Köszönetnyilvánítás Dr. Debreczeni Ákos Baranyó László Dávid István

Tartalomjegyzék Összefoglaló... 3 Summary... 6 Bevezetés... 8 1. Az Ártándi Kavicsbánya Kft. bemutatása... 9 2. A bányaterület és környékének geológiai bemutatása... 10 3. A bányaművelés technológiájának történeti áttekintése... 16 4. A bányaművelés jelenlegi technológiájának bemutatása... 22 4.1. Bányatelek általános bemutatása... 22 4.2. A jövesztési rendszer fő jellemzői... 23 4.2.1. Gátas fejtés folyamata... 23 4.2.2. A letakarítás folyamata... 26 4.3. Bányaművelés külszíni létesítményei... 27 4.4. Letakarítás eszköze... 28 4.5. Ásványi nyersanyag fejtésének eszköze... 29 4.6. Szállítás eszközrendszere... 33 4.6.1. Úszószalag szállítás... 34 4.6.2. Parti szállítószalag szállítás... 34 4.6.3. Szállítószalagok szállítási teljesítményének vizsgálata... 36 4.7. Termelvény osztályozásának eszközrendszere... 38 4.8. Meddőelhelyezés... 40 4.9. Rekultiváció, tájrendezés... 41 5. Markolószerelékes úszókotrók működési hatékonyságának összehasonlítása... 44 5.1. Az MBK-200 és a B-240 típusú úszókotrók termelést meghatározó műszaki adatainak bemutatása... 44 5.1.1. Úszó stabilitást meghatározó paraméterek... 44 5.1.2. Mozgást meghatározó paraméterek... 45 5.1.3. Jövesztést meghatározó paraméterek... 46 5.1.4. Irányítástechnikai paraméterek... 48 5.1.5. Karbantartási igények... 50 5.1.6. Minőségi termék-előállítást segítő kiegészítő elemek... 52 5.2. Teljesítményt befolyásoló, kotróktól független paraméterek... 53 5.2.1. Kőzetjellemzők... 53 5.2.2. Technológiai idő géptől független jellemzői... 53 5.3. Teljesítményt befolyásoló, kotróktól függő paraméterek... 54 5.3.1. Gépjellemzők... 54 5.3.2. Technológiai idő géptől függő jellemzői... 56 5.4. Teljesítménymutatók számítása... 57 5.5. Hatékonyság vizsgálat... 59 5.5.1. Termelvény minőségi paraméterei... 59 5.5.2. Irányítás-technológia, automatizáltság... 61 5.5.3. Fajlagos energiafelhasználás... 61 6. Eredmények összefoglalása, következtetések... 64 Irodalomjegyzék... 66 Mellékeltek... 67 1

Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném megköszönni Dr. Debreczeni Ákos egyetemi docensnek, belső témavezető konzulensemnek a szakdolgozatom készítése során nyújtott folyamatos szakmai segítséget és irányítást, amely a megfelelő irányba terelte dolgozatom felépítését, szakmai tartalmát. Külön köszönöm Baranyó László igazgató úrnak, az Ártándi Kavicsbánya Kft. igazgatójának, hogy lehetővé tette számomra, hogy szakdolgozatomat az ártándi kavicsbányában írhassam, és szakdolgozatom témáját javasolta. Köszönöm, hogy a szakdolgozathoz szükséges adatokat rendelkezésre bocsátotta és a dolgozatot több fázisban véleményezve biztosította annak szakmai megfelelőségét. Külön köszönöm, hogy lehetővé tette munkatársainak, hogy munkaidejükben a szakdolgozatomhoz segítséget nyújtsanak. Végül, de nem utolsósorban köszönöm Dávid István műszaki igazgató-helyettes úrnak, külső témavezető konzulensemnek a szakdolgozatomhoz nyújtott lelkiismeretes és kiemelkedő szakmai segítségét. Köszönöm, hogy vezette a bányabejárásaimat, részletesen bemutatta a termelési folyamatokat, gépek működését, segített az adatgyűjtésben, az adatok értelmezésében és feldolgozásában, valamint a dolgozatot több fázisban is véleményezte, elősegítve annak szakmai pontosítását. 2

ÖSSZEFOGLALÓ Jelen szakdolgozat célja, hogy bemutassa az Ártándi Kavicsbánya Kft. termelési folyamatát, és ebben a keretrendszerben összehasonlítsa a 2012 májusában üzemen kívül helyezett régi, és az azt felváltó új markolószerelékes úszókotró hatékonyságát. A bánya rendszerváltást követő történetében jelentős beruházást képviselt az új úszókotró beszerzése és üzembe állítása, így a bánya tulajdonosa és vezetése joggal volt kíváncsi arra, hogy mely területeken érvényesül elsősorban a hasonló felépítésű és működésű termelőgép hatékonyabb munkavégzése. Az Ártándi Kavicsbánya Kft. igazgatójának javaslatára ezt a hatékonyságvizsgálatot választottam szakdolgozatom témájának, amely egyúttal lehetővé tette számomra, hogy belelássak a bánya mindennapi működésébe, a termelést és a ráépülő folyamatokat rendszerszinten megismerhessem. A szakdolgozat kutatási módszereinek meghatározásánál törekedtem arra, hogy a szakdolgozat gyakorlati ismereteken, személyes szakmai élményeken alapuljon, életszerű legyen, meghatározó legyen benne a saját munka, természetesen kiegészítve a szakirodalom feldolgozásával. A téma jellegéből adódóan kiemelkedően fontos volt a bánya vezetésével szakmai mélyinterjúk lebonyolítása. Ebben rengeteg segítséget kaptam a bánya igazgatójától és műszaki igazgató-helyettesétől, aki egyben külső konzulensem is. Ezek során lehetőségem volt mélyrehatóan megismerni a termelési módszereket, tapasztalatokat, az alkalmazott gépek főbb működési elveit. Ezt egészítette ki a többszöri bányabejárás, amely során közelről is megismerhettem az alkalmazott módszereket, technikákat, gépeket. A bányabejárás során lehetőségem volt a kotrómesterekkel is konzultálni, amely során értékes ismereteket szereztem a gépek működtetéséről, a termelési folyamatról, a felmerülő problémákról. A terepi munka során a hatékonyságvizsgálatokhoz, a teljesítmények összehasonlításához az üzemben lévő új kotró esetében méréseket végeztem, a régi kotróra pedig a kotrómesterek és a műszaki vezető tapasztalatain alapuló adatokat tudtam felhasználni. A közölt információkat saját szerkesztésű térképekkel, ábrákkal, táblázatokkal tettem érthetőbbé, szemléletesebbé. A kavicsbányászatnak nincs a mélyművelésű bányászathoz hasonlóan kiterjedt szakirodalma, azonban ezt a hiányt pótolta az a 2007-es könyvsorozat, amely átfogóan mutatta be a kavicsbányászat műszaki, technológiai, környezeti, minőségirányítási stb. kérdéseit. Emellett dolgozatom készítése során felhasználtam az idevonatkozó oktatási anyagokat, kiadványokat, jogszabályi előírásokat, valamint a vizsgált termelőgépekhez kapcsolódó üzemi utasításokat, gépleírásokat. 3

A szakdolgozatban röviden leírom a bányavállalat kialakulását, történetét, illetve a terület főbb geológiai jellemzőit. Ez utóbbi elkészítéséhez a bányától kapott, a területre jellemző fúrásszelvény nyújtott segítséget, amely feltárja a kitermelendő ásványi nyersanyagtest települési helyzetét, rétegződését. Bemutatom a termelési folyamat időbeli fejlődését, amely jól szemlélteti, hogy a kutatásokat követően megkezdett termelés (beleértve a meddő letakarítását is) hogyan változott a kezdeti sekély mélységben termelő, parti forgó felsővázas kotróktól a mai modern, a nyersanyagot teljes mélységében letermelni képes úszókotróig, továbbá hogyan alakult a termelvény feldolgozási folyamata. A szakdolgozat jelentősebb egysége a jelenleg alkalmazott termelési folyamat részletes bemutatása. Ezen főfejezetben bemutatom a bányatelket, a gátas rendszerben folytatott termelési folyamatot az egyes munkaszakaszokon keresztül, így az NDC-12 típusú marótárcsás úszókotróval végzett meddőletakarítást és zagyszivattyúval történő meddőelhelyezést, a B-240-es úszókotróval végzett jövesztést a termelvénynek a kotrón történő előkezelésével (Schenk vibrátor, hidrociklon). Itt részletezem a termelvény elszállításának módját, az úszószalag és a parti szállítószalag rendszert, továbbá a termelvény feldolgozását végző osztályozók működését, valamint a jelenleg még kisebb területre kiterjedő rekultivációt. A másik kiterjedtebb fejezet a kotrók hatékonyságvizsgálata. A vizsgálat során igyekeztem szisztematikusan számba venni a működési hatékonyságot befolyásoló elemeket a régi MBK-200 és az új B-240 típusú markolószerelékes úszókotrók esetében. Így vizsgáltam a kotrók műszaki paramétereit (úszásstabilitás, mozgás, jövesztést meghatározó paraméterek, automatizáltság, karbantartási igény, termék minőségét befolyásoló paraméterek), a teljesítményt befolyásoló kotróktól független és kotróktól függő paramétereket. Ezt követően az adatok felhasználásával a kotrók teljesítményértékeit számoltam, majd megvizsgáltam a hatékony működést befolyásoló egyéb tényezőket, mint pl. a kitermelt kavics minőségi paraméterei, az irányítástechnológia és automatizáltság termelést befolyásoló szerepe és a fajlagos energiafelhasználás. A vizsgálatokat a következtetések levonásával zártam, amely során megállapítható, hogy az új kotró hatékonyabb működése számos területen jelentkezik. Az új kotróról kikerülő termelvény nagyobb tisztaságú, növeli a feldolgozás gazdaságosságát, továbbá a beépített kisegítő funkciók (pl. hidrociklon), nagyobb motorteljesítmény mellett is 4

fajlagosan némileg olcsóbban állít elő 1 tonna termelvényt. Az automatizáltság kiszámíthatóbb termelést és nagyobb üzembiztonságot eredményez, egyszerűbb a karbantartás. A 40 éves régi kotró lecserélésével egy korszerű, piaci igényekhez igazodó termelést biztosító, hosszú évtizedekig üzembiztos, hatékonyabb termelőgép lett üzembe állítva. 5

SUMMARY The aim of this thesis is to present the production process of Ártándi Kavicsbánya Ltd. (Ártánd Pebble Mining Ltd) furthermore to compare the effectiveness of the old floating dredger led out from operation in May 2012 with that of the new floating dredger. The purchase of this new dredger was significant investment during the history of the mine after the change of regime. Thus it is understandable that the management of the mine had been curious about the parameters where the new dredger with similar structure was more effective than the old one. Due to the suggestion of the director of mine I have chosen this effectiveness-examination as topic of my thesis. This enabled me to get useful experiences about the everyday operation of the mine and let me know the production process and the processes built on it. By determining the researching methods I aimed to prepare this thesis based on practical information, personal professional experiences, I tried to emphasis the own research, certainly complemented by processing of literature. Due to the characteristic of topic deep interviews with the mine management are of significant importance. Lots of help was provided by the director and the engineering deputy-director who was my external consultant. I had a chance for getting acquainted with the production methods, experiences, operation of machines applied. I made field visits on the mine area several times where I met the machines, applied methods at close quarters. During these field visits I had a chance for consulting the dredger operating masters by which I got useful information about the operation of machines, production and problems occurred. During the field work in case of the new dredger I took measures for the examination of effectiveness, comparing of capacities, while in case of the unused dredger those information could be obtained from dredger operating masters and deputy director. I intended to make the information published be more understandable and more expressive by self-edited figures, maps, tables. Pebble mining has no such wide range of literature than subsurface mining but this shortage was partly solved by the book-series issued in 2007, which provides overall information about engineering, technical, environmental, quality management etc. questions of pebble mining. Beside this I used relating educational, professional issues, legal rules, operating regulations and machine-books. In this thesis I present briefly the history of the mining company, furthermore the geological characteristics of the area. Geological description is partly based on the bore 6

log provided by the mining company by which the mining area can be characterized. This bore log shows the situation and structure of the mining stock. I show the development of production processes in time, by which the development from the excavators in the early stage till the modern floating dredger can be traced on. This resulted significant changes in the depth of mining. One main chapter of this thesis describes the current production processes in details. I show the mining property, the production process applying dam operation system. Baring of dead materials by NDC-12 bucket-wheel floating dredger, transportation and depositing dead materials by mud pump, winning by B-240 floating dredger with pre-processing of pebbles on the dredger (vibrator, hydraulic cyclone) are analysed with full particulars. Method of transportation of pebbles, the floating belt conveyor, the belt conveyor on land, the operation of classifiers for product processing, furthermore the recultivation located even smaller area are also presented in details. Other main chapter includes the examination of effectiveness of the dredgers. I intended to examine systematically the elements determining effectiveness in case of the old MBK- 200 type and the new B-240 type dredgers. Thus I examined the technical parameters of dredgers (floating stability, movement, parameters affecting winning, automation, engineering maintenance, parameters affecting the quality of product), parameters affecting capacity, both dependent and independent from the dredgers. Based on these data and results I calculated several types of capacities of the dredgers. I also examined other parameters having influence for effective operation such as quality of mined pebble, control technique and automation and energy consumption. The examination was finished by conclusions in which I stated that the more effective operation of the new dredger can be perceived in several fields. The output product is of higher purity, it cause the processing to be more economical, furthermore in spite of the built-in extra functions (e.g. hydraulic cyclone) and higher engine power the new dredger produces one ton product even at a bit lower cost. Automation results more computable production and higher safety of operation, and the new dredger needs more simply maintenance. By changing the 40-year-old dredger, a new modern dredger have been installed which provide production meeting the demands of market, operates more effectively and reliably in a long-term period. 7

