Materiały konferencyjne SEP 2018

zastanowić się nad potencjalnymi elementami instalacji, które można poddać działaniom op- tymalizacyjnym, tak aby nie zmniejszając poziomu bezpieczeństwa prowadzonych prac w wyrobisku szybowym możliwym było zminimalizowanie kosztów związanych z mrożeniem górotworu. Analizując ostatnio dokonane zmiany w zakresie mrożenia masywu skalnego na potrzeby głębienia szybów na przykładzie polskich kopalń rud miedzi można stwierdzić, iż w chwili obecnej stan zaawansowania technologicznego w zakresie wyposażenia i budowy Stacji Agregatów Mrożeniowych, czy konstrukcji orurowania jest optymalny. Potencjał w dziedzinie możliwej optymalizacji upatrywać można w kwestii dopasowania parametrów przepływu czynnika chłodzącego w instalacji mrożeniowej, doboru wyższej sprawności sprę- żarek, modyfikacji obwodu wyrównawczego solanki oraz optymalizacji średnicy kręgu otwo- rów mrożeniowych wraz z ich liczbą w przedmiotowym kręgu. 2. OBECNIE STOSOWANA KONFIGURACJA INSTALACJI MROŻENIOWEJ W obecnie stosowanej konfiguracji instalacji mrożeniowej średnica kręgu otworów mrożenio- wych wynosi 16 m, Stacja Agregatów Mrożeniowych wyposażona jest w sprężarki dwustop- niowe, co umożliwia obniżenie temperatury czynnika chłodzącego do -30 o C. Solanka w prze- strzeni pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną rurą mrożeniową uzyskuje przepływ turbulentny. Realizowane jest to dzięki średnicy wewnętrznej rury obsadowej wynoszącej 75 mm, przy średnicy rury zewnętrznej wynoszącej 139,7 mm, oraz wydajności pomp solankowych w wysokości około 13 m 3 /min. Odległości pomiędzy otworami mrożeniowymi wynoszą aktu- alnie 1,25 m, przy liczbie otworów wynoszącej 40 sztuk. Po roku 2000, kiedy to przystąpiono do prac związanych z głębieniem szybu R-XI zmodyfikowano system mrożenia, w celu zasto- sowania tzw. głębokiego mrożenia, aby objęło ono swym zasięgiem skały środkowego pstrego piaskowca. W tym celu wykonano instalację mrożeniową opartą na 40 otworach mrożenio- wych umieszczonych na kręgu o średnicy 16 metrów, z czego połowa z nich wykonana była jako otwory długie, a druga połowa jako krótkie. Oznaczało to, iż do około 400 metrów skały mrożone były 40 otworami, natomiast poniżej jedynie 20 z nich. Rozwiązanie takie zastosowa- no również z powodzeniem w dwóch ostatnich szybach, tj. szybie SW-4 oraz GG-1, gdzie nie zaobserwowano praktycznie żadnych poważnych usterek. Drugą ważną zmianą jaką zaimple- mentowano było zwiększenie średnicy zewnętrznej rury mrożeniowej do 85 mm, co w połą- czeniu ze zwiększeniem wydajności pomp zatłaczających czynnik chłodzący do około 15 m 3 /min poskutkowało prawie dwukrotnym zwiększeniem ilości zimna przekazywanego przez rurę mrożeniową do górotworu. 3. OPTYMALIZACJA KONFIGURACJI INSTALACJI MROŻENIOWEJ Działania związane z realizacją niniejszego tematu rozpoczęto od prac studialnych mających na celu optymalizację procesu mrożenia. Ich celem było poszukiwanie najefektywniejszej kon- figuracji instalacji mrożeniowej uzyskiwanej poprzez odpowiedni dobór średnicy kręgu otwo- rów mrożeniowych oraz liczby otworów na nim lokalizowanych. W tym celu posłużono się modelowaniem numerycznym. W pierwszym etapie zbudowano model, następnie skalibrowa- no go z rzeczywistym danymi pochodzącymi ze Stacji Agregatów Mrożeniowych przy szybie GG-1, po czym prowadzono prace optymalizujące geometrię kręgu otworów mrożeniowych.