prof. Ing. Vladimír SLIVKA, CSc., dr. h. c. ředitel ICT děkan Hornicko-geologické fakulty VŠB Technické univerzity Ostrava

Transkript

1 prof. Ing. Vladimír SLIVKA, CSc., dr. h. c. ředitel ICT děkan Hornicko-geologické fakulty VŠB Technické univerzity Ostrava

2 DOZORČÍ RADA VĚDECKÁ RADA Ing. Miroslav Eis Ing. Pavel Koscielniak Prof. Dr. hab. Krzysztof Labus prof. Dr. Ing. Jiří Maryška, CSc. prof. Ing. František Pochylý, CSc. RNDr. Jiří Slovák prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc. prof. RNDr. Radim Blaheta, CSc. Dr. Ing. Ján Fabián doc. Ing. Cyril Klimeš, CSc. PaedDr. Jaroslav Soural, CSc. prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. VÝKONNÝ ŘEDITEL prof. Ing. Vladimír Slivka, CSc., dr.h.c. ZÁSTUPCE ŘEDITELE ZA VŠB-TUO MANAŽER PRO INFRASTUKTURU RNDr. Václav Dombek, CSc. ZÁSTUPCE ŘEDITELE ZA ÚGN MANAŽER PRO VÝZKUM doc. Ing. Richard Šňupárek, CSc. VÝKONNÝ MANAGEMENT MANAŽER FINANCÍ Ing. Miroslava Bendová, Ph.D. MANAŽER RIZIK + OSOBA PRO KONTAKT S POSKYTOVATELEM Ing. Pavlína Gáliková THP PRO ADMINISTRATIVU Ing. Vladimíra Plačková MANAŽER MARKETINGU RNDr. Václav Dombek, CSc. Ing. Vladimíra Plačková VEDOUCÍ VÝZKUMNÉHO PROGRAMU 1 RNDr. Václav Dombek, CSc. VEDOUCÍ VÝZKUMNÉHO PROGRAMU 2 doc. Ing. Jiří Fries, Ph.D.

3 ZADÁNÍ POZNATKY O FYZIKÁLNÍCH, CHEMICKÝCH, IZOTOPOVÝCH, STRUKTURNÍCH A MECHANICKÝCH VLASTNOSTECH SLOŽEK HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ

4 NÁSTROJE MODERNÍ, ŠPIČKOVÁ A UNIKÁTNÍ INSTRUMENTÁLNÍ TECHNIKA

5 VÝSTUP ZÁKLADNÍ PŘEDPOKLADY PRO NÁVRH ENVIRONMENTÁLNĚ ŠETRNÝCH TECHNOLOGIÍ PŘI EXPLOATACI NEROSTNÝCH SUROVIN

6 CÍLE VÝZKUMNÉHO PROGRAMU 1 Cíl 1: Cíl 2: Cíl 3: Vymezení způsobu porušování geomateriálů v závislosti na jejich vnitřní stavbě, způsobu zatěžování a fyzikálních podmínkách. Využití nerostných surovin a odpadů k výrobě modifikovaných jílů a geopolymerů s aplikací ve stavebnictví a BAT technologiích pro životní prostředí. Identifikace původu uhlovodíků v horninovém prostředí a jeho využitelnost pro zvýšení vytěžitelnosti ložisek.

7 VÝZKUMNÝ CÍL 1 VYMEZENÍ ZPŮSOBU PORUŠOVÁNÍ GEOMATERIÁLŮ V ZÁVISLOSTI NA JEJICH VNITŘNÍ STAVBĚ, ZPŮSOBU ZATĚŽOVÁNÍ A FYZIKÁLNÍCH PODMÍNKÁCH doc. Ing. Jiří Ščučka, Ph.D.

8 CÍLE Neinvazivní vizualizace a kvantifikace 2D a 3D struktury a nehomogenit geomateriálů (CT tomografie, zpracování obrazu). Definice souvislostí mezi vnitřní stavbou materiálů a charakterem jejich zatěžování a porušování za různých fyzikálních podmínek. Tvorba výpočetních sítí pro matematické modelování chování geomateriálů na základě prostorové vizualizace struktur. Aplikace poznatků v geotechnice a podzemním stavitelství.

9 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Lis s triaxiální komorou Počítačový tomograf FT-IR spektrometr s Ramanovým modulem

10 VÝZKUMNÝ CÍL 2 VYUŽITÍ NEROSTNÝCH SUROVIN A ODPADŮ K VÝROBĚ MODIFIKOVANÝCH JÍLŮ A GEOPOLYMERŮ S APLIKACÍ VE STAVEBNICTVÍ A BAT TECHNOLOGIÍ PRO ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Ing. Jiří Mališ, Ph.D.

11 CÍLE Rozšíření poznatků o možném průmyslovém využití, úpravě a technologickém zpracování doprovodných produktů spjatých s těžbou a zpracováním energetických surovin. Přínos : snížení dopadů těžby a zpracování energetických surovin na ŽP; hledání nových a netradičních surovinových zdrojů, např. vedlejších energetických produktů (popílků, strusek), haldovin (jílů), apod.; výzkum nových silikátových materiálů na bázi geopolymerů, syntetických zeolitů, modifikovaných jílových materiálů.

12 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ RTG difrakce identifikace a charakterizaci práškových materiálů fázová analýza a identifikace krystalických látek Mikrosonda pro mikroanalýzu a analýzu strukturního uspořádání

13 VÝZKUMNÝ CÍL 3 IDENTIFIKACE PŮVODU UHLOVODÍKŮ V HORNINOVÉM PROSTŘEDÍ A JEHO VYUŽITELNOST PRO ZVÝŠENÍ VYTĚŽITELNOSTI LOŽISEK prof. Ing. Petr Bujok, CSc.

14 CÍLE Vyšší využitelnost stávajících energetických zdrojů formou zvýšení vytěžitelnosti jejich ložisek. Vypracování a verifikace metodiky pro reálný odhad zdrojů ložisek uhlovodíků. Deponace CO 2 do propustných vrstev ložisek uhlovodíků s cílem zvýšení jejich vytěžitelnosti. Využití povrchově aktivních látek ke zvýšení vytěžitelnosti ložisek uhlovodíků.

15 CÍLE Geochemická sekvestrace CO 2 v uhelných slojích a doprovodných propustných vrstvách včetně zvodní s cílem těžby slojového metanu. Identifikace chemického složení a dalších charakteristik zemního plynu, metanu a CO 2 v závislosti na genetických podmínkách a horninovém prostředí. Výzkum možností navyšování kapacitních parametrů podzemních zásobníků plynu.

16 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Analýza vrtných jader Izotopová analýza Systém vyhodnocující zhoršení kolektorských vlastností vrstev

17 VÝZKUMNÝ PROGRAM 2 NOVÉ ENVIRONMENTÁLNĚ ŠETRNÉ TECHNOLOGIE Vedoucí výzkumného programu doc. Ing. Jiří Fries, Ph.D.

18 ZADÁNÍ Řešení problematiky pevné, kapalné a plynné fáze horninového prostředí, které jsou ve vzájemné interakci při těžbě fosilních paliv.

19 PŘÍNOS ZVÝŠENÍ BEZPEČNOSTI PRÁCE, EFEKTIVNÍ DOBÝVÁNÍ A VYUŽÍVÁNÍ NEROSTNÝCH SUROVIN, OCHRANA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ VE VAZBĚ NA EXPLOATACI NEROSTNÝCH SUROVIN

20 CÍLE VÝZKUMNÉHO PROGRAMU 2 Cíl 1: Cíl 2: Cíl 3: Cíl 4: Zajištění technologie pro čištění důlních vod vyhovující požadavkům rámcové směrnice vodní politiky 2000/60/EC. Vývoj technologie přípravy minerálních prekurzorů a nosičů nanočástic cestou dezintegrace vysokorychlostním vodním paprskem. Technologie dobývání ochranných pilířů v uhelných dolech s minimálními vlivy na deformace povrchu a stanovení provozních parametrů dobývací techniky. Bezpečnostní aspekty environmentálně šetrných technologií souvisejících s těžbou nerostných surovin z hlediska výbušnosti, hořlavosti, samovzněcování a klimatizace dolů.

21 VÝZKUMNÝ CÍL 1 ZAJIŠTĚNÍ TECHNOLOGIE PRO ČIŠTĚNÍ DŮLNÍCH VOD VYHOVUJÍCÍ POŽADAVKŮM RÁMCOVÉ SMĚRNICE VODNÍ POLITIKY 2000/60/EC Ing. Jan Thomas, Ph.D.

22 CÍLE Hodnocení vývojových trendů chemického složení důlních vod pro různé ložiskové formace. Určení formy výskytu prvků v důlních vodách pro návrh optimální membránové technologie. Vývoj metod odstraňování těžkých kovů s využitím geopolymerů. Verifikace technologických podmínek pro odstranění rozpuštěných a nerozpuštěných látek s využitím membránových procesů.

23 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Elektromembránová separační jednotka. Adiabatický mikrokalorimetr. Laserový optický systém pro sledování chování částic.

24 VÝZKUMNÝ CÍL 2 VÝVOJ TECHNOLOGIE PŘÍPRAVY MINERÁLNÍCH PREKURZORŮ A NOSIČŮ NANOČÁSTIC CESTOU DEZINTEGRACE VYSOKORYCHLOSTNÍM VODNÍM PAPRSKEM Ing. Josef Foldyna, CSc.

25 CÍLE Numerická simulace třífázového proudění vody, a minerálních částic v mlecí komoře. Verifikace numerického modelu proudění v mlecí komoře metodou PIV. Experimentální výzkum dezintegrace minerálů s ohledem na jejich morfostrukturní a disperzní charakteristiky. Konstrukce mlecí komory pro dezintegraci minerálních částic vodními paprsky.

26 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Zařízení pro řezání vodním paprskem. Zařízení pro měření kapalinových proudů metodou PIV. Software ANSYS. Elektronová mikrosonda. RTG-difraktometr. Ramanovský spektrometr.

