ligande koji sadrţe kiseonik i njihova hemija površine je velikim delom odreĊena reakcijama jonske izmene, za razliku od sulfidnih minerala gde je hemija površine odreĊena elektrohemijskim reakcijama. Jednostavno reĉeno, u sluĉaju sulfidnih minerala postoji jaka adsorpcija kolektora pomoću stvaranja kompleksa metala. MeĊutim, u sluĉaju nesulfidnih minerala fiziĉka adsorpcija igra znaĉajnu ulogu pored hemisorpcije. Usled toga, adsorpcija kolektora na nesulfidnim mineralima je mnogo manje selektivna ili specifiĉna nego u sluĉaju sulfidnih minerala. Kod nesulfidnih sistema postoje samo male razlike izmeĊu površinskih svojstava minerala koji se flotiraju i jalovih minerala (npr. feldspat i kvarc koji su silikati i silvin i halit koji su hloridi ili šelit i kalcit koji imaju iste katjone). Potrebni su jako specifiĉni uslovi tretiranja da bi se ostvarilo uspešno razdvajanje ovakvih smeša minerala. Mnoge nesulfidne rude sadrţe bitne koliĉine primarnih muljeva kao što su gline i oksidi gvoţĊa. Pored toga, sami korisni minerali su ĉesto meki i krti pa formiraju muljeve tokom procesa usitnjavanja. Ovi muljevi mogu izazvati probleme u flotaciji kao što su: veliki viskozitet pulpe, prekrivanje muljevima istorodnog minerala ili krupnijih ĉestica drugog minerala, velika potrošnja kolektora izazvana globalnom adsorpcijom i velikim površinama minerala, smanjenje efikasnosti hvatanja ultra finih ĉestica za mehuriće vazduha i razblaţivanje koncentrata mehaniĉkim mešanjem muljeva jalovine u peni. Pored toga, fiziĉka adsorpcija teško rastvornih kolektora, kao što su masne kiseline, je mnogo sporija i neefikasnija za finije ĉestice. Za nesulfidne rude uticaj kvaliteta vode na flotaciju je veći nego za sulfidne rude(13,14). Usled problema i ograniĉenja navedenih gore, u flotaciji nesulfidnih ruda uobiĉajen je niz tehnika predtretiranja i prerade koje su relativno retke u flotaciji sulfida. One ukljuĉuju: pranje i odmuljivanje, kondicioniranje pri visokom sadrţaju ĉvrstog radi fiziĉke adsorpcije nekih kolektora (naroĉito vodonerastvornih kao što su masne kiseline ili većina petrolejskih sulfonata) na površinama minerala. Bez ovog stupnja mnogi minerali jednostavno neće da flotiraju. Zatim, visoko temperaturna flotacija, za izvesne rude, naroĉito zadovoljavajuće odvajanje korisnog minerala od jalovine moţe se ostvariti samo voĊenjem flotacije na povišenim temperaturama npr. 60 do 70 oC. U svrhu pomoći pri separaciji nesulfidnih minerala koriste se agensi modifikatori. Predloţen je za upotrebu veliki broj reagenasa, kako organskih tako i neorganskih. Obiĉno korišćeni disperzanti muljeva ukljuĉuju natrijum silikat, natrijum karbonat, polifosfate i anjonske polimere niske molekulske mase kao što su Cyquest 3223 ili Cyquest 3270. Ovi proizvodi takoĊe deluju kao pomoć

490

pri smanjenju viskoziteta i sapiranju – “skrubing-u“. Ĉesto kritiĉna promenljiva u flotaciji nesulfidnih minerala je pH. Sumporna kiselina, natrijum karbonat, natrijum hidroksid (i povremeno amonijum hidroksid) su uobiĉajeni regulatori pH, za razliku od kreĉa koji se upotrebljava pri flotaciji sulfida. Obiĉno korišćeni aktivatori i deprimatori ukljuĉuju natrijum silikat za deprimiranje silikata i muljeva, hlorovodoniĉna kiselina za aktiviranje feldspata i deprimiranje kvarca, kvebraĉo i tanini za deprimiranje karbonatnih minerala, skrob, lignin-sulfonati i lepkovi za deprimiranje gline i muljeva oksida gvoţĊa. Skoro sintetizovani polimeri, mnogo obećavaju kao selektivni deprimatori u budućnosti. Accophos 950, se koristi kao deprimator za fosfatne minerale u aminskoj flotaciji slicijuma iz fosfatnih koncentrata, itd. Za flotiranje šelitnih ruda kao koleklor koristi se najviše oleinska kiselina, kao i druge masne kiseline i njihove soli. Uobiĉajeni kolektori za flotaciju šelita su oleinska kiselina, mešavina oleinskalinolenska kiselina, natrijum-oleat, talovo ulje, saponifikovano talovo ulje i smeše masnih kiselina. Vrednost pH uglavnom varira izmeĊu 9,0 i 10,5 u zavisnosti od deprimatora, disperzanata i temperature tokom procesa flotacije. Za regulaciju pH sredine izmeĊu 9,2 i 10,5 koristi se natrijum karbonat-kalcinisana soda ili smeša natrijum karbonata - kalcinisane i natrijum hidroksida-kaustiĉne sode. Za deprimiranje minerala jalovine-kvarca, alumosilikata, ţeleznih oksida i dr. minerala koji se flotiraju sa istim kolektorom kao i šelit, primenjuje se vodeno staklo. Ako šelitna ruda sadrţi sulfidne minerale kao pratioce, oni se obiĉno predhodno flotiranjem odvajaju. Ako se predhodno ne odvoje, većina sulfidnih minerala moţe da se deprimira rastvorom natrijum-cijanida. Flotacija volframovih ruda je oteţana kada je u njoj prisutan kalcit, dolomit, fluorit, barit i drugi kalcijumovi minerali koji se flotiraju istim reagensima kao i volframovi minerali. Natrijum silikat je uobiĉajeni deprimator/disperzant. Separacija šelita od kalcita je redovno oteţana zbog istog fiziĉko-hemijskog stanja površina minerala i istorodnih katjona Ca2+. Viševaletni katjoni kao što je Fe2+ su efikasni za deprimiranje kalcita tokom flotacije u prisustvu natrijum silikata kao deprimatora. Tanini, kvebraĉo (sloţena mešavina kondezovanih polifenola), mravlja i mleĉna kiselina su uobiĉajeni deprimatori kalcita pri flotaciji šelita. Bolja selektivnost pojedinih minerala i manja potrošnja reagenasa pri flotiranju šelitnih ruda, postiţe se korišćenjem omekšane vode.(15) FLOTACIJSKA PROCEDURA Industrijska primenjivost postupaka pripreme i koncentracije volframovih ruda pokazuje veliku sloţenost koju ne odreĊuje naĉin pojavljivanja volframa već naĉin pojavljivanja neĉistoća koje se ne mogu tolerisati u koncentratima. Samim tim, sloţenost predloţene šeme tehnološkog procesa će zavisiti upravo od mogućnosti njihovog uklanjanja. Jedna standardna procedura koja je predloţena od strane proizvoĊaĉa rudarskih hemikalija podrazumeva za flotaciju šelita komercijalnu upotrebu Promotera AERO 830 i 845. Sa šelitnim rudama su obiĉno asocirani sulfidni minerali. Ukoliko su prisutni, sulfidi se trebaju odstraniti konvencionalnom flotacijom - pre flotacije šelita. Ulaz flotacije šelita se zatim podvrgava tretmanu koristeći proces koji je razvio ”CYANAMID” 6, sa AP 845 kao glavnim kolektorom. Mlevenje rude do finoće ĉak 95% minus 0,074 mm moţe da bude potrebno da bi se obezbedilo adekvatno oslobaĊanje šelita iz jalovih konstituenata. Odmuljivanje ulaza flotacije obiĉno nije potrebno, mada se moţe naći da je povoljno za izvesne rude. Dodaci natrijum silikata od 0,5-2 kg/t u osnovnom flotiranju i svakom stepenu preĉišćavanja su korisni za deprimiranje jalovine i disperziju muljeva. Natrijumkarbonat, Na2CO3 bi trebao da bude korišćena za smanjenje tvrdoće vode i, ukoliko je potrebno, za podešavanje pH izmeĊu 8,5 i 10,5. Pulpa sa omekšanom vodom se

6

CYANAMID – Poznata ameriĉka kompanija za proizvodnju rudarskih hemikalija.

491

kondicionira pre flotacije sa 1000 g/t natrijum karbonata za kontrolu tvrdoće vode i sa 2000 g/t natrijum silikata za disperziju muljeva i deprimiranje jalovine (16). Usled penušaĉkih osobina promotera AERO 845, dodavanja bi trebalo da se vrše u stadijumima od 50-100 g/t rude. U drugom, kratkom (jedan minut) stupnju se dodaje vodena 50:50 emulzija 845 i teškog loţ ulja. Korišćenje loţ ulja br. 4 – br. 6 u 1:1 vodenoj emulziji sa promoterom AERO 845 moţe potpomoći selektivnost, povećati iskorišćenje i obezbediti veću kontrolu pene. Emulzija se moţe lako napraviti u koncentracijama 1-10% u vodi. Za stabilizaciju varljivo slabe pene koju proizvodi AERO 845 se preporuĉuje korišćenje penušaĉa, najbolja je smeša glikol-alkohola. Bolja kontrola ciklusa se ponekad moţe postići dodavanjem emulzije AERO 845-teško loţ ulje i penušaĉa u stadijumima. Stupnjevita dodavanja 2,5-15 g/t penušaĉa kao što je AEROFROTH 65, 71A ili 77A bi trebalo da budu praktikovana u svakom stadijumu dodavanja kolektora da bi se obezbedila adekvatna stabilnost pene, pošto pena koju proizvodi promoter AERO 845 moţe biti varljivo obimna ali slaba. Ukupna potrošnja emulzije se kreću od 200 g/t do 300 g/t rude a potrošnja penušaĉa od 15 g/t do 30 g/t. Dodatno korišćenje 10-30 g/t promotera AERO 830 moţe poboljšati iskorišćenje. Kvebraĉo se moţe koristiti u vrlo niskim dozama, u bilo kojoj taĉki dodavanja, u osnovnom flotiranju i preĉišćavanju. Male koliĉine kvebraĉa, 10-50 g/t rude, su uglavnom korisne, za deprimiranje kalcita odnosno, jalovih karbonatnih minerala ukoliko su prisutni, naroĉito u preĉišćavanju. Pri korišćenju kvebraĉa treba voditi raĉuna pošto, pri visokim dozama, on moţe da ima deprimirajući efekat na kolektorsku moć promotera AERO 845. Natrijum silikat se koristi u preĉišćavanju. AP 830 i 845 imaju primenu kao kolektori i u zajednici sa oleinskom kiselinom (17). Pored konvencionalnih reagenasa kao što su masne kiseline (oleinska kiselina/oleat), alkilsulfati i sulfonati, primarni amini, nekoliko drugih vrsta kolektora je isprobano za flotaciju volframovih ruda: alkilhidroksamati, alkilsulfosukcinamati, arsonska kiselina, fosfonska kiselina i naftoli. Na osnovu radova istraţivaĉa (18;19; 20; 21;22; 23; 24)..., dato je kratko navoĊenje razliĉitih flotacionih reagenasa: Oleinska kiselina; Talovo ulje; Alkil hidroksamati, IM–50; Arsonske kiseline; Fosfonske kiseline; Natrijum oleat; Aero 710; Alkil nitrozo-naftoli itd. i reagenasa koji će biti korišćeni u ovim ispitivanjima: Anjonski alkil sukcinamat promoter (Aero 845) i SCO 40 modifikovana varijanta natrijum sulfo-sukcinata (Porocol SC 30). REAGENSI Oleinska kiselina: Ako ksantati predstavljaju najvaţnije sulfhidrilnekolektore za flotiranje sulfidnih minerala obojenih metala, onda je oleinska kiselina najuniverzalniji kolektor u flotaciji oksidnih i nemataliĉnih minerala. Oleinska kiselina, kao kolektor, upotrebljava se za flotiranje oksidnih minerala teških metala, a naroĉito za flotiranje nemetaliĉnih minerala. Oleinska kiselina je dobar kolektor i za silikatne minerale i rastvorljive soli. Oleinska kiselina spada u organske jednobazne nezasićene kiseline. Njena strukturna formula ima sledeći oblik (1): CH3 - (CH2)7 - CH = CH -- (CH2)7 - COOH (1) Sem kolektorskim, oleinska kiselina raspolaţe i svojstvima penušaĉa te, zahvaljujući tome, u nekim sluĉajevima nije potrebno posebno dodavati penušaĉ. Oleinska kiselina se dodaje u proces u prirodnom stanju, mada je, u nekim sluĉajveima, pogodnije da se dodaje pomešana sa apolarnim kolektorima, kao sto je, na primer, kerozin(18). Za flotaciju šelita i volframita iz kompleksnih ruda preporuĉuju se smeše C12-C18 masnih kiselina(25). Gak i ostali, 1985, (26) su dobili koncentrat volframa iz uzorka mulja od gravitacjske koncentracije koji je sadrţao 0,12-0,3% WO3 i 0,11-0,16% Mo pomoću flotacije u dva stadijuma a zatim magnetnom separacijom. Prvi stadijum je ukljuĉivao separaciju sulfidnih minerala korišćenjem

492

ksantata 0,14 kg/t i kerozina 0,10-0,15 kg/t kao kolektora pri pH 8 (Na2CO3 kao pH modifikator). Otok iz prvog stadijuma flotacije je reflotiran pri pH 8 sa oleinskom kiselinom 0,6 kg/t i kerozinom 0,5 kg/t kao kolektorom pri dozi 0,05 kg/t natrijum silikata kao deprimatora. Ukupno povećanje iskorišćenja zahvaljujući ovoj proceduri je bilo oko 10%. Talovo ulje: Dobija se kao nusproizvod u industriji drveta. Prisustvo smolnih kiselina daju talovom ulju i svojstva penušaĉa. Posebno je dobar kolektor za flotiranje apatita i minerala gvoţĊa, a takoĊe i za fluorit, barit, šelit i okside mangana. Kao izuzetno efikasan i jeftin kolektor moţe se upotrebiti frakcija talovog ulja sa niskim sadrţajem smolnih kiselina, koja ima niţu taĉku otvrdnjavanja nego tehniĉka oleinska kiselina i kao kolektor znatno je efikasnija(18). Alkil hidroksamati, IM – 50: NaĊeno je da su hidroksaminske kiseline i njihove soli selektivinije od masnih kiselina u obogaćivanju razliĉitih ruda, kao što su rude koje sadrţe minerale gvoţĊa, retkih zemalja, kalaja i volframa. Objavljeno je, da alkilhidroksamati poznati kao IM-507 koji su se sastojali od smese C7-9 hidroksamata (to je smeša natrijumovih soli hidroksamnih kiselina (R-C-OH ,NOH) dobivenih na bazi sloţenih estra masnih kiselina) su odliĉni kolektori za volfram. Za flotaciju šelita sa IM-50 korišćen je natrijum fluorosilikat pošto je natrijum silikat imao deprimirajući uticaj i na šelitne minerale. Koval E. M. 1982.(19), u bivšem SSSR je izvestio o flotacijskoj separaciji kompleksne volframitno-šelitne rude pomoću šeme koja je ukljuĉivala, kombinovanu flotaciju minerala volframa pomoću reagensa IM-50 (hidroksamati). Tiunov A. A.1980., i ostali(20), su izvestili o korišćenju kombinacije masnih kiselina i hidroksamina kao kolektora pri pH 8-9 u prisustvu oksalne kiseline kao deprimatora i NaCO3 kao modifikatora. Pradip and Chaudhuri N. C. 1996. (24), je takoĊe našao da je kombinacija masnih kiselina i alkil hidroksamata efikasan kolektor za flotaciju muljeva volframitne rude sa predtretiranjem fluorovodoniĉnom kiselinom. Arsonske kiseline: P-tolil arsonska kiselina je dugo poznata kao selektivni kolektor kasiterita. Njena formula je prikazana niţe(2). Ona je po prvi put industrijski korišćena sredinom 50-tih i do ranih sedamdesetih je bila korišćena za flotaciju kalaja u nekoliko postrojenja na svetu. Glavni problem kod kolektora na bazi arsonskih kiselina je relativna toksiĉnost i problemi sa odlaganjem jalovine. Kolektori bazirani na arsonskim kiselinama se široko koriste za flotaciju volframitnih ruda u Kini.

OH CH3 (2)

- As OH O

Fosfonske kiseline: Arsonske kiseline su veoma toksiĉne. To je dovelo do istraţivanja, u cilju iznalaţenja sliĉnih jedinjenja koja bi bi bila manje toksiĉna i jeftinija od arsonskih kiselina. Kirchberg H. and Wottgen E. 1967., (21), su sintetisali i ispitali niz jedinjenja fosfonske kiseline i našli da se p-etilfenilen fosfonska kiselina sledeće hemijske strukture(3): 7

Proizveden u institutu Mehanobr u Sankt Petersburgu u Rusiji.

493

O

O OH

CH3 – CH2 (4)

-P

OH ;

- CH = CH - P

OH

(3); OH

moţe uporediti sa arsonskim kiselinama u pogledu flotacijske efikasnosti. Collins i saradnici, 1984., su ispitali alkil fosfonske kiseline i zakljuĉili da su jeftinije ali i manje selektivne nego aril fosfonske kiseline za flotaciju ruda kalaja.(23) P-stiril fosfonoska kiselina poznata kao SPA koja ima sledeću strukturu(4), je komercijalni flotacijski agens koji se koristi industrijski u mnogim postrojenjima na svetu. Kotlyarevsky i ostali,1984., su izvestili o razvoju i komercijalizaciji kolektora na bazi difosfonske kiseline poznatih kao Flotol reagensi (22). Ovi derivativi difosfonske kiseline se koriste u obogaćivanju razliĉitih ruda kao što su fosfati, volframove, kalajne, fluoriti i oksidisane sulfidne rude obojenih metala u bivšem SSSR-u. Pradip i Chaudhuri, 1996., su nedavno ispitivali razliĉite kolektore na bazi fosfonske kiseline za flotaciju volframita. Interesantno je da komercijalni SPA reagens nije bio tako efikasan (kako u pogledu kinetike tako i u pogledu doze)(24) kao ostala dva tj. Flotol i alkil-bis-metilen derivativi. Natrijum oleat: To je so oleinske kiseline, rastvorljiva u vodi. Osnovna sirovina za proizvodnju natrijum oleata su oleinska kiselina i natrijum hidroksid (5): CH3-(CH2)7–CH=CH–(CH2)7–COOH+NaOH→CH3-(CH2)7–CH = CH–(CH2)7–COONa+H2O (5) Za industrijsku proizvodnju se koriste i biljna i ţivotinjska ulja kao i natrijum karbonat. Moderniji postupak koji se danas više koristi je bez upotrebe baza. Ulja se hidrolizuju vodom na visokim pritiscima i temperaturama ili u prisustvu specifiĉnih katalizatora. Tako se dobija slobodna kiselina. U bezvodnom stanju, natrijum oleat predstavlja ĉvrstu kristalnu materiju. Natrijum oleat je površinski aktivna materija i kao rastvorljiva u vodi pogodnija je za proces flotacije, pa ĉesto zamenjuje oleinsku kiselinu. Aero 710: U literaturi se spominje kao kolektor minerala teških metala i minerala šelita. To je natrijum oleat oleinske kiseline sirovog talovog ulja. U vodi je rastvorljiv i u proces flotacijske koncentracije se dodaje kao 5-20% vodeni rastvor. Ĉesto se koristi u kombinaciji sa višim rafinisanim kiselinama kao što su reagensi aero 765 i aero 723. Koristi se i kao sekundarni kolektor u flotaciji alkalnih metala (kalijskog ili natrijskog feldspata) i ruda plemenitih metala, gde mu je osnovna uloga stabilizacija pene. Alkil sulfosukcinamat (Anionic alkyl succinamate promoters, synthetic modified sulfonates) (Aero 845): Kolektori na bazi sulfosucinamata su prvi put sintetizovani u "American CYANAMID Company". Prodaju se od strane Cyanamid-a pod nazivom: “Aero Promoteri – A 845” ili Flotinor V 2875 od strane drugih proizvoĊaĉa. Komercijalni reagens Aerosol 22 takoĊe ima sliĉnu strukturu. Struktura alkil sulfo suscinamata je (6): SO3Na C H2 – CH

494

R – NH – C = O (6) COONa Promoter AERO 845 je u suštini anjonski modifikovani sulfonat, koji je koristan za obogaćivanje većeg broja ruda ukljuĉujući: anhidrit, barit, cementnu stenu, kasiterit, celestit, fluorit, kvarcni pesak, gips, magnezit, fosfatne rude, rutil i šelit. Osnovne osobine A 845 su date u tabeli 1.