BEVEZETÉS 2012-ben az Ártándi Kavicsbánya Kft. egy jelentős beruházást hajtott végre, amely során a negyven éve üzemben lévő markolószerelékes úszókotrót lecserélték egy új, korszerű markolószerelékes úszókotróra. A bánya vezetőjének javaslatára szakdolgozatom témájának a régi és az új kotró működési hatékonyságának vizsgálatát választottam, amely témát a Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Intézete is elfogadta. A szakdolgozat részletesen bemutatja a vizsgálati területet, a bányát, a termelési mód időbeli változását, a jelenlegi termelési folyamatát, hogy ebben a keretrendszerben legyen értelmezhető a hatékonyság vizsgálat. A kotrók működési hatékonyságának vizsgálata elsősorban azon paraméterek elemzésére terjed ki, amely hatással van a működési folyamatra, a termelés hatékonyságára. 8

1. Az Ártándi Kavicsbánya Kft. bemutatása Az Ártándi Kavicsbánya Kft. Magyarország keleti részén, közvetlenül a román határ mellett található falu, Ártánd területén folytatja termelő tevékenységét. Az Erdélyi szigethegységből (Réz-hegység, Királyerdő, Bihari- és Béli-hegység) lefutó Körösök által szétterített hordalékkúp nyersanyagára települt a bányavállalat. A bányászati termelés megindítását a kezdetekben nehezítette, hogy a bányászati tevékenységnek ezen a környéken nem voltak több évszázados hagyományai, kiépült szakképzési rendszere, termelési tapasztalatai. A vállalat kialakulásának előzménye 1954. január 1-ére nyúlik vissza, amikor az 1948-1950. közötti bányákat érintő államosítások után az ország különböző tájain működő kavicsbányákat egy szervezeti egységbe, az Országos Kavicsbánya Vállalatba szervezték. Ez idő tájt az ország keleti részét főleg az észak-magyarországi kavicsbányák (Nyékládháza, Zsolca) látták el kaviccsal, homokkal. Az 1950-es években elindult iparosítás, az ezzel járó útépítések, lakásépítések a 60-as évekre egyre növekvő volumenben igényelték az építőipar számára szükséges ásványi nyersanyagot, így 1968- ban megindult egy átfogó kutatási munka a kelet-magyarországi nyersanyag lelőhelyek feltárására. Miután Ártánd határában kavicsot találtak, részletes kutatás indult és az eredmények jelentős műrevaló ásványvagyont tártak fel a 42-es főút és az országhatár között. 1970-ben döntés született egy 600.000 m 3 -es termelő és feldolgozó kapacitás kialakításáról, 1971 őszén a beruházás már átadásra került és az Országos Kavicsbánya Vállalat Ártándi Üzemeként, közel 120 fős létszámmal megkezdte működését. Ebben az időszakban a termelés közel fele került feldolgozásra, amely szinte kizárólagosan a Debreceni Házgyár építőanyag igényét szolgálta ki. Szükség esetén más alföldi régiók kavicshiányát is innen elégítették ki. A termelés másik fele feldolgozatlanul, így kevésbé hatékonyabban, alacsonyabb áron került értékesítésre. A termelés első éveiben akkora igény mutatkozott a kavics iránt, hogy három műszakis termelés mellett is csak napi készletek álltak rendelkezésre. Ilyen kereslet mellett a feldolgozatlan, alacsonyabb minőségű termék is hiánycikk volt, még ha a betontechnológiai előírásoknak nem is felelt meg minden esetben. 1980-ban újabb, II. ütemű beruházás történt, döntően a termékek minőségének javítása érdekében. Ennek során egy komplett mosó-osztályozó-törő berendezés került 9

telepítésre, továbbá megkétszerezték a műhelykapacitást. Ekkor állították üzembe külön a meddőréteg eltávolítását végző marótárcsás kotrógépet. A kibővített termelő és feldolgozó kapacitással évi 500.000-720.000 m 3 termelési volument tudott a bánya produkálni, 186 főt foglalkoztatott, a 16 kavicsbánya közül a 4. helyet érte el a termelés rangsorában, 3. helyet a gazdálkodási eredmény alapján. 1989-ben a rendszerváltás évében a gazdaság átalakulása és visszaesése jelentősen éreztette hatását a bányavállalatnál is. Drasztikusan visszaesett a termékek iránti kereslet, ami a kiadások minimális csökkenése mellett gazdasági ellehetetlenülést okozott. A központi vállalat döntött a nyereségesen gazdálkodó vállalatrészek önállósodásáról, így a bánya a területén lévő állóeszközökkel és a hitelállomány egy részével önálló életet kezdett Ártándi Kavicsbánya Vállalat néven. Az első évek gazdasági és termelési nehézségei után a Vállalat kezdett kilábalni a válságból, 1992-ben gazdasági társasággá alakul Ártándi Kavicsbánya Kft. néven. A privatizáció időszakában a külföldi befektetők általi felvásárlás és elbocsátások elkerülése érdekében zárt pályázattal 100%- ban a dolgozók tulajdonába került. Ma már egy gazdaságilag megerősödött vállalatként működik, jelentős beruházásokat (hídmérleg, rakodó- és termelőgépek, szervizút, anyagkiadó és kiszolgáló épületek stb.) hajtott végre a termelés korszerűsítése és a termékek minőségének javítása és a piaci igények kiszolgálása érdekében. A bányatelek több lépésben történt bővítésével a kitermelhető ásványvagyon is hosszú évtizedekre biztosítja az eredményes működés feltételeit [BARANYÓ ZS., 2007]. A bányavállalat szervezeti felépítése igazodik a termelés és értékesítés folyamatához. A vállalat ügyvezetőjének munkáját két igazgató-helyettes segíti, a gazdasági és a műszaki igazgató-helyettesek személyében. A gazdasági divízióhoz tartozik az értékesítés, szállítás és a könyvelés. A műszaki divízióhoz tartozik a termelés irányítása, az anyagosztályozás, a karbantartás, a raktározás és az energiagazdálkodás. A bányavállalat saját területén végzi nyersanyag kitermelő tevékenységét, a bányatelek lefektetése 1983-ban történt. A bányatelek területe többször változott, újabb terültek lettek bevonva, illetve egyes külső területek, amelyek meddőanyag deponálását szolgálták, az ártándi határátkelő fejlesztésével kikerültek a bánya termelési területéből. 2. A bányaterület és környékének geológiai bemutatása Az ártándi bányaterületet a kistáj kataszter besorolása alapján a Bihari-sík része. A 86 és 106,5 m közötti tengerszint feletti magasságú kistáj a Sebes-Körös hordalékkúpja. A 10

terület felszíne enyhén DNy-i irányban lejt, azonban az átlagos relief mindössze 2 m/km 2, valamint a kistájnak az országhatárhoz közeli része alacsony ármentes síkság, így bányaművelési szempontból a terület szinte tökéletes síkságnak tekinthető. Jellemző felszíni formái a fattyúágak, morotvaroncsok és a hozzájuk kapcsolódó parti dűnesorok [DÖVÉNYI Z., 2010]. 1. sz. ábra: A Bihari-sík kistáj (Magyarország kistájainak katasztere, Dövényi Z., 2010) Kialakulását tekintve az Alföld az alpi-kárpáti hegykoszorúban kialakult medencesüllyedék részeként értelmezhető, amelyet utoljára a Pannon-tenger, majd később lefűződve és kiédesedve a Pannon-tó több száz, helyenként ezer méter vastag üledékekkel töltött fel [KARÁTSON D, 2002]. A medence aljzat 1-3 km mélységben található, metamorf képződmények alkotják. Erre a középső és késő miocénben (~16-6 millió éve), ezen belül jelentősebb vastagságban a késő-pannon időszakban (8-6 millió éve) települtek üledékek. A felszínen csak a felső pleisztocénban (0,32-0,01 millió éve) és a holocénban (~10.000 éve) települt elsősorban folyóvízi és helyenként eolikus üledékek találhatók, mintegy 30-50 m vastagságban. A Körösök az Erdélyi szigethegység (Rézhegység, Érchegység, Bihar hegység, Gyalui-havasok Király-erdő, Béli-hegység, Zarándi-hegység stb.) anyagát szállítják az Alföldre, amelyet a hegységből kilépve a lecsökkent sebesség és munkavégző képesség miatt felhalmoznak, illetve továbbszállítás közben koptatnak, osztályoznak. Általában az üledékanyag alulról felfelé finomodik, kavics csak Ártánd és Biharkeresztes környékén található. [DÖVÉNYI Z., 2010] 11

2. sz. ábra: Az Ártánd körüli kavics kiterjedése (Magyarország földtani atlasza, http://loczy.mfgi.hu/flexviewer/atlasz200/) A homok és kavics a föld nagy tömegét alkotó szilárd anyag, a kőzet egyik megjelenési formája. A laza, törmelékes kőzetek az összeálló kőzetek fizikai mállásának termékei. A mállást követően a törmelékes kőzetanyag valamilyen szállító közeggel (szél, víz) elszállítódik a keletkezés helyéről, a szállítás során tovább aprózódik, kopik, majd a szállítóközeg energiájának csökkenésével (jellemzően domborzati viszonyok megváltozása) felhalmozódik. A geológiában szemcsenagyság szerint a laza, törmelékes kőzetek az alábbiak szerint csoportosíthatók: - görgeteg: 200 mm feletti szemcseméret - kavics: 200-2 mm közötti szemcseméret - homok, homokliszt: 2-0,02 mm közötti szemcseméret - iszap: 0,02-0,002 mm közötti szemcseméret - agyag: 0,002 mm alatti szemcseméret [DR. BUÓCZ Z. ET AL., 2007] Az ártándi lelőhely hasznos ásványi anyaga a kavics és kisebb mértékben a homok frakció. A kavicsok a görgeteg továbbaprózódásával, mállásával keletkeznek, miközben szállítás során a koptatás miatt gömbölyödnek. Nagyobb távolságra csak az ellenállóbb, nagyobb szilárdságú kiindulási kőzetekből keletkezett kavics jut el, ezért Magyarországon döntően kvarcból álló kavics-előfordulások találhatók. Az Erdélyi-középhegység területéről érkező kavics azonban a hegyek anyagát tekintve meglehetősen változatos, hiszen a középhegység hegyei változatos kőzetekből épülnek fel (nagymértékben üledékes 12

mészkő, homokkő, de találhatók itt kristályosodott kőzetek, illetve vulkáni eredetű dácit, riolit, andezit, bazalt és tufák). A homok már nagyrészt csak ásványszemekből áll, amelyek a kőzetek legellenállóbb ásványaiból kerülnek ki, így a homok előfordulások ¾ részben kvarcot tartalmaznak. A fennmaradó rész általában a szállítási útvonal földtani felépítését jellemző ásványaiból tevődik össze, illetve gyakoriak a vulkáni eredetű ásványok, mint földpát, csillám, amfiból, piroxén, gránát, de előfordulnak fémes ásványok is, mint magnetit, hematit, ilmenit, rutil. A homok- és kavicstermékek legfontosabb felhasználási területe az útépítés és az építőipar. Az útépítésnél a pályaszerkezetet alkotó kőanyagoknak különböző mechanikai ellenálló képességgel kell rendelkezniük az út jellegétől, helyétől, típusától függően. A mechanikai tulajdonságok mellett a jó beépíthetőség érdekében más tulajdonságok is fontosak, mint pl. a legjobb térkitöltést biztosító szemcseméret eloszlás (Fuller görbe), szemcsealak szerinti eloszlás, szemcse síkbeli felülete szerinti eloszlás. Az építőipar a homokot, kavicsot elsősorban mint adalékanyagot használja mély- és magasépítéshez, betonelem gyártáshoz. A beton készítéséhez adalékanyagul felhasználhatók mindazon anyagok, amelyeknek megfelelő a szilárdsága, fagyálló és tűzálló képessége stb., és nem tartalmaznak olyan szennyeződéseket (pl. iszap, agyag, szerves és vegyi szennyeződés stb.), amelyek a betonra károsak lehetnek és a kötés/szilárdulás folyamatát károsan befolyásolják. [DR. BUÓCZ Z. ET AL., 2007] Ezek az elvárások fokozott minőséget követelnek meg a kavicsbányászattól, egy kavicsbányának a termékszerkezet és termékminőség, így a termelés és feldolgozás folyamatának kialakításakor egyszerre kell figyelembe vennie a piaci viszonyokat, vevői igényeket, és természetesen az ásványvagyon in situ tulajdonságait. [DR. BUÓCZ Z. ET AL., 2007] 13

Az ártándi bányaterületen a felszín közeli üledékek mélységbeli kiterjedését az Ártándi Kavicsbánya Kft-től kapott jellemző fúrásszelvény alapján tudom bemutatni. Az Á.2. jelű fúrásszelvény a bányatelek DNy-i részén, az országhatárhoz közel, a megkutatott, de még művelésbe nem vont területen található. A fúrás a bányatelek bővítéséhez készült. A fúrásszelvényt mutatja az alábbi 3./a., b., c. sz. ábra: a. Á.2. fúrásszelvény 1. része b. Á.2. fúrásszelvény 2. része 14

c. Á.2. fúrásszelvény 3. része 3./a., b., c. sz. ábra: A kavicsösszlet jellemzése az Á.2. fúrásszelvény alapján (Ártándi Kavicsbánya Kft. adata) A területen mintegy 0,7 m vastagságban található humuszos feltalaj, alatta átlagosan 5,5-6 m vastagságban található meddő (kőzetliszt, kőzetlisztes, finomhomokos agyag). Ez alatt kezdődik a kitermelésre alkalmas ásványi nyersanyag, amely átlagosan 2-5 méterenként váltakozó, eltérő szemnagyságú kavicsos homok, homokos kavics. Ezen rétegek helyenként kőzetliszttel szennyezettek, illetve helyenként agyagos-kőzetlisztes meddőanyag betelepülések tarkítják. A kitermelésre alkalmas felszín közeli kavics-homok rétegek mintegy 32 m mélységben végződnek, ez alatt vastag agyagos-kőzetlisztes meddőréteg települt. A fúrásszelvény ~45 m-es mélységben tárta fel a kőzeteket, ez alatti területek a vastag és gazdaságtalanul letermelhető agyagos feküréteg miatt nem kerültek részletes megkutatásra, hiszen a bányatelek jelenlegi nagysága még hosszú ideig képes ellátni az igényeket a feltárt kavics-homok rétegekből is. 15

3. A bányaművelés technológiájának történeti áttekintése 1968-ban indult meg budapesti központi vezetéssel az az átfogó kutatási munka, amelynek célja volt a kelet-magyarországi építőipari nyersanyagigény kielégítésére helyben kitermelhető nyersanyagkészletek azonosítása. Az elő- és részletes kutatások jelentős kavicskészletet azonosítottak, amelynek kitermelése 1971-ben kezdődött. A kavicsbányászat technológiájának fejlődését a fő termelési folyamatok (letakarítás, fejtés, szállítás, feldolgozás, hányóképzés, rekultiváció) vizsgálatával célszerű végigkísérni. A kitermelés kezdeti szakaszában a letakarítást száraz üzemű önjáró nyesőládák, az ún. szkréperek végezték. Ez a jövesztő-szállító berendezés külfejtésekben kiválóan alkalmas a nyersanyagot takaró meddőréteg letakarítására. Az önjáró gépek néhány száz métertől néhány km-es szállításig alkalmazhatók gazdaságosan, így ez a szállítási távolság jól illeszkedett a bánya méreteihez a kezdeti szakaszban. Ekkor a letakarításban még a humuszos réteg és az alatta elhelyezkedő fedőréteg szelektív jövesztése nem valósult meg, nem volt olyan jogszabályi előírás, ami kötelezte volna a bányákat erre. A forgácsvastagság laza kőzetekben csak 20-30 cm körül van, így bár kis távolságban jól megválasztott mozgásformával gazdaságos lehet a működés, nagy volumenű termelés mellett csak lassan tudott elegendő szabad ásványvagyont produkálni. A szkréperek csak a vízszint felett tudták a meddőt termelni, mivel azonban a meddő jelentős része a vízszint alatt található, a meddő alsó részének jövesztése felső-forgóvázas önjáró kotrógépek segítségével történt. A kotró kideponálta a meddőt a szkréperek által korábban letakarított területre. A nyersanyag fejtése ekkor szakaszos működésű, lánctalpas járószerkezetű vonóköteles kotrókkal történt. Ennek kotrási mélysége behatárolt, 3-5 m mélységig tudott termelni és ciklusideje is hosszabb, mint a modernebb hidraulikus kotróké. A termelés teljes és homlok blokkfejtésben folyt, ahol a nyitóárok teljes hosszában végighaladva a gép egy állásából több fogásmélységben blokkonként történt a jövesztés. A jövesztett anyag a part közelében deponálásra került. A termelvény szállítása a kis távolság miatt tehergépjárművel történt. A letermelt és a parton deponált meddőanyagot pedig bizonyos konszolidációs idő után, amikor már a víztartalom lehetővé tette a mozgatást, rakodógépek teherautóra rakták és a 42-es főút melletti külső hányó lerakó területére szállították. Ez a tevékenység erősen ki volt téve az időjárás hatásainak, a felázott területre nem lehetett rámenni, így a letakarítás, meddő elszállítás és a termelés folyamata nehezen volt előre tervezhető, folyamatosan voltak fennakadások. 16

A termékek feldolgozása egy kezdetben üzembe helyezett osztályozó berendezéssel történt, amelynek kapacitása jóval alulmúlta a termelést. Mivel ekkor döntően a debreceni házgyárba történt a beszállítás, a betontechnológiai előírásoknak való megfelelés miatt szükséges volt az osztályozón a szerves anyag és agyagtartalom eltávolítására mosót üzemeltetni. Egy vibrátor végezte az osztályozást, azonban a jelenleg üzemelőhöz képest eltérő szitaméretekkel volt szerelve, hiszen abban az időben más volt a piaci igény és a szabványok előírásai sem kívántak a maihoz hasonló kifinomult osztályozást. A meddőanyag elhelyezése külső hányóban történt, a bánya K-i részén a főút mellett kialakított területen, ahová szkréperek és teherautók szállították a fedőréteget. Mivel a kavicsbányákban általában az 1 t tömegű termelvényre jutó meddőanyag térfogatot kifejező letakarítási arány meglehetősen kicsi, általában 1 m 3 /t alatti érték (jelen esetben átlagosan 6 m vastag meddőréteggel, 24 m kavicsréteggel és átlagosan 1,9 t/m 3 halmazsűrűséggel számolva ~0,13 m 3 /t), ezért jelentős hányóképzéssel nem kellett számolni. Ebben a szakaszban rekultivációról még nem beszélhetünk, hiszen a termelés a nyitóárok és a kezdeti bővülés folyamatában még nem rendelkezik felhagyott területekkel. Rövid idő után az ásványi nyersanyag fejtésében a nagyobb kotrási mélység elérése miatt a vonóköteles kotrókat felváltotta egy katamarán felépítésű, ponton alvázú hidropneumatikus rendszerű úszókotró (HP-2 kotró), amely a mamutszivattyúk elvét követve jövesztette is a kavicsösszletet. Egy nagy teljesítményű kompresszor termelte tartályba a levegőt, amelyet csővezeték továbbított a 2 különálló bontófejhez. A bontófejeknél a nagy nyomású sűrített levegő a kavicsösszletbe süllyesztett fúvókákon keresztül bontotta meg az anyagot. A megbontott anyag a környező víznél kisebb sűrűségű háromfázisú közegként (levegő-víz-kőzet) felfelé áramlott a 220 mm átmérőjű termelőcsőben. A termelés a vonóköteles kotrók által elért ~5 m-nél kezdődött, de sekély mélységben nem volt igazán hatékony, hiszen a mamutszivattyúk által kihasznált fajsúly különbség csak nagyobb mélységben tud érdemben érvényesülni. Ezzel már 15-22 m mélyről lehetővé vált a termelés, ettől nagyobb mélységben szintén jelentősen csökkent a hatékonysága. A termelés az árokkal párhuzamosan haladt blokkfejtéssel. A növekvő mélységben folyamatosan hosszabbított csőrakattal juttatták le a bontófejet a kavicsba. A jövesztés érzékeny volt a megbontott anyag sűrűségére, a termelőcső fel-le mozgatásával tudták szabályozni a 3 fázisú közeg sűrűségét, azaz a felhajtóerő nagyságát. Ha a kotró agyagos kőzetet talált, annak megbontását már nehezen tudta elvégezni. A levegővel 17

történő jövesztés és a mamutszivattyús kitermelés nem volt igazán hatékony termelési módszer, így a HP kotró csak mintegy 2 évig volt üzemben. A kitermelt anyag szállítása során először egy dekolt (víztelenítő) szalagra került, innen pedig közvetlenül egy parti szalagra, amely deponálta a termelvényt, ami a víztelenítés hatására azonban alacsony iszaptartalommal rendelkezett. Később úszószalagot kellett a HP-2 kotróhoz is telepíteni. Miután a gép termelési kapacitása kevésnek bizonyult és a teljes szelvényvastagságot sem tudta letermelni, szükségessé vált egy nagyobb hatékonyságú termelő gép üzembe állítása. 1972-ben egy újabb termelőgép lépett be a fejtésbe, a beruházással egy MOHR markolószerelékes úszókotró (MBK-200 típusú) váltotta fel a HP kotrót. Ponton testen felszerelt felépítményből, a felsővázon futómacskás vezetésű 6 m 3 -es űrtartalmú markolókanál végezte a jövesztést. Ez a kotró már jóval nagyobb mélységben tudott jöveszteni, ami lehetővé tette a felső kavicsréteg teljes vastagságban, mintegy 30-35 m mélységig történő letermelését, ami egyben nagyobb teljesítményt is jelentett. Ebben az időszakban azonban nem valósult meg szelektív jövesztés, a szkréperek által meghagyott, a víz szintje alatti 1-3 m vastagságú agyagréteget egyben termelte le az MBK-200-as és deponálta a kaviccsal együtt. Ez minden bizonnyal rontotta a termelvény minőségét. Az új úszókotróval a termelvény szállítási módja is megváltozott. Az MBK-200-ashoz egy kb. 100 m-es úszószalag kapcsolódott és kiépült a parti szállítószalag is a szükséges hosszban. A szállítószalag rendszer továbbította a kitermelt kavicsot az osztályozóba. 1980-ban a letakarításban minőségi változás állt be, üzembe lett helyezve egy ausztrál gyártású Neumann NDC-12 marótárcsás kotrógép. Egy katamarán testen a két hajótest között középen süllyeszthető gémen helyezkedik el a marótárcsa, amely végzi a fedő meddőanyag megbontását. Eleinte a humuszt és a meddőt egyben termelte le, később már külön vált a humuszos réteg szelektív termelése. Ebben az időben a fokozott mértékű építőipari nyersanyagigény miatt három műszakban folyt a termelés, és a letakarítás az NDC-12 üzembe helyezésével annyira hatékonnyá vált, hogy a letakarított szabad felszín már mintegy egy évvel megelőzte az MBK-200-as termelését. Ezzel jelentősen nőtt az üzembiztonság, hiszen meghibásodás esetén is volt kitermelhető szabad ásványvagyon. Ennek újító szerepe volt a fejtésben is, hiszen a teljes meddőréteget letermelve az MBK- 200-as kotró már tisztán kavicsot jövesztett. Ezzel egyrészt hatékonyabb volt a homogénebb kőzet termelése, másrészt sokkal tisztább, magasabb minőségű termelvényt eredményezett. 18

Ezzel változott a meddőelhelyezés módja is. A marótárcsa lazító merítékei által megbontott magas agyagtartalmú kőzetet vízsugarakkal továbbbontva egy szívócsövön keresztül zagyszivattyú továbbítja a pontonokon úszó nyomócsőbe és a meddő zagy a már letermelt területen a víz alatt kerül elhelyezésre. Ez ugyan hosszú távon megnehezíti a később esetlegesen számításba vehető mélyebben fekvő kavicsrétegek letermelését, de a jelenlegi feltárt ásványvagyon és bányatelek mérete mellett erre valószínűleg még közel 100 évig nem lesz szükség. Ráadásul az alacsony letakarítási arány miatt a jelenlegi termelt kavicsréteg feküjében lévő agyagrétegen nem jelent számottevő felhalmozást. Az 1980-as évek elején került telepítésre az osztályozás II. beruházási üteme az anyagminőség javítása, a kitermelt nyersanyag feldolgozottsági arányának növelése céljából. Ekkor telepítettek újabb mosó-osztályozó berendezéseket, amelyek nagy mértékben törést is végeztek. A tört kavicsra eleinte volt nagyobb kereslet, ma már azonban a törés nem működik. Az 1990-es években változott a meddőanyag korábbi deponálási helye is. A területet egyrészt igénybe vette az ártándi határátkelő területnövekedése, másrészt 1998-1999- ben a deponált anyag jelentős részét elvitték a biharkeresztesi elkerülő út építéséhez. Ezen a területen indult meg 1999. évben a rekultiváció első lépése a bánya tájrendezése terve szerint. A letermelt termőföld a határátkelő háta mögötti területen kerül elhelyezésre, a korábbi tájsebek betöltésére, amelyen fák telepítésével egy ún. dióliget kerül kialakításra, így egységesen rendezetté válik a korábbi roncsolt terület. A fásítás a határ közelsége miatt biztonsági okokból csak korlátozottan lehetséges. 2012. májusában lett a fejtésben üzembe állítva az új, B-240-es típusú német markolószerelékes úszó kotrógép, ami leváltotta az MBK-200-as kotrót. Ez is ponton alapon felépített, felsővázán futómacskás mozgatású markolószerelékkel ellátott úszókotró, de már jobban felszerelt, automatizáltságában, kanálméretében, kiegészítő berendezéseiben jelentősen meghaladta a régi kotró műszaki színvonalát. A termelési technológia alapvetően nem változott az új kotró üzembe állításával, azonban számos elemében modernebb, hatékonyabb, amelynek elemzése jelen szakdolgozat későbbi részét képezi. A művelés iránya is változott a termelési technológia fejlődésével. Kezdetben a bányaterület K-i részén indult meg a termelés. A közel Ny-K-i irányú nyitóárok kialakításával D-i irányban haladt előre a front, majd a határvonalat elérve Ny-i irányban 19

terjeszkedett tovább a fejtés. A nyitóárok kialakítása kezdetben szabálytalan volt, a lánctalpas kotrók munkarendjéhez igazodóan fokozatosan bővült Ny-K-i irányban. Eleinte a lánctalpas vonóköteles kotrók az árok teljes hosszában blokkfejtésben dolgoztak, majd a bányatérség szélesedésével és az úszókotrók üzembe helyezésével a párhuzamos művelés lépett előtérbe. Ez alapján a fejtés homlokával párhuzamos, viszonylag keskeny sávokban történt a jövesztés. Az úszókotró úszószalag kapcsolódásával továbbította a termelvényt a partra, ahol parti szalaggal került továbbításra a deponálás vagy osztályozás helyére. A bányatérség további Ny-i irányú előrehaladásával speciális, az ún. gátas fejtési rendszer került alkalmazásra. Ennek előnye az, hogy csökkenthető a drágább úszó szállítóberendezések hossza. A szélesebb bányatavon a viszonylag rövidebb úszószalaggal való kitermelés érdekében fejtési szektorokat alakítanak ki, amelyek mindegyikéhez visszatartanak egy gátat (lényegében egy félszigetet vagy földnyelvet) [DR. BŐHM J. ET AL., 2007]. Ezen a gáton szállítószalag helyezkedik el és kapcsolódik egyrészt az úszószalaghoz, másrészt a parti szalaghoz. A gát mentén az úszókotró méreteihez (termelőtér szélesség, átállási hossz) igazított méretű oldalhosszakkal meghatározott, egymással párhuzamos téglalap alakú területek kitermelésére nyílik mód a 4. sz. ábra szerint. 20

4. sz. ábra: A gátas művelési rendszer elvi vázlata a bányatelek példáján (szerző saját szerkesztése) A gát végét elérve a gát végére helyezett forgópontos rendszerben történik az adott szektor termelésének továbbhaladása egészen addig, amíg a kotró újra el nem éri a gát másik oldalát, ahonnan újra párhuzamos téglalap alakú területekben tud termelni. A forgópontos szakaszban folyamatosan változó területekben kell fejteni, amelynek részletezése a 4.2. fejezetben történik. Ez a művelés a parti szalag hosszának időnkénti változását igényli, amely a fejtési szektorok leművelésének előrehaladásával újabb szalagpályák telepítését jelenti. Akkor használható jól ki a gát, ha a szalag átadó berendezése mobil, azaz a gáton lévő szalagra bármely ponton feladható a termelvény [DR. BŐHM J. ET AL., 2007]. A szektor letermelésének második részében, a gát végén lévő forgóponton túlhaladva folyamatosan termelhető le a gát területe a keleti oldalra történő átállással és a gáton lévő szalagpálya több fokozatú rövidítésével. Így felváltva történik egy gátszakasz és egy nyugati oldali szakasz párhuzamos blokkjainak letermelése. A fejtés irányában ezután újabb szektor művelése kezdődik. 21

4. A bányaművelés jelenlegi technológiájának bemutatása 4.1. Bányatelek általános bemutatása Az 1993. évi XLVIII. Törvény a bányászatról 26. (1) alapján ásványi nyersanyagot feltárni és kitermelni, szénhidrogén felszín alatti tárolására földtani szerkezetet hasznosítani a föld felszínének és mélyének e célra elhatárolt részén (a továbbiakban: bányatelek) szabad. Törvényi kötelezettség bányatelek megállapítására 1983. évtől van, előtte nem volt szükség bányatelek lefektetésére. A törvényi kötelezettség okán az ártándi bányavállalat 1983-ban lefektette bányatelkét, amelynek területe 110 ha volt. A későbbiekben a termelés előrehaladásával a bányatelek bővítésére volt szükség, amely az alábbi ütemekben ment végbe: Bányatelek fektetés: 1983. évben 110 ha Bővítés I. ütem: 1993. évben 49 ha, összesen 159 ha Bővítés II. ütem: 1999. évben 24 ha, összesen 183 ha Bővítés III. ütem: 2004. évben 48 ha, összesen 231 ha A bányatelek jelenlegi 231 hektáros nagysága előreláthatóan hosszú évtizedekre biztosítja a termeléshez szükséges területeket, jelenleg a II. bővítési ütem területén tart a termelés. A bányatelek kiterjedését a 2003. évi állapot alapján mutatja az 5. sz. ábra: 22

5. sz. ábra: Az Ártánd I. kavics védnevű bányatelek elhelyezkedése (szerző saját szerkesztése a 2003. évi bányaművelési térkép alapján) A 2003. évi bányaművelési térkép másolatát az M1 sz. melléklet tartalmazza. 4.2. A jövesztési rendszer fő jellemzői 4.2.1. Gátas fejtés folyamata A bányatelken belül a művelés speciális, gátas művelési rendszerként alakult ki. A termelés szektoronként halad előre, a romániai határ vonala mentén közel Ny-DNy irányban, ugyanis ezen a területen a határnak van egy kiszögellése, amely mentén megközelítőleg K-Ny irányban húzódik. Minden szektor művelése egy párhuzamos művelési sorral kezdődik a szállítószalag felől déli irányban meghagyott gát mentén délre haladva. Ekkor a terület leművelése az úszószalag hosszához igazodva (196 m-ből mintegy 60 m védőpillér elhagyásával) L 130 m hosszú és markolószerelékes úszókotró termelőtér méreteihez igazodva a=9 m széles pásztákban történik. A pásztákon belül az úszószalag mentén vezetett sínpályán b=6 méterenként történik egy átállás, így egy 23

állásból jövesztett blokk alapterületének mérete a*b=54 m 2. A jövesztett blokk átlagos magassága h=24 m, a víz alatti természetes rézsűszög átlagosan 30 o körül becsülhető 1, ami mind a fejtés haladásának irányában, mind arra merőlegesen kialakul. Így egy átlagos maximális blokktérfogat V=[a+(h/tgφ)]*[h*b] 7.282 m 3, ami azért tekinthető maximálisnak, mivel a gát nyugati oldalán kialakuló természetes rézsű már a következő szektor gát keleti oldalán kialakítandó blokktérfogatot csökkenti és a gát felől a védőpillérben is kialakul a természetes rézsű. Így egy átlagos blokktérfogat ettől sokkal kisebb, figyelembe véve a forgópont művelés során kialakított csonka blokkokat is. 6. sz. ábra: Párhuzamos művelésnél egy maximális blokk becsült nagysága (szerző saját szerkesztése) A gát végének elérésekor a művelés átvált forgópontos művelésbe, mivel a gát és a szemközti part közötti terület így művelhető le gazdaságosan oly módon, hogy a gát másik oldalán visszafelé haladva ismét párhuzamos műveléssel lehessen a szektort befejezni. A forgópont a gát végére van kihelyezve, ehhez kapcsolódik az úszószalag. A forgópont körül a pászták között a forgás miatt átfedés van, ezért a fejtésnek ezt figyelembevevő gyakorlata alakult ki. Egy-egy pászta fejtésénél hátrafelé (a forgópont felé) történő haladásnál nem halad végig a kotró a mintegy 130 m pásztahosszon, hanem annak csak mintegy felét művelik le. Az így elhagyott keskenyedő csíkokat minden második-harmadik pásztában termelik le, amikor közel egy teljes pásztaszélesség kialakul és egy úszószalag-állásból leművelhető. A művelés sematikus ábráját mutatja a 7. sz. ábra. 1 A természetes rézsűszögre nem álltak rendelkezésre mért adatok, szakirodalmi adatok alapján φ~30 o körüli értéknek becsülhető, azonban természetes állapotban az iszap és agyagtartalom is csökkenti a természetes rézsűszöget, különösen vízzel borított kőzet esetében. 24

7. sz. ábra: Gátas forgópontos művelés sematikus ábrája (szerző saját szerkesztése) A gát letermelése forgópontos rendszerben fokozatosan történik a nyugati oldal párhuzamos blokkjainak letermelésével. A gát végén lévő forgóponton végighaladva a nyugati oldalon megkezdődik a parti szalag irányába tartva a párhuzamos blokkok leművelése. Eközben a gáton fekvő parti szalagot (jelenlegi állapot szerint P5 szalag) megrövidítik mintegy 130 m-rel és a végére kerül áthelyezésre a forgópont és a letakarítást végző kotró (NDC-12) megkezdi a gát területének déli részén a meddő letakarítását. A nyugati oldalon kb. 130 m hosszon letermelve a párhuzamos szektorokat az úszószalag átáll a gát keleti oldalára a gát vonalához képest mintegy 30-40 fokos szögben és innen az úszószalag folyamatos továbbállásával (húzásával) leművelik a gát déli részét a megmaradt ~130 m átmérőjű csonkakúp részletben. Természetesen az ideiglenes védőpillért a rövidített szállítószalag védelme érdekében itt is meghagyják. Ezt követően a gát nyugati oldalán újabb mintegy 80 m hosszú szakaszon történik a párhuzamos blokkok leművelése, majd újabb szalagrövidítéssel és úszószalag átállással a gát egy újabb szakasza kerül letermelésre. A gát kb. három csonkakúp szakaszban letermelhető. 25

4.2.2. A letakarítás folyamata A letakarítás a termelés előtt halad, mintegy 1,5-2 évvel megelőzve azt, hogy a kellő nagyságú szabad felszínt biztosítsa. A letakarítás során mintegy 250 m hosszú és 120-130 m széles terület letakarítása történik egyszerre. A 250 m hossz igazodik az úszószalag hosszához, mivel a mintegy 130 m termelési hosszúságú úszószalaghoz a forgópontos művelésnél hozzá kell számolni a határ mellett elhagyandó mintegy 60 m széles védőpillért, valamint hátrafelé is a gát (és rajta a szállítószalag) beomlását megelőzendő szintén kb. 60 m védőpillért (ez utóbbi a gát lefejtése során kitermelhető). A letakarítást végző NDC-12 marótárcsás kotró kb. 250 m hosszú és kb. 50 m széles pásztában jöveszti a meddőt. A fordulást egy fő- és egy segédcölöp segítségével, valamint kihorgonyzással végzi, így legyező kotrást végez a mintegy 50 m széles pásztában. A jövesztést két szintben végzi, egy-egy szintnek a magassága 3-4 m között változik, függően a fedőréteg vastagságától. A 250 m hosszú pászta végeztével az elejéről új pásztát kezd, amihez először a pásztára merőlegesen a kotró fordulását lehetővé tevő szélességben betörést kell készíteni. A letakarítás sémáját a 8. sz. ábra mutatja. 8. sz. ábra: A letakarítás sematikus ábrája (szerző saját szerkesztése) 26

4.3. Bányaművelés külszíni létesítményei A bánya területén a termelési főfolyamatot számos más kiszolgáló és járulékos folyamat egészíti ki, támogatja. Ezek általában a termelési terület körül helyezkednek el valamilyen rendszer szerint. Érdemes külön megvizsgálni a nagy tömegű termelvény elhelyezését, valamint a kiszolgáló létesítmények elhelyezkedését. A bányagazdaságtan klasszikus problémája az optimális teherösszegyűjtési pont meghatározása. A nagy tömegű ásványi nyersanyag szállítása jelentős költséggel jár, ezért figyelembe kell venni a bánya tervezett élettartamát, a termelés haladási irányát, ütemét, és az egyes területekről elszállítandó tömegeket. Az optimális teherösszegyűjtési pont ott található, ahol a gyűjtési pont és az egyes termelőhelyek pontjainak szállítandó tömeggel súlyozott szorzatösszege minimális. Ezt egy nagyobb kiterjedésű külszíni bányatelek esetében részletes számításokkal blokkonként meghatározva a tömegeket és szállítási hosszt ki lehet számolni. Fő szabályként azonban elmondható, hogy kerülni kell a körbeszállítást, célszerű a teherösszegyűjtési pontot úgy meghatározni, hogy a szállítási útvonalon mindig ebbe az irányba mozgassuk a nyersanyagot. Viszonylag egyenletes ásványvagyon-eloszlás esetén mint pl. a kavicsbánya ez a pont a bánya hosszanti oldalának közepén jelölhető ki. A termelés megindulásakor általános törekvés a termelési költségek minimalizálása, ezért célszerű a bányát az optimális teherösszegyűjtési pont közelében megnyitni, innen bővíteni a termelést, hogy idővel egyre messzebbről szállítsunk ebbe a pontba, azaz idővel nőnek a költségek. Azonban a jövőbeli pénzösszegek nettó jelenértékének vizsgálatakor kiderül, hogy ez a fajta művelés összességében kisebb összköltséget jelent, mintha hazafelé haladó művelést folytatnánk [DR. BŐHM J. ET AL., 2007]. Az ártándi kavicsbányában a teherösszegyűjtési pont, azaz a deponálók és osztályozók elhelyezkedése nem ezen pont körül alakult. A termelés megindításakor az indításhoz közel helyezték el az osztályozót és deponálót, viszont a fejtés előrehaladtával ez egy irányban mind távolabb került a termelési helytől. A szállítás érdekében a bányató partján végighúzódó szállítószalag-pálya hosszának folyamatos növelésére van szükség. A termelés kezdetén a szállítási útvonal bizonyult a deponálók és előkészítők helyének megválasztásakor a legfontosabb szempontnak. A 42. sz. főút közelsége, valamint a vasúti szállítás kiépítésének reménye ezek közelébe vonzotta a feldolgozó és deponáló, értékesítő helyeket. 27

Ugyancsak a termelés indításának helye körül, azaz a jelenlegi bányató fejtési területétől legtávolabb kerültek elhelyezésre a kiszolgáló létesítmények. A deponálótér és az osztályozó mellett helyezkedik el az értékesítés (hídmérleg), a vezetést és adminisztrációt magában foglaló központi épület. Ennek folytatásában található a műhelycsarnok lakatos műhellyel, forgácsoló műhellyel, hegesztő műhellyel, villanyszerelő műhellyel, amelyek segítségével a bányavállalat saját maga látja el a szerelési, karbantartási, javítási munkákat, esetenként az alkatrészgyártást. A bányató K-i partján a műhelycsarnok mellett található a dokk, ahol a vízjárművek (beleértve a kotrók) javítását, szezonális karbantartását végzik. A külszíni létesítmények elhelyezkedését mutatja a 9. sz. ábra: 9. sz. ábra: A bánya külszíni létesítményei (szerző saját szerkesztése) 4.4. Letakarítás eszköze A letakarítás technológiai folyamata bemutatásra került a 4.2. fejezetben. Az átlagosan 6 m vastag meddőréteg letakarítását egy ausztrál Neumann NDC-12 típusú marótárcsás, ill. zagyszivattyúval működő szívó és nyomó üzemű kotró végzi. A kotró hajóteste katamarán építésű, a két test között süllyeszthető gém tartja a marótárcsát. A marótárcsa d=1800 mm átmérőjű, 16 meríték van felszerelve, merítékenként 4 bontófoggal. Mindegyik meríték lazítómeríték, azaz nem vesz részt a bontott meddőanyag rakodásában és 28

elszállításában, csak a kőzet megbontását végzi. Az NDC-12 úszókotrót az M2, M3, M4 sz. mellékletek mutatják. A beépített motorteljesítményt két Caterpillar motor adja, 275 kw és 345 kw teljesítménnyel. A nagyobb nyolchengeres motor működteti a zagyszivattyút, azaz a jövesztésért és szállításért felelős. A kisebb hathengeres motor segédmotorként hajtja a hidraulika szivattyút és a jövesztést segítő segédszivattyút. A marótárcsa mögött, annak középvonalában helyezkedik el a szívófej, amelyen keresztül a megbontott agyagos kőzet a szívócsőbe (Ø 355 mm) kerül. Az összetapadt agyagrögök megbontását a segédszivattyúval működtetett 2 db nagy nyomású jet-sugár végzi (kilépő nyílás Ø 25 mm, ~ 6 bar nyomás) A zagyszivattyú a megbontott és felszívott meddőt zagy formájában egy kinyomócsövön (Ø 324 mm, belső Ø=308mm) keresztül távolítja el. A távozó zagy pontonokon úszó 350 m hosszú szállítócsövekből és összekötő tömlőkből álló csővezetéken jut a gáton keresztül a már letermelt területre, ahol a zagy a fenéken az áramlások miatt lassan szétterül. A szállító csővezeték kétoldali, henger alakú pontonokra támaszkodik. Az NDC- 12 kotró zagyszállítását az M5 sz. melléklet mutatja. A kotró mozgását egy segédcölöp és egy főcölöp segíti. A kotróval hossz irányú párhuzamos mozgás a főcölöp mozgatásával lehet kivitelezni, a segéd cölöp ideiglenes rögzítése mellett, a főcölöp előremozgása adja a fogás mélységét. A kotró oldal irányú mozgását (a legyezését) a két lavírhorgony teszi lehetővé, ezek a gép hossztengelyétől 45 o -os szögben és a marótárcsa tengelyétől előre 8-10 m-re helyezkednek el. A kotró mozgását a hidromotorok által meghajtott lavírcsörlőkön elhelyezkedő kötelek fel- és leengedésével végzik. 4.5. Ásványi nyersanyag fejtésének eszköze Az ásványi nyersanyag gátas fejtésének technológiai folyamata bemutatásra került a 4.2. fejezetben. A nyersanyag jövesztését egy német gyártású B-240 típusú markolószerelékes úszókotró végzi. A kotró felépítése ponton testre épített bakrendszerű felsővázból áll. Az úszóegység 6 db egymással összekapcsolt pontonból áll, korláttal, lábléccel ellátva. A pontontest méretei: - maximális hossz: 24,23 m - maximális szélesség: 13,43 m 29

- maximális merülési mélység: 1,31 m, ez a jövesztési folyamat stabiltásánál játszik fontos szerepet, a felhajtó erő csökkentése érdekében még további tőkesúllyal kell terhelni a kotrót. A pontontestre főtartó és bakállvány van felszerelve, amely a futómacska pályát tartja. A futómacska pályán a mozgás sínen történik, gumiütközők és vezérlés által behatárolt. A B-240-es úszókotrót az M6 sz. melléklet mutatja. A beépített motorteljesítményt 2 db, egyenként 200 kw teljesítményű főmotor és 2 db 22 kw és 11 kw teljesítményű segédmotor adja. A főmotorok hajtják az emelőművet (emelés, süllyesztés, zárás munkafolyamataiban), a segédmotorok működtetik a két szintű Schenk vibrátort. További külön motorok működtetik a frissvíz-szivattyút a víztelenítő mosásához és a kabin, bunker takarításához (45 kw), a vibrátorról a hidrociklonba nyomó zagyszivattyút (75 kw) és a kihordószalagot (11 kw). Az emelőmű két főmotorja frekvenciaváltós üzemben dolgozik, így az emelés-süllyesztés a végállások közelében (fenék közelében és vízszint fölött) csökkentett sebességgel történik, ami egyrészt elősegíti a víz alatt érvényesülő felhajtóerő csökkentését, másrészt a terhelt kanál jelentős tömegét csillapított mozgással juttatja a végállásba, csökkentve ezzel az emelőmű igénybevételét, harmadrészt növeli a csurgatási időt a víztelenítés érdekében. A csurgatási idő potméterrel szabályozható. Az emelőmű motorok két kardántengellyel vannak összekötve a ferde fogazású, köszörült fogaskerekekkel ellátott hajtóművel. A behajtó és kihajtó tengelyek Lorenz perselyekkel csatlakoznak a dobokhoz, ami kedvező nyomatékátvitelt és könnyű szerelhetőséget biztosít. Az emelőmű tárcsafékekkel fékezett, elektrohidraulikus féklazítóval felszerelt. A markoló emelőmű futómacska keretre épített, amelyre két menetelőmű van rögzítve, amelyhez frekvenciaváltós meghajtómű csatlakozik (2 db 5 kw-os motorral), lehetővé téve a futómacska mozgásának finomhangolását. Ez a négy kerékből egy-egy kereket közvetlenül, másik kettőt kardántengelyen keresztül hajt. A csörlőműhöz végállás kapcsolók vannak szerelve, amelyek behatárolják mindkét motoron az emelés-süllyesztés mozgáspályáját. A futómacska vezérlése teljes tárolt automatika program segítségével történik, de lehet kézi vezérlésű is. A futómacska pályán két kotrási pozíció választható. A markolókanál egy két csészés, 4 köteles kotrómarkoló kanál, 7 m 3 űrtartalommal. Egy állásból letermelhető 9X6 m-es alapterületű blokk termeléséhez a kialakult, hosszú évek tapasztalata alapján optimalizált gyakorlat szerint a két termelőállást használják. A kanál eltemetésének kivédése érdekében a rézsű rézsűlábtól számított 1/3-ánál engedik le a 30

kanalat, ekkor ugyanis biztosítható felülről olyan mértékű omlás, amely folyamatos anyagutánhordást biztosít a markolótérbe, de nem temeti el és szakítja le a markolókanalat. Ebben a magasságban az alsó 1/3-ad is a termelőtérbe omlik kisebb rézsűvel, így a 9 m hosszú termelőtérben két termelőállásból gyakorlatilag két termelési tölcsérrel kitermelhető a blokktérfogat. A blokk kitermelésének sematikus ábráját a 10. sz. ábra mutatja: 10. sz. ábra: A blokktérfogat kitermelésének ábrája (szerző saját szerkesztése) A markolókanálban felhozott anyag az első körös víztelenítést szolgáló csurgatási idő után egy hidraulikus működtetésű billenőrácsra, az ún. kaliberrácsra kerül. Ennek feladata, hogy leválassza a túlméretes szemeket, amelyek általában felhozott agyagrögök, nagyobb kövek, fatörzsek lehetnek. Ez a rajta fennmaradt 125 mm-nél nagyobb anyagot (1. felső vágás) munkahengerek segítségével billenő mozgással juttatja surrantó segítségével az elszállító uszályba (helyi nevén sárdereglyébe ). A markolókanalat és a kaliberrácsot az M7 sz. melléklet mutatja. A kaliberrácsról az egyszer megvágott anyag a fogadóbunkerbe kerül, ami a jövesztett anyag fogadására, közbenső tárolására és a víztelenítőre történő adagolt feladására szolgál. Ennek térfogata mintegy két teljes markolókanál térfogatnyi (~14 m 3 ) anyag befogadására alkalmas. Súlymérő automatikával felszerelt, ami addig nem engedi a tele markolókanalat a bunker fölé, amíg a bunkerben lévő anyag kellő szintre le nem ürül. A víztelenítő vibrátorra a tölcsér forma alsó részén lévő ingás íves elzáróval működő adagolónyíláson keresztül jut az anyag. Az anyagfeladás két eszközön keresztül történik a kihordószalagra, egy mosórendszerrel ellátott osztályozó vibrátor és egy finomhomok visszanyerő rendszer segítségével. 31

Az osztályozó vibrátor egy kétsíkú vibrátor (Schenk vibrátor), amelyen a felső sík a vízszinteshez képest enyhén lejt, az alsó sík vízszintes elhelyezkedésű. A szitabetétek műanyagok, sejtszerűen cserélhetők, méretük a vágási szemnagysághoz igazodóan az elérni kívánt szemnagyság méreténél mintegy 20%-kal nagyobb, hogy nagy valószínűséggel átessenek a kívánt szemek. A felső síkon a 40 mm-nél nagyobb szemek leválasztása történik (2. felső vágás), ezek fenékürítéssel az elszállító uszályba kerülnek. A 40 mm-nél kisebb szemek az alsó szitasíkra kerülnek, ahol 3,5 mm-es szemnagyságnál történik a leválasztás. Az anyag mindkét síkon friss vizes mosást kap. Az alsó síkról a 3,5/40 mm szemtartomány a kihordószalagra kerül, ami továbbítja az úszószalagra, majd az a partiszalagra. A 3,5 mm-nél kisebb szemtartomány zagy formájában egy gyűjtőbunkerbe (gyűjtőkád) kerül, ahonnan egy függőleges helyzetű zagyszivattyú nyomja fel egy hidrociklonba. A hidrociklonban az örvénylő mozgás következtében az eltérő szemcseméretek mozgási energiájának különbsége elvén történik a hasznos finomhomok tartomány leválasztása. A 0,02 mm-nél finomabb iszaptartomány a fejtési homlok mögé, a letermelt területre kerül, a 0,02/3,5 mm-es tartományú zagy újra visszakerül a víztelenítő Schenk vibrátorra, ahol egy 0,8-1,2 résnyílású szitán keresztül leválasztják a 0,8-3,5 mm közötti tartományt (alsó vágás). A 0,8 mm alatti zagy még egyszer visszakerül a zagyszivattyúba, hogy az esetleg átjutott hasznos méretű szemek leválasztódhassanak. A 0,8 mm szemnagyság fölötti anyag, illetve a 0,02-0,8 mm közötti tartomány az ütközésekben agglomerálódva a kihordószalagra kerül, ahol a szállítás úthosszán az osztályozóig eljutva a meglévő víztartalom és a szállítási mozgás miatt teljesen összekeveredik a 3,5 mm fölötti tartománnyal. A B-240-es kotrón történő előkezelés folyamatábráját a 11. sz. ábra mutatja. 32

11. sz. ábra: A termelvény előkezelésének folyamatábrája (szerző saját szerkesztése) A Schenk osztályozó vibrátor alsó síkjáról lekerülő mosott, megvágott, víztelenített anyag a gép kihordószalagjára, majd a keresztfekvésű henger alakú pontonokkal alátámasztott úszószalagra kerül. A kihordószalag és az úszószalag hajtása külön hajtóművel (1:12,5 áttétellel, D=500 mm átmérőjű dobbal) történik. A hidrociklont és a kihordó szalagot az M8. sz. melléklet, a B-240-es kotró anyagfeladását az úszószalagra az M9. sz. melléklet mutatja. A kotró mozgatása a sarkokban elhelyezett 4 db lavírcsörlő és lavírhorgonyok segítségével történik. A lavírkötelek görgős kötélterelőkön keresztül vannak rávezetve a lavírcsörlő dobjára. A kotró egyben az úszószalaghoz is csatlakozik sínes megvezetéssel, amely a szalag mentén történő hátraállásokat segíti. 4.6. Szállítás eszközrendszere A jövesztett anyagra értelmezett bányabeli szállítás jelenti egyrészt a jövesztett meddő elszállítását a meddőelhelyezés területére, másrészt a jövesztett ásványi nyersanyag elszállítását a feldolgozás/értékesítés helyére. Jelen dolgozatban a jövesztett anyagon 33

kívüli egyéb szállításra (dolgozók, karbantartási anyagok stb. szállítása) a vizsgálat nem terjed ki terjedelmi okok és a téma jellege miatt. A meddő anyag elszállítását részben érinti a 4.4. fejezet, részben pedig a 4.8. fejezet tárgyalja, ezért jelen fejezetben nem terjed ki erre a vizsgálat. A termelvény szállítása szállítószalag-rendszeren keresztül történik az osztályozás és deponálás helyére. A szállítószalag-rendszer funkcionálisan alapvetően két részre bontható, a kotró és a part kapcsolatát megteremtő úszószalagra, és a parti szalagra. 4.6.1. Úszószalag szállítás Az úszószalag jelenti az egyetlen összeköttetést a kotró és a part között, mivel a termelvény továbbítása mellett egyszerre szolgálja az emberek közlekedését, kisebb karbantartási eszközök forgalmát, sőt a villamos energiavezetékek is ezen keresztül érik el a kotrót. Az úszószalag teljes hossza 196 m, a szalag vonalára keresztben fekvő pontonokon helyezkedik el a szalagváz, szalagfeszítővel van a rendszer megfeszítve. A pontonok merev szerkezetben vannak összekötve, amelyhez egy, a kotró mozgását vezető sín csatlakozik. Merev szalagrendszerként kiépített, a gáton kezdődő parti szalaghoz egy forgóponton kapcsolódik. Ez a forgópont teszi lehetővé a gát végén a körív mentén a 180 o -os elfordulást. Az úszószalag szerkezetét az M10 és M11 sz. mellékletek mutatják. 4.6.2. Parti szállítószalag szállítás A termelvény az úszószalagról a parti szállítószalagra kerül, amely több szakaszban épült ki, követve a lefejtett területek mozgását. A szállítószalag rendszer sematikus vázát a 12. sz. ábra mutatja. 34

12. sz. ábra: A parti szállítószalag sematikus ábrája (szerző saját szerkesztése) A termelés jelenlegi helyzetében a gáton helyezkedik el a P5. szalag, amelyhez sorban csatlakoznak a feldolgozás és deponálás helyére vezető szalagszakaszok. Az egyes szalagszakaszok hosszát az 1. sz. táblázat tartalmazza. 35

1. sz. táblázat: A parti szállítószalag szakaszok jellemzői Parti szalagszakasz száma Hossza (m) Feladata P5 440 Az úszószalagról továbbadja a termelvényt a P4 szalagra. P4 440 A P5-ről továbbítja a termelvényt a P3-ra és a XIX lecsatlakozó ágra. XIX 50 A P4-ről az osztályozatlan természetes kavicsot depóba vezeti. P3 210 A P3-ról továbbítja a termelvényt a P2-re. P2 270 A P3-ról továbbítja a termelvényt a P1-re és a XX lecsatlakozó ágra. XX 100 A P2-ről az osztályozatlan természetes kavicsot depóba vezeti. XXI 80 A depóból a természetes kavicsot alagutas feladással visszavezeti a P1 szalagra. P1 196 P2-ről továbbítja a termelvényt az osztályozóhoz. I. osztályozószalag 50 m I. osztályozóra vezeti a kavicsot a P1 szalagról II. osztályozószalag 80 m II. osztályozóra vezeti a kavicsot a deponáló alagútból (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) A parti szalagpálya, hasonlóan az úszószalaghoz, merev vázas felépítésűek, felül három, alul egy görgőből álló görgősorral ellátva. A hajtás merev (kapcsolt) kétdobos hajtás, acél felületű dobokkal, amelynél a szalag és a dob közötti súrlódási tényező (µ) és így a hajtás hatékonysága jelentősen lecsökken nedves, sáros körülmények között. A hajtást egy VZ280S6 típusú, 50 kw teljesítményű csúszógyűrűs motor adja. A parti szállítószalag egy szakaszát az M12 sz. melléklet mutatja. 4.6.3. Szállítószalagok szállítási teljesítményének vizsgálata A szállítószalagok esetében kardinális kérdés a szállítási kapacitási igény meghatározása a tervezéskor. Jelen fejezetnek nem célja részletesen megvizsgálni a szállítórendszer tervezéséhez, méretezéséhez szükséges összes adatot, mindössze a névleges szállítási teljesítmény kerül összevetésre a kotróról feladott anyagmennyiséggel, hogy a szállítási kapacitás termeléshez igazodása nagyságrendileg megállapítható legyen. Pontos 36

mérések nem állnak minden esetben rendelkezésre a kiinduló adatokhoz, így az adatok egy része közelítő becslésen, termelési tapasztalatokon alapul. A szállítószalag névleges teljesítményének közelítő számítása: A tömegáramban vett szállítási kapacitás: m =A*v*δ*ρ h, ahol m tömegáram [t/h] δ - pályadőléstől függő tényező [-] A sz szállítási keresztmetszet [m 2 ] ρ h halmazsűrűség [t/m 3 ] v szállítási sebesség [m/s] δ sík terep esetén 1-nek vehető. A B hevederszélesség 1000 mm. A szállítási keresztmetszet 3 görgős vályúsítás esetén becsülhető a b =0,9B-0,05m 850mm anyagszélesség és a φ 15 o kavicsnál szakirodalmi adatok alapján alkalmazható dinamikus rézsűszög, valamint a β 25 o értékeiből a 13. sz. ábra alapján: A sz =A 1 +A 2 =(b 2 /4)*tgφ+((b 2 -a 2 )/4)*tgβ B=B /3+2*(B /3*cosβ) 937,5 mm b= B /3+2*[((850-a)/2)*cosβ] 801,6 mm a= B /3 333,3 mm A sz =43.043,5+61.957,6=105.001,1 mm 2 0,105 m 2 13. sz. ábra: 3 görgős alátámasztású szállítószalag szállítási keresztmetszetének vázlata (forrás: szerző saját szerkesztése) A ρ h 1,9 t/m 3 értéknek vehető a bánya korábbi mérései alapján. A v szállítási sebesség közelítőleg megegyezik a dobhajtás miatt a dob v k kerületi sebességével, ami számolható a hajtómotor és az áttétel adataiból: 37

A hajtómotor 1000 1/min fordulatszámú, 1:12,5 lassító áttételnél a hajtómű kihajtótengelyének 80 1/min fordulatszámából a dob fordulatszáma is n= 80 1/min. A dob szögsebessége ω=(2π*n)/60 8,377 1/s, és v k =(D/2)*ω 2,513 m/s, ahol D (=0,6 m) a dob átmérője [m]. A fenti adatok alapján a maximális tömegáram, amit a szállítószalag el tud szállítani: m max 1805 t/h. Az úszókotróról feladott anyagmennyiség közelítő számítása: A saját mérések alapján az 1. termelőállásból 116 s volt az átlagos ciklusidő, míg a 2. termelőállásból 119 s, így átlagosan t c =117,5 s ciklusidő értékkel lehet számolni. A mérések alapján egy ciklusban (egy kanálban) átlagosan 14,2 t kavicsot hoz fel a kotró és ad fel a kaliberrácsra. Időközben még lehet némi csurgalékvíz veszteséggel számolni (0,05-0,1 t-ra becsülhető) a kanál megállása és az ürítés között, azonban ez nem jelentős, mert az emelési lassított szakaszban a víztelenítés nagyrészt lezajlik. Nagyobb anyagkiesés történik a kaliberrácson leválasztott túlméretes szemek (gyakran jelentős agyagrögök) és a Schenk szitán és a hidrociklonban leválasztott mérettartományok esetében. Ezek súlyvesztesége 3-5%-ra (átlagosan 4%-ra) becsülhető, pontos mérésük nem kivitelezhető. A ciklusszám i c =30,63 1/h, a veszteséggel csökkentett átlagos tömeg egy ciklusban m v =13,54 t. Így a kihordószalagon feladott anyagmennyiség m =i c *m v 415 t/h átlagos tömegáramnak felel meg. A két adatból látható, hogy a termelés által produkált tömegáramot a szállítószalag kapacitása nagy biztonsággal képes elszállítani. A számítások összhangban vannak a bánya tapasztalataival, mely szerint a legnagyobb terhelés (maximális tömegáram) esetén is 70-80%-os a szállítószalag terhelése, átlagos tömegáram mellett reális tartományba esik a számított érték 4.7. Termelvény osztályozásának eszközrendszere A kotróról feladott kavics egy kisebb része természetes kavics formájában deponálásra kerül osztályozás nélkül, azonban a nagyobb rész a parti szalagrendszeren keresztül az osztályozóba kerül és osztályozott termékként kerül értékesítésre. A parti szalagról a termelvény egy nagy méretű depótérbe kerül, majd alagúton keresztül jut el a két osztályozóhoz. 38

Két ütemben valósult meg az osztályozó kiépítése, az I. ütem a termelés indulásakor épült 1972-ben, komplett mosó, osztályozó rendszer, ami napjainkig működik a két Binder típusú osztályozó géppel (Binder I és II). A két gép beállítására a termelvény tömegárama miatt volt szükség, a parti szalagról feladott anyag egy surrantón keresztül jut az egymás mellett lévő Binderekre, amelyek a szemcsefrakciók szétválasztását követően az egyes frakciókat együttesen gyűjtik a további feldolgozási folyamatokhoz. Az I. osztályozót az M13 sz. melléklet mutatja. 1980-ban lett üzembe helyezve a II. osztályozó, amelyen a szétválasztás és mosás mellett már a törőberendezés is megjelent (röpítő törő). A tört kavicsra betontechnológiai előírások miatt nem sokáig volt kereslet, így mintegy két évig volt üzemben. Ez egy osztályozóra vezető szalagon keresztül kapta a termelvényt, innen egy mosást követően visszakerült a kavics a P1 szalagra, ami továbbította az I. osztályozóra. Ez a folyamat így kevésbé volt hatékony. Ma a II. osztályozó már csak osztályozás nélkül egy kisebb mosással tisztítva közvetlenül deponálja a kavics egy kisebb részét, amit így értékesítenek. A II. osztályozót az M14 sz. melléklet mutatja. Az osztályozóra jutó kavics már a kotrón előosztályozott, tisztított, így eleve csak 40 mm alatti szemtartomány kerül ide, mérsékelt szervesanyag és iszaptartalommal. Az I. osztályozón működő Binderek kétsíkú síksziták, amelynek felső síkján 24 mm-nél történik a vágás (~28 mm-es szitanyílással), az alsó síkon pedig három különböző méretű szita került vonalban egymás mögé elhelyezésre 7 m hosszúságban: - 0/1 mm-es termék előállítása történik 2 m hosszon (~1,2 mm-es szitanyílással), - 0/4 mm-es termék előállítása történik az ezt követő 3 m hosszon (~4,8 mm-es szitanyílással), - 4/16 mm-es termék előállítása történik az ezt követő 2 m hosszon (~19 mm-es szitanyílással). Az osztályozón leválasztott termékek az alábbi feldolgozási folyamaton haladnak keresztül: A 24/40 mm-es, felső síkon leválasztott termék a leválasztást követően a XIV-es szalagon keresztül deponálásra kerül, itt a szemnagyság következtében nincs szükség további kezelésre (pl. víztelenítésre). A 16/24 mm-es termék egy egytengelyes körmös vagy kardos mosóba kerül agyagleválasztás, mosás céljából. Itt a szemnagyság megőrzése miatt van szükség 39

egytengelyes körmös mosó alkalmazására, hogy a kéttengelyes változatnál előforduló járulékos törő hatás ne befolyásolja nem kívánatos módon a termék szemnagyságát, a szemek koptatottságát/alakját. A mosás során a bennmaradó homok frakció leválasztásra kerül, a 4 mm alatti frakció átkerül a dekolt szalagra (lásd 0/4 mm-es termék) további kezelés céljából. A termék deponálásra kerül. A 4/16 mm-es termék egy 2 m hosszú gumirostán halad keresztül, majd egy két tengelyes körmös mosóba kerül, ahol friss víz hozzáadásával a szemcsékre tapadt iszap és agyagfilm fellazítása történik. A mosóban végzett forgó mozgás hatására kikerül a mosott kavics a mosó elejére, ahol egy ferde vibrátorra kerül. A ~ 4,8 mm-es rosta leválasztja a 4 mm-nél kisebb frakciót, amely átkerül a dekolt szalagra. Az újabb mosást követően ez a termék szalagon keresztül kideponálásra kerül. A 0/4 mm-es termék egy dekolt szalagra kerül. Ez a szalag egy 1600 mm széles heveder 50 m hosszon vályúsítva, amelyben a Binderről érkező termék jelentős víztartalommal zagy formájában végighalad és szemnagyságnak megfelelően elkülönülve ülepedik le. A szalag lassan halad, kissé emelkedve fölfelé, a víz a lebegő agyag és iszaptartalommal a vályúsítás csökkentésével egy ponton külön ürítésre és elvezetésre kerül, a tiszta 0/4-es homok késztermékként a VI-os deponáló szalagon deponálásra kerül. A 0/1 mm-es termék egy vizes mosást kap egy zagykádban, majd dehidrátorral történik az iszapfrakció és a víztartalom eltávolítása, ezután deponálásra kerül. A Bindereket az M15, az I. osztályozó termékfeldolgozást végző részét az M16, a dekolt szalagot az M17, az egy és kéttengelyes kardos mosókat az M18 és M19 sz. mellékletek mutatják. A feldolgozási folyamatban keletkező jelentős tömegű és térfogatú, iszapfrakciót tartalmazó zagy elvezetéséről is gondoskodni kell. Két 3000 l/min kapacitású Warmann PE 6/4 típusú szivattyú oldja meg a zagy elszállítását a bányatóba, a már régen letermelt területre és innen egy külön Warmann PE 100 típusú szivattyú végzi a tiszta víz felszállítását a technológiai folyamatokhoz. A szivattyúkat az M20 sz. melléklet mutatja. 4.8. Meddőelhelyezés A külszíni kavicsbánya víz alatti művelésénél a klasszikus értelemben vett, pl. egy szénbánya esetében előforduló hányóképzésről nem beszélhetünk. A fedőkőzetben lévő 40

meddő elhelyezése a letakarítást végző NDC-12-es kotrógép bemutatásánál a 4.4. fejezetben már bemutatásra került. Az úszókotró zagyszivattyúja pontonokon úszó nyomócsövön keresztül zagy formájában juttatja a megbontott meddőt a termelés mögötti, már leművelt térbe, a bányatóba. A meddőelhelyezésnek külön tervezett rendszere nem alakult ki, hiszen az alacsony letakarítási arány miatt a letermelt kavicsvastagság töredéke az elhelyezendő meddő, így a kialakult bányató kellő térfogatot biztosít a meddőelhelyezésre. Egy szektor leművelése során az NDC-12-es kotró haladásával a hozzá csatlakozó pontonokon úszó nyomócső is változtatja helyét, így csak egy 250X130 m-es blokk letakarítása során képződött meddő-zagy kerül egy csőállásból elhelyezésre. A kifolyó anyag a mintegy 30 m-es tóban lassan ülepszik és szétterül. Ezek miatt a meddőelhelyezés közel egyenletesnek mondható a letermelt területen, jelentősebb kiemelkedés nem tapasztalható. Ennek főleg ott van jelentősége, hogy a kotrók téli üzemben a szerviz-dokkba szállításakor, valamint a markolószerelékes kotró kaliberrácsáról leválasztott túlméretes szemeket elszállító uszály napi mozgásakor a víziúton ne képződjön a merülési mélységet befolyásoló akadály. Meddőanyag nem csak a letakarítás során képződik, hanem a termelés során is. Bár természetesen a letakarítás meddőanyag termelése a meghatározó, meg kell említeni a markolószerelékes kotró kaliberrácsáról leválasztott túlméretes szemeket is, amelyek nagyobb részben összetapadt agyagrögök, kisebb részben túlméretes kövek (pl. vándorkövek), vagy fatörzsek. Ezen anyag a surrantón keresztül egy elszállító uszályba (sárdereglye) jut és ha az uszály rakodótere megtelt, elszállítja a már korábban letermelt területre. Az uszály fenékürítős, önjáró uszály, amelyet a bányavállalat tervezett és épített e célra. Az uszállyal az anyag bárhol elhelyezhető, nincs blokkonként sem egy helyhez kötve, mint az NDC-12 kotróhoz tartozó nyomócső, bár ez az elhelyezési szabadság nem bír komolyabb jelentőséggel a termelésből kikerülő meddőanyag csekély tömege miatt. A sárdereglyéről készült képet az M21 sz. melléklet tartalmazza. A teljesség kedvéért megemlítendő a markolószerelékes kotró hidrociklonjában leválasztott 0,0,2 mm alatti tartomány elhelyezése a fejtés mögötti térben, de ez tömegében nem képez számottevő tételt, így nem mérik, anyagelhelyezésnél sem jelent tervezési problémát. 4.9. Rekultiváció, tájrendezés A bányatörvény előírja a bányavállalkozó számára a bányászati tevékenység után felhagyott bányaterület rekultivációját, a terület tájba illesztését. A felhagyott kavicsbányák 41

területén kialakuló bányatavaknak jelentős környezeti hatásaik vannak. Egyrészt tájképileg nem illeszkednek a környezetükbe, tájsebet jelentenek, másrészt a közvetlen szomszédságuk szempontjából nagyméretű kutaknak tekinthetők, amelyek a környezetükből jelentős mennyiségű talajvizet vonnak el. Veszteségként jelentkezik egyrészt a kitermelt kavicsmennyiség helyére áramló víz, másrészt a szabad vízfelületen a párolgás és a csapadék különbsége [DRASKOVITS P., 1996]. Ugyancsak jelentős hatása van a bányászati tevékenységnek a terület élővilágára, amelynek megbolygatását a felhagyást követően rendezni kell, lehetővé kell tenni, hogy az élővilág károsodás nélkül újra kapcsolatba léphessen a leművelt területtel. Az ártándi kavicsbánya esetében a rekultiváció még nem jelent átfogóan megoldandó problémát, mivel a bányatelek eddig letermelt területeinek nagy része is szerves részét képezi a jelenlegi bányaművelési folyamatnak. A bányatóban kerül elhelyezésre a meddő, ezen keresztül történik a kotrógépek dokkba szállítása. A bányaművelésből kikerülő területek csak a 42-es főút mentén találhatók kisebb területen, ezen megkezdődött a terület rekultivációja. A műszaki üzemi terv vázlatosan tartalmazza az eddig elvégzett és az üzemi terv időszakára 2 vonatkozó feladatokat. Már 1995-ben megkezdődött a tájrendezés, megvalósult 400 db nyárfacsemete elültetése azokon a területeken, ahol a bányaterület nem az államhatárral határos. Továbbá egy korábbi jelentősebb földdepó került megszüntetésre, amelynek anyaga a határátkelő melletti kis tó kerül feltöltéséhez lett felhasználva. A műszaki üzemi terv időszakában történt a bányatelek vízrendezési munkáinak kivitelezése, a leművelt szárazföldi területeken az erdősítés befejezése, illetve a végleges tóparti szakaszokon a végleges rézsű kialakítása és sás-nád telepítése. A feladatok részletezése a tájrendezési tervben történik. A bányavállalkozásnak 3737/2000 Bk. határozat alapján elfogadott tájrendezési terve van. Ennek megfelelően a termőföld a talajtani szakvélemény előírását figyelembe véve a határátkelő háta mögötti területen kerül elhelyezésre, a korábban kialakult tájsebek betöltésére. A terület feltöltése folyamatos a korábban feltöltött területen már fák telepítése történt, ún. dióliget kialakítására került sor. A feltöltés arányában a terület folyamatosan bővül, végül egy egységes szintű rendezett terület jön létre. A többi partszakaszokon nád és sás telepítése történik a parti omlások és elmosódások megakadályozására. A szabadon maradt parti részek növényzetét nem kell háborgatni, mivel itt költőmadarak háborítatlanul 2 A szakdolgozathoz rendelkezésre álló 2003-2007. évre vonatkozó műszaki üzemi terv 42

tartózkodhatnak. Fásítani ezeket a területeket nem lehet a határ közelsége miatt, a területet természet közeli állapotban kell tartani. A rekultivált, nyárfás és diófás területet az M22 és M23 sz. mellékletek mutatják. A meddő elhelyezése korábbi TIVIZIG határozatoknak megfelelően a korábban kitermelt kavics helyére visszatölthető. Ez előnyös megoldás egyrészt azért, mert így a meddőt nem kell a felszínen elhelyezni, másrészt a bányató déli részénél a rézsűket is meg lehet vele erősíteni. 43

5. Markolószerelékes úszókotrók működési hatékonyságának összehasonlítása 5.1. Az MBK-200 és a B-240 típusú úszókotrók termelést meghatározó műszaki adatainak bemutatása A vizsgálat tárgyát képező két markolószerelékes úszókotró felépítésében, működési elvében hasonló, azonban szükséges megvizsgálni a műszaki paramétereket, amelyek a két kotró működési hatékonyságát, illetve teljesítményét befolyásolják. A vizsgálat nem tud kiterjedni minden egyes részletre, nem is áll minden esetben kellően dokumentált adat rendelkezésre, ezért jelen fejezetben elsősorban azon szempontok kerültek elemzésre, amelyek hatással lehetnek a hatékonyságra, illetve indokolják, hogy miért kellett ezt a jelentős beruházási költséggel járó fejlesztést megvalósítani. 5.1.1. Úszó stabilitást meghatározó paraméterek Az MBK-200-as és a B-240-es úszókotró pontontestének hasonló a felépítése. A pontontest alapját két szélen hosszirányban elhelyezkedő két ponton adja, amelyet keresztirányú pontonok kötnek össze. Egy keresztirányú ponton köti össze a markoló kihordószalag felőli végét, amelynek hossza a hosszirányú pontonok külső széléig tart. További keresztirányú közbenső pontonok csatlakoznak a hosszirányú pontonok között, ezek mérete azonban kisebb, a hosszirányú pontonok belső széléig tartanak. Az MBK- 200-as kotrón a termelőtér mindkét oldalán két-két közbenső ponton található, míg a B- 240-es kotrón a termelőtér előtt (a kihordószalag irányában) kettő, mögötte egy szélesebb közbenső ponton biztosítja az alátámasztást. A két kotró pontontestének sematikus ábráját a 14. sz. ábra mutatja. 14. sz. ábra: Az MBK-200 és a B-240 úszókotrók pontontesteinek sematikus ábrája 44

A pontonok főbb méreteit a 2. sz. táblázat foglalja össze: 2. sz. táblázat: Az MBK-200 és a B-240 úszókotrók pontontesteinek méretei Pontonok adatai MBK-200 B-240 Pontonok száma [db] ebből hosszú ponton ebből kereszt ponton ebből közbenső ponton 7 2 1 4 6 2 1 3 Pontontest maximális hosszúsága [mm] 22.000 24.300 Pontontest maximális szélessége [mm] 13.400 13.400 Pontonok magassága [mm] 1.800 2.000 Termelőtér hossza a kotró 8.100 12.000 középvonalában [mm] Merülési mélység [m] 1,35 1,31 (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) A két kotró adataiból is látszik, hogy érdemi különbség nincs az úszóstabilitást meghatározó paraméterekben. A B-240-as kotró hossza 2,3 m-rel nagyobb, és a hátsó közbenső ponton más kialakítású (egy ponton nagyobb szélességgel). Az új kotrón a pontonon túlnyúlik a futómacska pálya, nagyobb a kanálméret, így a termelőtér sávjában nagyobb terhelés mutatkozik, némileg eltér a felépítmény és gépészet súlyeloszlása, így a hátulra jutó terhelést egy darab, nagyobb felhajtó erejű pontonnal oldották meg. A felépítmény súlyeloszlása miatt szükséges kiegyensúlyozást mindkét kotró esetében az úszótesteken belül elhelyezett ballasztsúlyokkal oldották meg. A merülési mélység mindkét kotró esetében hasonló. Összegzésképpen megállapítható, hogy a két úszókotró pontonrendszere felépítésében nagyon hasonlít, mindkettő pontonrendszere úgy lett meghatározva, hogy jó úszásstabilitást biztosítson. Az úszásstabilitásnak a hatékony munkavégzésre gyakorolt hatásában nincs különbség, mindkét úszókotró megfelel e téren az elvárásoknak. 5.1.2. Mozgást meghatározó paraméterek A két úszókotró mozgása teljesen megegyezően történik. Mindkét esetben a 4 sarkon elhelyezett 1-1 db lavírcsörlő és lavírhorgony segítségével történik a mozgás. Az úszószalaghoz mindkét kotró sínrendszeren keresztül kapcsolódik, a B-240-es gyártójától 45

az MBK-200-as mintájára lett megrendelve az úszószalaghoz kapcsolódás módja. A lavírozást is egyforma, 7,5 kw-os motorteljesítmény segíti. Összegzésképpen megállapítható, hogy az úszókotrók mozgatásában nincs eltérés, ez a paraméter a működési hatékonyságban nem okoz különbséget. 5.1.3. Jövesztést meghatározó paraméterek A kotrók jövesztési hatékonyságát alapvetően meghatározzák a beépített motorteljesítmények, a jövesztő-szerszám paraméterei és mozgása. A két kotró legfontosabb paramétereit az alábbi 3. sz. táblázat foglalja össze: 46

3. sz. táblázat: A két úszókotró jövesztést befolyásoló paraméterei Jövesztést befolyásoló paraméterek MBK-200 B-240 Emelőmű (futómacska) hajtásának beépített motor teljesítménye [kw] 2 x 130 2 x 200 Hajtás típusa Bolzen Lorenz Víztelenítés beépített motor 11 + 22 22 teljesítménye [kw] (két szintű vibrátor) Kihordó szalag beépített motor teljesítménye [kw] 11 11 Túlszem leválasztás beépített motor teljesítménye [kw] 7,5 7,5 Frissvíz szivattyú beépített motor teljesítménye [kw] - 45 Zagyszivattyú (hidrociklonhoz) beépített motor teljesítménye [kw] - 75 Markolókanál névleges térfogata [m 3 ] és típusa 6 (4 köteles, 2 csigatömbös, zsírozott) 7 (4 köteles, 1 csigatömbös, olajban futó) Markoló pofák mozgatása kötéllel kötéllel Futómacska mozgatása Automatikus Vezérlés nélkül, 2 vezérléssel, 4 kerék kerék hajtással hajtással Termelőtér méretei (szélesség x hosszúság) [m] 7 x 8,1 9 x 12 Automatizált vagy kézi vezérlés, Kézi vezérlés, Markolókanál függőleges mozgatása, frekvenciaváltós dobátmérő [mm] sebesség 630 szabályozás 720 (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) A jövesztést meghatározó beépített motorteljesítményben jelentős különbség van, a B- 240-es kotróban 2 erősebb (200 kw teljesítményű) motor végzi a hajtást, ami a nagyobb 47

névleges térfogatú kanál nagyobb teljes töltöttségi súlyának mozgatásához szükséges. A jövesztést követően már az előkészítéshez (két szintű Schenk vibrátor) és egyéb kisegítő funkciókhoz (frissvíz-szivattyú, hidrociklon zagyszivattyú) tartozó hajtásban van különbség, de ennek a jövesztési folyamatra nincs hatása. A beépített motorteljesítmény mindkét esetben megfelelően el tudja látni a jövesztési folyamat akadálymentes kiszolgálását. A markoló kanál kialakítása hasonló, mindkét esetben kötél mozgatású (nem hidraulikus), kétpofás markoló kanál került beépítésre. A B-240-es kotró esetében már a csigaházban a kenés egy tömbben, olajfürdővel kerül megoldásra, aminek elsősorban nem a jövesztésre, hanem a napi karbantartási időre, és a környezetvédelemre van jelentős hatása az 5.1.5. fejezetben foglaltak szerint. A termelőtér méretei az egy állásból letermelhető maximális blokkméretre vannak hatással, ezek különbsége az 5.3.1. fejezetben kerül ismertetésre. A futómacska mozgásánál a kanál függőleges és vízszintes mozgatásában van számottevő különbség. Az automatizáltság kiszámíthatóbb, emberi hibáktól mentesebb termelést tesz lehetővé, amely részletesen az 5.1.4. fejezetben kerül bemutatásra. A B- 240-es kotrón a futómacskának már 4 kereke hajtott, a mozgás végpontjai automatizáltan vezéreltek, így a futómacska vízszintes mozgása minden ciklusban pontosan meghatározott. Ugyanitt a kanál függőleges mozgása is automatizált, frekvenciaváltó segíti a vízszint alatt és fölött az eltérő sebességű mozgást, a pontos megvezetést. 5.1.4. Irányítástechnikai paraméterek A két úszókotró között a legnagyobb különbség a termelési folyamat vezérlésében van. A vezérlés automatizálása alapvetően befolyásolja a termelés egyenletes folyamatát, a magasabb automatizálás úgy képes csökkenteni az emberi tényező általi hibalehetőséget, hogy megvan az emberi beavatkozás lehetősége szükség esetén. Az MBK-200-as úszókotró esetében minden funkció kézi irányítású volt, az automatizálás nem jelent meg a folyamatban. Elvileg a kézi irányítás is produkálhatja azt a termelési színvonalat, mint az automatizált irányítás, de hosszabb távon az emberi tényező erőteljesen befolyásolja a folyamatokat. 48

Kézi vezérlésnél a termelés a teljes munkaidőben teljes odafigyelést igényelt a kotrómestertől és a személyzettől, a kotrómesteri pozíció váltott személyzettel működött. A váltás ideje nem volt szabályozva, de sűrűbb, 2-3 óránkénti váltás volt szükséges a kézi vezérlés igényelte folyamatos beavatkozás koncentráció igénye miatt. Az emberi tényező okozta hiba megnyilvánult abban is, hogy az átállási folyamatok ritkítása érdekében előfordult, hogy a futómacskát túlengedték az adott pozícióból még optimálisan termelhető álláson annak reményében, hogy egy állásban még növelni lehet a szélső oldalról felhozott anyagmennyiséget. Ekkor a kanál a ponton alá merülhetett és emelkedő pályáján ütközhetett a ponton aljával, ami a pontonban is kárt tehetett és a kanál szakadását is előidézhette. Ugyancsak nem volt automatizált a kanál függőleges irányú mozgatása. Ez több problémát is felvetett időnként. Egyrészt a jövesztett anyaggal tele kanál maximális sebességgel tartott a végállásig, ami egy 20-25 t teher esetében jelentős rázkódást, hirtelen terhelést okozott a felvonó köteleknek és a felépítménynek, illetve ez hosszabb távon nagyobb karbantartási költségeket okozott. Másrészt a közel 30 o -os rézsűn leérkező kanál általában eldőlt a talpon és a kanál zárásakor és emelésekor nem tudott akkorát markolni, mintha függőleges állásban érkezett volna le az anyagra. A markolókanál pontos pozícióját közel 16-20 m-es mélységben kézi vezérléssel szinte lehetetlen minden markolásnál megfelelően irányítani. A kézi vezérlésnél az emberi tényező általában azt is okozza, hogy a kanál nem mindig teljes pontossággal járja be a számára kijelölt pályát. Pl. ürítés után a futómacska a termelőállás fölé hajt, de már a kotrómester a ciklusidő csökkentése érdekében megindítja a lefelé mozgást. Ezért a kanál nem egy oldalmozgást derékszögben követő függőleges mozgáspályát jár be, hanem a két mozgás részbe egymásra szuperponálódik, így egy rövidebb idejű oldalmozgást követően egy lefelé hajló görbe vonal mentén halad a kanál, majd a termelő állásban függőlegesen halad lefelé. