Obsah Přehled lomového dobývání surovin...chyba! Záložka není definována. Dobývání nezpevněných surovin...chyba! Záložka není definována. Stav ložisek štěrkopísků v roce 2006...Chyba! Záložka není definována. Informace o produkci vybraných štěrkopískoven v ČR (podle výkazu z 1997)Chyba! Záložka není definována. Skrývky...Chyba! Záložka není definována. Technologie suché těžby štěrkopísků...chyba! Záložka není definována. Těžba štěrkopísků z vody...chyba! Záložka není definována. Doprava materiálu po vodě...chyba! Záložka není definována. Práce drapákového bagru...chyba! Záložka není definována. Práce sacích bagrů...chyba! Záložka není definována. Těžba sypkých a plastických surovin hydromonitorychyba! Záložka není definována. Dobývání plastických surovin...chyba! Záložka není definována. Charakteristické složení a vlastnosti plastických surovinchyba! Záložka není definována. Provádění skrývek a dobývání plastických surovinchyba! Záložka není definována. Dobývání pevných nerudných surovin...chyba! Záložka není definována. Konzistence surovin a problémy těžby surovin...chyba! Záložka není definována. Kvalita a kvantita pevných soudržných surovin..chyba! Záložka není definována. Dobývací a dopravní mechanizmy...chyba! Záložka není definována. Dobývání pevných hornin...chyba! Záložka není definována. Komorové odstřely...chyba! Záložka není definována. Výpočet nálože pro KO...Chyba! Záložka není definována. Clonové odstřely...chyba! Záložka není definována. Nakládání suroviny v lomech...chyba! Záložka není definována. Doprava v lomech...chyba! Záložka není definována. Dobývání bloků pro kamenickou výrobu...chyba! Záložka není definována. Výběr hornin těžených pro bloky...chyba! Záložka není definována. Výlom bloků...chyba! Záložka není definována. Metoda odvrtávání perforováním...chyba! Záložka není definována. Odvrtávání souvislé drážky...chyba! Záložka není definována. Propalování drážky termickým hořákem...chyba! Záložka není definována. Metoda vyřezávání lanem...chyba! Záložka není definována. Metoda vyřezávání řetězem...chyba! Záložka není definována. Metoda vyřezávání kotoučem...chyba! Záložka není definována. Metoda vyřezávání kamene vysokotlakým vodním paprskemchyba! Záložka není definována. Nakládání a manipulace při těžbě bloků...chyba! Záložka není definována. Vodorovná manipulace a doprava...chyba! Záložka není definována. Vázací prostředky pro manipulaci s kamenem...chyba! Záložka není definována. 1
Hromadné odstřely v lomech...chyba! Záložka není definována. Komorové odstřely...chyba! Záložka není definována. Clonové odstřely...chyba! Záložka není definována. Plošné odstřely...chyba! Záložka není definována. Speciální odstřely...chyba! Záložka není definována. Účinky odstřelů na životní prostředí...chyba! Záložka není definována. Plán otvírky a přípravy dobývání...chyba! Záložka není definována. Příloha č.1- Přehled nových trhavin (po roce 2000)Chyba! Záložka není definována. Příloha č.2- Přehled nabízených el. rozbušek různých stupňů odolnostichyba! Záložka není definována. Příloha č.3 - Nomogram pro určení parametrů CO.Chyba! Záložka není definována. Příloha č.4 - Neelektrické rozbušky...chyba! Záložka není definována. Příloha č.5 - Výpočet počtu clonových odstřelů...chyba! Záložka není definována. Příloha č.6 - Typické objemové hmotnosti rozpojených materiálů v kg/m 3...Chyba! Záložka není definována. Odborná literatura...chyba! Záložka není definována. Prospektový materiál firem...chyba! Záložka není definována. Seznam obrázků Obr. 1 Průřez štěrkopískovými vrstvami u Zábřehu n/odrouchyba! Záložka není definována. Obr.2 Oblasti štěrkopísků v České republice...chyba! Záložka není definována. Obr.3 Graf výkonnosti hrnutí dozerem Caterpillar D 9...Chyba! Záložka není definována. Obr.4 Suchá těžba štěrkopísků; nakládač