Tabela 1. Osnovne osobine A 845 Bistar do neznatno zamagljen ţućkast rastvor Anjonski 1.12 x 103 kg/m3

Izgled: Jonska priroda Gustina, pri 25oC Viskozitet, pri 25oC

53 cP

Taĉka kljuĉanja

95oC

Taĉka mrţnjenja

Separira se ispod 10oC u dve faze

pH Rastvorljivost

7-8 Neograniĉena u vodi

Promoter AERO 845 je kompatibilan sa većinom petrolejskih sulfonata i moţe biti prethodno pomešan sa njima radi doziranja kao zajedniĉki rastvor sa poboljšanom disperzivnošću. U sluĉajevima kada promoter AERO 845 nije kompatibilan sa drugim reagensima koji se koriste(masne kiseline), on treba da se posebno dozira bilo ĉist, bilo kao vodeni rastvor. Za poboljšanu kontrolu pene i iskorišćenje, upotreba loţ ulja ili kerozina zajedno sa promoterom AERO 845 moţe da bude korisna. AERO 845 dobro funkcioniše kao kolektor za nemetale i minerale teških metala. Ovaj teĉni kolektor je rastvoran u vodi i moţe se razblaţiti do bilo koje pogodne koncentracije. Kod nekih mineralnih sistema, moţe biti poţeljnije stadijalno dodavanje promotera AERO 845 u ciklusu. Potrebne doze promotera AERO 845 su ĉesto znatno niţe nego kod anjonskih kolekora tipa masnih kiselina ili petrolejskih sulfonata i u kiselim i u baznim ciklusima (16). Alkil sulfosukcinat ( modified variant of sodium alkyl sulpho-succinates, Porocoll SC 30 ): Ovoj vrsti reagensa pripada i proizvod evropskog proizvoĊaĉa Porocoll SC 30 ili Flotinor SM35 tako nazvan kod drugih proizvoĊaĉa, koji predstavlja Alkil sulfosucinat ĉija je struktura (7) : SO3Na C H2 – CH R (7) COONa Ovaj kolektor se pokazao izvanredno dobar za flotaciju šelita u kiselom pH opsegu, taĉnije na kiselosti 3,5. Flotacijski eksperimenti su izvedeni na rudi koja predstavlja uzorke istraţnih bušotina dobijenih za vreme snimanja terena pri geološkim istraţivanjima Indije. Uzorci sa sadrţajem od 0,15% WO3 su flotirani u Denver D-12 subaeracijskoj mašini sa zapreminom ćelije od 1000 cm3. Ogledi su izvedeni na 100 g uzorka samlevenog do krupnoće 80% -110 μm. Vreme kondicioniranja je dvadeset minuta sa 0,05 kg/t koncentracije kolektora Porocoll Sc-30, na pH 3,5 i sa vremenom flotiranja od

495

jednog minuta posle dodavanja borovog ulja, a u prisustvu 0,5 kg/t natrijum silikata. Koncentrat je imao sadrţaj od 14% WO3 sa više od 90% iskorišćenja, koje je bilo postignuto samo u jednom minutu vremena flotiranja.(27). Posebne modifikacije ovog reagensa za šelit, pod nazivima SCO 40 i Edenor su dostupne na trţištu, dok se Porocoll SC30 više ne proizvodi, tako da će za rad biti upotrebljene modifikovane varijante. Alkil nitrozo-naftoli: Sinteza nitrozo alkiliranih beta-naftolnih reagenasa (sa C8-C12 ugljeniĉnog lanca) je namenski izvedena za flotaciju ruda volframa. Rezultati ogleda su pokazali da koncentracioni odnos, za rude volframa sa alkiliranim naftolima, moţe iznositi i do 20 puta. Obiman rad koji je izveden na sintezi, karkaterizaciji, testiranju i proceni alkiliranih naftola ukazuje da bi derivativi bazirani na naftolu mogli da budu odliĉni flotacijski kolektori za koncentrate volframa. Pokušaj sistematizacije upotrebljavanih osnovnih reagenata (kolektora i deprimatora) za glavne jalove konstituente pri flotaciji volframovih ruda je dat u narednoj tabeli 2.,(28). Tabela 2. Sistematizacija reagenata za osnovne jalove konstituente pri flotaciji volframovih ruda. Flotirani mineral Jonska osobina Kolektor Deprimatori Masne kiseline Natrijum silikat Sulfonatne masne kiseline Fluorovodoniĉna kiselina Anjonski Dinatrijum dodecil fosfat Gumarabika Karbonati Fosforik ester Skrob Etoksilatni fosforik ester Polisaharidi Amfoterni Karboksietil imidazolin Aromatiĉni sulfonatni polimeri Limunska kiselina Katjonski Amini Silikati Natrijum silikat Nejonski Oktilfenol etoksilat

EKSPERIMENTALNI DEO Uzorci: Rovni mineralni uzorci šelita su dobijeni od geološke sluţbe rudnika „Rudnik“ iz centralne Srbije sa lokaliteta „Nova jama“. To je u sklopu vulkano-intruzivnog kompleksa šumadijske metalogenetske zone miocenske starosti, koja se nalazi u okviru relativno uskog geografskog prostora koji se pruţa od Avale do Kraljeva. U toku 2003. godine u ovom delu leţišta izvršena su detaljna geološka i rudarska istraţivanja potkopima po obodu rudarskog okna (29) . Iz tog uzorka koji je dopremljen sa istoimenog rudnika u Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor, prospekcijom pod UV svetlošću su izdvojeni rovni šelitonosni komadi. Svi uzorci su dakle istog geološkog porekla. Na taj naĉin obezbeĊen je primarni materijal uzoraka namenjenog za ova istraţivanja, sl.1.

Sl. 1. Prospekcija šelita u stenskom masivu

Sl. 2.Šelit na mineraloškom preparatu pod UV svetlošću

496

Karakterizacija rovnih uzoraka šelita: Od specimena napravljen je mineraloški preparat za mikroskopski pregled sl.2., a na uzorku praha, su sprovedena rendgenska snimanja. Mineraloškim pregledom preparata sl.2. polarizacionim mikroskopom Carl Zeiss “JENAPOLU”, u ITNMS Beograd, konstatovan je Mineralni sastav : Šelit, karbonat, amorfna silicija, siderit, limonit itd. Sl. 3 i 4. Šelit se javlja u krupno kristalastim agregatima, koji su redovno kataklazirani i cementovani mlaĊim karbonatima. Sami agregati šelita su izgraĊeni od sitnih zrnaca. Jalovina je u vidu karbonata siderita i amorfne silicije, koja je po negde intezivno obojena limonitskom bojom.(30) Za rendgenska ispitivanja u Institutu za rudarstvo i metalurgiju Bor, korišćen je automatski rendgenski difraktometar „PHILIPS”, PW1710. Rendgenogramom su odreĊeni minerali: Šelit CaWO4; Kvarc SiO2 i Kalcit CaCO3. Navedeni su gradacijski prema zastupljenosti i intezitetu detektovanih pikova. Konstatujemo da je dominantan šelit, dok se primese javljaju u tragovima.

Slika 3. Lepo razvijen kristal šelita (krem) u

Slika 4. Isto kao sl. 3. Odbijena svetlos, vazduh, N X.

karbonatnom matriksu Odbijena svetlost, vazduh, N II.

Fiziĉko hemijske karakteristike uzoraka: - Gustina rude - Nasipna masa na krupnoći 100% - 12, 7 mm - Nasipna masa na krupnoći 100% - 3, 35 mm - Bondov radni indeks u mlinu sa šipkama

2 930 kg/m3 2 059 kg/m3 1 544 kg/m3 19, 49

- Bondov radni indeks u mlinu sa kuglama

16,

kWh/t kWh/t Tabela 3: Hemijski sastav uzorka sa lokaliteta „Nova Jama“ iz rudnika „Rudnik“ Element WO3 Pb Zn Bi MgO CaO K2O Na2O

Sadrţaj 0,94% 0,44% 0,29% 0,41% 0,77% 2,92% 6,99% 1,17%

Element Cu Fe SiO2 Al2O3 Ag Au S

497

Sadrţaj 0,015% 1,76% 64,92% 13,61% 64 g/t 0,02 g/t 0,96%

48

Ogledi osnovnog flotiranja: Predhodno su izvršeni eksperimenti mlevenja uzorka u elipsoidnom mlinu sa kuglama zapremine 15,2 dm3. Masa šarţe kugli na poĉetku ispitivanja bila je 12 kg. Za jedan eksperiment mleveno je 970 g rude, pri sadrţaju ĉvrstog od 70 %. Svi ogledi osnovnog flotiranja izvršeni su u „Denver” flotacijskoj mašini zapremine komore 2,4 dm3 i brzinom obrtanja rotora od 1300 min-1. Tokom ispitivanja izvedeno je nekoliko eksperimenata osnovnog flotiranja u cilju odabira najboljeg reagensa. U tabeli 4. prikazani su upotrebljeni reagensi u flotiranju i ostvareni rezultati iskorišćenja šelita u osnovom koncentratu. Vidi se da je u osnovnom flotiranju najbolje iskorišćenje postignuto sa reagensom SCO 40. Tabela 4: Ostvareni tehnološki rezultati u osnovnom koncentratu sa razliĉitim reagensima Reagensni reţim Petrolej i AP 485 N (po 250 g/t) Petrolej i AP 485 N (po 150 g/t) D1 i AP 845 N SCO 40 i Edenor SCO 40 Edenor

Sadrţaj WO3 % 2,60 1,97 2,29 4,20 9,61 25,07

Iskorišćenje WO3 % 90,54 83,70 46,31 82,23 96,41 72,39

Eksperiment sa preĉišćavanjem osnovnog koncentrata: Na osnovu prethodnih rezultata sprovedeni su eksperimenti sa preĉišćavanjem osnovnog koncentrata dobijenog upotrebom najpovoljnijeg reagensa SCO 40. Eksperiment je izveden u mašini „Denver”sa zapreminom komore od 4,5 dm3, brzinom obrtanja rotora od 1500 min-1 i 1940 g rude. Tako su izvedena dva eksperimenta osnovnog flotiranja a skupni koncentrat je dva puta preĉišćen. Oba preĉišćavanja osnovnog koncentrata su izvedena pod istim uslovima, takoĊe u „Denver” mašini sa zapreminom komore od 2,4 dm3 i brzinom obrtanja rotora 1300 min-1. U tabeli 5. prikazani su ostvareni rezultati u eksperimentu sa preĉišćavanjem. Reagens SCO 40 je ostvario najveće iskorišćenje WO3 (tabela 4) i veoma dobar sadrţaj u osnovnom koncentratu. Iz tih razloga izveden je i eksperiment sa preĉišćavanjem. Dobijen je koncentrat šelita sa sadrţajem WO3 od oko 18% i iskorišćenjem oko 58%.

Proizvo d

Masa M%

Tabela 5: Metal bilans u eksperimentu sa preĉišćavanjem SADRŢAJ % RASPODELA % RWO Zn Pb WO3 Ag g/t K2O RZn RPb RAg 3

Ksulfid a Mulj

5,60

1,4

7,16

0,72

0,013

4,18

5,14

0,28

1,83

13,84

0,47

0,017 0,003 5

5,84

M1 M2

2,43

0,62

0,12 0,05 8 0,03 7

0,014

4,85

Kšelita

3,12

1,03

0,020

1,21

J

69,87

0,14

0,015

6,44

Ruda

100,0 0

0,30 3

0,014

5,96 3

0,16 0,01 2 0,42 9

0,12 6,42 17,9 4 0,14 1 0,96 6

498

6,44

25,8 8 4,75 21,4 8

93,3 7 1,44

4,98 10,6 1 32,3 0 100, 0

RK2 O

4,18

5,41

3,93

9,74

6,43

5,03

1,87

1,72

3,55

14,95

0,21

16,16

2,51

0,01

1,16

57,99

4,59

0,63

1,95

10,21

100, 0

100,0

77,5 1 100, 0

75,45 100,0

ZAKLJUĈAK Dati revijalni prikaz reagenasa za flotaciju šelita predstavlja rezultat literaturnog pregleda nauĉno-struĉnih radova koji su se bavili ovom problematikom. To nesumnjivo predstavlja jedan koristan doprinos obzirom da su reagensi za flotaciju šelita sistematiĉno prikazani na jednom mestu. S`druge strane to moţe biti korisno za inţinjere PMS-a koji se bave problematikom reagenasa i koncentracijom minerala šelita. Predstavljeni protokoli flotacije šelita nesumnjivo predstavljaju dobru polaznu osnovu za dalji istraţivaĉki rad. Kao rezultat navedenog prikaza reagenasa i protokola flotiranja izvršeno je ispitivanje na dostupnim reagensima (A 845 N i SCO 40) i realnom uzorku sa ciljem izbora najpovoljnijeg reagensa. Rezultati tih ispitivanja su dalje prikazani u ovom radu. Uzorak rude leţišta Nova Jama rudnika „Rudnik“ sa sadrţajem WO3 0,94% tretiran je postupkom flotacijske koncentracije u cilju dobijanja koncentrata šelita. Kako je reagens SCO 40 u osnovnom flotiranju dao najbolje rezultate uz njegovu upotrebu je izveden eksperiment sa preĉišćavanjem. Koncentrat šelita posle dva preĉišćavanja imao je oko 18% WO3. Iskorišćenje šelita je nisko ali treba oĉekivati da se optimizacijom parametara preĉišćavanja moţe povećati pre svega u drugom preĉišćavanju gde sa meĊuproizvodom M2 odlazi oko 16% WO3. U svakom sluĉaju ovim radom je potvrĊeno da je iz uzorka šelita sa rudnika „Rudnik“ iz lokaliteta „Nova Jama“ moguće dobiti niskosadrţajni koncentrat šelita. Pri tome je reagens koji je davao najbolja iskorišćenja šelita, SCO 40. Na taj naĉin je izvršen izbor najpovoljnijeg reagensa za flotaciju našeg šelita. Njega bi u nastavku ispitivanja u svrhu optimizacije rezultata flotiranja trebalo nezaobilazno koristiti. ZAHVALNOST Realizatori istraţivanja, zahvalnost izraţavaju AD „Rudnik“, Tehniĉkom Fakultetu Bor, Institutu za rudarstvo i metalurgiju Bor, ITNMS Beograd, i Ministarstvu za nauku Republike Srbije, koje je finansijski podrţalo istraţivaĉki projekt TR-19002 u sklopu koga su sprovedena ova istraţivanja. LITERATURA 1. Emsley.J ,(1991) ; THE ELEMENTS : Sec.Ed.,Clarendon Press,Oxford, 251 p 2. Dimitrijević V., Dimitrijević M., Milanović D. (2004) “Recovery of tungsten from low grade scheelite concentrates by soda ash roast-leach Method.” J M M, 40A p.75-89 3. Atak, S.,Gurkan,V. And Yafawi,A.,(1986) Effect of various fatty acids on separation of scheelite from calcite. In:Y.Aytekin (Editor), 1st Int.Miner.Process.Symp.,Izmir, p.94-103. 4. Agar,G.E.,1984.Scheelite flotation.U.S.Patent, US 4,488,959 A,17 pp(C.Ab.,102(20):170318b). 5. Hanna H.S. and Somasundaran P. (1976) „Flotation of salt type minerals“, In:Flotation,A.M.Gaudin Memorial Volume, vol.1 (Ed.M.C.Fuerstenau), p197-272. 6. Vazquez L.A., Ramachandran Sand and Grauerholz N.L., (1976), Selective flotation of scheelite. In: Flotation A.M. 7. Arnold R., E. F. Browabill and S.W.Ihle.(1978) “Hallimond tube flotation of scheelite and calcite with amines” ELSEVIER (Printed in Netherlands) International Journal of mineral Processing. 5 p.143-152. 8. Koval E. M. (1982), Obogaskh Rud (Leningrad) 27 14 (CA No. 99:74460n). 9. Kotlyarevsky I. L., Alferiev I. S. Krasnukhina A. V., Pomazov V. D. and Egorov N. V. (1984), Reagents in the minerals industry (eds) M. J. Jons and R. Oblatt (London: IIM Pub.) p. 173. 10. D. Milanović, Z. Marković,“Koncentrat volfram iz jalovišta sa lokaliteta „Đuviĉka Đula““, Ĉasopis «Rudarski radovi» Institut za bakar 2/2005, UDC 622.3 46:622.765(045) =861 YU ISSN 1451-0162

499

11. Radosavljević Slobodan, Stojanović Jovica i Kašić Vladan, "Mineralogy of the Polymetallic ore from Rudnik mine" International serbian symposium on mineral processing SerbiaSokoBanja Nov. 2006 Proceedings, p.8-12 12. Dragan B. Milanović, Zoran S. Marković, „Zeta-potencijal i flotabilnost minerala šelita u razliĉitim tipovima voda. Deo 1. Zeta-potencijal“ Ĉasopis:Hemijska industrija, Septembar-OktobarVol 63 (2009), No 5, p.369 13. Dragan B. Milanović, Zoran S. Marković,“ Zeta-potencijal i flotabilnost minerala šelita u razliĉitim tipovima voda. Deo 2. Flotabilnost“ Ĉasopis:Hemijska industrija, Septembar-OktobarVol 63 (2009), No 5, p.377 14. D. Milanović, Doktorska Disertacija:„Uticaj veliĉine ĉestica na fenomene flotabilnosti minerala šelita“ Bor, Oktobar 2008 god. Univerzitet u Beogradu, Tehniĉki fakultet u Boru. 15. Mining chemicols hondbook, 1986. A. CYANAMID Company 16. Gifing M. M. 1987., RGF Beograd, "Flotacijski reagensi" 17. Koval E. M. 1982., Obogaskh Rud (Leningrad) 27 14 (CA No. 99:744604). 18. Tiunov A. A., Zakhanov L.I. and TiunovY.A.1980.,Tsvetn.Met.1268 (CA No94: 107059 u) 19. Kotlyarevsky I. L., Alferiev I. S. Krasnukhina A. V., Pomazov V. D. and Egorov N. V. 1984., Reagents in the minerals industry (eds) M. J. Jons and R. Oblatt (London: IIM Pub.) p. 173. 20. Collins D. N., Wright R. And Watson D. 1984. Reagents in the minerals industry (eds) M. J. Jons and R. Oblatt (London: IMM) p. 1. 21. Pradip and Chaud huri N. C. 1996. Trans Indian Institute of Metals lin press. 22. Golikov W., Meixner M., Goerlach H., Hebel A., Vóigt B., Seidel H., Hoefer R., 1986. East German patent, DD 233 311 (CA: 105064225 W). 23. Gak T. L.,Varalambv V. G., Abdulkhairov S. G., Aitoleeva S. G., and Frizen G. Y. 1985. Kompleksn Ispól'z Miner Syrya 9 33 (CA: 104-92684t). 24. T.G.Charan and G.V.Rao. (1990) "Flotation of Scheelite with Alkyl Sulpho-succinate Collector." AUFBEREITUNGS-TECHNIK 31 Nr.8 p.442-446 25. H. Sis and S. Chander, 2003. „Reagents used in the flotation of phosphate dres: a critical review“. Minerals Engineering 16, (2003) 577-585, Pergamon Press. 26. Radosavljević S., Stojanović J. i Kašić V.,"Studija - minealogija polimetaliĉne rude rudnika Rudnik" Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Franše d'Eperea 86, P.Box 390, 11000 Beograd 27. Stojanović J. N., 2005a;b.Magistarski Rad "Mineralne parageneze rudne zone "Nova Jama" polimetaliĉnog leţišta rudnik" Rudarsko Geološki fakultet, Univerzitet u Beogradu.

500

ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI PRIMENE KVARCNE SIROVINE IZ LEŢIŠTA BIJELA STIJENA – «BOKSIT» MILIĆI INVESTIGATION OF POSSIBILITY FOR APPLICATION OF QUARTZ RAW MATERIAL FROM BIJELA STENA DEPOSIT – “BOKSIT” MILIĆI Ţivko Sekulić*, Miloš Đokanović**, Vladimir Jovanović*, Branislav Ivošević*, Milan Petrov*, Aleksandra Daković* *Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd ** AD „Boksit“ Milići, tehniĉki rukovodilac RJ "Kvarcni pijeskovi", Milići Izvod Obavljena su opseţna ispitivanja kvarcne sirovine iz leţišta Bijela Stijena kod Milića u Republici Srpskoj sa ciljem utvrĊivanja mogućnosti valorizacije i primene iste. Izvršena je karakterizacija rovne sirovine i nakon toga definisana tehnološka šema za ispitivanja. Postupcima pripreme (razmuljivanje; pranje; klasiranje; atriciono ribanje i mlevenje klasa –15+0.6mm) su izdvojeni sledeći asortimani proizvoda. -15 + 5mm, -5 + 2mm, -2 + 0,6mm, -0,6 + 0,05mm separisani, -0,6 + 0,05mm mleveni, -0,1 + 0,05mm. Jalovinu predstavlja klasa -0,05 + 0,0mm i + 15mm. Na osnovu obavljenih ispitivanja moţe se reći da se iz rovnog kvarcnog peska Bijela Stijena Skoĉić moţe dobiti asortiman peska potrebnog kvaliteta koji se moţe upotrebiti za dobijanje vodenog stakla. To je klasa –0.6+0.05mm dobijena u separaciji i mlevenjem krupnih klasa. Koliĉina krupnih klasa (iznad 0.6mm), koja se ne samelje, se moţe plasirati za filtere za preĉišćavanje vode, za peskarenje itd. Sušenjem klase – 0.6+0.05mm dobija se suvi kvarcni pesak koji zadovoljava uslove kvaliteta koje postavlja livnica “Jelšingrad” Banja Luka. Kljuĉne reĉi: kvarcna sirivina, kvarcni pesak, mlevenje, kvarcni pesak za vodeno staklo, livaĉki kvarcni pesak

Abstract Detailed investigations of raw quartz material from Bijela Stena deposit (Milići, Bosnia) were performed with the aim to determine the possibility for its valorization. Characterization of the raw quartz material was done, and the technological scheme for investigations was defined. Using the mineral processing procedures (sludging washing, classifying, attrition scrubbing and grinding of class – 15 + 0.6 mm), the following classes were obtained: - 15 + 5 mm, - 5 + 2 mm, - 2 + 0.6 mm, - 0.6 + 0.05 mm (separated), - 0.6 + 0.05 mm (grinded), and – 0.1 + 0.05 mm. Waste material is in classes - 0.05 + 0.0 mm and + 15 mm. Performed investigations showed that from raw quartz material is possible to obtain quartz sand (class – 0.6 + 0.05 mm separated and grinded) with required quality for water glass production. The classes > 0.6 mm may be used as filters for water purification, sand blasting, etc. Drying of class – 0.6 + 0.05 mm lead to quartz sand product which satisfy required quality for foundry „Jelšingrad“ Banja Luka, Bosnia. Key words: quartz raw material, quartz sand, grinding, quartz sand for water glass, quartz sand for foundry

501


1.

Uvod

Leţište kvarcnog peska “Bijela Stijena- Skoĉić” pripada sedimentima gornje eocenske starosti, od ĉega je istraţnim radovima obuhvaćena lokacija Bijela Stijena površine 7.5ha. Naslage peska predstavljaju izduţeno soĉivo nepravilnog oblika, koje leţe preko serije crvenih glinaca i sitnozrnih liskunskih pešĉara i serije smeĊe crvenih pešĉara, konglomerata i glinaca. Postanak kvarcnog peska u leţištu “Bijela Stijena- Skoĉić” se povezuje sa ispiranjem pešĉara od strane mineralnih, posebno kiselih voda. Na osnovu Elaborata o klasifikaciji, kategorizaciji i proraĉunu rezervi kvarcnog peska u leţištu “Bijela Stijena- Skoĉić” kod Zvornika sa stanjem 31.12.2008. godine uraĊenom od strane a.d. “Boksit” Milići (autor Miroslav Todorović, dipl.ing. geol.) izvršeno je ograniĉenje leţišta tako da su bilansne reserve kvarcnog peska: A+B =735 886 tona. Prema Glavnom rudarskom projektu eksploatacije kvarcnog peska na PK “Bijela Stijena-Skoĉić” kod Zvornika, koji je uradio Rudarski institut Prijedor 2009. godine, Eksploatacione rezerve su 759 882 tona. [1,2] U cilju utvrĊivanja mogućnosti primene ove kvarcne sirovine uraĊena su brojna ispitivanja[3], a u ovom radu se daju najvaţniji rezultati tih ispitivanja. 2.

Rezultati ispitivanja kvarcnog peska “Bijela Stijena Skoĉić”

2.1 Polazni uzorak Uzorci kvarcnog peska »Bijela Stijena Skoĉić«, sa oznakama Š i P, kao i jedan uzorak krupnokomadastog kvarca, ukupne mase oko 150 kg, dostavljeni su od strane kompanije AD BOKSIT Milići. Prema planu ispitivanja, formiran je kompozit uzoraka sa oznakama Š i P za dalji tretman, dok je krupnokomadasti kvarc pripremljen za kompletnu silikatnu analizu. Granulo sastav rovnog kvarcnog peska “Bijela Stijena Skoĉić” je dat u tabeli 1. Tabela 1. Granulometrijski sastav uzorka rovnog kvarcnog peska Bjela Stjena Skoĉić

Klasa krupnoće, mm +25,0 -25,0 +15,9 -15,9 +7,93 -7,93+5,66 -5,66+2,00 -2,00+1,19 -1,19+0,60 -0,60+0,30 -0,30+0,05 -0,05+0 Ulaz

Maseno uĉešće, % 6,84 0,70 2,64 2,41 12,07 10,64 12,87 18,66 23,40 9,77 100,00

Maseno uĉešće odsev, M % 6,84 7,54 10,18 12,60 24,66 35,30 48,17 66,83 90,23 100,00 /

Maseno uĉešće prosev, M % 100,00 93,16 92,46 89,82 87,40 75,34 64,70 51,83 33,17 9,77 /

2.2. Eksperimentalni rad - Razmuljivanje kompozitnog uzorka: Kompozitni uzorak je mešanjem razmuljen u vremenu od 8 min i pri sadrţaju ĉvrste faze od oko 25 %. - Klasiranje kompozitnog uzorka na vibro situ sa otvorima 2, 0,6, 0,1 i 0,05mm Sve dobijene klase krupnoće su osušene i izmerene, nakon ĉega su od svake klase izuzeti reprezentativni uzorci za kompletnu silikatnu analizu.

48


Prikaz eksperimenta je dat na slici 1.

Rovni uzorak

Razmuljivanje

Pranje

Klasiranje

+15mm /-15+0mm / -5+2mm / -2+0.6mm / -0.6+0.05mm / -0-05+0mm Rezultati ispitivanja: Slika 1 Šema eksperimenta

U tabeli 2 prikazan je bilans klasiranja. Tabela 2 Bilans klasiranja kompozitnog uzorka

Klasa krupnoće, mm +2 -2+0,6 -0,6+0,1 -0,1+0,05 -0,05+0 Ulaz

Maseno uĉešće, % 27,36 29,22 28,26 5,84 9,32 100,00

Silikatna analiza svih asortmana i krupnokomadastog uzorka je data u tabeli 3. Tabela 3 Hemijski sastav pojedinih asortimana kvarcnog peska

Asortiman, mm +2 mm -2+0,6 mm -0,6+0,1 mm -0,1+0,05 mm -0,6+0,05 mm -0,05+0 mm Ulaz Krupnokomadasti kvarc

Sadrţaj komponente, % SiO2 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O G.Ţ. 99,68 0,016 0,01 0,006 0,0122 0,0125 0,14 99,76 0,013 0,01 0,005 0,013 0,0125 0,17 99,65 0,019 0,01 0,0063 0,016 0,0157 0,14 98,9 0,043 0,01 0,0126 0,0135 0,0422 0,32 99,52 0,0231 0,01 0,0073 0,0155 0,0202 0,17 90,52 0,28 0,582 0,073 0,583 0,69 2,99 98,79 0,042 0,063 0,012 0,066 0,078 0,42 97,96 0,072 0,112 0,025 0,0202 0,071 0,58

48


2.3. Industrijska proba Obavljena je industrijska proba koja je podrazumevala razmuljivanje, pranje i klasiranje kompozitnog uzorka rovnog kvarcnog peska iz leţišta “Bijela Stijena Skoĉić”. Nakon industrijske probe analiziran je rovni uzorak i proizvod –0.6+0.05mm dobijen klasiranjem u industrijskim uslovima[3]. Hemijska analiza ovih uzoraka je data u tabeli 4 Tabela 4 Hemijska analiza uzorka posle industrijske probe

Sadrţaj komponente, % Naziv uzorka -0,6 +0,0 mm Rovni uzorak

CaO

Cr2O3

Fe2O3

0,056 0,050

0,0028 0,034 0,047

SiO2

Al2O3

K2O

Na2O

TiO2

GŢ

99,25 98,09

0,378 1,21

0,033 0,077

0,0097 0,0076

<0,02 <0,02

0,20 0,48

Fabrika BIRAĈ je postavila uslove kvaliteta za kvarcni pesak za vodeno staklo: SiO2 98.5% minimalno Al2O3 0.5% maksimalno Fe2O3 0.035% maksimalno CaO MgO Na2O K2O TiO2 0.1% maksimalno Cr2O3 0,0003 maksimalno Gubitak ţarenjem 0.2% Hemijski sastav klase kvarcnog peska –0.6+0.05 mm dobijene u laboratorijskim i industrijskim uslovima ukazuju da je postignut traţeni kavalitet kvarcnog peska za dobijanje vodenog stakla. Sadrţaj Cr2O3 (za koji se traţi 0.0003%) nije ostvaren, meĊutim nakon probe dobijanja vodenog stakla i sa kvarcnim peskom sa 0.0028% Cr2O3 (uraĊene u laboratoriji Biraĉa Zvornik) su pokazale da je vodeno staklo dobrog kvaliteta 2.4. Ispitivanje primene asortimana –0..6+0.05 mm u livnicama Provera primene asortimana –0.6+0.05mm u livnicama je izvršena poreĊenjem sa zahtevima koje postavlja livnica «Jelšingrad» Banja Luka. U tu svrhu analiziran je ovaj asortiman na potrebne parametre i ti su rezultati dati dalje u ovom radu. Hemijski sastav uzorka: SiO2 Fe2O3 Na2O K2O CaO MgO

99.28% 0.0257% 0.0645% 0.028% 0.039% 0.0086%

OdreĊivanje granulometrijskog sastava, srednje veliĉine zrna, stepena ravnomernosti zrna i broj finoće zrna je obavljeno po SRPS B. B5. 011: Srednja veliĉina zrna: SVZ = 0,20mm

48


Stepen ravnomernosti zrna: Broj finoće zrna: Isprane materije, SRPS B. B5. 011 Gubitak ţarenjem, SRPS B. B8. 050 Temperatura sinterovanja iznosi Vatrostalnost

StR-razlika= 33% BFZ = 65,11 0,16% 0,02% cca 1500oC. SK 42/32, 1730oC, (SRPS.B.D8.301.)

Mineralni sastav: Najzatupljeniji mineral u analiziranom uzorku je kvarc, pa feldspati, manje su zastupljeni liskuni, muskovit i biotit, i karbonati a kao proizvod alteracije biotita oksidi i hidroksidi gvoţĊa. Merenje faktora oblika zrna izvršeno je na 377 zrna. Srednji faktor oblika zrna je 0,676. Zahtev livnice “Jelšingrad” Banja Luka u pogledu kvaliteta “suvog” kvarcnog peska: SiO2 minimalno98% Primese (Na2O, K2O, CaO, MgO) maksimalno 1% Srednja veliĉina zrna SVZ = 0,20-0.35mm Broj finoće zrna BFZ = 65,11 Isprane materije maksimalno 0.5% Gubitak ţarenjem 0,30% Temperatura sinterovanja minimalno 1450oC. Vatrostalnost minimalno SK 31 Na osnovu svih ispitivanja na slici 2 daje se pisana tehnološka šema separacije i mlevenja kvarcnog peska iz leţišta “Bijela Stijena Skoĉić”.

Rovni uzorak

Razmuljivanje

Pranje

Klasiranje

+15mm /-15+5mm / -5+2mm / -2+0.6mm / -0.6+0.05mm / -0-05+0mm (Jalovina)

Mlevenje Klasiranje

Slika 2: Predlog šeme valorizacije kvarcnog peska iz leţišta “Bijela Stijena Skoĉić”

-0.6+0.05mm

-0-05+0mm (Jalovina)

48


3.

Zakljuĉak

Na osnovu dosadašnjih ispitivanja kvarcnog peska iz leţišta “Bijela Stijena Skoĉić” moţe se reći da je potreban hemijski sastav (prema zahtevu BIRAĈa) kvarcnog peska za vodeno staklo (klase – 0.6+0.05 mm) iz rovog kvarcnog peska moguće dobiti postupcima Pripreme Mineralnih Sirovina, i to: Razmuljivanje, Pranje, Klasiranje, Atriciono ribanje, Mlevenje klasa –15+0.6 mm. Isto tako dobijeni asortiman, kada se osuši. moţe da se koristi u livnicama za izradu kalupa. Pošto «Boksit» Milići poseduje separaciju koja nije u radu, a na kojoj se devedesetih godina valorizovao kvarcni pesak iz drugog lokaliteta, postupci razmuljivanja, pranja i klasiranja se mogu obavljati na ovoj separaciji. Za dobijanje klase –0.6+0.05mm mlevenjem klasa –15 +0.6mm, mora da se obezbedi mlin sa gumenim oblogama i sileks kuglama jer isti ne postoji u postojećoj separaciji. Izbor ovakvog mlina spreĉava mogućnost kontaminacije proizvoda metalnim opiljcima.

LITERATURA [1] [2] [3] [4]

Geološki elaborat o rudnim rezervama kvarcnog peska leţišta “Bijela Stijena Skoĉić”, uradio Miroslav Todorović 2008.god. Glavni rudarski projekat eksploatacije kvarcnog peska leţišta “Bijela Stijena Skoĉić”, uradio Rudarski institut Prijedor, 2009.god. Dopunski tehnološki projekat adaptacije postrojenja u lukića polju za sirovinu iz leţišta “Bijela Stijena-Skoĉić” i dogradnju postrojenja za mlevenje SRPS B. B5. 011

48


PRIMENA PRIRODNIH ZEOLITA U ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE NATURAL ZEOLITES – ENVIRONMENTAL FRIENDLY MATERIALS Aleksandra Daković, Milan Kragović, Ţivko Sekulić, Sonja Milićević, SrĊan Matijašević, Mirjana Stojanović Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd Izvod Istraţivanja na prirodnim zeolitima koja se obavljaju u Institutu za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina obuhvataju pripremu, karakterizaciju i modifikacije alumosilikatnog minerala klinoptilolita sa ciljem dobijanja materijala koji mogu da naĊu praktiĉnu primenu u zaštiti ţivotne sredine. Zavisno od rešavanja problema, tj. vrste specifiĉnog zagaĊivaĉa, prirodni zeolit – klinoptilolit se moţe modifikovati na razliĉite naĉine i to najĉešće površinskom modifikacijom sa kvaternarnim amonijum jonima ili primarnim aminima i neorganskom modifikacijom sa jonima gvoţĊa u alkalnoj sredini ili hidronijum jonima. Tako modifikovani prirodni zeoliti mogu biti pogodni za uklanjanje toksiĉnih metala (olova, bakra, cinka, nikla, itd.), neorganskih anjona (fosfati, hromati, arsenati) ili radionuklida – uranijuma prisutnih u vodama i zemljištima, kao i za sorpciju mikotoksina prisutnih u stoĉnoj hrani. Kljuĉne reĉi: prirodni zeolit, sorpcija, toksiĉni metali, uranijum, mikotoksini Abstract Researches on natural zeolites which are conducted in Institute for Technology of Nuclear and Other Mineral Raw Materials are focused on preparation, characterization and modifications of aluminosilicate mineral clinoptilolite with the aim to obtain materials which may be used as materials for environmenatl protection. In dependance of the nature of specific pollutant, different modifications of natural zeolite are performed: modification of zeolitic surface with quaternary ammonium salts or primary ammine and inorganic modifications with iron ions in alkaline solution or with hydronium ions. These modified zeolites may be suitable for removal of toxic metals (lead, copper, nickel, zinc, etc.), inorganic anions (phosphates, chromates, arsenates, etc.), or radionuclides – uranium from contaminated waters and soils, as well as for sorption of mycotoxins present in animal feed. Key words: natural zeolite, sorption, toxic metals, uranium, mycotoxins

Uvod ZagaĊenje ţivotne sredine radionuklidima, neorganskim anjonima (sulfati, hromati, fosfati, itd.) i katjonima toksiĉnih metala (olovo, baker, cink, kadmijum, nikl, itd.) se povećava iz godine u godinu. TakoĊe, kontaminacija stoĉne hrane mikotoksinima predstavlja tekući problem u proizvodnji stoĉne hrane. Trenutno, najatraktivniji pristup uklanjanju pomenutih zagaĊivaĉa je njihova adsorpcija na prirodnim mineralima. Kao adsorbenti razliĉitih zagaĊivaĉa se najĉešće primenjuju prirodni zeoliti. Zeoliti su kristalni, hidratisani alumosilikati alkalnih i zemno alkalnih katjona, koji poseduju beskonaĉnu trodimenzionu strukturu. Karakterišu se sposobnošću da gube i primaju vodu i da izmenjuju neke od svojih konstitucionih katjona, bez većih promena strukture [1, 2]. Hemijski sastav prirodnih zeolitskih minerala, kojih u prirodi ima oko 50 razliĉitih vrsta, je znaĉajno razliĉit, ne samo od vrste do vrste, nego ĉesto i od leţišta do leţišta za jedan isti mineral [1, 3]. Primena prirodnih

48


zeolita zavisi od njihovih osnovnih fiziĉko hemijskih osobina i mogućnosti ekonomske eksploatacije. Osobine su direktno zavisne od njihovog hemijskog sastava i kristalne strukture, odnosno od topografije zeolitskog minerala prisutnog u zeolitskom tufu kao zeolitske sirovine. Osnovna izgraĊivaĉka jedinica svih silikata je (SiO4)4-, tetraedar sa Si4+ jonom u centru i sa 2ĉetiri O jona u uglovima. Tetraedri se mogu povezivati, preko svojih O2- jona, na razliĉite naĉine, gradeći pri tom kompleksnije strukture. Kod zeolita, usled izostrukturne zamene ĉetvorovalentnog Si sa trovalentnim Al, alumosilikatna mreţa je negativno naelektrisana, pa je ovaj višak negativnog naelektrisanja kompenzovan pozitivnim jednovalentnim i/ili dvovalentnim katjonima, kao što su kalcijum (Ca2+), magnezijum (Mg2+), natrijum (Na+), kalijum (K+). Opšta hemijska formula zeolita je: (Mx+, My2+) (Al (x+2y) Si n-(x+2y) O2n ) mH2O gde M+ i M2+ predstavljaju jednovalentne i dvovalentne katjone. Katjoni u prvoj zagradi se nazivaju izmenljivi katjoni, dok katjoni u drugoj zagradi predstavljaju strukturne katjone, koji zajedno sa kiseonikom uĉestvuju u izgradnji kristalne rešetke zeolita. Slabo vezana molekulska voda je, takoĊe, prisutna u strukturi zeolita, okruţujući izmenljive katojne. Odnos (Si+Al)/O kod zeolita iznosi 1 : 2, a suma pozitivnih naelektrisanja izmenljivih katjona je jednaka broju tetraedarskih Al atoma. Ne postoje prirodni zeoliti koji sadrţe više aluminijuma nego silicijuma, odnosno Si/Al odnos u svim zeolitima je 1. IzmeĊu svih poznatih zeolitskih minerala, najširu praktiĉnu primenu ima mineral klinoptilolit. On je jedan od najrasprostranjenijih minerala u prirodi. Obimna istraţivanja na prirodnim zeolitima koja se obavljaju u Institutu za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina pokazuju da prirodni i modifikovani zeoliti mogu biti efikasni adsorbenti toksiĉnih metala – olova, bakra, cinka, nikla [4, 5], radionuklida - uranijuma [6, 7], neorganskih anjona - sulfata, hromata i fosfata, arsenata [8, 9],.kao i slabo polarnih organskih molekula - npr. mikotoksina, koji su prisutni u stoĉnoj hrani [10, 11] i slabo polarnih organskih molekula prisutnih u vodama [12, 13]. U ovom radu je prikazan deo ovih rezultata. Prirodni zeoliti kao sorbenti toksiĉnih metala Svetski trend konstantnog povećanja ljudske populacije srazmerno prati i progres svetske industrije, što za posledicu ima i drastiĉno povećanje koliĉine otpadnih voda. Poslednjih decenija, preĉišćavanje industrijskih otpadnih voda je postalo prioritet u istraţivanjima vezanim za zaštitu ţivotne sredine, jer zagaĊenje prirodnih voda u velikoj meri ugroţava ravnoteţu ekosistema, a samim tim i ţivi svet. Poseban problem za ekologiju predstavljaju otpadne vode nastale u industriji prerade toksiĉnih metala (Cu, Pb, Zn), koja u našoj zemlji ima dugu tradiciju. S obzirom na veliku koliĉinu otpadnih voda koje prate ovu industriju, neophodno je da tehnologija preĉišćavanja bude što efikasnija, ekološki prihvatljiva a istovremeno i ekonomski isplativa. Kao moguće rešenje, u poslednje vreme nameće se primena zeolita, minerala koji se već pokazao kao efikasan sorbent za mnoga organska i neorganska zagaĊenja, a spada u ekonomski isplative i rasprostranjene sirovine. Prirodni zeolit poseduje odreĊeni afinitet prema toksiĉnim metalima (olovo, bakar, cink, kadmijum, nikl, itd.). Ipak, u nije vreme istraţivanja su usmerena na modifikacije zeolita sa gvoţĊem u alkalnoj sredini, sa ciljem povećanja efikasnosti uklanjanja toksiĉnih metala [4]. Rezultati ispitivanja sorpcije bakra, cinka i nikla na prirodnom zeolitu i zeolitu modifikovanom jonima gvoţĊa u alkalnoj sredini su prikazani na Slici 1.

48


70 62 prirodni zeolit

60

Indeks adsorpcije, %

Fe-zeolit

50 40

46 37 34

30 23

20 8

10 0 Cu

Zn

Ni

Slika 1. Sorpcija bakra, nikla i cinka na prirodnom zeolitu i zeolitima modifikovanim jonima gvoţĊa.

Na osnovu rezultata prikazanih na Slici 1 se moţe videti da se modifikacijom prirodnog zeolita jonima gvoţĊa u alkalnoj sredini postiţe znatno viši stepen uklanjanja katjona bakra, cinka i nikla. Prirodni zeoliti kao sorbenti uranijuma Dugoţiveći radionuklidi poreklom iz havarija nuklearnih reaktora, eksploatacije rude urana, proizvodnje nuklearnog oruţja, kao i ratnih dejstava, se dugi niz godina nagomilavaju u ĉovekovoj okolini, ugroţavajući zdravlje ljudi i ţivotinja. TakoĊe, savremeni pristup uklanjanju uranijuma iz kontaminiranih voda i zemljišta se zasniva na korišćenju prirodnih alumosilikatnih minerala. Zbog velikog afiniteta prirodnog zeolita (klinoptilolita) prema cezijumu klinoptilolit se najĉešće primenjuje za uklanjanje ovog radionuklida iz kontaminiranih voda, zemljišta kao i radioprotektora u sluĉaju alimentarne radiokontaminacije. Prirodni afinitet, kao i velika rasprostranjenost i visoka selektivnost zeolita prema cezijumu iskorišćena je za adsorpciju drugih radionuklida meĊu kojima i uranil-jona. U našim preliminarnim ispitivanjima je odreĊeno da adsorpcija uranil jona na prirodnom zeolitskom tufu, pri masenom odnosu adsorbent : uranil jon 1000 : 1, na pH 7, iznosi 35%, dok na kalijumskom obliku klinoptilolita, adsorpcija uranil jona iznosi 50%. Da bi se povećao afinitet sorbenta prema uranil jonu, prirodni klinoptilolit je modifikovan tretmanom sa hlorodoniĉnom kiselinom (HZ) i sa primarnim aminom (OHZ), i na dobijenim sorbentima je ispitana sorpcija uranil jona [6, 7]. Eksperimenti su raĊeni pri razliĉitim masenim odnosima adsorbent : uranil jon, na pH 7, i ovi rezultati su prikazani na Slici 2.

48


120

Indeks adsorpcije, %

100

95,3

99,9

99,8

97,3

93,1 83,9

80

60

HZ 40

OZ 20

0

1000 : 1

400: 1

200 : 1

odnos adsorbent : uranil jon

Slika 2: Sorpcija uranil jona na modifikovanim zeolitima HZ i OHZ

Rezultati ovih istraţivanja su ukazali da se modifikacijom sa hidronijum jonima, kao i modifikacijom sa primarnim aminom dobijaju sorbenti kojima se postiţe znaĉajno viši stepen uklanjanja uranil jona. Prirodni zeoliti kao sorbenti mikotoksina Mikotoksini su sekundarni metaboliti plesni i obiĉno se nalaze na zrnastim hranivima. U organizam ţivotinja, a i ljudi dospevaju putem kontaminirane hrane. Procenjuje se da je dans u svetu, 25% ţitarica kontaminirano mikotoksinima. Postoje brojne metode kojima se moţe izvršiti dekontaminacija stoĉne hrane zagaĊene mikotoksinima. Visoka cena, kao i komplikovana tehnološka rešenja ograniĉavaju moguĉnost primene sledećih metoda:, termiĉki tretman, alkalna hidroliza, biosulfitni tretman, amonizacija, tretiranje vodonik peroksidom/natrijum bikarbonatom, ozonizacija, teĉna ekstrakcija, itd. Novi pristupi na spreĉavanju dejstva mikotoksina, odnosno detoksifikaciji stoĉne hrane zagaĊene mikotoksinima su fokusirani na osvajanju efikasnih sorbenata koji se kao aditivi mogu dodavati stoĉnoj hrani u odreĊenoj koncentraciji. Njihov zadatak je da efikasno, selektivno i brzo sorbuju mikotoksine u digestivnom traktu ţivotinja i na taj naĉin smanje njihovu dostupnost, a samim tim i toksiĉnost. Jedan od najĉešće korićenih sorbenata je prirodni zeolit – klinoptilolit, koji u neorganskom obliku efikasno adsorbuje sa mikotoksine iz grupe aflatoksina. Sa druge strane, površinskom modifikacijom minerala klinoptilolita sa dugolanĉanim organskim katjonima se dobijaju materijali (organozeoliti) koji efikasno adsorbuju i druge mikotoksine, kao što su zearalenon (ZEN), ohratoksin A (OCHRA), fumonizin B1, itd (Slika 3). Istovremeno, ovaj material efikasno adsorbuje i aflatoksin B1 (AFB1) [10, 11].

48


140

prirodni zeolit 120

organozeolit

Indeks adsorpcije,%

99

99

96

94

100

82

80 60 40

20 20 0

7

AFB1

5

ZEN

OCHRA

Fumonizin B1

Slika 3: Adsorpcija mikotoksina na prirodnom zeolitu i organozeolitu

Zakljuĉak Poznavanjem osobina specifiĉnog zagaĊivaĉa (toksiĉni metali, uranijum i/ili mikotoksini) i osobina mineralnog sorbenta – prirodni zeolit pristupa se razliĉitim modifikacijama minerala da bi se dobili materijali koji imaju najveći afinitet prema specifiĉnom zagaĊivaĉu. Neorganske forme minerala klinoptilolita su efikasni sorbenti toksiĉnih metala, površinskom modifikacijom klinoptilolita sa dugolanĉanim primarnim aminom, kao i kiselinskim tretmanom prirodnog zeolita se postiţe efikasno uklanjanje uranil jona, dok se površinskom modifikacijom minerala sa organskim katjonima dobijaju efikasni sorbenti mikotoksina. Prema tome, pogodnim modifikacijama prirodnog zeolita – klinoptilolita je moguće dobiti materijale koji nalaze praktiĉnu primenu u zaštiti ţivotne sredine.

