Rysunek 62. Etap I procesu projektowania - określenie zasobów węgla ilości nadkładu oraz współczynnika N:W
Tworzenie cyfrowego modelu pokładu węgla oraz powierzchni terenu w rejonie złoŜa przy wykorzystaniuprogramu „Modeller”
Model cyfrowy powierzchni spągu pokładu węgla Model cyfrowy powierzchni
stropu pokładu węgla
Model cyfrowy miąŜszości pokładu węgla
Obliczanie zasobów złoŜa na podstawie wygenerowanych modeli miąŜszości pokładu
Projektowanie granic eksploatacji pokładu węgla oraz zboczy wyrobiska z uwzględnieniem wymogów stateczności geotechnicznej uzyskanych z
obliczeń w osobnymoprogramowaniu
Proces modelowania kształtu wyrobiska docelowego do stropu pokładu
Proces modelowania kształtu wyrobiska docelowego
do spągu pokładu
Określenie zasobów przemysłowych w docelowym modelu wyrobiska, całkowitej wielkości nadkładu oraz średniego współczynnika N:W dla całego wyrobiska
Określenie wymaganych wielkości wydobycia węgla oraz zdejmowania
nadkładu w poszczególnych latach
Po wykonaniu modeli cyfrowych wyrobiska docelowego do stropu i spągu pokładu kolejnym krokiem procesu projektowania będzie obliczenie całkowitej ilości nadkładu do zdjęcia oraz całkowitej ilości zasobów węgla przeznaczonych do wyeksploatowania z uŜyciem tych modeli.
3.3.1. Obliczanie całkowitej wielkości nadkładu na podstawie wygenerowanych
modeli wyrobiska docelowego
W wyniku obliczania objętości pomiędzy wcześniej wykonanymi modelami (modelem do stropu pokładu a modelem powierzchni terenu) obliczona została całkowita ilość nadkładu zalegająca nad pokładem węgla z uwzględnieniem profilu skarp bocznych poszczególnych pięter eksploatacyjnych wyrobiska. Do wykonania obliczeń naleŜy zaznaczyć obszar pola obliczeniowego po zewnętrznych krawędziach wyrobiska. Otrzymana wielkość jest całkowitą masą nadkładu konieczną do urobienia przez koparki w celu wyeksploatowania zasobów przemysłowych złoŜa w jego przyjętych granicach eksploatacji. W przypadku projektowania zwałowiska tymczasowego na przedpolu obliczona wartość nie zawiera objętości tego zwałowiska, która będzie dodatkowo w procesie jego likwidacji urobiona przez koparki.
Obliczone wielkości nadkładu oraz kubaturę wyrobiska do spągu pokładu na podstawie wygenerowanych modeli poszczególnych pól eksploatacyjnych (wyrobiska docelowego) odkrywki Drzewce zostały przedstawione w tabeli 3.
3.3.2. Obliczanie całkowitej ilości węgla do wydobycia w przyjętym okonturowaniu.
Określenie wielkości zasobów przemysłowych i operatywnych
Ilość węgla w przyjętym do eksploatacji okonturowaniu została skorygowana w stosunku do wartości w konturze bilansowym poprzez zaprojektowanie granicy wybierania węgla ze względów technologicznych. Na tym etapie projektowania naleŜy dokonać oszacowania zasobów przemysłowych i operatywnych, jakie moŜliwe będą do wydobycia.
Całkowitą ilość węgla moŜliwego do wyeksploatowania w granicach okonturowania pokładu oszacowano przy wykorzystaniu opcji przeliczania objętości po uprzednim zaznaczeniu obszaru wybierania węgla zawartym wnętrz zaprojektowanych granic eksploatacji. Zaznaczony obszar do obliczeń musi zawierać się w projektowanych granicach wybierania węgla i będzie obejmował górne krawędzie skarp węglowych. Tylko w takim przypadku zostają uwzględnione całkowite zasoby przemysłowe z uwzględnieniem profilu skarp węglowych. W celu uwzględnienia mogących występować w pokładzie stref bezwęglowych, których nie uwzględnia przeliczenie zasobów pomiędzy modelami stropów i spągu pokładu, wskazane jest przeliczenie zasobów z wykorzystaniem modelu miąŜszości pokładu. Otrzymany wynik będzie w programie podany w [m3], dlatego teŜ w celu uzyskania wyniku w [tonach] naleŜy pomnoŜyć otrzymaną wartość przez współczynnik gęstości objętościowej dla węgla brunatnego
ξ
(w przypadku węgla złóŜ konińskich 1,2), tak jak w przypadku obliczania całkowitych zasobów geologicznych.V Zp = Vw [m3] × ξ [ton/m3] (31) gdzie:
VZp - obliczone zasoby przemysłowe w projektowanych granicach wybierania pokładu Vw - ilość węgla w projektowanych granicach eksploatacji w całym wyrobisku na
podstawie wygenerowanych modeli miąŜszości pokładu
ξ - współczynnik gęstości objętościowej dla węgla brunatnego w złoŜu w [ton/m3 ]
Określenie zasobów operatywnych węgla w projektowanym wyrobisku.
W celu oszacowania zasobów operatywnych naleŜy powyŜej wyliczoną wartość Vzp zasobów przemysłowych pomniejszyć o wartość strat eksploatacyjnych, które z wieloletnich obserwacji dla eksploatowanych złóŜ konińskich przyjmuje się w granicach 7-10 %.
Wielkość strat eksploatacyjnych będzie zaleŜeć od stopnia skomplikowania zalegania pokładu i przyjętej technologii eksploatacji, dla kaŜdej kopalni wielkości te mogą się zatem róŜnić.
Zasoby operatywne będą iloczynem zasobów przemysłowych i współczynnika strat eksploatacyjnych.
Vop [ton] = VZp [ton] × Y (32)
gdzie:
Vop - obliczone zasoby operatywne w całym modelu projektowanego wyrobiska
VZp - obliczone zasoby przemysłowe w granicach wybierania pokładu
Y - współczynnik strat eksploatacyjnych przyjęty dla danego złoŜa
Określenie średniego współczynnika nadkładu do węgla (N:W) dla całego
wyrobiska
Zamknięcie pierwszego etapu projektowego pozwala takŜe na precyzyjne określenie współczynnika nadkładu do węgla (N:W), jaki obowiązuje dla całego modelu wyrobiska. Otrzymany współczynnik jest współczynnikiem objętościowym (eksploatacyjnym), a nie liniowym, jak w przypadku wskaźnika geologicznego.
Określenia tego współczynnika jest moŜliwe poprzez podzielenie otrzymanej całkowitej ilości nadkładu obliczonego w modelu wyrobiska do ilości węgla wyliczonej w granicach jego wybierania (okonturowania).
Otrzymany wynik będzie stosunkiem ilości metrów sześciennych nadkładu, który naleŜy zdjąć, aby uzyskać 1 tonę węgla z zasobów operatywnych.
N:W = Vn [m3] / Vop [ton] (33)
gdzie:
N:W - współczynnik objętościowy nadkładu do węgla
Vn - objętość nadkładu w całym projektowanym wyrobisku na podstawie modelu docelowych wyrobiska do stropu pokładu
Vop - obliczone zasoby operatywne na podstawie wykonanych modeli cyfrowych
W przypadku kilku pól eksploatacyjnych tak, jak to ma miejsce w odkrywce Drzewce, wskazane jest wykonanie obliczenia tego współczynnika dla kaŜdego pola osobno. Po zsumowaniu współczynników otrzymamy średni objętościowy współczynnik N:W dla wszystkich pól eksploatacyjnych.