plní násypku nad pásovou dopravouchyba! Záložka není definována. Obr.5 Využití dozeru k plnění násypky pásové dopravy...chyba! Záložka není definována. Obr.6 Těžba korečkovým rýpadlem u stěny břehu...chyba! Záložka není definována. Obr.7 Pohled na moderní korečkový řetěz s naplněnými korečkychyba! Záložka není definována. Obr.8 Plovoucí korečkové rýpadlo PKR-50...Chyba! Záložka není definována. Obr.9 Záběr korečku do materiálu...chyba! Záložka není definována. Obr.10 Kotvení plovoucího korečkového rýpadla...chyba! Záložka není definována. Obr.11 Naplněný nákladní samovýsypný člun se štěrkopískemchyba! Záložka není definována. Obr.12 Zakotvení elevátoru v přístavu...chyba! Záložka není definována. 2
Obr.13 Řešení otevírání plovákových vrat samovýsypného člunu SVČ 200;Chyba! Záložka není definována. Obr.14 Plovoucí korečkové rýpadlo s připoutanými vlečnými člunychyba! Záložka definována. Obr.15 Nákladní člun samovýsypný;...chyba! Záložka není definována. není Obr.16 Plovoucí drapákový bagr DB-250...Chyba! Záložka není definována. Obr.17 Moderní konstrukce drapákového bagru MZBKF 240 v OberrheinuChyba! není definována. Záložka Obr.18 Detail rozevřeného drapáku po vyprázdnění...chyba! Záložka není definována. Obr.19 Plovoucí potrubí pro dopravu štěrkopísku od sacího bagruchyba! Záložka není definována. Obr.20 Princip hydropneumatické těžby...chyba! Záložka není definována. Obr.21 Remorkér na tažení člunů...chyba! Záložka není definována. Obr.22 Podvodní pásový buldozer Komatsu a způsoby jeho prácechyba! Záložka není definována. Obr.23 Vlečný koreček při těžbě z břehu...chyba! Záložka není definována. Obr.24 Historický snímek ložiska kaolinu s ruční kolejovou přepravouchyba! Záložka není definována. Obr.25 Müllerovo zatřídění horninových masivů...chyba! Záložka není definována. Obr.26 Schéma vrtů pro řízený výlom závěrného svahu...chyba! Záložka není definována. Obr.27 Ústí štoly komorového odstřelu...chyba! Záložka není definována. Obr.28 Zobrazení části projektu komorového odstřelu...chyba! Záložka není definována. Obr.29 Výřez z projektu CO; na hranách lomové stěny jsou hodnoty výšky, čísla vrtů Chyba! Záložka není definována. Obr.30 Příprava CO tradičním postupem...chyba! Záložka není definována. Obr.31 Clonový odstřel; spouštění sypké balené trhaviny..chyba! Záložka není definována. Obr.32 Řez adjustovaným vrtem CO...Chyba! Záložka není definována. Obr.33 Rýpadlo na housenicovém podvozku s výškovou lopatouchyba! Záložka není definována. Obr.34 Přehled dobývacích a transportních mechanizmů s doporučenými hodnotami efektivního použití...chyba! Záložka není definována. Obr.35 Ukázka orientace stran výhodných pro těžbu blokůchyba! Záložka není definována. Obr.36 Ložisko pískovce v Podhorním Újezdu...Chyba! Záložka není definována. Obr.37 Odvrtávání bloků perforováním...chyba! Záložka není definována. 3
Obr.38 Odvrtávání souvislé drážky...chyba! Záložka není definována. Obr.39 Souprava pro termické řezání kamene...chyba! Záložka není definována. Obr.40 Dialano pro těžbu bloků...chyba! Záložka není definována. Obr.41 Vyřezávání kamene lanovou pilou...chyba! Záložka není definována. Obr.42 Schéma řetězové pily...chyba! Záložka není definována. Obr.43 Řetězová pila v italském mramorovém lomu...chyba! Záložka není definována. Obr. 44 Používání velkoprůměrové kotoučové pily na mramorechchyba! Záložka není definována. Obr.45 Vyřezávání bloků vysokotlakým vodním paprskemchyba! Záložka není definována. Obr.46 Pískovcový lom Mšené Lázně...Chyba! Záložka není definována. Obr.47 Propalování masivu lehkou soupravou...chyba! Záložka není definována. Obr.48 Tepelný hořák řeže v granitovém masivu...chyba! Záložka není definována. Obr.49 Oddělení surového perforovaného bloku hydroklínychyba! Záložka není definována. Obr. 50 Sloupový