Zahvalnica Rad je rezultat istraţivanja koja se realizuju u okviru projekta tehnološkog razvoja 19022 koji se finansira sredstvima Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije.

Literatura [1] D. W. Ming., F. A. Mumpton: Zeolites in Soils Environments, in J. B. Dixon, S. B. Weed (Eds.) Minerals in Soil Environments, Soil Science Society of America, Medison, Wisconsim USA, p 873-906, 1989. [2] F. A. Mumpton: La roca magica: Uses of natural zeolites in agriculture and industry. Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 96, 3463-3470, 1999. [3] A. Abusafa, H. Yucel H: Removal of 137Cs from aqueous solutions using different cationic forms of natural zeolite: clinoptilolite. Separation and Purification Technology 28, 103-116, 2002 [4] A. Daković, S. Milićević, M. Kragović, Ţ. Sekulić, J. Stojanović, J. Perić, M. Trgo, N. VukojevićMedvidović, I. Nuić: Adsorption of toxic metals by iron (III) modified clinoptilolites. In J. Bronić, N. Novak-Tušar (Eds.) Proceedings 2nd Croatian-Slovenian Symposium on Zeolites, October 1-2, 2009, Ljubljana, Slovenia, 83-86, 2009

48


[5] S. Milićević, A. Daković, V. Milošević, A. Stojanović, T. Stanić: Adsorpcija Cu (II) jona na prirodnom zeolitskom tufu. Voda i sanitarna tehnika, XXXVIII, (2), 67-70, 2008.

[6] S. Matijašević, A. Daković, M. Tomašević-Ĉanović, M. Stojanović D. Ileš: Uranium (VI) adsorption on surfactant modified heulandite/clinoptilolite rich tuff. Journal of the Serbian Chemical Society, 71 (12), 1323-1331, 2006 [7] S. Matijašević, M. Stojanović, A. Daković, A. Radosavljević-Mihajlović, D. Potpara, M. TomaševićĈanović: Zeolit-potencijalni adsorbent uranil jona. Peto savetovanje iz kliniĉke patologije i terapije ţivotinja sa meĊunarodnim uĉešćem, “Clinica veterinaria”, Budva, 232-233, 2003.

[8] T. Stanić, A. Daković, A. Ţivanović, M. Tomašević-Ĉanović, V. Dondur, S. Milićević: Adsorption of arsenic (V) by iron (III) modified natural zeolitic tuff. Environmental Chemistry Letters, 7, (2), 161-166, 2009 [9] A.Vujaković, M.Tomašević-Ĉanović, A. Daković, V.Dondur: The adsorption of sulphate, hydrogenchromate and dihydrogenphosphate anions on surfactant-modified clinoptilolite. Applied Clay Science, 17, 265-277, 2000 [10] M. Tomašević-Ĉanović, A. Daković, G. Rottinghaus, S. Matijašević, M. Đuriĉić. Surfactant modified clinoptilolite-new efficient adsorbents for mycotoxins. Microporous and Mesoporous Materials, 61, 173-180, 2003 [11] A. Daković, M. Tomašević-Ĉanović,V. Dondur, G. E. Rottinghaus, V. Medaković, S. Zarić: Adsorption of mycotoxins by organozeolites. Colloids and Surfaces B: Bionterfaces, 46, 20-25, 2005 [12] J. Lemić, M. Tomašević-Ĉanović, D. Kovaĉević, M. Adamović, S. Milićević: Competitive adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons on organozeolites, Microporous and Mesoporous Materials, 105, 317323, 2007. [13] J. Lemić, D. Kovaĉević, M. Tomašević-Ĉanović, D. Kovaĉević, T. Stanić, R. Pfend: Removal of atrazine, lindane and diazinone from water by organo-zeolites. Water Research, 40, 1079-1085, 2006.

48


MODIFIKOVANJE MINERALNOG OTPADA MODIFYNG MINERAL WASTE MATERIAL Milan Petrov, Radmila Marković, Ljiljana Mladenović, Melina Vukadinović Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograds REZIME U radu su prikazani rezultati tretiranja Borske flotacijske jalovine (BFJ) u cilju definisanja optimalnog tehno-ekonomskog procesa recikliranja. Borska flotacijska jalovina ima u svom sastavu makroskopski posmatrano dve komponente od kojih je jedna pirit (metaliĉni mineral) sa oko 10% masenog uĉešća i 90% nemetaliĉnih minerala (uglavnom SiO2) koje treba razdvojiti. Preliminarna istraţivanja pokazuju da mehanohemijski (M-H) postupak aktivacije i magnetna separacija (MS) mogu doprineti razdvajanju metaliĉnih od nemetaliĉnih minerala. Pogodnim tretmanom u vibracionom mlinu uz dodatak NaOH iz minerala pirita se obrazuje molekulski kompleks jarozita sa povišenom magnetnom induktivnošću. Odvajanje pomenutog kompleksa od ostatka mineralne materije iz BFJ se vrši na visoko-gradijentnom magnetnom separatoru tako što se odabere pogodan intenzitet magnetnog polja i izvrši separacija. Osnovna ideja procesa tretiranja mineralnog otpada je da se mehano-hemijskim postupkom izvrši promena koordinacije kristalnog polja pirita u spinski kompleks jarozita, i time izvrši promena magnetiĉnih osobina metaliĉne komponente BFJ. Kompleks koji nastaje iz pirita pripada takozvanoj jarozitnoj grupi minerala hemijske formule XFe3‟‟‟[(SO4)2(OH)6], gde X moţe biti K, Na, Mg, Ag, NH4. Nastali kompleks iz grupe jarozita je sulfat alkalija i feruma sa konstitucionalnom vodom i sa promenjenim optiĉkim i magnetnim osobinama a sastoji se od centralnog jona metala feruma Fe 3+ okruţenog ligandima, koji se smatraju taĉkastim naelektrisanjem. Kljuĉne reĉi: mehano-hemijska aktivacija, vibracioni mlin, magnetni separator, pirit, natrojarozit, spinski kompleks. SUMMARY The paper presents research results of mechanical-chemical activation of pyrites from Bor flotation tailing (BFJ), in order to define the optimal techno-economic process of recycling of mineral waste. BFJ in its composition has about 10% pyrite-metallic-minerals and 90% non-metallic minerals. There are indications that the mechanical-chemical process may contribute to the separation metallic from non-metallic minerals so that appropriate treatment in the vibrating mill can form a complex of pyrites with high magnetic properties. The basic idea is that the mechanical-chemical process make changes in the fields of coordination of a crystal spin complex arising from pyrites and thus make changes in magnetic properties BFJ. Complex arising from pyrites belongs to the so-called jarosite group minerals chemical formula XFe3‟‟‟[(SO4)2(OH)6], where X can be K, Na, Mg, Ag, NH4. Created a complex group of jarosite is alkaline and sulfate ferum with water and with the changed optical and magnetic properties and consists of the central metal ion surrounded by ligands, which are considered to be dotted charge. Preliminary researches had the task to determine whether a possible mechanical-chemical process to get jarosite structure. It also made tracking of on needed levels of activator mechanism that made the change of crystal field at pyrites. The experimental mechanism of the chemical treatment BFJ with 4% NaOH, there was a creation Sodium jarosite with the changed magnetic properties compared to pyrite. The paper used vibratory mill and Humboldt high gradient magnetic separator room. BFJ is activated dry process in vibratory mill with and without NaOH. After displaying mechanical-chemical products treated with magnetic field whose intensity 2T there is a separation of magnetic BFJ and non magnetic fraction. The results show that it is clearly noticeable difference in the share magnetic and non magnetic fractions in function of added reagents, NaOH. Keywords: mechanical-chemistry, pyrite, sodium jarosite, spincomplex

48


1. UVOD Prelimirna istraţivanja imala su zadatak da utvrde da li je moguće mehano-hemijskim postupkom i uz dodatak NaOH uticati na magnetne karakteristike komponenata BFJ tako da se dobju jarozitne strukture iz pirita. Pripremljena su dva opita u kojima je vršen M-H tretman BFJ sa NaOH i bez ovog reagensa. U opitu mehano-hemijskiog tretmana BFJ sa 4% NaOH došlo je do stvaranja natrojarozita iz piritne komponente koji je imao promenjene magnetne osobine. Opit M-H tretirane BFJ bez NaOH pokazao je mnogo manje promene magnetnih osobina u odnosu na polazni uzorak BFJ koji nije M-H tretiran. U radu je korišćen vibracioni mlin „Wedag Humbolt“ za proces suve mehanohemijske aktivacije i visokogradijentni magnetni separator (VGMS) Sala za proces mokre magnetne separacije. BFJ je aktivirana suvim postupkom u vibracionom mlinu sa i bez NaOH u vremenu trajanja aktiviranja (takt) 7 minuta. Nakon izlaganja BFJ mehano-hemijskom tretmanu oba dobijena proizvoda podvrgnuta su dejstvu magnetnog polja intenzita B=0,6T, i tom prilikom došlo je do razdvajanja BFJ na magnetiĉnu i nemagnetiĉnu frakciju. Rezultati istraţivanja pokazuju da je jasno uoĉljiva razlika udela magnetiĉnih i nemagnetiĉnih proizvoda u funkciji dodatka NaOH. Smatra se da je nastanak natrojarozita iz piritnih mineralnih agregata ostvaren zahvaljujući procesu mehanohemijske aktivacije sa NaOH i uvoĊenjem vode prilikom magnetne separacije. Preliminarna istraţivanja daju nam za pravo da verujemo da je došlo do procesa fine separacije metaliĉnih i nemetaliĉnih minerala pomoću magnetnog separatora (VGMS) Sala, s obzirom da on ima široke mogućnosti u izboru intenziteta magnetne indukcije. 2. PROMENA MAGNETNIH SVOJSTAVA PIRITA Pirit pripada grupi paramagnetiĉnih minerala. Pirit kao bisulfid feruma kristališe teseralno (kubiĉno) u pentagonskoj hemiedriji. Kristalna rešetka pirita prikazana je na slici 1.

S S

S S

F S e SSS F F S SS eS e S S S S SS S F SSS SS F S S e F SS S SS e SS F S F eS S S e SSS SS e S F S S e S S S

S

S

S F SS S eSSS

S

Slika 1. Kristalna rešetka pirita

Slika 2. Molekulska struktura pirita

Prekrivanje praznih d2sp3 orbitala jona Fe2+ sa orbitalama šest donorskih atoma sumpora nastaje šest kovalentnih veza u atomu pirita. Ove veze usmerene su prema uglovima pravilnog oktaedra slika 2a. Oktaedri u molekulskoj strukturi pirita imaju izgled prema slici 2b.

48


Pirit ima kubnu molekulsku strukturu slika 2b sastavljenu od površinski centrirane elementarne ćelije Brave. Ferum u strukturi pirita ima popunjenih 3 od pet 3d orbitala i ima šest praznina d2sp3 što ukazuje na uticaj liganda na elektronsku konfiguraciju centralnog jona. Odbijanje liganada i elektrona u orbitali dx2-y2 i dz2 ima jaĉi intenzitet nego u dxy, dxz i dyz orbitali [1]. Jaĉe odbijeni elektroni iz dx2-y2 i dz2 orbitale stvaraju neznatni magnetni moment u kristalnoj rešetci pirita zbog ĉega je on paramagnetiĉan. Pri geološkim ispitivanjima udarom ĉekićem u mineral pirit nastaju iskre i razvija miris na sumpor dioksid [2]. Jarozit je sulfat alkalija i feruma sa vodom. Kristališe heksagonalno u romboedarskoj hemiedriji. Hemijska formula jarozita je XFe3...[(SO4)2(OH)6] gde X moţe biti K, Na, Mg, Ag, NH4. Fiziĉke osobine priliĉno variraju prema hemijskom sastavu. Prikazani kompleks sa trovalentnim ferumom Na+ 

Fe ... (OH ) 3

SO4 Fe ... Fe ... (OH ) 3



poznat je kao

SO4

natrojarozit sa šest molekula konstitucione vode i kvadratno piramidalnom strukturom. Prinudna oksidacija pirita koju smo imali u eksperimentu izazvana je mehano-hemijskim tretmanom i zavisi od difuzije kiseonika. Na slici 3 prikazana je šema nekih reakcija oksidacije pirita. Na vrhu slike 3 prikazana je “defect – photochemicaly“ putanja gde rupe ili radikali reaguju i omogućavaju oksidaciju sumpora do sulfata [3].

Slika 3. Reakcije oksidacije pirita

2.1. Magnetična svojstva minerala Magnetna svojstva minerala prema Polingu odreĊuju se na osnovu vrednosti magnetnog momenta koji se moţe odrediti na osnovu jednostavne relacije, prikazane jednaĉinom 1:

 S  n(n  2)   B

(1)

Gde je n – broj nesparenih elektrona. Oĉigledno je da prema ovoj formuli pirit nije magnetiĉan jer nema nesparenih elektrona. Jarozitna molekulska struktura s obzirom da ima jon Fe3+ ima jedan nespareni elektron u d orbitali feruma. Shodno tome natrojarozit pokazuje magnetne osobine u odnosu na pirit koji je slabo

48


Fe ... (OH ) 3

SO4

magnetiĉan. Za pirit  S  0 B , a za kompleks Na+ 

Fe ... ...

Fe (OH ) 3



vrednost

SO4

magnetnog momenta je  S  1(1  2)   B = 2,8 B. Moţemo zakljuĉiti da je jon Fe3+ u kristalnoj strukturi natrojarozita odgovoran za povećanu magnetnu indukciju, i time promenjena magnetna svojstva BFJ. 3. MEHANIZAM PROCESA OKSIDACIJE PIRITA Za proces oksidacije pirita na temperaturi od 733 K javlja se jasno definisani egzotermni maksimum (I) na DTA dijagramu slika 4 [4].

Slika 4. DTA,TG i DTG dijagrami za FeS2

Postojanje pika (I) znaĉi da je došlo do disocijacije pirita (jed.2). Nakon kratkog vremenskog perioda poĉinje oksidacija sumpora (jed.3) što rezultira drugim DTA pikom (II) na DTA dijagramu i gubitak mase usled izdvajanja SO2 gasa što se vidi na DTG dijagramu. Drugi proces poĉinje da se odvija pre završetka prvog pa se DTA pikovi preklapaju. U toku daljeg zagrevanja na temperaturi od 823 K javlja se na DTA dijagramu treći egzotermni maksimum (III) koji odgovara stanju sulfata. Stanje sulfata dokazuje se porastom mase uzorka na TG dijagramu i njegovim daljim razlaganjem do stvaranja Fe2O3 uz izdvajanje gasovitih komponenti SO2 i SO3 reakcija 4 i 5.

2FeS 2  2FeS  S2 S2  O2  2SO2 FeS  2O2  FeSO4 1 1 1 FeSO4  Fe2O3  SO2  SO3 2 2 2

(2) (3) (4) (5)

48


Zbirna reakcija procesa oksidacije sulfida FeS2 moţe se prikazati jednaĉinom 6.

FeS  2O2 

1 1 1 Fe2O3  SO2  SO3 2 2 2

(6)

4. M-H TRETMAN BFJ I PRINUDNA OKSIDACIJA PIRITA Reakcija minerala pirita u vibro mlinu tokom suvog postupka prikazana je jednaĉinom 7, a nastali produkt je pirotin FeS [4]. Fe u jednaĉini 7 potiĉe od meljućih tela što znaĉi da je reakcija ograniĉena vremenom M-H aktivacije.

FeS 2  Fe  2FeS

(7)

Pirotin je sulfid feruma. Kristališe heksagonalno[5]. Retko se nalazi u slobodnim pojedinaĉnim i jasnim kristalima. Magnetiĉan, katkad i polarno. I pored toga što pirotin ili troilit kako ga drukĉije nazivaju se moţe predstaviti opštom formulom FeS, u njemu je skoro uvek prisutan izvestan višak sumpora. Pomenuti višak sumpora jako utiĉe na fiziĉke, fiziĉko-hemijske i mikroskopske osobine minerala. U toku MH tretmana (prinudne oksidacije pirita) dešava se disocijacija heksagonalne FeS strukture pirotina i monokliniĉne strukture sumpora. To dovodi do pojave vakancija na Fe poloţajima unutar nastale strukture pirotina. Defektna struktura pirotina je manje stabilna u poreĊenju sa kubnom rešetkom pirita, što dovodi do njene oksidacije i uvoĊenja kiseonika u vakantna mesta u rešetki pirotina jednaĉina 8. .

FeS  2O2  FeSO4

(8)

Model prema kojem se stvaraju vakantna mesta prikazan je na slici 5.

Slika 5. Nastanak vakantnih mesta u FeO

Prinudna oksidacija pirita u uzorka BFJ zavisi od toga da li je MH aktivacija vršena sa NaOH ili bez, a rezultati su prikazani na DTA dijagramima slika 6a i 6b. Kada je MH aktivacija vršena sa NaOH oko centralnog jona feruma usled povećanja radijusa liganada više ne moţe da stane šest jona već samo ĉetiri. Koordinacioni broj se menja te kubna rešetka pirita prelazi u heksagonalnu natrojarozita. Pošto se vakantna mesta popunjavaju sa ligandima većeg radijusa onda postoji dodatna energija zbog promene koordinacionog broja te nastaje veći broj Fe 3+ nego u procesu kada nema reagensa. Ovaj veći broj Fe3+ utiĉe na povećanu magnetnu indukciju. Kada je MH tretman vršen bez NaOH onda nema promene koordinacionog broja, jer nema reagensa koji bi

48


spolja dolazio u vakantna mesta. Postoje vakantna mesta ali Fe2+ nije prešao u Fe3+ pa nema velike promene u magnetnoj indukciji što pokazuju i rezultati istraţivanja. Sa slike 6 se uoĉava da je prinudna oksidacija pirita iz BFJ kvalitativno intenzivnija ukoliko je uzorak MH aktiviran sa NaOH.

a)

b) Slika 6. DTA i TG krive za aktiviranu BFJ bez NaOH a) i sa NaOH b)

5. REZULTATI I DISKUSIJA 5.1. Oprema i postupak mehano-hemijskog tretmana Postupak mehano-hemijskog tretmana vršen je u laboratorijskom vibro mlinu „Humbolt“ slika 7. Mlin ima radnu temperaturu oko 340 K kada radi u kontinuitetu.

48


Slika 7. Izgled mlina za M-H tretman

Mlin moţe da ostvari rad dispergovanja u visini 7,3 x103 KJmol-1. Stepen prenosa mehaniĉkog rada u toplotu je oko 10 % pa sledi zakljuĉak da je usled dispergovanja moguće ostvariti rad na tretiranom uzorku od 730 KJmol-1. To je prema literaturnim podacima koji su navedeni u uvodu dovoljna energija da izazove cepanje pet nivoa d orbitala slobodnog jona feruma iz pirita u oktaedarskom ligandnom polju. Izvršena su dva opita M-H tretiranja BFJ suvim postupkom. U prvom opitu izvršeno je optimalno aktiviranje BFJ bez dodataka reagenasa. U drugom opitu je dodat NaOH u koliĉini od 4%. 5.2. Oprema i postupak magnetne koncentracije Magnetna koncentracija vršena je na visokogradijentnom magnetnom separatoru (HGMS) „Sala“ u vodenoj sredini slika 8.

Slika 8. Principijelna shema rada magnetnog separatora

Matrica visokogradijentnog magneta je bila prilagoĊena granulometrijskom sastavu tretiranog materijala. Magnetni koncentrator (VGMS) daje dva proizvoda od kojih je jedan magnetiĉna frakcija (MF) a drugi nemagnetiĉna frakcija (NMF). Indukcija magnetnog polja (MP) je izabrana da bude B = 0,6 T. Paramagnetiĉni minerali kao što je pirit pri srednjem iznosu intenziteta (MP) imaju izvestan mali maseni udeo (MF). Oba M-H tretirana uzorka BFJ podvrgnuta su postupku magnetne koncentracije. Rezultat odvajanja pojedinih frakcija prikazan je u tabeli 1. Dejstvu istog magnetnog polja B=0,6T bio je izloţen i uzorak BFJ koji nije M-H aktiviran, i on je imao 90g MF i 210g NMF.

48


Tabela 1. Rezultati magnetne koncentracije M-H tretirane BFJ

Uzorak BFJ Nemagnetiĉna frakcija, g Magnetiĉna frakcija, g Ukupno, g

Za

kompleks

Na+ 

M-H tretman bez reagensa 206 94 300

Fe ... (OH ) 3

SO4 Fe ... ...

Fe (OH ) 3

M-H tretman sa NaOH 50 250 300



vrednost

magnetnog

momenta

je

SO4

 S  1(1  2)   B = 2,8 B, a upravo je i odnos magnetiĉnih frakcija iz opita magnetne koncentracije, tabela 1, pribliţno 2,8 (94 x 2,8 = 263,2). 6. ZAKLJUĈAK Na osnovu sprovedenih istraţivanja vidi se da uz pomoć M-H tretmana i magnetne kocentracije moţemo uticati na razvoj procesa koji bi omogućili odvajanje metaliĉnih od nemetaliĉnih minerala. Metaliĉne mineralne sirovine imaju najmanje desetostruko veću vrednost u odnosu na nemetaliĉne pa stoga treba u tom kontekstu shvatiti tehno-ekonomsku funkciju razvoja iznetog postupka tretiranja BFJ. Na DTA i TG dijagramima uoĉavaju se promene karakteristiĉne za nastanak hidroksida feruma i sulfatnih jona [6] u funkciji temperature koje je data u stepenima Celzijusa. U M-H procesu rad mlina je izazvao promene u molekulskoj strukturi i kristalnoj rešetci pirita, a energija mlina doprinela je stvaranju molekulskog komleksa natrojarozita. Površinski centrirana kubnu rešetka pirita modifikovala se u primitivnu heksagonalnu rešetku natrojarozita. 7. ZAHVALNICA Prikazani rezultati predstavljaju deo eksperimentalnog rada, koji je u toku na izradi Projekta TR-19021. Eksperimentalni deo je obavljen u okviru ITNMS-a. LITERATURA: 1. Dragica Minić, Ankica Antić-Jovanović, „ Fiziĉka Hemija“, Fakultet za fiziĉku hemiju Univerziteta u Beogradu, Beograd 2005, s, 449. 2. Milan Ilić, „Specijalna Mineralogija drugi deo“, ICS Beograd, 1978 Beograd, s. 110. 3. V.I.Molĉanov, T.S.Jusupov, Fiziĉeskie i himiĉeskie svojstva tonko-disoergovanih mineralov, Nedra 1981, Moskva, s. 65. 4. Nada Štrbac, Dragan Ţivković, Ţivan Ţivković, Ivan Mihajlović, „ Sulfidi – termijska, termodinamiĉka i kinetiĉka analiza, TFB, Bor 2005, s. 114. 5. Svetislav Janjić, Predrag Ristić, Mineralogija, Nauĉna knjiga 1995, Beograd, s.158 6.Ţivan Ţivković, Bogomir Dobovišek, „Diferencijalno Termiĉka Analiza teorija i primena“, Tehniĉki fakultet Bor, 1984 Bor, s.175.