27 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Zařízení pro řezání vodním paprskem

28 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Zařízení pro měření kapalinových proudů metodou PIV OBRÁZEK

29 VÝZKUMNÝ CÍL 3 Technologie dobývání ochranných pilířů v uhelných dolech s minimálními vlivy na deformace povrchu Ing. Petr Koníček, Ph.D.

30 CÍLE Technologie dobývání uhelných zásob v ochranných pilířích. Dimenzování pilířů a chodbic. Metodika dimenzování kotevní výztuže chodbic. Metodika zjišťování rozpojitelnosti hornin. Optimální parametry dobývací techniky pro konkrétní podmínky.

31 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Počítačový tomograf Zatěžovací lis s triaxiální buňkou Přístroj pro měření rozpojovacích sil

32 VÝZKUMNÝ CÍL 4 Bezpečnostní aspekty environmentálně šetrných technologií souvisejících s těžbou nerostných surovin z hlediska výbušnosti, hořlavosti, samovzněcování doc. Dr. Ing. Aleš Bernatík

33 CÍLE Snižování rizik výbuchů prachoplynových směsí (hybridních směsí). Modelování výbuchů a jejich šíření v uzavřených a polootevřených prostorech. Snižování rizik samovzněcovacích procesů v podmínkách vyšších teplot horninového masívu.

34 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Výbuchový autokláv pro stanovení podmínek exploze a expanze materiálů. Software pro analýzu rizik výbuchů. Mikroskop pro identifikace změn materiálů při hoření a výbuchu. Pec pro samozáhřev pro stanovení podmínek samozáhřevu pevných látek.

35 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Pec pro samozáhřev

36 PŘÍSTROJE, ZAŘÍZENÍ Software pro modelování

37

38 Dobývací metoda Room & Pillar Nová dobývací metoda v OKD, a.s. Projektovaná pro potřeby OKD, a.s. jako bezpoklesová resp. s minimálními poklesy Založena na ponechání stabilních uhelných pilířů V případě úspěchu umožní zpřístupnit značné množství zásob vázaných s ohledem na ovlivnění povrchu v tzv. senzitivních oblastech Pro ověření provozu byla vybrána oblast ochranného pilíře jam závodu Sever Dolu ČSM 38

39 Důl ČSM závod Sever Jámy závodu Sever 39

40 Geologie, struktura, zásoby 800 M 12 až M Celkem zásoby: tun 40

41 Technologické zařízení pro dobývání Feeder Breaker Shuttle Car Scoop (Fairchild) Svorníkovací stroj (Alminco) 41

42 Miner Bolter dobývací a svorníkovací stroj 2 jednotky pro stropní svorníky na každé straně 5,2 m široká frézovací hlava s vodními tryskami pro eliminaci prachu Frézovací a svorníkovací sekvence 1. Frézování uhlí 2. Svorníkování stropu a boků 3. Znova frézování uhlí 1 jednotka pro boční svorníky na každé straně 42

43 Miner-Bolter dobývací a svorníkovací stroj Záběr na celou šířku 5,2 m Svorníkování boků Svorníkování stropu Frézovací hlava 1,8 m až 4,5 m 43

44 Cyklus dobývání 1. Kombajn dobývá uhlí a nakládá ho na shuttle car č. 1, mezitím shuttle car č. 2 čeká. - animace I 2. Shuttle car č. 1 převáží uhlí na feeder, mezitím shuttle car č. 2 je nakládán. 3. Shuttle car č. 1 vyklopí náklad na feeder breaker 4. Feeder breaker drtí uhlí a vykládá na pásový dopravník 44

45 Sloj 30 - Návrh plánu dobývání Jednotlivé dobývky Základní okruh Severní jámy 45

46 Potrubí pro rozvod médií cca 43 m max. Větrní závěs Ventilátor Feeder Breaker Miner Bolter Shuttle car Energetická centrála

47 Schéma svorníkování Schéma svorníkování pro dobré stropní podmínky ideální návrh Rozsah možností svorníkování stropu dle technologie JOY 47

48 Příklady z praxe Strop a stěny budou zasíťovány. Možný koncept zasíťování při použití sítě Huesker na strop a boční stěny. 48

49 Příklady z praxe Bolted roof with mesh and straps and polyethylene water pipe Dinner hole Laser sight

50 Příklady z praxe Primary support Belt hangers (Not on primary support) 50

51 Příklady z praxe Slinger type rock dusting equipment 51 (Fits in bucket of scoop)

52 Příklady z praxe DSI Foam rock dusting equipment 52

53 Příklady z praxe Rock dust bag type explosion barrier 14 bags across Dubaco (South African company) 53

54 Příklady z praxe Valves to control airflow Fiberglass ventilation tubing 54

55 Příklady z praxe Wire mesh on the roof Tensar plastic mesh on the ribs Flexible ventilation duct 55

56 Příklady z praxe Feeder Breaker 56

57 Příklady z praxe Shuttle car Shuttle car Text Shuttle Box car Continuous miner 57

58 Příklady z praxe Power center (7200 incoming voltage) 58

59 Děkuji za pozornost ict.hgf.vsb.cz