jeřáb v kombinaci s jeřábem na housenicovém podvozku z provozu v Žulové ve Slezsku...Chyba! Záložka není definována. Obr. 51 Situace sloupového jeřábu instalovaného nad stěnou ložiskachyba! Záložka není definována. Obr.53 Schéma pro instalaci několika lanových jeřábů...chyba! Záložka není definována. Obr.52 Schéma lanového jeřábu; zobrazeno prohloubení lomu s rozšiřující se obslužnou plochou jeřábu (vpravo)...chyba! Záložka není definována. Obr.54 Sloupový jeřáb bez opěrných ramen kotvený lany do skály.chyba! Záložka není definována. Obr.55 Mobilní jeřáb zajistí manipulaci několika pracovišť lamačů, lom Božanov...Chyba! Záložka není definována. Obr.56 Vzduchový vak...chyba! Záložka není definována. Obr.57 Projekt komorového odstřelu...chyba! Záložka není definována. Obr.58 Zapojení rozbušky Surface...Chyba! Záložka není definována. Obr. 60 Časování plošného odstřelu...chyba! Záložka není definována. 4
Přehled lomového dobývání surovin Podle stupně obtížnosti při rozpojování nerostů lze stanovit tři jednoznačně určené skupiny materiálů, které jsou navzájem výrazně odlišné mechanicko technologickými vlastnostmi. Lomové dobývání surovin rozdělujeme do tří skupin. 1.skupina: Materiály nezpevněné - sypké až úlomkovité. Hlavními surovinami jsou písky a štěrkopísky; produkty zvětrávání původních hornin. Jsou lehce rypné, mohou se snadno nabírat lžící, lopatou nebo korečkem. 2.skupina: Materiály plastické vazké, rypné a snadno rozpojitelné. Tato skupina zahrnuje silikátové suroviny se širokým výběrem technických materiálů a jednou společnou vlastností rýpatelností. Výběr strojního zařízení se téměř shoduje s první skupinou. 3. skupina: Materiály pevné - obtížně rozpojitelné. Jsou surovinami po různých stupních horotvorných procesů. Do skupiny náleží horniny magmatické, sedimentární i metamorfované. Dobývací postupy vyžadují rozpojení suroviny trhacími pracemi. Pokud ložisko vykazuje velké rozpukání a menší zpevnění materiálu použije se metoda rozrývání. Současný stav ložisek pevných materiálů předurčuje jejich užití především pro výrobu drceného kameniva. U ložisek málo rozpukaných, jsou podmínky pro těžbu celistvých kamenných bloků. Dobývání nezpevněných surovin Charakteristickým nezpevněným sypkým materiálem, který se nalézá na mnoha místech s minimálními skrývkami, jsou ložiska nezpevněných sedimentárních hornin. Příznivým výsledkem rozsáhlých denudačních (zvětrávacích) procesů jsou mnohavrstvá ložiska nezpevněných klastických materiálů. V surovině jsou zastoupena převážně zrna křemene, v zanedbatelném množství zbytky dalších silikátových minerálů. Dalšími minerály jsou živce, slídy a nepatrné zbytky minerálů z původních magmatických, metamorfovaných i sedimentárních hornin, např. zirkon, rutil, ilmenit, granát. Klasifikace zrn označuje stupeň rozpadu i charakter transportu zrn. Tvar zrna se vytváří nejčastěji ve vodním prostředí, méně na vzduchu. Tvar zrna závisí na způsobu dopravy vodou, kterou je zrno valeno a omíláno. Rychlost tekoucí vody způsobila i přelomení a rozbití zrna. Voda pohybuje zrny také posouváním nebo přehazováním poskokem. Rozeznáváme výsledný tvar zrn: 1. kulový 2. podlouhlý 3. deskovitý 4. stonkatý 5. kopinatý 6. šupinatý 7. listnatý 5
8. zmáčknutý 9. úlomkovitý. Tvary opracovaných zrn písku hodnotíme podle tři os a, b, c. Navržený poměr os a : b : c = 1,0 : 0,75 : 0,5, představuje oválné zrno. Obsah můžeme porovnat s koulí o průměru d = abc (dle Bendela). Velikost zrn ovlivní vznikající tvary; při velikosti Ø okolo 1 mm jsou zrna dostatečně kulatá. Při rozměrech zrn Ø okolo 0,1 mm jsou vytvářena podlouhlá zrna, protože již nejsou podrobena valivému pohybu, ale jsou proudem vody snadno unášena. Aluviální sedimenty jsou pečlivě vytříděné. Pozná se to na zrnech jedné vrstvy. Některé vrstvy vykazují