48


UTICAJ TVORACA NAUĈNOG MENADŢMENTA NA SADAŠNJE STRUKTUIRANJE DOMAĆIH PREDUZEĆA EFFECTS CREATOR OF SCIENTIFIC MANAGEMENT FOR PRESENT STRCTURING DOMESTIC COMPANIES Zoran Janković PD "TE − KO Kostolac" d. o. o. Kostolac

IZVOD Istorijski razvoj nauĉnog menadţmenta je uticao na menjanje osnovnih poslovnih postulata, prilagoĊavajući modele vremenu i civilizacijskim potrebama, ali i stvarajući uslove da zaposleni, kao osnovni resurs, daju svoj maksimalni doprinos individualnom, organizacionom i društvenom napretku i korisnosti. Analizirajući trenutak u kome se nalaze domaća preduzeća u odnosu na postulate nauĉnog menadţmenta cilj ovog rada je da se ukaţe na neodrţivost takvog stanja i da se iznalaţenjem boljih rešenja, primerenih vremenu i nauĉnim dostignućima, omogući hvatanje koraka sa uspešnima. Kljuĉne reĉi:. Industrijska revolucija, stari modeli/ novi modeli, sistem menadţmenta kvalitetom, organizacione strukture,rudnici. ABSTRACT Historical development of scientific management influenced the change of basic postulates of business, adapting models of time and civilization needs, and creating conditions for employees, as a basic resource, give its maximum contribution to individual, organizational and social progress and utility. Analyzing the moment in which there are local companies in relation to the postulates of scientific management goal of this paper is to point to neodrţivost this state and to finding better solutions for the appropriate time and scientific developments, enable the successful capture steps. Key words: Industry Revolution, The Old model / New models, QMS (Quality Management Sistems), Organizationals Structures, The Mines.

1. UVOD Menadţment, kao jedna od najzastupljenijih tema u savremenim društvima, oduvek je bio najmoćnije sredstvo i veština u rukama svakog voĊe. Kada je nastao, tj. gde su mu koreni teško je odgonetnuti na osnovu ono malo predmeta ili njihovih delova koji su pronaĊeni. Saĉuvani artefakti ĉesto su nejasni jer rane civilizacije nisu prepoznavale menadţment kao posebnu veštinu, pa je stoga nisu tako ni predstavljali. MeĊutim, malo je verovatno da je bilo moguće izgraditi: piramide, irigacione sisteme, komunalnu infrastrukturu, verske hramove, ... bez akumuliranja znanja većeg broja generacija. TakoĊe je malo verovatno da je znanje neophodno za takva dela prenošeno samo usmeno sa generacije na generaciju i da su bila dostupna samo odreĊenim krugovima/ porodicama koje su formirale; vojnu, civilnu ili kombinovanu vlast. Prema monumentalnosti stvorenih dela i duţini njihove gradnje da se pretpostaviti da su na neki naĉin ipak zapisivana. Naţalost, pisanih tragova iz perioda drevnih civilizacija za sada nema, pa se zato, kao prvi pisani dokaz o sliĉnim poduhvatima, smatra Humarabijev zakon (Humarabije 2123 – 2081. god. p.n.e.). Dakle, poĉev od Vavilona pa preko;Mesopotanije, Kine, Grĉke, Rima, ... pa sve do današnjih dana ljudska istorija je prepuna pisanih dokumenata o manje/ više uspešnom rešavanju organizacionih problema.

48


Organizacije su fenomen modernog doba, nastale zbog ljudi koji rade u njima ili za njih. Organizacione teorije su nastale kao potreba ljudi da objasne fenomen organizacije kao ljudske tvorevine, njenu prirodu, naĉin funkcionisanja njenih procesa i faktora neophodnih za njeno funkcionisanje. U tome su se ĉesto oslanjali na druge, sliĉne, već poznate, prirodne i veštaĉke tvorevine. Njih je, prema naĉinu nastanka i temama koje obraĊuju, teško odvojiti od menadţmenta u kome inaĉe zauzimaju centralno mesto. "U svetlu karakteristika konteksta i problema koji su se postavljali pred voĊstvo organizacije treba gledati i na napore i doprinose mnogih autora koji su kreirali svoje teorije i koncepte da bi se bolje razumela odreĊena pitanja i problemi koji su se javljali na putu uspešnog funkcionisanja organizacija, i sugerisali menadţerima naĉine da rešavaju nastale probleme."[1, str.13] Organizaciju, i brigu oko nje, je moguće smestiti u granicama izmeĊu industrijske revolucije koja definiše realno mesto stalnog angaţovanja ljudi zbog rada i informatiĉke revolucije, koja te granice briše jer ljudi rade po ugovoru; kod svojih kuća, u automobilu, posredstvom interneta ili mobilnog telefona. Poĉetak nauĉnog prouĉavanja menadţmenta se vezuje za kraj XIX i poĉetak XX veka, za Frederika Vinslou Tejlora tvorca klasične teorije organizacije. Naravno tu se podrazumevaju i uĉenja Fejola i Vebera kao nastavljaĉa Tejlorove filozofije, ali i škola međuljudskih odnosa iz 30 – ih godina XX veka, savremene teorije; kvantitativnog i sistemskog pristupa iz 40 – ih godina, da bi se 70 – ih javila situaciona teorija, 80 – ih bihejvioristička i nove teorijske opcije, kao što je procesna teorija. Cilj ovog rada je eventualni doprinos analizi trenutnog stanja domaćih preduzeća, pre svega rudarskih koji su u veoma teškoj situaciji, i uoĉavanje mogućnosti da se iznalaţenjem novih rešenja, promenom menadţment koncepta, promeni sadašnje stanje i omogući brţe povezivanje sa uspešnim preduzećima i privredama Evropske unije i Sveta. U radu se pošlo od istorijskih ĉinjenica i karakteristika pojedinih modela menadţmenta, da bi se prepoznavanjem sadašnjeg stanja na kraju izveli odreĊeni zakljuĉci. Za te potrebe je korićena istorijska graĊa, literatura ali i sva direktna i posredna saznanja do kojih se došlo neposrednim razgovorima sa visokoobrazovanim i rukovodećim kadrovima iz domaćih rudarskih preduzeća, bez obzira na njihovu veliĉinu. 2. ISTORIJSKI RAZVOJ TEORIJA MENADŢMENTA Industrijska revolucija s kraja IX i poĉetkom XX veka je omogućila pojavu fabrika. Zbog pronalaska parne mašine i proširenja proizvodnje, koja se iz zanatskih radionica i manufakturne proizvodnje preselila u fabrike i postala industrijska. Promenili su se i društveni odnosi tako što se izašlo iz feudalizma i postepeno ušlo u kapitalizam. Taj prelazak, naravno, nije mimoišao ni rudnike. Tek tada, u novonastaloj situaciji, se uoĉavaju i prvi organizacioni problemi; povećanje produktivnosti rada, racionalno korišćenje resursa, radna disciplina i odgovornost, uslovi rada, smrtnost i povreĊivanje na radu, … "Navedeni problemi se mogu generalno grupisati u dva dela, koji ĉine osnovu za razlikovanje ove dve teorije u okviru klasiĉne škole: Teorija nauĉnog menadţmenta koja je izuĉavala probleme organizacije rada (izvršne funkcije), i Klasiĉna teorija organizacije, koja je izuĉavala probleme organizacije upravljanja (administrativna funkcija);" [1, str.15] Inţenjer Frederik Vinslou Tejlor je tvorac teorije nauĉnog menadţmenta/ izvršnih funkcija nastale u SAD krajem IX veka. Njegovi radovi predstavljaju revoluciju na polju organizacije rada i prvo nauĉno objašnjenje problema organizacije i upravljanja preduzećem, ali i predstavlja tkzv. ameriĉki/ tvrdi stil ili koncept menadţmenta. Tejlor je na bazi saznanja pomoću kojih se dolazi do efikasne organizacije rada, efikasnog radnog mesta, realnih normi i merenja rada u cilju povećanja profita preduzeća kreirao ĉetiri principa na kojima se zasniva njegov koncept upravljanja: – Razvoj nauke o menadţmentu radi definisanja najboljih metoda za obavljanje odreĊenog posla;

48


–

Nauĉni odabir radnika da bi svako radio posao za koji je najsposobniji i koji mu najviše odgovara; – Nauĉno obrazovanje i usavršavanje radnika i menadţera kako bi bolje razumeli probleme sa kojima se sreću u poslovanju; – Uspostavljanje prisne saradnje izmeĊu menadţera i radnika u cilju stvaranja bolje radne klime radi postizanja zajedniĉkog cilja – organizacione efikasnosti; Za ostvarivanje ovih principa sugerisao je napuštanje postojeće prakse i kompletnu mentalnu revoluciju koja bi se dogodila u glavama zaposlenih. Praktiĉna primena tih principa je dovela do: rutinizacije poslova koji omogućavaju masovnu proizvodnju, i pojave specijalista i eksperata menadţera za pojedina funkcionalna podruĉja. Tejlorovim uĉenjem je nastao i sistem nagraĊivanja prema uĉinku, ali i rad na proizvodnoj liniji ĉime su poslodavci povećali produktivnost rada do neslućenih razmera (rezultat angaţovanja Tejlora od strane Henrija Forda) Nekako istovremeno dok se u SAD razvijao Tejlorizam, koji je najveću odgovornost pripisivao radnicima uz nastojanje da iz njih izvuĉe maksimum, u Evropi se radilo na klasiĉnoj teoriji organizacije/ administrativnih funkcija sa ţiţom na odgovornost za uspeh preduzeća onih koji donose odluke – upravu preduzeća. Razliĉitost u konceptima je uticala i na razliĉitost tema kojima su se bavili, pa su zato od posebnog znaĉaja, za razvoj nauke menadţmenta i organizacije, administrativna doktrina Anri Fejola (1841 – 1925), i teorija birokratije Maksa Vebera (1864 – 1920). Administrativna doktrina je delo francuza Anri Fajola i u suštini predstavlja uĉenje o aktivnostima preduzeća kroz aktivnost menadţera, ali i o osnovnim principima efikasnosti organizacije i efektivnosti menadţmenta. Fejolovo uĉenje je veoma interesantno sa aspekta današnjeg naĉina poslovanja i struktuiranja organizacija jer je celokupnu aktivnost preduzeća podelio na šest povezanih i meĊusobno zavisnih funkcija: – Tehniĉki poslovi – proizvodna funkcija; – Komercijalni poslovi – nabavna i prodajna funkcija; – Finansijski poslovi – finansijska funkcija; – Poslovi obezbeĊenja – funkcija tehniĉkih, opštih i pravnih poslova; – Poslovi raĉunovodstva – raĉunovodstvena funkcija; – Menadţerske aktivnosti – poslovi planiranja, organizovanja, komandovanja, koordiniranja i kontrolisanja; Najvaţnije aktivnosti su menadţerske (administrativne) i definisao ih je kroz pet poslova , dok su ostale aktivnosti operativne. Suština ove podele na šest grupa je ostala ista sve do današnjih dana, i ako je u razliĉitim uslovima i vremenima imala razliĉite oblike. Na bazi sopstvenog iskustva je 1916. godine izradio ĉetrnaest principa menadţmenta za efikasno organizovanje i voĊenje organizacije, tj. preduzeća i to taĉno utvrĊenim redosledom: 1. "Podela rada – podela poslova na izvršioce zbog usavršavanja i produktivnosti; 2. Autoritet – formalno pravo da se odluĉuje (jedino se liĉnim ostvaruje uticaj); 3. Disciplina – funkcionisanje po pravilima, u suprotnom slede sankcije; 4. Jedinstvo komande – podreĊeni prima nareĊenje, prenosi izvršiocu i odgovara menadţeru; 5. Jedinstvo namere (ciljeva) – objedinjavanje sliĉnih poslova pod voĊstvom jednog menadţera; 6. Podređivanje ličnih interesa opštim – odricanje od dela zajedniĉkih interesa u ime kolektivnih; 7. Nagrađivanje – visina primanja menadţera zavisi od: troškova ţivota, stanjem na trţištu radne snage i ukljuĉuje pored plate i stimulaciju u vidu bonusa i uĉešća u profitu; 8. Centralizacija – donošenje odluka na jednom mestu, u vrhu organizacije (delegiranje je dozvoljeno samo do odreĊenog nivoa koji je individualan i koji treba odrediti), 9. Lanac autoriteta – hijerarhija upravljanja od vrha do dna;

48


10. Red – pozicioniranje na pravi ustrojeni naĉin, od vrha, kako bi se ostvarila projektovana efikasnost; 11. Pravičnost – menadţeri se uvek rukovode pravdoljubivošću kada nagraĊuju ili kaţnjavaju; 12. Stabilnost personala – maksimalna istrajavanje na kontinuitetu zaposlenih uz minimalnu fluktaciju; 13. Inicijativa – stvaranje uslova za iskazivanje inovativnosti; 14. Korporativni duh – Fajolov motiv u jedinstvu je snaga je osnova koncepta koji je 80 – ih godina XX veka razradio Šejn. Time je Fajol uticao na odbacivanje dotadašnjeg verovanja da se menadţeri raĊaju, a ne stvaraju." [2, str.33] Kao i sve druge teorije i pravci i Teorija birokratije, Maksa Vebera nastavljaĉa rada Anri Fajola, i ako nije imala praktiĉnu primenu ima svoje sledbenike. Rad Meri Parker Folet (1868 – 1933) koja je prouĉavajući uticaj grupa i okruţenja nagovestila pojavu savremenih teorija menadţmenta. Nastavak Veberovog koncepta se vidi i kroz rad Ĉester Bernarda (1886 – 1961) koji je organizaciju posmatrao kao sistem svesno koordiniranih aktivnosti dve ili više osoba oznaĉavajući prelaz od klasiĉnih ka modernim teorijama i konceptima organizacije. 2. 1. Teorija meĊuljudskih odnosa Nastala je 30 – ih godina XX veka u Americi kao posledica neslaganja sa Tejlorovim stavovima o prirodi organizacije i poloţaju ljudi u njima. Naime, najpre je skoĉila produktivnost do neslućenih razmera a potom strmoglavo pala usled nezadovoljstva radnika. Tehniĉki obrazovana lica su uzroke traţili u fiziĉkim uslovima radne sredine pa su zbog neuspeha u pronalaţenju rešenja potraţili pomoć profesora psihologije i sociologije sa Harvarskog univerziteta Elton Meja (1880 – 1949). On je institirao na zadovoljenju socijalnih potreba ljudi, dobrih meĊuljudskih odnosa i širenju percepcije o vaţnosti ljudi u svakoj organizaciji. Kroz projekat Hotorn studije na ĉijem ĉelu je bio nastao je Hotorn efekat koji je doveo do povećanja produktivnosti, bez obzira na beneficije, samo zato što se radnicima ukazuje paţnja i poverenje kroz ukljuĉivanje u dešavanja u preduzeću u kojem rade. Ta paţnja moţe biti izraţena kroz bolju informisanost, vrednovanjem kao društvena bića i postojanjem otvorene komunikacije od dna do vrha hijerarhije. Ova teorija ima svojih nedostataka jer nije uzimala u obzir bezbroj faktora koji mogu totalno promeniti dobijene rezultate; nivo obrazovanja, okruţenje, sindikalno organizovanje, zakonsku regulativu, ... Ali je i doprinela shvatanju da je izgradnja dobrih meĊuljudskih odnosa vaţan menadţerski posao. 3. 2. Savremene teorije Kvantna teorija je uvela matematiku i informatiku u rešavanje problema menadţmenta organizacije. Naime, na poĉetku II svetskog rata uvode se operaciona istraţivanja, zasnovana na matematiĉkim modelima optimizacije rešenja i simulacije pojava podrţana informatiĉkim tehnologijama, kako bi se pronašla optimalna rešenja. Ti rezultati su 60 – ih godina XX veka primenjeni u preduzećima dokazujući da za donošenje odluka u uslovima dinamiĉkog okruţenja i neizvesnosti nije dovoljna samo intuicija. Sistemska teorija uvodi u rešavanje organizacionih i menadţerskih problema teoriju sistema kao multivarijacionu analizu postojećih problema. Nju je još u periodu teorije biokratije uveo Ĉester Bernarda (1886 – 1961) svojom definicijom organizacije kao sistema svesno koordiniranih aktivnosti dve ili više osoba. On je akcenat stavio na sistem i ljude ĉije se aktivnosti, pomoću vertikalnih i horizontalnih veza, koordiniraju. Bernard je probleme organizacije posmatrao dosta uopšteno tako su mu i rešenja bila na nivou opšteg, ali svakako sa znaĉajnim doprinosom u kompletiranju mozaika koji bi dao odgovore i rešio problem.

48


Situaciona teorija se pojavila poĉetkom 70 – ih godina i koristi model "situacija – rešenje", tj. razliĉita situacija zahteva razliĉita rešenja jer ne postoji jedinstvena, univerzalna upravljaĉka strategija koja je primenljiva svuda i u svakoj situaciji. Oslanja se na eksperiment i empirijska istraţivanja – studije sluĉaja i oslanja se na sve prethodne teorije organizacije i menadţmenta. Nedostatak ove teorije, u turbolentnim i hiper brzo promenljivim uslovima privreĊivanja, je u tome što je potrebno dugo vremena da se urade analize tako da sadašnji potezi menadţmenta ne odgovaraju situaciji koja je analizirana. 4. 3. Bihejvioristiĉka teorija Nastala je sredinom 80 – ih godina XX veka sa teţištem na uĉenje o promenama u ponašanju, strukturi i procesima radi prilagoĊavanja sredini. Cilj je pomoć menadţmentu u sagledavanju i razumevanju unutrašnjih strana, ponašanju zarad efikasnosti i planiranja promena. Ova teorija se sastoji iz dva koncepta koji podrazumevaju da je neophodno poznavati potrebe ljudi da bi se odabrala adekvatna strategija voĊenja. Ti koncepti su: – "Koncept organizacionog ponašanja (Organizacion Behavior – OB) i podrazumeva; uĉenje o ponašanju (podsticaji i satisfakcija), organizacioni kontekst (struktura, upravljaĉki stil, organizaciona politika) i procese (socijalizacija, komunikacija, voĊstvo, donošenje odluka i dr.); – Koncept organizacionog razvoja (Organizacion Development – OD) kao sistem uĉenja o upravljanju promenama organizacije (ponašanja, strukture, procesa)." [1, str.28] Ova teorija je uticala na stvaranje ĉitavog pokreta transformacija vodećih organizacija u ameriĉkoj i evropskoj privredi kroz period uĉenja radi prilagoĊavanja. To je pokušaj da se naĊe odgovor oblikovanjem ponašanja ljudi u cilju unapreĊenja kvaliteta proizvodnje i organizacione efikasnosti. On je uticao na stvaranje mnogobrojnih pokreta koji svoju snagu vide u primeni tkzv. mekih ili soft metoda kao što su:organizaciona kultura i klima, komunikacije, liderstvo (kao frontman), ... Ona je doprinela afirmaciji plitke, horizontalne, timske strukture i koncepta osamostaljivanja zaposlenih ali je i uticala na stvaranje organizacija baziranih na ravnoteţi hard i soft koncepta. Bihejvioristiĉki koncept – koncept organizacionog ponašanja i organizacionog razvoja (OB i OD) sugeriše da se ponašanje uĉi, da se uĉi kako se organizacija, ali i svi zaposleni, prilagoĊavaju sredini i uslovima koji u njoj vladaju. Ta sposobnost uĉenja je od presudnog znaĉaja u procesu promena koje se prihvataju kao naĉin ţivota.Zato je ova teorija u svetu široko prihvaćena i vema ĉesto primenjivana u menadţerskoj praksi modernih organizacija. 5. 4. Nove teorijske opcije Procesna teorija/ procesni pristup objašnjava organizaciju kroz mreţu poslovnih procesa, dok je organizaciona struktura od sekundarnog znaĉaja jer predstavlja samo okvir za odvijanje procesa. Proces je sistem koji transformišući inpute (ulaze) na svom izlazu (autputu) stvara dodatnu vrednost za potrošaĉa. Ta dodatna vrednost je ujedno i osnovna svrha postojanja procesa, ĉijim se poboljšanjem u stvari poboljšavaju performanse cele organizacije. Ova teorija razlikuje primarne i sekundarne procese, odnosno, smatra da nisu svi procesi podjednako vaţni za organizaciju jer ima onih koji proizvode dodatnu vrednost i onih procesa koji su u sluţbi onih prvih. Kvalitet dizajniranja procesa direktno utiĉe na njihovu konkurentnost. Zbog toga je neophodno da menadţeri najpre prepoznaju procese kojima će preduzeće ostvarivati profit pa tek onda da ih struktuiraju tako da oni zaista i proizvode profit. Interes organizacija da se struktuiraju preko procesnog principa je pojaĉan inteziviranjem priĉe o uvoĊenju sistema menadţment kvalitetom 80 – ih godina XX veka. Taj proces se nastavlja i dalje, pre svega u tranzicionim privredama kao što je naša. Procesna teorija je svoje mesto, svoju praktiĉnost i primenljivost, naroĉito našla u programima promene organizacije kao što su: sistem menadţment kvalitetom (QMS) i njegovim prerastanjem u

