Optimizacija eksploatacije dijabaza u složenim ležišnim uvjetima

doctoral thesis

• Title: Optimizacija eksploatacije dijabaza u složenim ležišnim uvjetima : doktorski rad
• Title (english): Optimization of diabase quarrying in complex deposits : doctoral thesis
• Author: Mario Klanfar
• Mentor: Darko Vrkljan (mentor)
• Committee member: Trpimir Kujundžić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Darko Vrkljan (član povjerenstva)
• Committee member: Josip Mesec (član povjerenstva); MBZ: 123530
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering; Zagreb
• Defense date and country: 2014-11-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mining, Petroleum and Geology Engineering; Mining
• Universal decimal classification (UDC): 622 - Mining

Abstract

Dijabaz i ostale eruptivne stijene slabo su zastupljene u geološkoj građi Hrvatske te stoga
čine oskudnu mineralnu sirovinu. Ležišta su redovito smještena u brdskim područjima i
karakterizirana visokim koeficijentima otkrivke, što umanjuje rentabilnost eksploatacije i
raspoložive bilančne rezerve. Optimizacijom eksploatacijskog sustava, uz iskorištenje
potencijalno korisnog stijenskog materijala otkrivke i primjenom suvremenih tehnologija,
postiže se veća rentabilnost eksploatacije. Primjenom teorija učinaka rudarske mehanizacije i
radova pri eksploataciji tehničko građevnog kamena, stvorena je baza proračuna za formiranje
računskog modela eksploatacije. Teorije su provjerene i prilagođene specifičnim uvjetima
eksploatacije, djelomično analizama podataka o eksploataciji dijabaza ustupljenim od
koncesionara, a djelomično terenskim mjerenjima i opažanjima. Za rudarsku mehanizaciju
koja je najviše angažirana u eksploataciji, i stoga stvara najviše eksploatacijske troškove,
postavljena teorija daje prihvatljivo nisko odstupanje parametara učinka od iskustvenih ili
terenski izmjerenih. Postavljene su četiri računske sheme koje predstavljaju četiri sustava
eksploatacije kao kombinacije dvaju čimbenika, primjene pokretnih postrojenja za sitnjenje i
kasiranje te iskorištavanja dijela otkrivke. Računske sheme su uspoređene prema strukturi
troškova a zatim i prema rentabilnosti, za različite eksploatacijske uvjete, tj. uz varijaciju
transportnih udaljenosti do stacionarnog oplemenjivačkog postrojenja, koeficijenta otkrivke te
stupnja iskoristivosti otkrivke. Usporedba je pokazala da sustavi s primjenom pokretnih
postrojenja postaju rentabilniji pri transportnim udaljenostima većim od 400-700m. Pri tome
je sustav bez iskorištavanja otkrivke podjednako rentabilan kao i sustav uz iskorištavanje, pri
koeficijentu otkrivke manjem od 0,2-1, gdje se granica pomiče prema nižem koeficijentu s
porastom iskoristivosti otkrivke. Sustav bez iskorištavanja otkrivke i bez primjene pokretnih
postrojenja postaje rentabilniji na transportnim udaljenostima manjim od 400-700m, uz
pomak granice nadolje s porastom stupnja iskoristivosti. Sustav bez primjene pokretnih
postrojenja a uz iskorištavanje otkrivke najmanje je rentabilan, na cijelom rasponu
promatranih veličina. Istraživanjem je dokazano da sustavi s primjenom pokretnih postrojenja
i iskorištavanjem dijela otkrivke omogućuju rentabilniju eksploataciju u nepovoljnijim
eksploatacijskim uvjetima, tj. uz veće transportne udaljenosti i koeficijent otkrivke, te time
ostvaruju veću bilančnost primarne mineralne sirovine dijabaza.

Abstract (english)

Diabase, along with other igneous rocks, is rarely found in geological formations of
Croatia and thus it represents a scarce mineral resource. Deposits are regularly found in
highlands where they are characterized by high overburden, which reduces rentability of
quarrying and lowers the amount of balance reserves. Higher rentability can be achieved by
optimization of quarrying system, including application of mobile processing plants and
utilization of potentially useful overburden materials. Applying the theories of quarrying
equipment and process productivity, the basis for formation of computational quarrying
model was created. Theories were tested and adapted according to the analysis of quarrying
process data provided by mining company and according to the field measurements. For most
utilized quarrying equipment, that generates highest share in overall expenses, theoretical
productivity parameters show acceptably low deviation from empirical and field-measured
values. Four computational models were formed that represent four quarrying systems, as
combinations of two factors: application of mobile processing plants and partial utilization of
overburden materials. The computational models were compared by expenses structure and
later on by rentability, while varying haulage distance to stationary processing plant,
overburden factor and degree of overburden utilization. Comparation showed that systems
with application of mobile processing plants have higher rentability with haulage distance
greater than 400-700m. Where system without overburden utilization has about equal
rentability as the system with overburden utilization, if overburden factor is 0,2-1 or less. The
boundary between two systems moves towards lower overburden factor as degree of
overburden utilization rises. System without application of mobile processing plants and
overburden utilization has higher rentability below 400-700m of haulage distance, with
boundary moving downwards as overburden degree of utilization rises. System with
utilization of overburden and without application of mobile processing plants has lowest
rentability across the whole ranges of varied parameters. The research proves that application
of mobile processing plants and partial utilization of overburden can provide higher
rentability if unfavorable quarrying conditions were met, that is higher haulage distances and
higher overburden factors. Thus, the amount of balance reserves of primary mineral resource
can be increased applying this system.

• Keywords: Rudarstvo; Eksploatacija; Čvrste mineralne sirovine; Kamenolom; Dijabaz; Optimizacija; Računski model
• Keywords (english): Mining; Mineral raw materials; Quarry; Diabase; Optimization; Computational model
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:169:503746
• Promotion: 2015-07-12
• Study programme: Title: Applied Geosciences, Mining and Petroleum Engineering; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor znanosti/doktorica znanosti (doktor znanosti/doktorica znanosti)
• Catalog URL: http://katalog.nsk.hr/F/?func=direct&CON_LNG=ZAG&local_base=ZAG01_WEB&doc_number=000588511
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2017-11-22 15:53:44