také šikmé zvrstvení a nános střídání proplastků, čoček jílu i jiných materiálů. Rozhodujícím je pomalu tekoucí proud vody. Říční písek je z pomalu tekoucích vod a skládá se z pravidelných jemnozrnných až hrubozrnných frakcí písku. U menších hloubek spodních vod je vyšší podíl humusových přimíšenin (5 15 %). Hladina spodní vody nebývá hlouběji než obvykle 1 m. Hrubé říční písky až štěrky jsou složené z úlomků různých pevnějších hornin. Tím se vyznačuje kratší přenos sedimentů. Zrnitosti větrných nánosů jsou ovlivněny rychlostí větru. Při vyšší rychlosti mohou přenášet i větší zrna. Navátím písku vznikají duny a barchany. Duna je navátý písečný pahorek, val na břehu vody (moře, jezero, řeka; dunové písky Baltického a Severního moře). Podle charakteru prostředí jsou sedimenty vzniklé: Písečnou poušť označujeme barchan. Naváté písky jsou vždy jemnozrnné. Navíc mohou mít jílovitý a prachový podíl. Ledovcový štěrkopísek zasahuje na Ostravsku, vyskytují se pleistocenní písky. Vykazují odlišné mineralogické složení v porovnání s labskými faciemi, mají více živců a dalších minerálů z krystalických hornin. Přítomné jsou i eratické balvany. 1. ve vodním prostředí, usazená za současného unášení proudem vody, - mořská (ložiska marinní a oceánická), - jezerní, sladkovodní (ložiska limnická), - říční a potoční (fluviální ložiska), 2. ložiska vzniklá vzdušným transportem, - jemný vátý písek po velkém transportu, - písek usazený po krátké dopravě, 3. ložiska vzniklá transportem a ukládáním ledovci a ledem (glacigenní ložiska) 4. ložiska po dopravě gravitací, sesuvy a svahovými usazeninami (svahy hor). Z našich nejvýznamnějších štěrkopískových oblastí jsou: Oblast vltavsko-labská - dolní tok Vltavy a střední a dolní tok Labe od Hradce Králové až Litoměřice. Podklad labských sedimentů je z většinou křídový, až ke konci vykazuje tvrdší starší horniny, sedimentace během celého období kvartéru byla v klidu. K dalším významným kumulacím vod patří povodí Orlice a Ohře, dolní tok Cidliny, Jizery a Ploučnice (část). Povodí Vltavy má významný přínos z Berounky, horního a dolního toku Lužnice. Oblast střední a dolní Moravy s dolním Podyjím. K významným přítokům patří v Dyjskosvrateckém úvalu Svitava a Svratka. 6
Oderská oblast s přítoky kolem Ostravy - střední tok Opavy a soutok s Odrou. Další ložiska jsou v severních Čechách (Frýdlantsko), Chebsko, menší severočeské a jihočeské pánve, na Moravě Prostějovsko. Uvedené oblasti jsou zásobovány mnoha řekami a vodními toky, tvořící přítoky velkých řek. Většina našich písčitých a štěrkopískových náplavů vodních toků se rozkládá nad současnou nivní úrovní, tedy na dosahem nejvyšší hladiny povodňových zátop. Naše ložiska obsahují čtvrtohorní pleistocenní sedimenty, místy i třetihorní (z náplavů). Pevninské ledovce zasáhly jen do toku řeky Odry. Mocnost kvartérních říčních teras se pohybuje od 3-15 m. Vyšší terasy mají zřídka 15-20 m a zcela vzácné jsou terasy s mocností 35 50 m. Definice nezpevněných - sypkých sedimentů: Štěrkopísek je přirozeným kamenivem z rozpadlých hornin a opracovaných transportem o různé velikosti. Písek má určeny mezní rozměry ve velikosti 0,063-2 mm. Štěrk mimo mezní rozměry velikosti 2 128 mm je s proměnlivým obsahem zrn nad 2 mm (50 až 100 %) a zrn pod 2 mm (0 až 50 %). (Poznámka: obchodní značení štěrk bylo používáno pro drcený kámen velikosti 22 mm a výše a výraz drtě pro vyrobené kamenivo menší než 22 mm. Výrazy jsou mimo normu ČSN EN.) Podle velikosti se rozeznává: jemnozrnný písek zrna velikosti 0,063 025 mm, střednězrnný písek zrna velikosti 0,25 1 mm, hrubozrnný písek zrna velikosti 1 2 mm. Stav ložisek štěrkopísků v roce 2006 Počet evidovaných ložisek 209, z toho těžených 79 Objem evidovaných zásob (v tis. m³) 2 151 237 Těžba výhradních ložisek (v tis. m³) Těžba nevýhradních ložisek (v tis. m³) Cena štěrkopísku frakce 0/4 tříděný (Kč/t) Cena štěrkopísku frakce 4/8 praný (Kč/t) 9 110 (odpis zásob) 6 000 (přibližný údaj) 88 (celostátní průměr) 210 (celostátní průměr) Nejvyšší těžbu ročně v EU vykazuje Německo (2006) cca 400 mil.tun Roční produkce v USA (sledované těžby během 10 let) 700 1 300 mil.tun Nejvyšší těžbu v České republice roce 2005 vykázal podnik Českomoravské štěrkovny a.s. Mokrá 1 296 026 m³ 7
Informace o produkci vybraných štěrkopískoven v ČR (podle výkazu z 1997) Skrývky Suchá těžba (v tis.tun): Těžba z vody (v tis.tun): Uhy (KL) 2 000 Tovačov (PŘ) 1 800 Bratčice (BR) 1 500 Dobříň (LT) 1 650 Hrušovany (BR) 1 080 Mohelnice (ŠU) 800 Skrývkový materiál bývá shodně uložený jako štěrkopísky. Může být výrazně mladší, ale nebývá příliš zpevněný a slehlý. Skrývkové práce na štěrkopískových ložiscích mají omezený rozsah. Provádí se rýpáním rýpadly, hrnutí dozerem nebo srýpnutím skrejprem. Při výběru doby skrývání se vyhýbáme skrývkám v zimním období. Namočené a promrzlé bloky jsou nebezpečné a ohrožují těžbu pod stěnou. Technologie suché těžby štěrkopísků Pro suchou těžbu jsou vhodná tato zařízení - rýpadla, dozery a nakladače. Instalace těchto strojů u těžební stěny nevyžaduje zvláštní přípravu terénu při tvorbě etáží. Volba stroje závisí na mocnosti ložiska. Technologický postup řeší nasazení jednotlivých strojů s ohledem na stabilitu podloží, vzdálenost k úpravárenskému provozu. Současně s těžbou je řešena navazující doprava. Obr. 1 Průřez štěrkopískovými vrstvami u Zábřehu n/odrou 8
Instalace korečkového rýpadla je náročná, neboť vyžaduje úpravu dráhy pojezdu. Při práci na spodním řezu je nutné zajistit pravidelné přestavění stroje. Stroj pracuje kontinuálně, a proto je nutné tuto technologii doplnit násypkou na pásovou dopravu. Během těžby jsou neustále přestavovány spojovací dopravní pásy. Kolesová rýpadla prakticky vymizela z provozů. Konstrukce současných kolesových strojů byla zaměřena na velkostroje pro těžbu hnědého uhlí. Možné kombinace technologie: 1. Rýpadlo + nákladní automobil. 2. Nakládač + pásový dopravník s násypkou. 3. Dozer + rampa s přesypem do násypky nad pásovým dopravníkem. 4. Korečkové rýpadlo + pásový dopravník s násypkou. Výkony rýpadla a nakládače jsou podmíněny počtem výsypů za minutu (n) a objemem lopaty (lžíce v m³). Teoretický výkon Qt = V i. n. 60 [m³. h -1 ]. Hrnutí štěrkopísku dozery vyžaduje výběr vhodného typu podle šíře radlice. Výkon stroje je silně ovlivněný mechanicko-technologickými vlastnostmi hrnutého materiálu - štěrkopísku, potřebnou vzdáleností pro hrnutí k rampě a typem radlice. Obr.2 Oblasti štěrkopísků v České republice 9
Obr.3 Graf výkonnosti hrnutí dozerem Caterpillar D 9 Obr.4 Suchá těžba štěrkopísků; nakládač plní násypku nad pásovou dopravou 10
Obr.5 Využití dozeru k plnění násypky pásové dopravy 11
Její teoretický objem lze navýšit tvarováním vnějších hran radlice. V. k ú. k č Q = --------------. 60 [ m³. h -1 ] t c. k n V objem hrnutého materiálu při záběru [m³], k ú součinitel plnění lopaty - účinnosti (0,4 0,9), (pro lehce soudržné 0,4 pro písky 0,5 a těžké zeminy 0,6, pro zvětralé břidlice 0,7), k č součinitel časového využití (0,7 0,9), t c - délka cyklu (min) k n - součinitel nakypření (1,2 1,7). Těžba štěrkopísků z vody Otvírka těžebních prací probíhá na suchu. Vymezený směr těžíme rýpadly s hloubkovou lžící a postupně zahlubujeme pod úroveň spodní vody. Rozšířením vodní plochy postupujeme až dosáhneme požadované hloubky (podle těžebního stroje) a velikosti plochy pro umístění plavidla. K těžbě z vodní hladiny jsou vyzkoušeny tyto varianty: 1. Těžba ze břehu Rýpadlo s drapákovou lžící těží z vody v dosahu výložníku nebo rýpadlo s vlečným korečkem postupuje podél břehu. V obou případech jde o značné omezení možností těžby (malý dosah od břehu, omezený dosah hloubek pro nebezpečí závalu jámy i havarie). 2. Těžba z vodní hladiny Korečkové rýpadlo, drapákové rýpadlo (bagr), lopatové rýpadlo a sací bagr jsou stroje plovoucí na vodě pomocí pontonů. Lopatové rýpadlo umístěné na plošině pontonu je málo využívané a málo výkonné zařízení. Korečkové rýpadlo je nejčastěji používané zařízení na vodní hladině. Dosah je omezený (do 10 m, výjimečně do 15 m), podle délky lafety. Drapákové rýpadlo spouštěním drapáku na lanu dosáhne hloubek několika desítek metrů (DB 250 až 50 m). Sací bagry mohou podle konstrukcí čerpadel těžit z různých hloubek. Použitím ponorného čerpadla těžíme do 15 m. Vysokotlakými čerpadly se dosahuje i větších hloubek a maximálních těžeb. V ČR nejsou podmínky pro jejich využití, jsou vhodné pro čištění velkých vodních toků i mělkých mořích. Plovoucí korečkové rýpadlo pracuje ukotveno lany ze břehu. Lana stabilizují betonové kvádry nebo kovové kotvy. Přesuny kotev provádíme podle potřeby nakladačem nebo traktorem. Přitahováním a povolováním dvojice lan se stroj navádí do stěny etáže. Pohybem stroje s lafetou opisujeme malé obloučky. Úspěšnost naplňování korečků kontroluje obsluha z velínu. Korečky jsou ocelové nádoby, částečně děrované pro snadné 12
odvodňování štěrkopísku. Lafeta nese korečkový řetěz, který tvoří koreček a dvojice masivních článků propojených čepy. Na počátku těžby bývá část stěny štěrkopísku nad vodní hladinou. Obr.6 Těžba korečkovým rýpadlem u stěny břehu. Sklon lafety naznačuje vzdálenou několik metrů od paty stěny. Stěna se neustále sváží a napomáhá plnění korečků. Část lafety nad hladinou vody je kryta bočnicemi. 13
Obr.7 Pohled na moderní korečkový řetěz s naplněnými korečky Obr.8 Plovoucí korečkové rýpadlo PKR-50. 1 ponton; 2 lafeta, nosná konstrukce korečků; 3 korečkový řetěz; 4 hnací soukolí s turasem; 5 vynášecí reverzní dopravníkový pás; 6 velín. 14
Spouštěním lafety pod hladinu jsou korečky naváděny do těžené stěny a postupně se plní pískem. Korečky se posouvají nahoru po lafetě až k turasu (čtverhranná hřídel), zde vyklopí obsah na skluz s roštěm. Materiál dopadá na vynášecí dopravní pás. Při těžbě jsou plněny korečky těženým štěrkopískem a jiným materiálem, např. jílovými vložkami. Jíl zacpává korečky a brání jejich vyprázdnění tak, že obsah vypadne až mimo násypku. Přítomnost větších jílových polštářů zabraňuje svážení materiálu ke korečkům a korečky se málo naplňují. Překážkou v naplnění korečku jsou velké balvany a rostlinné zbytky, třeba i části stromů. Na počátku těžby z vody je problematická i malá hloubka dna (3 až 4 metry). Korečkové rýpadlo se použije teprve až se dosáhne větší volná plocha na hladině a přiměřená hloubka dna ke spuštění lafety s korečky. Počátek těžby začíná vyhloubením malého jezera. Otevíraná ložiska jsou plochá zbavená skrývek. Lopatové rýpadlo začíná těžit ze středu plochy. Nabírání štěrkopísku na hranici spodní vody lépe zvládnou lopatová rýpadla nebo drapák na výložníku rýpadla. Obr.9 Záběr korečku do materiálu Pětiboký hranol napomáhá plnění korečku, v závěrečné fázi plnění se sklápí k lafetě. Výkon korečkového rýpadla: Q = V k. n. k p. k -1 n. 60 [ m³. h -1 ] V k - objem korečku [m³], n - počet výsypů za minutu k p součinitel plnění lopaty k n - součinitel nakypření (1,2 1,7). 15
Obr.10 Kotvení plovoucího korečkového rýpadla Obr.11 Naplněný nákladní samovýsypný člun se štěrkopískem 16
Obr.12 Zakotvení elevátoru v přístavu Dlouhý dopravní pás navazuje na břehu na úpravnickou linku. Doprava materiálu po vodě Existující možnosti přepravy těženého materiálu na břeh. Přeprava nákladními čluny, přeprava plovoucími dopravními pásy, přeprava plovoucím potrubím. Obr.13 Řešení otevírání plovákových vrat samovýsypného člunu SVČ 200; 1 zavírací páky; 2 zavírací tyč nad celou lodí; 3 klíny; 4 plováková vrata 17
Obr.14 Plovoucí korečkové rýpadlo s připoutanými vlečnými čluny Obr.15 Nákladní člun samovýsypný; typová řada lišící se hmotností 100 150-200 t nákladu Starší technologie je přeprava nákladními čluny. Dosud se používá při větší dopravní vzdálenosti ke břehu a k úpravně. Tato přeprava umožnila propláchnout zajílovaný materiál. Nákladní čluny byly v přístavu před elevátorem vysypány. Elevátor je korečkové rýpadlo s funkcí pouze vynášet uložený materiál z vody. Elevátor byl trvale připoutaný ke břehu a mohl 18
těžit jen v omezeném prostoru. Vysypaný štěrkopísek elevátor opět vytěžil z přístavu a přeložil dopravním pásem na břeh k úpravně. Pohyb elevátoru byl omezen vlastní lafetou a připojením ke stabilnímu dopravnímu pásu na břehu. Opakovaným vysypáváním lodí se v okolí přístavu vytvářely mělčiny. Občas dna uvízl na mělčině plný člun. Novější technologie volí přepravu plovoucími dopravními pásy. Na korečkové rýpadlo je postupně napojována řada menších sekcí pásových dopravníků na malých plovácích. Krátké sekce dovolují více možností posouvat těžbu, ponechává se dostatečná rezerva i z důvodů jejich větší stability. Dlouhé přímé úseky se mohou za větru překlopit, naopak klikaté sestavy pásů jsou odolné proti převrácení. Každý přesyp z pásu na další pás je na točně. Tento točný bod na plovoucí konstrukci, dovoluje měnit směr pasovek. Práce drapákového bagru K těžbě používá mohutný dvojdílný drapák zavěšený na jeřábové dráze. Objemy drapáků pro těžbu z vody jsou vyšší; 4 6 8 m³. Drapák je spouštěn v automatizovaném cyklu; při objemu 8 m³, 40 až 50krát za hodinu. Tak dosáhne výkonu asi 350 m³/hod. Otevřený drapák klesá na dno. Hrana tlamy drapáku je opatřena zuby (vidle), které se zaboří do dna a pomáhají prorazit zajílované polohy. Vytažení drapáku se zavřenou tlamou je provázeno únikem vody s nepatrným množstvím písku. Drapákový bagr pokračuje v těžbě po korečkových rýpadlech, dotěžuje ložisko do větší Nad vodou je drapák vysypán do násypky. Násypku kryje rošt, aby zabránil přesunu nadměrných balvanů a jílových proplástků do suroviny. Tento materiál se vrací na vytěžené dno jezera. hloubky. Rychlost pohybu drapáku je 80 m/min. S rostoucí hloubkou klesá počet výsypů za minutu. Při těžbě je drapák snadno ohrožen zavalením. Dochází k tomu při výskytu jílových poloh. Pod proraženou vrstvou je vytvořena jáma a opakováním těžby na stejném místě se jáma snadno zasype. Zasypání drapáku je vážnou havárií. Pro doplnění přehledu možných technologií je vyobrazen vlečný koreček (obr.23). Charakteristický je velký objem a hmotnost korečku, která se uplatní při plnění nádoby. Podmínkou dobré funkce stroje je dostatečně dlouhý výložník a odpovídající nosnost při maximálním vyložení s prázdným korečkem. Koreček se plní vlečením po plošině Stroj pracuje na břehu, ale v literatuře jsou také zmínky o uplatnění stroje na plovoucím pontonu. 19
Obr.16 Plovoucí drapákový bagr DB-250 1 plovákové těleso bagru; 2 nosná konstrukce; 3 - drapákové lžíce; 4 velín; 5 odjílovací hydraulický rošt; 6 skluz pro přepad z roštu; 7 vynášecí dopravníkové pásy; 8 kotevní ostruhy; 9 kotevní navijáky; 10 potahovací navijáky pro čluny; 11 hydraulický pohon sklopného ramene. 20
Obr.17 Moderní konstrukce drapákového bagru MZBKF 240 v Oberrheinu Obr.18 Detail rozevřeného drapáku po vyprázdnění 21
Práce sacích bagrů Sací bagry používají pro těžbu nezpevněného materiálu z vody sáním různé čerpací techniky. Jsou to: a) odstředivá čerpadla různých konstrukcí jednostupňová, uzavřená, polouzavřená, otevřená, b) ejektory čerpadlo nemá rotační součásti, je v sacím potrubí, využívá tlakovou vodu pomocí ejektoru, zařízení bývá doplněno rozrušovací hlavou na urychlení rozpojovacího efektu tlakovou vodou, c) mamutí čerpadla hydropneumatická těžba dodává k štěrkopísku stlačený vzduch, vznosný efekt způsobí rozdíl hmotností štěrkopísku a vzduchu, tím vyvolá sání materiálu ode dna, při těžbě se tvoří podtlakový trychtýř. Výkony sacích bagrů jsou závislé na kvalitách bagrovacího čerpadla. Životnost čerpadel zase na těženém materiálu. Čerpadla jsou schopna přenášet objemy od 500 do 4500 m³/hod. Přepočtěno na pevné částice tj. 10 až 15 hmotných podílů. U ponorných čerpadel stoupnou podíly pevných částic na 23 32 % hmotných podílů. Touto technikou jsou dosažitelné výkony až do 1000 t/hod pevných látek. Velká čerpadla mohou čerpat zrna až do velikosti 250 mm. Pohony čerpadel jsou závislé na elektrickém vedení ze břehu. Ekologické důvody vytlačují činnost dieselových motorů z vodní hladiny. Obr.19 Plovoucí potrubí pro dopravu štěrkopísku od sacího bagru Do hloubek 15 m jsou používána běžná bagrovací čerpadla. Pod touto hloubkou bude vhodné použít ponorného čerpadla. Dosah přes 15 m až do 40 m je přes nevýhodu ztráty výkonu možný, pokles koncentrace pevných látek pod 5 % objemových bude možné považovat za hospodárnou těžbu. U moderního sacího bagru je možné celý proces těžby monitorovat a ovládat dálkově. 22
Těžba sypkých a plastických surovin hydromonitory Těžební zařízení k tryskání vody na těžební stěnu pracuje s vysokými tlaky, 5 až 20 MPa. Stroj je posouván před stěnou. Nárazem tlakové vody dochází k podemletí vrstev a dalšímu rozplavování. Podél stěny jsou vedeny žlaby, kterými se materiál přemisťuje až do sběrné jímky. Kalovým čerpadlem je přemístěn materiál na hydrodeponii. Mimo štěrkopísky je tato metoda využívána při těžbě kaolinu a dalších plastických silikátových surovin. Rozmočenou surovinu je nutné pečlivě rozplavit a usazováním zbavit písčitých podílů. Obr.20 Princip hydropneumatické těžby Pro umístění hydromonitoru do těžby jsou možné tyto varianty: 1. Umístění tryskače nad těženou stěnou; tryskač postupně ustupuje, spotřeba vody je vyšší, čistý provoz, větší ztráty vody. 2. Umístění tryskače před lomovou stěnou; s rostoucí vzdáleností klesá účinnost vodního proudu, spotřeba vody je menší, lepší využití energie vody, horší pracovní podmínky pro obsluhu. Tato technologie vyžaduje dostatečné rezervy vody. Vytváří se výstavbou usazovacích jímek pro vyčištění suroviny řadou po sobě jdoucích přepadů. Naplavováním postupně oddělujeme hrubé až velmi jemné podíly zrn. Lodní doprava je používána na rozlehlých jezerních plochách. Z řady typů člunů a hnacích jednotek jsou běžné tyto možnosti: a) nákladní čluny s otevíratelným dnem, 23
b) nákladní čluny s vlastním vynášecím dopravním pásem, tzv. samovykládací čluny, c) nákladní čluny s pevným dnem (přeprava zboží po řekách). Pro těžbu se užívají pouze čluny s otevíratelným dnem. Podle vybavení člunů pro přesun jsou: 1) čluny tažené remorkérem, 2) čluny tlačené remorkérem, 3) čluny s vlastním motorem. Remorkér táhne nákladní člun na laně s odstupem na bezpečnou vzdálenost (cca 15 20 m). Pro obsluhu dvojice člunů postačí jeden remorkér. Obr.21 Remorkér na tažení člunů Pracovní podmínky při těžbě a hlavně při dopravě nákladními čluny jsou velmi závislé na povětrnostních podmínkách. Pečlivě se sledují (a zapisují do lodního deníku) veškeré změny počasí. Za přesně stanovených podmínek je třeba zastavit provoz na vodní hladině (řešeno v POPD daného provozu). K posuzování povětrnostních podmínek se používá Beaufortova stupnice. Na vodní hladině jsou nárazy větru důvodem k přerušení přepravy. Dalším omezením plavby je špatná viditelnost vlivem deště, mlhy, časné a pozdní hodiny směny. Je kladen velký důraz na plné vybavení plavidel v těžbě a přepravě všemi předepsanými pomůckami. Obsluhující personál musí denně provádět kontrolu stroje, např. kontrola pontonů na přítomnost vody (možnost děr v tělesech nebo proděravění). 24