48


menadţment totalnim kvalitetom (TQM) ili reinţinjering poslovnih procesa (BPR). Inaĉe razlika izmeću ova dva koncepta, koji proizvode dodatnu vrednost za potrošaĉa, je u tome što se kroz QMS to postiţe postepenim poboljšanjem postojećih procesa, tj. otklanjanjem uoĉenih slabosti i propusta, a BPR radikalnim redizajnom procesa radi predupreĊivanja slabosti i propusta. Procesna teorija predstavlja zaokret u osnovnim shvatanjima i poimanjima organizacije i menadţmenta organizacije jer je pokrenula proces transformisanja vertikalnih hijerarhijskih struktura u plitke horizontalne strukture. Ona oznaĉava zaokret u; ukupnoj menadţerskoj doktrini jer posmatra organizaciju kao mreţu poslovnih procesa, primarnih i sekundarnih, i vladajuće sisteme vrednosti; stavove, norme i verovanja. Prelazak na globalni oblik poslovanja na kraju XX veka uticao je na stav, koji je teoretski modelovao Ĉarls Hendi, da sociološka i kulturološka razlika moţe da bude kontraproduktivna pri implementaciji već proverenih tuĊih rešenja. Ova teorija, teorija kulturnog sklada je nadogradnja situacione teorije s tom razlikom što se u ovom sluĉaju princip koji vaţi za organizaciju preliva na drţavu, a ne obrnuto.On se zalaţe da svaka kultura ima svoje specifiĉnosti koja diktira ponašanje ljudi odreĊujući njihov sistem vrednosti, ali i stavove o razliĉitim pitanjima ţivota i rada. Na bazi takvih ĉinjenica, tvdi Hendi, rešenja koja ne odgovaraju kulturnoj sredini mogu biti mnogo štetnija i lošija od onih koja se ţele promeniti. Novi milenijum je iznedrio i nove uslove poslovanja. Ako su 80 – te bile godine kvaliteta, 90 – te godine reinţinjeringa, onda će u novom milenijumu umnogome poslovanje zavisiti od brzine; promena, poslovnih transakcija, razmene podataka i informacija, ... U uslovima tako nametnutog poslovanja i ţivljenja kada povećane brzine postanu potrebno velike i uz to budu dovoljno dugo trajale, postaće normalne jer će promeniti samu prirodu poslovanja. Zaslugu, ili moţda krivicu, za to snose digitalne tehnologije i informatiĉka nauka, a u organizacionom smislu teorija korišćenja digitalnog nervnog sistema koja je proistekla iz realnog znaĉaja i upotrebe informatiĉkih tehnologija. Veliki broj organizacija je uloţio znaĉajna sredstva u modernizaciju i kupovinu IT postrojenja ali veoma malo je radio na razvoju sopstvene svesti i svesti svojih radnika o potrebi korišćenja tih tehnologija. Naime, ogroman je broj onih privrednih subjekata koji svoju poslovnu praksu bazira na štampanim materijalima. To najbolje ilustruje podatak da je poslodavac spreman da za 80% uloţenih sredstava dobije samo 20% rezultata. Ta razlika se jednim svojim delom da tumaĉiti nerazumevanjem onog što je moguće, lošom organizacijom, a drugim delom neznanjem, tj. neprepoznavanjem potencijala te tehnologije i korisnosti od brzog protoka podataka i informacija kroz preduzeće. Ta brzina prenosa utiĉe i na brzinu reagovanja na teškoće i iznenadne prilike. Taj i takav, digitalan nervni sistem, kao kopiji ljudskog mozga, daje neslućene mogućnosti za kreiranje organizacija sa virtuelnim poslovnim prostorom i na ogromnim geografskim razdaljinama. Taj koncept briše postojeće granice koje sam pojam organizacije postavlja angaţujući ljude po ugovoru, za odreĊeni posao, za rad od kuće, iz prevoznog sredstva, sa odmora, ... posredstvom mobilnog telefona ili interneta. 3. SADAŠNJOST DOMAĆIH PREDUZEĆA Osnovno obeleţje funkcionisanja svakog društva su PROMENE. Naime, sva su se društva u istoriji ĉoveĉanstva menjala i zahvaljući toj ĉinjenici došlo se do današnjih dana. Nekada su te promene znaĉile boljitak i napredak, nekada su nas vraćale unazad, ali u osnovi išlo se napred. Takav je sluĉaj i sa ovim društvom i tu generalnih razlika nema, ali ima razlika u mestu na kojem se danas i mi i oni nalazimo. Razlike se, dakle, uoĉavaju kada je reĉ o modelima i varijetetima koji su se koristili i vremenu koje je za realizaciju tih drugaĉijih viĊenja utrošeno. Ne retko na ovim prostorima su se birala loša rešenja koja su oduzimala vreme i koja nisu donosila ništa dobroga, ili su se, i to veoma ĉesto, već proverena rešenja i iskustva drugih izbegavala pod izgovorom oĉuvanja sopstvenog integriteta, kolektivne razliĉitosti i nacionalne specifiĉnosti. Ponekad smo se vraćali tim rešenjima ali sa poduţom vremenskom distancom ili u toliko izmenjenom obliku da je ni tvorci nisu mogli

48


prepoznati. Oĉigledan primer takvog stanja su naši rudnici, bar većina, bez obzira da li su sa površinskom ili podzemnom eksploatacijom. I dok su drugi, koliko u prošlom XX veku, vojevali oslobodilaĉke bitke mi smo sprovodili revoluciju i menjali ono ĉemu danas, nakon više od pola veka, teţimo. Nekada su naši rudnici bili uporedo sa drugima, ili bar na korak do njih. U meĊuvremenu mi smo tu gde jesmo a oni tamo. I ako je za utehu ista nas ekonomska kriza pritiska, ali na razliĉitim pozicijama tako da ćemo iz nje i izaći još više razliĉiti. U analizi uticaja tvoraca nauĉnog menadţmenta na sadašnjost domaćih preduzeća vredi krenuti redom, od vremena kada se svet prebacivao iz feudalizma u kapitalizam, od industrijske revolucije. U vreme, s kraja XIX veka, svet se ubrzano kretao ka dekolonizaciji, koju je završio u toku XX veka, i kapitalizmu. Pronalaskom parne mašine došlo se do saznanja da se, upotrebom ovih ureĊaja, moţe proizvesti više i zaraditi više. Sa tom motivacijom i novim mašinama krenulo se u rudnike i hale i industrijsku proizvodnju. Asortiman proizvoda se povećavao, proizvodnja je rasla a onda su se pojavili i prvi problemi, i kod njih i kod nas. Rešavajući novonastale probleme, pre svih one organizacione prirode kao što su; povećanje produktivnosti rada, racionalno korišćenje resursa, radna disciplina i odgovornost, nastali su i prvi pisani radovi iz oblasti poslovnih organizacija i menadţmenta, sa ciljem iznalaţenja najboljih rešenja u struktuiranju i funkcionisanju poslovnih organizacija i njihovog menadţmenta. Inţenjer Tejlor – tvorac teorije nauĉnog menadţmenta, je još krajem XIX veka sugerisao napuštanje postojeće prakse i kompletnu mentalnu revoluciju, misleći pre svega na rukovodeće strukture kao nosioce/ predvodnike tih promena. MeĊutim, ta se mentalna revolucija nije primila na ovim prostorima tako da je bezmalo ĉitav vek prošao a ovi principi su još izmeĊu korica Tejlorove knjige ali i ne i u glavama onih koji odluĉuju. Još uvek se menadţment poistovećuje sa funkcijom koju pojedinac zauzima u okvirima funkcionalne celine a ne sa zanatom neophodnim za efektnije i efikasnije funkcionisanje organizacije. To je još uvek mogućnost ali ne i obaveza. Naĉin struktuiranja i organizovanja, po svojoj mentalnoj suštini, nas vraća u vreme koje je ismejao Ĉarli Ĉaplin snimivši film o radniku koji ne postiţe da ispuni normu na radnoj traci i kojeg jede proizvodna mašina, tj. tako projektovan sistem. Skoro paralelno, na Tejlorovim idejama, u Evropi se izdvajilo uĉenje Anri Fejola koji je ţiţu odgovornosti za uspeh preduzeća prebacio na upravu preduzeća. Njegovo uĉenje je veoma interesantno u razmatranju sadašnjeg stanja domaćih preduzeća jer nije doţivela znaĉajnije promene sve do današnjih dana (naroĉito ne one mentalne o kojima je Tejlor govorio). Interesantnost ove teorije je i u tome što ona govori o funkcijama i funkcionalnom naĉinu struktuiranja u kome sve zavisi od funkcija;direkciji, sektoru, sluţbi ili odelenju koja su potrebna za izvršenje nekog posla a to je karakteristika većine domaćih preduzeća, naroĉito javnih preduzeća koja su u većinskom vlasništvu drţave. Taj naĉin struktuiranja je duboko hijerarhijski i uvek visoko piramidalan. Naime, ekonomski razvijene privrede su u meĊuvremenu promenile desetine modela tragajući za što povoljnijim rešenjima. Na tom putu promena i traganja uvoĊenjem Sistema menadţmenta kvalitetom (QMS – a) 1980 – te godine svet je definitivno prešlo na procesno struktuiranje, što je ujedno i jedan od osnovnih zahteva serije meĊunarodnog standarda ISO 9000. Za razliku od preĊašnjeg ovaj naĉin struktuiranja je nisko hijerarskog nivoa i u prvi plan stavlja proces kao sistem, kao osnovnu vrednost. Naţalost, kod nas je problem i u ne shvatanju procesnog modela; njegove suštine, prepoznatljivosti i implementacije, naroĉito od onih koji rukovode preduzećima i koji treba da predvode promene. Uz to Fejolovih ĉetrnaest (14) menadţment principa za efikasno organizovanje i voĊenje preduzeća iz 1916. godine su veoma aktuelni i danas u našem privrednom i poslovnom poimanju menadţmenta i funkcionisanja organizacija. ZAKLJUĈAK Analizirajući stanje domaćih preduzeća, naroĉito rudnika u kojima je tehnologija stara više decenija a menadţment iz Fejolovog doba, sa aspekta osnovnih teorija nauĉnog menadţmenta i

48


uporeĊujući sa stanjem preduzeća u ekonomski razvijenim sredinama, pritom apstrahujući trenutno stanje zbog globalne ekonomske krize, moguće je zakljuĉiti: – Iako su ekonomski razvijene privrede i društva od pojave nauĉnog menadţmenta promenile više modela i varijeteta tragajući za najboljim rešenjima naša preduzeća su organizaciono i mentalno fokusirana na rešenja iz prošlosti; – Oprobano je, i u poslovnoj praksi su potvrdili svoju neophodnost, brojni alati koji olakšavaju i ubrzavaju procese donošenja odluka a koji su u ovoj sredini prihvaćeni samo od malog broja privrednih subjekata, pre svega onih van rudarstva; – U poslednje vreme se ĉine ogromni napori kako bi se obezbedio dolazak i predavanja vodećih svetskih eksperata, ali bez znaĉajnijih pomeranja u domaćoj poslovnoj praksi, naroĉito u velikim sistemima u kojima drţava ima dominantnu ulogu; – Svet se ubrzano kreće ka virtuelnim preduzećima, on – line poslovima, dok smo mi još uvek na nivou s poĉetka XX veka zbog funkcionalne i informatiĉke nepismenosti, ali i opreme koja bi u normalnim zemljama bila muzejski eksponat a ne osnovno sredstvo; – Postojeće loše stanje se dodatno usloţnjava i primenom operativnih programa na engleskom jeziku po ĉemu smo takoĊe jedinstveni, iako imamo predstavništvo Microsoft – a u Beogradu i korisniĉke platforme na domaćem jeziku; … Ali uprkos svemu, mišljenja sam, da postoji ĉetiri veoma snašna ograniĉavajuća faktora sa kojima se, da bi se bilo uspešno i delotvorno, moraju izboriti domaća preduzeća ali i drţava u celini: neznanje, predrasude, apatija/ lenjost i inat/ odbojnost/ zavist. Naravno da se podrazumeva nepostojanje, ili bar svoĊenje na podnošljivu meru; mita, korupcije, privrednog kriminala, netolerancije, … LITERATURA [1] Sajfert Z., (2002.), Poslovna organizacija, Zrenjanin, TF "Mihajlo pupin"; [2] Stoner J., Friman E. Gilbert D., (1997.), Menadţment, Beograd, Ţelnid; Adiţes I., (2004.), Upravljanje ţivotnim ciklusima preduzeća, Novi Sad, Adiţes; Adiţes I., (2004.), Upravljanje promenama, Beograd, Adiţes; Bulat V., Klarin M., (2000.), Menadţment proizvodnih procesa, Kruševac, ICIM; Deming E., (1996.), Kako izaći iz krize, Beograd, PS Grmeĉ – Privredni Pregled; Drucker P. (2003.), Moj pogled na menadţment, Novi Sad, Adiţes; Janićijević, N. (2004), Upravljanje organizacionim promenama,Beograd,Ekonomski fakultet; Maynard H., (1979.), Savremena organizacija proizvodnje, Beograd, Kulturni Centar; Sajfert Z., (2002.), Menadţment, Zrenjanin, TF "Mihajlo pupin";

48


ZAŠTITA VAZDUHA, VODE I ZEMLJIŠTA OD UTICAJA EKSPLOATACIJE RUDE BORA U POBRĐU – BALJEVAC PROTECTION OF AIR, WATER AND SOIL FROM THE EFFECTS OF BOR IN POBRĐE - BALJEVAC Dragomir Zeĉević1, Milan Popović1, Momir Petrović2 1 - JP PEU, Ibarski rudnici kamenog uglja – Baljevac, 2 - JP PEU, Biro za projektovanje i razvoj - Beograd Rezime U jarandolskom tercijalnom basenu pored drugih sedimentnih tvorevina nalaze se i leţišta bornih minerala PobrĊe i Piskanja. U leţištu borne rude PobrĊe - Baljevac, organizovano je probno otkopavanje rovne rude metodama podzemne eksploatacije ĉvrstih mineralnih sirovina. Obzirom da se radi o mineralnoj sirovini koja do sada nije otkopavana na prostorima Srbije u ovom radu biće obraĊena rešenja u cilju zaštite ţivotne sredine pri otkopavanju rovne rude. Kljuĉne reĉi : podzemna eksploatacija, ruda bora, ţivotna sredina.

Uvod Jarandolski tercijarni basen nalazi se u dolini reke Ibar, oko 14 km severno od Raške. Basen je izduţen u pravcu Z-SZ-I-JI. Rekom Ibar je podeljen na dva dela: istoĉni, Piskanjski u kome se nalazi leţište bornih minerala Piskanja i zapadni u uţem smislu, jarandolski u kome se nalaze ugljonosni horizonti Jarandola, leţište minerala bora u PobrĊu i borna mineralizacija u Raspopovićima. Leţište bornih minerala PobrĊe, nalazi se zapadno od Baljevca, a udaljeno je oko 1,6 km i sa njim povezano asfaltnim putem. Teritorijalno leţište pripada Opštini Raška. Na slici broj 1. prikazan je geografski poloţaj leţišta i saobraćajna povezanost leţišta PobrĊe sa regionalnim mestima. Saobraćajne komunikacije sa leţištem PobrĊe su vrlo povoljne. Na udaljenosti 4,5 km jugoistoĉno od leţišta nalazi se ţelezniĉka stanica Jošaniĉka Banja i pruga normalnog koloseka Beograd-Kraljevo-Skoplje. Naselje Baljevac gde, je i rudniĉka kolonija, nalazi se sa leve strane asfaltnog puta prvog reda Kraljevo – Skoplje. Geološka graĊa, geneza i tektonika leţišta Prema dosadašnjim istraţivanjima leţište zauzima površinu od oko 40 ha, a mineralanu paragenezu ĉine minerali: kolemanit (borat kalcijuma – Ca2B6O11 x 5H2O) i haulit (borosilikat kalcijuma - Ca2B5SiO9(OH)5). Borni minerali se javljaju u klastiĉno-karbonatnoj vulkanogenosedimentnoj seriji, izgraĊenoj od sitnolaminarnih i srednjezrnih tufoznih pešĉara sa tufo-alevrolitima, laporcima i glincima. Karbonatni ĉlanovi serije (dolomitiĉni kreĉnjaci, laporci i glinci) su naizmeniĉno uslojeni. Rudonosni sloj koji se sastoji od kolemanita i haulita nastao je singenetski u okviru neogenih sedimenata. Genetski je vezan za mlaĊi vulkanizam, odnosno vulkanske gasove (fumarole) i hidroterme, u ĉijem sastavu su se nalazile znaĉajne koncentracije bora. Prema dosadašnjim istraţivanjima, centralni deo leţišta je jako poremećen i ubran. Pored pretpostavljenih i utvrĊenih raseda i vertikalnih slojeva, postoje i manje antiklinale i sinklinale, ĉije ose tonu ka jugu i jugoistoku.

48


Hidrogeološke karakteristike leţišta Osnovne hidrogeološke karakteristike leţišta PobrĊe ustanovljene istraţivanjem Geozavoda – Beograd, ogledaju se u prisustvu sledećih tipova izdani: zbijeni tip izdani, zastupljen u aluvionu reke Ibar, ĉiji nivo vode zavisi od nivoa reke, karsni tip izdani, izdvojen u okviru tercijarnih kreĉnjaka koji su u leţištu zastupljeni u manjem procentu ali mogu biti nosioci rudniĉkih voda i pukotinski tip izdani, izdvojen u okviru bazalnih konglomerata, andezita i serpentina. Najveći deo basena obuhvataju , uslovno, bezvodni tereni. Tokom izvoĊenja rudarskih radova konstatovan je manji pritok vode, koja se u rudarskim radovima pojavljuje kao kapajuća voda u koliĉini 0,02 m3/min. Preko severnog dela leţišta protiĉe PobrĊski potok. Veći deo leţišta se nalazi jugozapadno i juţno od desne obale potoka. Kapacitet proizvodnje, vek i naĉin eksploatacije Bilansne rezerve rude bora koje su tretirane u Glavnom projektu iznose: Qgeol.=137.158 t. Planirana godišnja proizvodnja je 15.000 t. Na osnovu dosadašnjeg iskustva u uzimanju industrijskog uzorka rude bora iz jame PobrĊe, moţe se predpostaviti da će osiromašenje rude iznositi cca 6 %, tako de će vek eksploatacije za zadani kapacitet proizvodnje iznositi:

Te 

Qe 130.300,10   9,24 godina Qgod 15.000  0,94

Uzimajući u obzir rudarsko-geološke uslove otkopavanje rude bora u leţištu PobrĊe biće podzemno, bušaĉko-minerskim radovima. Postojeće stanje ţivotne sredine u bliţoj i široj okolini leţišta PobrĊe Postojeći izvori zagađivanja Ibarski rudnici kamenog uglja – Baljevac na ovom podruĉiju vrše eksploataciju uglja više od 80 godina u jami Jarando, transportuju vazdušnom ţiĉarom ugalj iz jame i površinskog kopa Tadenje, vrše

48


ĉišćenje uglja mokrom separacijom, deponuju separacisku jalovinu i od šljake dobivene saomsagorvanjem jalovine proizvode geaĊevinse elemente. Naseljenost i koncetracija stnovništva Koncetraciju stanovništva na podruĉiju leţišta PobrĊe karakterišu seoska domaćinstva razbacana po okolnom pobrĊu i urbano naselje Baljevac, gde se nalazi sedište Ibarskih rudnika kamenog uglja u šijem sastavu je i leţište PobrĊe. Vodoprivredni objekti U neposrednoj blizini leţišta i široj okolini nema vodopivrednih objkata. Najbliţi vodoprivredni objekat je beana Gazivode na reci Ibar 103 km juţno od leţišta PobrĊe. Nepokretna kulturna dobra U neposrednoj i bliţoj okolini leţišta ne postoje objekti sa statusom kulturnih dobara kakvi su manastiri, crkve istorijski spomenici i sliĉno. Vodosnabdevanje Naselje Baljevac snabdeva se vodom delom iz gradskog vodovoda grada Raške ĉiji se vodozahvat nalazi u potkopu Brvenica nekadašnje jame leţišta magnezita Trnava a delom iz sopstvenog vodovoda ĉiji se vodozahvat nalazi iznad Jošaniĉke banje U Đorovom Mostu. Seoska domaćonstva se snabdevaju vodom iz bunara i seoskih kaptaţa. Industrijska voda za snabdevanje separacije Ibarskih rudnika crpi se iz reke Ibar. Klimatske prilike Za analizu klimatskih karakteristika šireg podruĉja leţišta PobrĊe korišćeni su podaci meteoroloških stanica „Beoce“, „Studenica“, „Vranovina“, „Ušće“ i „Priboj Selo“. Podruĉje karakteriše se umereno kontinentalnom klimom. Na klimu utiĉe i blizina Kopaonika Srednja godišnja koliĉina taloga je oko 630 mm. U ovom podruĉju zime su duge i hladne, a leta su kratka i topla. Najveće proseĉne meseĉne padavine javljaju se u proleće (maj, jun), dok su minimalne registrovane krajem zime (februar, mart). Prikaz flore i faune Bilini i ţivotinjski svet je tipiĉan je tipiĉan za brdsko planinske predele. Od šumskih vrsta većinom su zastupljeni tvrdi lišćari hrast i bukva a od voćarskih kultura šljiva i maina. TakoĊe uspevaju sve vrste povrća i ţitarica. Od šumskih ţivotinja, na ovom terenu zastupljeni su zeĉevi i fazani a od domaćih ţivotinja većinom se gaje ovce i krupna stoka. Na prostoru leţišta postoji bujna vegetacija, koja je prilagoĊena postojećim geohemijskim uslovima. Na prostoru leţištai širem prostoru nema retkih biljnih i ţivotinjslih vrsta. Poljoprivredno zemljište Poljoprivredno zemljište pripada vrsti podzola formiranom na pešĉarima te pripada redu manje plodnog zemljišta od V do VIII klase. Prikaz mera koje će se preduzeti u cilju zaštite ţivotne sredine Zaštita vodotokova Ispitivanja rastvorljivosti rude bora u vodi pokazala su da se ruda bora rastvara u vodi pa se rešavanju problema zaštite ţivotne sredine mora posvetiti posebna paţnja. Povoljna osobina je ta što leţište ne sadrţi teške metale: ţivu i arsen.

48


Bor ima izraziti afinitet prema elementima H, O, Na, Ca, Mg i Si, pri ĉemu sa elementima H, O i Na gradi rastvorna jedinjena a sa elementima Ca, Mg i Si nerastvorna jedinjena. Ova osobina bora će se iskoristi pri rešavanju zaštite okoline kod eksploatacije i prerade ruda bornih minerala. Glavnim projektom otvaranja i otkopavanja borne rude u leţištu PobrĊe predviĊena je izrada Glavne pumpne komore u najniţoj taĉki TN - 1 (transportnog niskopa). Glavna pumpna komora sadrţi posebne rudarske prostorije (vodosabirnike) u kojima se prihvartaju sve podzemne vode iz rudarskih prostorija. Vodosabirnici su dimenzionisani na osnovu prospekcijskih merenja mogućeg priliva voda, a izraĊuju se pod padom da bi se postiglo taloţenje ĉvrstih materija. Pored vodosabirnika izraĊena je pumpna komora u kojoj se smeštaju pumpni agregati CVN 2-10 ( centrifugalana višestepena pumpa sa elektromotorom ). Preko usisnog bunara pumpnim agregatima voda se crpi i odvodi na površinu tj. prihvatni bazen br.1. Prihvatni bazen br. 1. bajpasom povezan je sa prihvatnim bazenom br.2. Zaštita okoline od eksploatacije borne rude ostvarivaće se na sledeći naĉin : U vodosabirnicima i bazenu br.1. ubacivaće se kreĉ da bi se nagradila nerastvorna jedinjenja bora, koja se taloţe u mirnom delu vodosabirnika i daljoj polovini bazena br. 1. Izbistrena (oĉišćena) voda od taloga kalcijum - borata preko bajpasa prelazi u bazen br. 2 iz koga se gravitacionim cevovodom vraća u podzemne prostorije za potrebe tehniĉke vode pri bušenju minskih bušotina i orošavanju transportnih sredstava pri izvozu rude tj. njome se obara lebdeća prašina, a enevtualno višak vode u jako kišnim periodima ispuštaće se u vodotokove kao preĉišćena voda. Povremeno, nataloţeni kalcijum - borat ĉisti se i pakuje u posebnu ambalaţu, kao sirovina pri proizvodnji gnojiva za poljoprivredu. Linearna šema kretanja jamske vode prikazana je na slici br. 2.

48


Tokom procesa taloţenja i pre ispuštanja vode iz rezervoara u vodotok PobrĊskog potoka obavezno se moraju uraditi hemijske analize vode. Zaštita zemljišta Na osnovu rudarsko - geoloških uslova eksploatacije, osobine radne sredine. Dubina zaleganja idr. , u toku jamske eksploatacije, ne oĉekuje se oštećenje površine terena, u smislu sleganja. Odlaganje jalovine Jalovina koja će se transporterima sa gumenom trakom izvoziti van jame u bunkere za jalovinu dalje će kamionima biti odvoţena na odlagalište koje će se nalaziti u Piskanji, oko 2 km od leţišta PobrĊe. Prostor za odlaganje jalovine nalazi se izmeĊu reke Ibar sa severne starane, fabrike graĊevinskih elemenata sa juţne strane i taloţnika sitnih klasa uglja sa jugozapadne strane. Ovaj prostor je u Detaljnom urbanistiĉkom planu opštine Raška definisan kao industrijski prostor. Na ovoj lokaciji se već nalazi jalovište separacije uglja. Republiĉki komitet za energetiku, industriju i graĊevinarstvo je 03.09.1987. godine doneo rešenje broj 02 310-169/87, kojim se odobrava korišćenje izvedenih radova i izgraĊenih objekata po ''Dopunskom rudarskom projektu odlaganja jalovine iz separacije Ibarskih rudnika''. Na prostoru predviĊenom za odlaganje jalovine iz leţišta rude bornih minerala PobrĊe nema plodnog zemljišta i poljoprivrednih kultura. Prema reci Ibar uraĊen je nasip visine 3 m, širine 11 m, na kome je uraĊen obodni put širine 4 m, a zatim nasip visine od 4,6 m do 7,1 m, širine 11 m. Ovaj nasip štiti obalu reke i omogućava oticanje površinskih voda. Sa druge strane jalovišta prema taloţnicima sitnih klasa uglja jalovište je zaštićeno nasipom visine 6,0 m a širine 9 m. Površina terena predviĊena za odlaganje jalovine biće obloţena slojem bentonitske gline debljine 30 cm, nakon ĉega će biti izvršeno postavljanje PVC dolije. Odlagalište jalovine će biti okontureno odvodnim kanalom koji sluţi za sabiranje atmosferske vode koja će odvoditi u slobodne taloţnoke koji su korišćeni u procesu separriranja uglja. U taloţnicima će se dodavati kreĉ, kako bi se dobili nerastvorljivi karbonati bora. Uzimajući u obzir koliĉinu atmosferskih padavina i velku zapreminu taloţnika voda prikupljena u taloţnicima će otići prirodnim isparavnjem isparavanjem. Nataloţena masa će biti prikupljana pakovana u veće i dalje distribuirana za potrebe poljoprivrede. Površine izmeĊu odlagališta i obodnog kanala, kao i sam obodni kanal biće obloţene slojem bentonitske gline debljine 15 cm. Glina će na podlogu biti nanošena u tanjim slojevima. Analize jalovine, koje je uradio Poljoprivredni fakultet – Beograd, ukazuju da se ona prema svom karakteru moţe upotrebiti kao izvor bora za ishranu biljaka i primeniti u poljoprivredi. Ovome svakako doprinosi i to što jalovina ne sadrţi teške metale. Uzimajući u obzir ovu ĉinjenicu odloţena jalovina će se takoĊe eksploatisatii i koristiti za proizvodnju Ċubriva sa borom. U industriji mineralnih Ċubriva bi se bor iz jalovine dodavao NPK Ċubrivima i dobivala varijanta Ċubriva NPK+B. Zaštita vazduha U toku eksploatacije rude otkopna polja u jami, rudarske mašine, putevi transporta u jami postaju znaĉajni izvori prašine. U ''Izveštaju o merenju imisije prašine, Predmet: Merenje imisije prašine zagaĊujućih materija tokom eksploatacije ruda bornih minerala u vazduhu rudarskih prostorija za leţište PobrĊski potok u Baljevcu'', definisane su zaštitne mere od negativnog uticaja prašine. Izveštaj je 2000. godine uradio Institut za zaštitu na radu, Novi Sad. Na osnovu pomenutog izveštaja primenjuju se mere: mokro bušenje, orošavanje presinih mesta a radnici na odreĊenim radnim mestima nose aspiratore. Rovna ruda se do ţelezniĉke stanice

48


transportuje u pokrivenim kontejnerima. Ove mere u potpunosti obezbeĊuju zaštitu zdravlja radnika i zaštitu vazduha. Zakljuĉak Aktivnosti na budućoj eksploataciji rude bora u leţištu PobrĊe imaće izvestan uticaj na ţivotnu sredinu. U normalnim uslovima izvoĊenja tehnološkog procesa eksploatacije ne oĉekuje se zanaĉajnije ispoljavanje štetnih uticaja na vodu, vazduh, zemljište i stanovništvo u okolini. Usled niskog godišnjeg projektovanog kapaciteta, savremenog naĉina eksploatacije i primene najsavremenije opreme, i opisanih mera zaštite oĉekuju se neznatni prateći efekti od znaĉaja u smislu narušavanja ţivotne sredine, tako da se moţe oceniti da eksploatacija rude bornih minerala ispunjava uslove sa stanovišta zaštite ţivotne sredine. Literatura 1. Dr Duško Đukanović: ''GRP otvaranja i eksploatacije rude bornih minerala u leţištu PobrĊe, Ibarskih rudnika kamenog uglja-Baljevac''; Biro za projektovanje i razvoj-Beograd 2008. god. 2. A. Stanković, I. Marĉetić, M. Jovanović: ''Studija o preceni uticaja na ţivotnu sredinu eksploatacije rude bornih minerala u leţištu PobrĊe, Baljevac'': ''dekonta'' – Beograd 4/2009. god. 3. D. Đukanović, M. Ivković, (2005): Uticaj podzemne eksploatacije mrkog uglja u RMU „Jasenovac“-Krepoljin na ţivotnu sredinu, Nauĉno-struĉni skup Ekološka istina EcoIst-05. 4. D. Đukanović, D. Miković, (2006): Predlog rekultivacije degradiranih površina u RMU „Soko“- Sokobanja, Rudarski radovi 02/06, Komitet za podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina, Bor; 5. Dr Boţidar Branković: ''Uticaj bornih minerala na okolinu u fazi eksploatacije i pripreme borne rude iz rudnika PobrĊe''; Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd. 1997. godine 6. Dr Vlado Liĉina: ''Primena jalovina bornih minerala kao sporodelujućih Ċubriva'': Poljoprivredni fakultet, Beograd 2005. god. 7. ''Izveštaj o merenju imisije prašine, Predmet: Merenje imisije prašine zagaĊujućih materija tokom eksploatacije ruda bornih minerala u vazduhu rudarskih prostorija za leţište PobrĊski potok u Baljevcu''; Institut za zaštitu na radu, Novi Sad, 2000 god. 8. D. Đukanović, D. Dragojević, (2007): „Rekultivacija degradiranih terena nastalih podzemnom eksploatacijom uglja“, Savetovanje Energetika 2007, Zlatibor, Savez energetiĉara Beograd, str. 169-171. 9. Đukanović D., Ivković M., (2007): Uticaj eksploatacije i prerade bornih minerala leţišta „PobrĊe“ na ţivotnu sredinu, Energija broj 3-4/2007, Beograd, str. 82-86; 10. Zeĉević D., Ivković M., Popović M., 2009: Neka steĉena iskustva na otkopavanju rude bora u leţištu PobrĊe; Rudarski radovi 2/2009, Komitet za podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina, Bor.

48


PERSPEKTIVA EKSPLOATACIJE NEMETALIĈNIH MINERALNIH SIROVINA U IBARSKOJ DOLINI PERSPECTIVE NON METALIC MINERAL RAW MATERIAL EXPLOITATION IN IBAR VALLEY Milinko Košanin, Dragomir Zeĉević, Milan Popović JP PEU, Ibarski rudnici kamenog uglja – Baljevac Rezime Ibarska dolina od vajkada prepoznatljiva je kao dolina rudarstva. U uslovima tranzicije, restrukturiranja i promene vlasniĉnih odnosa, mišljenja smo, ukazala se potreba da se neobaveštena a pre svega struĉna javnost upozna sa mogućnostima eksploatacije nekih nemetala u Ibarskoj dolini. U ovom radu biće tema mogućnosti otkopavanja rude bora i dolomita. Kljuĉne reĉi : Ibarska dolina, dolomit, ruda bora.

Uvod Ibarska dolima, staro rudarsko podruĉje, u pisanim izvorima obilovalo je rudokopima i rudniĉkim naseobama još u III-em veku pre nove ere. Smeštena izmeĊu dveju planina, Kopaonika i Golije, na putu od Apeninskog poluostrva i Dubrovaĉke regije prema Bliskom i Dalekom istoku imala je uslove da, zahvaljujući prirodnim bogastvima dveju najlepših srpskih planina, upravo na rudokopima razvije i zanatstvo. Na osnovu pisanih tragova, iskopina i toponima prvo rudarenje, u ovom kraju, otpoĉelo je sa eksploatacijom bakra, potom srebra, zlata, uglja, a u novijoj istoriji rudarstva olovo, cink, azbest, magnezit, graĊevinski i tehniĉki kamen. Sa razvojem nauke i tehnike razvijale su se i metode istraţivanja mineralnih sirovina na osnovu kojih je utvrĊeno postojanje leţišta rude bora u Baljevcu i leţište dolomita Đakovo-Studenica. Otkopavanje rude bora Geološke karakteristike ležišta Jarandolski tercijalni bazen (nalazi se u dolini reke Ibar) izduţen je u pravcu Z-SZ-I-JI. Rekom Ibar podeljen je na dva dela: istoĉni, piskanjski u kome se nalazi leţište bornih minerala "Piskanja" i zapadni u uţem smislu, jarandolski u kome se nalaze ugljonosni slojevi Jarandola, leţište minerala bora PobrĊe i borna mineralizacija u Raspopovićima. Na slici broj 1. prostorno prikazana su leţišta rude bora u Baljevcu. Leţišta rude bora formirana su u slanim jezerima koja su se nalazila u oblasti aktivnih vulkana. U leţištu minerala bora PobrĊe najĉešće se pojavljuju: kolemanit i haulit. Minerali rude bora, na osnovu dosadašnjih istraţivanja, izluĉeni su u dva rudna sloja sa meĊusobnom visinskom razlikom od 26 m'. Srednja debljina oba rudna sloja je 2,62 m'. Padni ugao rudnih slojeva iznosi od 180 do 210. Generalno leţište ima pravac pruţanja S - SI - J - JZ, sa padom ka I - JI. Karakteristiĉan geološki profil prikazan je na slici broj. 2.

48


Prateće stene rudnih slojeva ĉine: vulkanogene breĉe i konglomerati laporci, tufopešĉari, pešĉari i glinci, koji ĉesto ĉine veće i manje proslojke u rudnom sloju, što negativno utiĉee na osiromašenje rovne rude. Leţište bornih minerala Piskanja, takoĊe, pripada Jarandolskom tercijalnom basenu i locirano je u jugoistoĉnom delu basena. Teren koji je do sada istraţivan zahvata površinu od oko 45 ha. Borni minerali se javljaju u klastiĉno - karbonatnoj vulkanogeno sedimentnoj seriji izraĊenoj od tufoznih pešĉara, laporaca i glinaca. U graĊi leţišta rude bora Piskanja uĉestvuju minerali: kolemanit, uleksit, haulit a reĊe i drugi minerali. Dubokim istraţnim bušotinama utvrĊena su dva rudna sloja, srednje debljine 4,6 m' do 3,3 m' sa zaleganjem od površine na 100 m' do 420 m' debljine. Srednji sadrţaj korisne komponente (V2O3) je 36,39 % V2O3 sa procenjeni rezervama od 7.500.000 tona. Otkopavanje rude bora iz ležišta Kao što je napred izneto, istraţivanje velikog leţišta Piskanja još uvek je u fazi geoloških istraţivanja (pogušćavanjem mreţe istraţnih bušotina).

48


Na osnovu dosadašnjih saznanja ne moţe se pouzdano tvrditi koja tehnologija (površinska, podzemna) je predodreĊena za odvajanje korisne komponente od prirodne zajednice. Leţište rude bora PobrĊe pored geoloških istraţivanja istraţivano je i rudarskim istraţnim radovima. Na temelju ovih saznanja izraĊen je i "Glavni rudarski projekat otvaranja i eksploatacije rude bornih minerala u leţištu PobrĊe, Ibarskih rudnika kamenog uglja - Baljevac". Opšti tehniĉko eksploatacioni faktori leţišta bornih minerala PobrĊe - Baljevac predodreĊuju otkopavanje rude bora tehnologijom podzemne eksploatacije ĉvrstih mineralnih sirovina. Za otkopavanje rovne rude bora po GRP predviĊena je "Stubno-komorna metoda otkopavanja po usponu leţišta sa prinudnim obaranjem krovine". IzvoĊenje predviĊenih rudarskih radova i tehnoloških operacija po detaljima napred citirane metode otkopavanja, u eksperimentalnoj fazi otkopavanja, nisu postignuti svi ţeljeni efekti tehniĉkoekonomski parametri. U nastojanju da se izbegne osiromašenje rovne rude zbog proţimanja pratećih stena, eksperimentisali smo primenom nove geometrije otkopne jedinice. Otkopni uskopi se izraĊuju u niskozasvoĊenom profilu sa dimenzijama 1,8 m h 1,7 m, sa sigurnosnim stubom prema starom radu od 1 m' i prema novom uskopu, takoĊe, 1 m', u primarnoj fazi rada da bi se u sekundarnoj fazi rada (u povlaĉenju) otkopao i sigurnosni stub prema starom radu. Za osiguranje krova otkopnog prostora ugraĊuju se drveni slogovi dimenzija 1,0 h 1,5 m'. Opitom, otkopne uskope moguće je izraĊivati bez podgraĊivanja a osiromašenje se svodi ns minimum. Na slici broj 3. prikazana je eksperimentalna geometrija otkopne jedinice.

Otkopavanje dolomita Geološke karakteristike ležišta Leţište dolomita Đakovo nalazi se na padinama planine Ĉemerno u ataru sela Đakovo, oko 5 km severozapadno od manastira Studenica. Istraţivanja i praktiĉna primena dolomita zapoĉeta su 1954. godine, kada je, za potrebe izgradnje autoputa Beograd-Zagreb, sa leţišta Đakovo isporuĉena odreĊena koliĉina dolomita. Godine 1965. geolozi Magnohroma - Kraljevo, uzimaju probe dolomita iz leţišta Đakovo, radi ispitivanja mogućnosti primene u vatrostalnoj industriji. Iste godine iz improvizovane eksploatacije izvesna koliĉina dolomita isporuĉuje se fabrikama stakla, gde se, nakon

48


ispitivanja, potrvĊuje da dolomit iz Đakova zadovoljava zahteve staklarske industrije. Istraţeni deo leţišta Đakovo zahvata površinu od 509.695 m2. Podaci istraţnog bušenja ostavljaju otvoreno pitanje granica leţišta, odnosno prostiranje dolomita, prema zapadu i severoistoku. Dolomiti leţišta Đakovo obrazovani su kao karbonatni talozi u egzogenim uslovima, sedimentacijom iz morskih voda. Debljine dolomita variraju, od 3,5 m' do 60 m', srednja debljina dolomita je 31,75 m'. Karakteristiĉan geološki profil prikazan je na slici broj 4.

Detaljnim geološkim istarţivanjima ograniĉen je samo jedan deo dolomitskog leţišta Đakovo, na kome su utvrĊene sledeće bilansne rezerve dolomita sa kvalitetom sirovine: Bilansne rezerve (t) 27.197.101

MgO 21,38

CaO 30,57

Sadrţaj korisnih i štetnih komponenti Fe2O3 Al2O3 SiO2 SO3 0,20 0,57 1,57 0,05

G.Ţ. 45,48

Tehnilogija otkopavanja ležišta dolomita Đakovo Ekonomski i genetski tip leţišta, njegove morfološke karakteristike, naĉin i oblik pojavljivanja, uslovi zaleganja, stepen koncentrisanosti rezervi, karakter mineralne sirovine i njena trţišna cena upućuju na otvaranje i eksploataciju leţišta tehnologijom površinske eksploatcije ĉvrstih mineralnih sirovina. Opis postojećeg stanja Na severozapadnom delu leţišta u ataru Ćave, na izohipsi K + 804,00 m vidno su izraţeni ostaci - tragovi nekada neorganizovane eksploatacije kompaktnih dolomita. Naime, dejstvom intezivne erozije dolomiti na ovom delu leţišta su zapravo otkriveni, tj. samo ponegde su prekriveni tankom slojem humusnih tvorevina. Izgled "starog majdana" prikazan je na slici broj 5.

48


Otvaranje površinskog otkopa ležišta Đakovo Površinski otkop dolomita Đakovo predstavlja brdski tip površinskog otkopa. Otvaranje otkopa izvršiće se na izohipshi terena K + 830 m', na zapadnoj strani površinskog otkopa sa pravcem napredovanja prema istoku, izradom platoa 30 m h 20 m u useku. Poloţaj useka otvaranja prikazan je na slici broj 6.

Konstruktivni parametri površinskog otkopa Osnovu za analizu geomehaniĉke stabilnosti rudarskih objekata ĉine podaci o fiziĉkomehaniĉkim i deformacionim svojstvima koji su obraĊeni u Elaboratu o ispitivanjima uzorka dolomita iz leţišta Đakovo (Institut za bakar - Bor). Posle detaljnih razmatranja svih faktora koji utiĉu na izbor konstruktivnih parametara, usvojeno je : - visina etaţa ........................................ h = 10 m' - nagib etaţa

........................................  = 750

Tehnološki proces eksploatacije i oplemenjivanje mineralne sirovine Tehnologija rada na eksploataciji rovne rude dolomita svodi se na diskontinualni rad sa sledećim radnim operacijama : 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Otkopavanje (direktno kopanje uz dezintegraciju brz miniranja) ; IzvoĊenje bušaĉko-minerskih radova ; Utovar izminirane mase ; Prevoz izminirane mase do postrojenja za oplemenjivanje mineralne sirovine ; Oplemenjivanje mineralne sirovine ; Odvoz proizvoda krajnjim potrošaĉima.

Tehnologija rada na oplemenjivanju mineralne sirovine svodi se u suštini na otvaranje zrna (višestepeno drobljenje rovne rude), sejanju, otprašivanju (pranju), klasiranju proizvoda po vrstama i kvalitetu i uskladištenju robe za otpremu potrošaĉima. Svakako, oprema za oplemenjivanje mineralne sirovine odabrana je tako (mobilna postrojenja) da su u procesu moguće brze i tehnološki usklaĊene

48


promene, kako bi se što je moguće bolje, zadovoljile potrebe potrošaĉa širokog spektra asortimana i kvaliteta. Zakljuĉak Ruda bora u leţištima Baljevac - Srbija, do sada, jedinstvena su u ovom delu Evrope. Rovna ruda iz eksperimentalne eksploatacije u leţištu PobrĊe, dokazala je svojim kvalitetom mogućnost plasmana u Indiji, Italiji i Nemaĉkoj. Imajući u vidu utvrĊene rezerve u leţištima i mogućnost primene od preko 102 proizvoda (nama poznatih), svakako, u struĉnim krugovima morala bi se naći u grupi strateških mineralnih sirovina od nacionalnog interesa. Fiziĉko - hemijska i minerološka karakterizacija rovnog dolomita i tehnološka ispitivanja mogućnosti valorizacije dolomita iz leţišta Đakovo pokazuju da se dolomit iz pomenutog leţišta moţe koristiti u putnoj privredi, graĊevinarstvu, agraru, staklarskoj, keramiĉkoj, kozmetiĉkoj, gumarskoj, papirnoj industriji, te u metalurgiji. Zaţivljaljanjem ovih rudnika ne znaĉi samo da bi se dobio zamenski kapacitet u procesu restrukturiranja Ibarskih rudnika, već i vraćanje proizvodne ţivosti u Ibarskoj dolini. Literatura 1. Milenković J. 2005: Elaborat o rezervama dolomita kao karbonatne sirovine u leţištu Đakovo; Biro za projektovanje i razvoj Beograd. 2. Мilenković Ј.,Đukanović D., 2006: Dolomiti leţišta „Đakovо“ коd Studenice (Dolomites of the „Đakovo“ deposit near Studenica) Rudarski radovi 1-2/2006, Komitet za podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina, Bor; str. 11-16. 3. Dragosavljević Z., Denić M., Đukanović D., 2009: Development possibilities of underground coal exploitation in Republic of Serbia, Internacional Mining Forum 2009 –Deep Mining Challenges–I Polish-Serbian forum,18-21. February, Krakow, 55-59; 4. Đukanović D. 2009: GRP otvaranja i eksploatacije dolomita leţišta "Đakovo", Ibarskih rudnika kamenog uglja-Baljevac; Biro za projektovanje i razvoj Beograd. 5. Denić M., Đukanović D.,Stjepanović M. 2009: Raw material base and development possibilities of underground coal exploitation in Republic of Serbia, 41th International October conference on mining and metallurgy, 04-06. October, Kladovo, 181-186; 6. Zeĉević D., Popović M.,2009: Prikaz projektovanih rešenja za otvaranje i eksploataciju dolomita iz leţišta Đakovo - Studenica ; VIII MeĊunarodna konferencija nemetali 2009.g. 7. Zeĉević D., Ivković M., Popović M., 2009: Neka steĉena iskustva na otkopavanju rude bora u leţištu PobrĊe; Rudarski radovi 2/2009, Komitet za podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina, Bor.

48


ZAŠTITA NA RADU U RUDARSTVU U SRBIJI - POREĐENJE SA GLOBALNIM TRENDOVIMA Branislav Radošević, Bogdan Radošević „Advanced Systems“ ABSTRAKT Zaštita na radu je bitan faktor svuda u svetu i neprestano se unapreĊuje u svim procesima rada, od prostog kancelarijskog posla do obavljanja zadataka u sloţenim industrijskim postrojenjima i operacijama. Rudarstvo kao jedan od veoma sloţenih procesa rada i operacija visokog rizika u svetu ima veoma visoke standarde za zaštitu na radu u vidu regulative ali u novije vreme i u vidu dobrovoljnih „nad nacionalnih“ principa. Suprotno tome u Srbiji je zaštita na radu još uvek u praksi na veoma niskom nivou, meĊu najniţim u Evropi. Izuzetci su strane firme iz sveta sa najrazvijenijim rudarstvom (Kanada, SAD, Engleska, Juţna Afrika, Australija)koje primenjuju i u Srbiji principe kao i u svojim matiĉnim zemljama. Iako je zakonska regulativa iz ove oblasti novijeg datuma i u osnovi moderna u praksi se izbegava ili jako kilavo primenjuje. Privatizacija je donela minimalne ili nikakve pomake jer su u osnovi ostali stari kadrovi sa navikama iz prošlosti. Ovakvo stanje je neodrţivo i zahteva angaţovanje na širem nivou da bi se uhvatio korak sa zemljama gde se principi zaštite na radu već decenijama znatno ozbiljnije shvataju i primenjuju.

1. UVOD Zaštita na radu u svim procesima rada je u svetu odavno evoluirala u oblast veoma visokih standarda sa zakonskim regulativama koje se neprekidno unapreĊuju. Praktiĉno nijedan radni proces, ĉak ni najprostiji, ne moţe da se obavlja ako prethodno nije uraĊena procena rizika za to radno mesto i primenjene mere da se utvrĊeni rizik minimizuje i obezbedi rad u bezbednim uslovima. Na taj naĉin u zemljama gde se ovakvi principi striktno poštuju i primenjuju povrede na radu su krajnja retkost a profesinalna oboljenja svedena na minimum. Shodno tome gubitak radnih ĉasova zbog povreda na radu je minimalan i mnoge kompanije upravo koriste ovu ĉinjenicu za samoreklamiranje. Neke kompanije primenjuju i nadnacionalne principe u zaštiti na radu i zaštiti ţivotne sredine (Amis & Prescott, 2002) nazvane „dobrovoljni ameriĉko britanski principi bezbednosti i ljudskih prava („the US/UK Voluntary Principles on Security and Human Rights“). Ovakve principe su poĉele da primenjuju velike multinacionalne kompanije kao što su Rio Tinto, BHP Billiton, Shell, British Petroleum, kao i druge koje su kasnije sledile ove principe. Generalno principi visokih standarda u oblasti bezbednosti na radu i ţivotne sredine su praktiĉno obavezni kod svih firmi koje su registrovane na berzama jer veći incidenti neminovno dovode do gubitka ulagaĉa zbog isplata visokih odšteta i samim tim manjih profita. Deoniĉare i berzanske posrednike interesuju dividende i kod izbora firme za ulaganje, pored procene profitabilnosti, kljuĉni faktori za odluku su i primene standarda u oblasti zaštite na radu i zaštite ţivotne sredine. Zbog toga je i u svetu primetna razlika u primeni propisa izmeĊu firmi koje su registrovane na berzama i onih koje su u potpunosti u privatnom vlasništvu gde ove druge teţe ka tehniĉkom minimumu u primeni propisa.

2. STANJE U SRBIJI U Srbiji je donet Zakon o bezbednosti i zaštiti zdravlja na radu (2005) sa niz podzakonskih akata koji predstavljaju moderan princip primeren zemljama Evropske Unije. Donošenjem ovoga pravnog paketa stekao bi se utisak da Srbija hvata korak sa svetom u oblasti bezbednosti na radu. MeĊutim stvarnost je sasvim drugaĉija. Bezbednost na radu je na izuzetno niskom nivou, niţem nego u mnogim

48


zemljama trećeg sveta. Tradicionalna nedisciplina na radnom mestu ne da nije prestala privatizacijom već se u mnogim sluĉajevima i pogoršala. Stare nasleĊene strukture iz prethodnih perioda su nakon privatizacije nastavile navike iz prošlosti bez ikakvih korekcija. Otpor samih radnika je ĉest i nedostatak edukacije iz ove oblasti je razlog da sami zaposleni ne osećaju potrebu za poboljšanjem. Iako je prošlo pet godina od donošenja seta propisa iz ove oblasti malo je pomaka ka stvarnoj primeni principa bezebednosti na radu 21. veka. Mnoge firme nisu donele ni Akt o bezbednosti na radu a pritom vrše poslove visokog rizika. Nedisciplina kod upotrebe zaštitne opreme je manje više svuda prisutna iako se radi o minimalnim zahtevima daleko ispod standarda koji se primenjuju u svetu. Oprema je retko atestirana a zaposleni nisu prošli kroz sve obuke za rad na toj opremi. Na taj naĉin obavljanje radnih zadatak u Srbiji je na nivou ekstremnih sportova. Visoka atraktivnost dok se nešto ne desi. Jedini svetli primeri su firme koje su stigle iz inostranstva iz realnog sveta odnosa ka bezbednosti na radu kao što su Rio Tinto, Dundee, International Drilling Services i druge koje primenjuju svoje visoke standarde i u Srbiji. 3. ZAKLJUĈAK U Srbiji je bezbednost na radu u rudarskoj industriji na niskom nivou u svim fazama, od istraţivanja do eksploatacije i prerade mineralnih sirovina. Da bi se poboljšala situacija, što je od interesa za sve, neophodna je šira akcija drţave, sindikata, granskih udruţenja, ovlašćenih firmi da kroz razne vidove kao što su mediji, savetovanja, seminari edukuju firme i zaposlene kao i da promovišu principe i razloge za primenu donetih propisa. Nakon ovakvih akcija, ako ne daju ţenjene rezultate, treba pribeći nepopularnijim merama predviĊenih zakonom – kaţnjavanju. Put do konaĉnog cilja je dug, kao što je uostalom bio i u svetu, i zato akciju promovisanja i primene principa bezbednosti na radu treba zapoĉeti što pre jer je zaostajanje Srbije u ovoj oblasti za svetom sve veće. 4. LITERATURA Amis L., Prescott D., (2002). Business and human rights: Policy commitments and disclosure in the extractive sector. International Business Leaders Forum. April, 2002. THE PRINCE OF WALES INTERNATIONAL BUSINESS LEADERS FORUM. Zakon o bezbednosti i zaštiti zdravlja na radu, (2005). Sluţbeni glasnik Republike Srbije broj 101/2005.

48


HRONIĈNE OPSTRUKTIVNE BOLESTI PLUĆA NA TERITORIJI OPŠTINE LAZAREVAC Đurković Miodrag, Petrović Zorica, Marjanović Mihailo Dom zdravlja Lazarevac

Uvod Hroniĉne opstruktivne bolesti spadaju u jedanaest grupa hroniĉnih nezaraznih bolesti, koje podleţu obaveznom prijavljivanju od strane ustanova primarne, odnosno sekundarne zdravstvene zaštite. U grupu hroniĉnih opstruktivnih bolesti spadaju: hroniĉni opstruktivni bronhitis, bronhijalna astma i bronhijektazije. Epidemiološki znaĉaj ovih bolesti je veliki jer se poslednjih godina javljaju sa tendencijom povećanja incidence i prevalence. Etiološki faktori znaĉajni za nastnak ovih bolesti su višestruki. Svakako da znaĉajnu ulogu igraju i predisponirajući hereditarni faktori, slabost imunog sistema itd. Ali od posebnog su znaĉaja uticaj štetnih noksi iz spoljašnje sredine i liĉne navike (pušenje). Kod radno aktivnog stanovništva, pre svega onog koje je zaposleno u rudarstvu i industriji, štetne nokse spadaju u okvir mikroklimatskih faktora i nalaze se najviše u prašini. Pod prašinom se podrazumevaju aerosoli sastavljeni od ĉvrstih ĉestica, drugim reĉima ĉestice raspršene u vazduhu. One nastaju kao posledica usitnjavanja ĉvrstog materijala (disperzijom). Po veliĉini, ĉestice se dele na vidljive i nevidljive. Sa stanovišta zdravstvene zaštite radno aktivnog stanovništva od posebnog je znaĉaja silikogena prašina. Pored prašine, i drugi faktori vezani za raznovrsne procese proizvodnje mogu imati veliki znaĉaj kod nastanka bolesti iz ove grupe. Pre svega izduvni gasovi (ugljen dioksid, ugljen monoksid, sumpor dioksid, azot dioksid), u poljoprivredi prisustvo fungicida, insekticida itd. TakoĊe, sve veći znaĉaj imaju razne korovske biljke (u poslednje vreme brzo šireća ambrozija) ali usled slabosti imunog sistema kod pojedinih lica negativan uticaj mogu da ostvare i mnoge korisne biljne kulture svojim polenovih prahom. Najzad, kao što smo istakli, od posebne je vaţnosti i pušenje, kao jedna veoma štetna navika, masovno rasprostranjena u našem stanovništvu. Cilj rada Cilj rada je prikaz osnovnih epidemioloških karakterostika ovih bolesti sa osvrtom na uticaj faktora spoljašnje sredine i liĉnih navika kao i da ukaţe na moguće oblike preventivnog delovanja. Materijal i metodologija rada Pri realizaciji ovoga rada koristili smo se bazama hroniĉnih nezaraznih bolesti Gradskog zavoda za javno zdravlje u Beogradu i Doma zdravlja ,,Dr ĐorĊe Kovaĉević" Lazarevac. Podaci se odnose za period od dvanaest godina i to od 1997 do 2008. godine. Prema tome rad je retrospektivna studija, u kojoj su od statitiĉko-matematiĉkih metoda korišćeni izraĉunavanje apsolutnih i relativnih vrednosti, hi-kvadrat test, tabelarno i grafikonsko prikazivanje. Rezultati istraţivanja Opstruktivne bolesti pluća u periodu od 1997. do 2008. godine imaju tendenciju ekspanzivnog porasta prevalence a znaĉajnog porasta incidence. Vršene su odreĊene komparacije pojava vezanih za ovu problematiku izmeĊu populacije Gradske opštine Lazarevac i populacije Grada Beograda u celini.

48


Na grafikonu 1. prikazano je kretanje prevalence (ukupnog broja obolelih) i incidence (broj novoobolelih) za teritoriju opštine Lazarevac u posmatranom periodu. Kategorija posmatranj a/ Godina

1997 .

1998 .

1999 .

2000 .

2001 .

2002 .

2003 .

2004 .

2005 .

2006 .

2007 .

2008 .

Prevalenca

89

99

159

171

194

225

452

496

543

577

689

774

Incidenca

14

15

62

13

25

30

229

58

47

42

122

70

Uvidom u ovu tabelu uoĉava se kontiniran i veoma izraţen porast prevalence ovih oboljenja, i neujednaĉen, uz znaĉajna odstupanja u apsolutnim vrednostima po godinama, porast incidence. Prevalenca u poslednjoj godini posmatranog vremenskog perioda u odnosu na prvu godinu tog perioda veća je za skoro devet puta, dok je incidenca veća za pet puta. Naravno, kada je o incidenci reĉ, bilo je godina u kojima su apsolutne vrednosti bile i mnogo veće, dakle 2003. i 2007. godina. Na grafikonu 2. prikazano je kretanje prevalence i incidence za teritoriju Grada Beograda u celini u posmatranom periodu. Kategorij a posmatran ja/ Godina

199 7.

199 8.

199 9.

200 0.

2001 .

2002 .

2003 .

2004 .

2005 .

2006 .

2007 .

2008 .

Prevalenc a

7.77 0

8.09 3

9.07 4

9.98 4

10.6 32

11.8 19

14.5 91

17.1 56

19.6 34

22.1 63

23.9 64

25.3 00

Incidenca

886

1.20 4

1.20 4

1.12 7

907

1.39 9

2.90 9

3.08 9

2.39 7

3.05 7

2.32 2

1.81 7

Uvidom u ovu tabelu, kao i u prethodnom sluĉaju uoĉava se kontiniran i veoma izraţen (ali manje nego u sluĉaju populacije na teritoriji opštine Lazarevac) porast prevalence ovih oboljenja, i neujednaĉen, uz znaĉajna odstupanja u apsolutnim vrednostima po godinama, porast incidence. Prevalenca u poslednjoj godini posmatranog vremenskog perioda u odnosu na prvu godinu tog perioda veća je za više od tri puta, dok je inidenca veća za preko dva puta. U većem broju prethodnih godina, incidenca je bila i znatno veća (u 2003., 2004., 2005., 2006., i 2007.). Prema tome, porast ukupnog broja obolelih prisutan je u posmatranom periodu u obe posmatrane populacije, s tim što je kod populacije na teritorji opštine Lazarevac znaĉajno veći. Sliĉno je i sa incidencom, uz napomenu, da je osetan pad incidence u poslednjoj godini posmatranog perioda moţda znak poĉetka izvesne stagnacije ovih bolesti, ali pravi trend će se pokazati tek narednih godina. Za sada, mi moţemo samo govoriti o izvesnosti veoma znaĉajnog povećanja broja sluĉajeva obolelih od ove bolesti, te ukazati na eventualne uzroke za takvu pojavi kao i na znaĉaj koji ta pojava ima u socijalno-medicinskom i epidemiološkom pogledu. Na tabeli 3. prikazali smo kretnje distribucije ukupno obolelih (dakle, prevalence) prema starosnoj dobi u periodu do 2006. godine. Podaci za ovo obeleţje nisu nam bili dostupni za 2007. 2008. godinu, jer nam ih Gradski zavod za javno zdravlje nije mogao staviti na raspolaganje pošto se u Bazi hroniĉnih nezaraznih bolesti u ovoj ustanovi vrše odreĊene programske izmene.

48


Godina

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Apsolutne i relativne vrednosti Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj %

0-6

7-14

1 1,0 12 7,5 8 4,7 10 5,2 13 5,8 48 10,6 56 11,3 52 9,6 54 9,4

2 2,2 2 2,0 30 18,9 32 18,7 36 18,6 50 22,2 96 21,2 108 21,8 115 21,7 120 20,8

7-19 1519 4 4,5 3 3,0 3 1,9 5 2,9 12 6,2 22 9,8 30 6,6 37 7,5 47 8,7 57 9,9

Svega 7-19 6 6,7 5 5,1 33 20,8 37 21,6 48 24,7 72 32 126 27,9 145 29,2 162 29,8 177 30,7

2025 1 1,1 3 3,0 6 3,8 7 4,1 9 4,6 9 4,0 15 3,3 14 2,8 18 3,3 21 3,6

2639 7 7,9 8 8,1 13 8,2 13 7,6 12 6,2 12 5,3 21 4,6 26 5,2 25 4,6 27 4,7

4049 13 14,6 16 16,2 24 15,1 29 17,0 31 16,0 26 11,6 42 9,3 42 8,5 45 8,0 49 8,5

5064 23 25,8 24 24,2 27 17,0 31 18,1 33 17,0 39 17,3 78 17,3 83 16,7 86 15,8 87 15,1

65 i više Svega godina 39 89 43,8 100,0 42 99 42,4 100,0 44 159 27,7 100,0 46 171 26,9 100,0 51 194 26,3 100,0 54 225 24,0 100,0 122 452 27,0 100,0 130 496 26,2 100,0 155 543 28,5 100,0 162 577 28,1 100,0

Uvidom u tebelu zakljuĉujemo da se broj obolelih kod male i predškolske dece povećao za preko pedeset puta, kod školske dece i omladine za oko trideset puta a kod starijih od 65 godina za preko ĉetiri puta. Te tri starosne grupe su i najugroţenije kada su opstruktivne bolesti pluća u pitanju. Posebno je povećanje izraţeno kod dece izmeĊu 7 – 14 godina, gde iznosi oko šezdeset puta. Naravno ove vrednosti bi se donekle svakako korigovale kada bi smo uzeli u obzir kvalitet prijavljivanja koji nekih godina nije bio najbolji, ali to svakako ne bi moglo mnogo da smanji dramatiĉnost ovih pokazatelja.

Ilustracije radi, trend kretanja distribucije obolelih po starosnoj dobi unutar kretanja prevalence prikazaćemo i grafiĉki na grafikonu 1.

48


Na tabeli 4. dajemo komparativni prikaz udela u ukupnom broju stanovnika i udela u ukupnom broju obolelih za 2006. godinu. Pri tome ćemo se, kada je broj stanovnika u pitanju koristiti rezultatima popisa stanovništva iz 2002. godine

Stanovništvo

Hroniĉne obstruktivne bolesti pluća

0-7 godina 3.891

7-19

20-64

65 i stariji

Nepoznato

Ukupno

10.526

35.287

8.527

280

58.511

%

6,7

18,0

60,3

14,6

0,4

100,0

Broj %

54 9,4

177 30,6

184 31,9

162 28,1

-

577 100,0

Broj

Uvidom o ovu tabelu zakljuĉujemo da je kod dece predškolskog uzrasta, školske dece i omladine i to u najvećoj meri dece od 7-14 godina i starijih od 65 udeo u ukupnom broju obolelih znatno veći nego udeo u ukupnom broju stanovnika. U širokoj populacionoj grupaciji od 20 – 64 godine stvar je obrnuta, s tim što stanovništvo poĉev od 40 – 64 godine svakako ulazi u polje znaĉajnog rizika. Ilustracije radi, odnos udela u ukupnom broju stanovnika i ukupnom broju obolelih prikazaćemo na grafikonu 2.

48


MeĊutim, ako na tabeli 5. pogledamo distribuciju obolelih u okviru kretanja incidence, onda ćemo lako utvrditi da se u desetogodišnjem periodu, uz izvesne oscilacije po godinama, dogodilo drastiĉno pomeranje trenda upravo prema školskoj i predškolskoj deci.

Godina

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Apsolutne i relativne vrednosti Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj % Broj %

0-6

3 1,3 11 17,5 1 7,1 2 8,0 6 20,0 37 16,1 17 27,4 9 19,1 14 33,3

Svega 7-19 5 35,7 4 1,7 30 47,6

2025

2 14,3 2 0,8 28 44,4

7-19 1519 3 21,4 2 0,8 2 3,2

7 28,0 16 53,3 47 20,4 11 17,7 6 12,8 7 16,7

4 16,0 4 13,3 9 3,9 1 1,6 3 6,4 1 2,4

11 44,0 20 66,7 56 24,3 12 19,4 9 19,1 8 19,1

2 8,4

7-14

4 1,7 1 1,6

4 1,7

1 2,1 1 2,4

2639 2 14,3 12 5,1 8 12,7 4 28,6 1 4,0

4049

55 23,2 7 11,1 4 28,6 3 12,0

9 3,9 3 4,8 1 2,1 1 2,4

17 7,4 6 9,7 3 6,4 7 16,7

5064 2 14,3 69 29,1 5 7,9 4 28,6 2 8,0 2 6,7 40 17,4 6 9,7 7 14,9 5 11,9

65 i više Svega godina 5 14 35,7 100,0 90 237 38,0 100,0 1 63 1,6 100,0 1 14 7,1 100,0 4 25 16,0 100,0 2 30 6,7 100,0 67 230 29,1 100,0 18 62 29,0 100,0 17 47 36,2 100,0 6 42 14,3 100,0

Prema podacima kojima za 2007. i 2008. raspolaţe Baza hroniĉnih nezaraznih bolesti Doma zdravlja Lazarevac, a koje nismo prikazali u ovom radu, jer se ne mogu aţurirati pre nego što

48


dobijemo dodatne podatke od strane Gradskog zavoda za javno zdravlje Beograd, ova pojava se u istom dramatiĉnom trendu nastavaila i u tim godinama, pa je naš zakljuĉak da najvulnerabilnije starosne grupe za obolevanje od ovih bolesti postaju upravo mala i predškolska deca i deca niţeg školskog uzrasta. Prema podacima koje raspolaţe Baza hroniĉnih nezaraznih bolesti u Domu zdravlja Lazarevac, distribucija po polu u okviru kretanja incidence ne ukazuje na statistiĉku znaĉajnost razlike izmeĊu muškaraca i ţena (p>0,05). Diskusija i zakljuĉak: Opstruktivne bolesti pluća (bronhijalna astma, hroniĉni opstruktivni bronhitis, bronhijektazije) predstavljaju veliki epidemiološki i socijalno-medicinski problem na teritoriji Grada Beograda a još više na teritoriji opštine Lazarevac. Razumno je pretpostaviti da kod nastanka ove bolesti pored genetski predisponirajućih faktora (slabiji imuni sistem itd.) presudnu ulogu igraju uticaj spoljašnje sredine (veliki broj identifikovanih i neidentifikovanih noksi) kao i liĉne navike pacijenata (pušenje). Na teritoriji opštine Lazarevac na širokom prostoru postoje poligoni i postrojenja Privrednog Društva ,,Kolubara" u okviru kojih se vrše procesi eksploatacije i sušenja uglja kao i druge propratne delatnosti. Koliĉina štetnih izduvnih gasova, prašine i ostalih noksi svakako je znaĉajna, mada su zadnja merenja mikroklimatskih faktora u zimskom periodu 2001. i 2002. godine pokazala da je od svih parametara jedino buka iznad dozvoljenog nivoa. Kada razmatramo problem egzogenih faktora kod nastanka ovih bolesti svakako moramo uzeti i znaĉaj koji imaju i štetne liĉne navike u prvom redu pušenje. Zatim, izvesnu ulogu imaju i faktoru neadekvatnog stanovanja, odevanja i tako dalje. Kada je reĉ o štetnim noksama, njihova je fiziĉka karakteristika da se, naravno, ne zadrţavaju samo u okviru hala ili drugih radnih poligona, već da se posredstvom strujanja rasprostiru i na širem podruĉju opštine, tako da se njihov uticaj moţe odraziti i na lica koja nisu u neposrednom kontaktu sa izvorom zagaĊenja. Faktor pušenja u porodici, neadekvatni sanitarni-higijenski uslovi u školama svakako su uz predisponirajuće genetske faktore razlozi zbog ĉega deca predškolskog i školskog uzrasta ulaze u kategoriju najugroţenije grupe. Od posebnog znaĉaja je pušenje trudnica, što ima za posledicu radjanje dece sa oslabljenim respiratornim i imunološkim sistemom. Kod starih osoba, faktori za nastanak bolesti su, pored višegodišnjih štetnih navika i uticaj fiziĉkog slabljenja organa do kojeg dolazi u starosti. S obzirom da je posledica ovih bolesti sveukupno pogoršanje zdravstvenog stanja pojedinca, opadanje radne sposobnosti i uzimanje većeg broja uglavnom veoma skupih lekova, sprovodjenje odreĊenih preventivnih programa kako bi se smanjio rizik od nastanka ovih bolesti ili bar njihovih komplikacija, od prvorzrednog je znaĉaja za zdravlje stanovništva i za ekonomski aspekt zdravstvene potrošnje. Pre svega imamo na umu sprovodjenje promotivno zdravstvenih aktivnosti koje bi ukazivale na štetne ţivotne navike na jednoj i promovisali zdrave navike na drugoj strani. Kada je reĉ o radno aktivnom stanovništvu, treba svakako intenzivirati sistematske obilaske radnih mesta kako bi se kontinuiranim praćenjem mikroklimatskih uslova, zaštićenosti radnika na radnom mestu i korišćenja liĉnih zaštitnih sredstava, blagovremenim ukazivanjem na štetne pojave u organizaciji rada i ponašanju na radnom mestu, predupredile mnoge štetne posledice. I na kraju, kao i dalje najznaĉajnije mera, sprovodjenje redovnih periodiĉnih pregleda radnika na radnim mestima sa povećanim rizikom, kao sistematskih pregleda svih ostalih populacionih grupa, što je predvidjenom odgovarajućim populacionim obuhvatima i zdravstvenim procedurama u okviru planiranja zdravstvene delatnosti u drţavnom sektoru. LITERATURA 1. Stefanović Stanoje i saradnici: Interna medicina, Beograd, Medicinska knjiga, 1986. 2. Ţigić D.,Janošević-Dotlić S., Ivanović D., Pertot V., Konstantinović D.: Metodologija nauĉnog istraţivanja, Beograd, Srpsko lekarsko društvo, Sekcija opšte medicine, 1992.

48


3. Cucić V., Simić S., Bjegović V., et al. Socijalna medicina udţbenik za studente medicine, Beograd: Savremena administracija, 2000

48

Ruda Rst Vo 2010

Recommend Documents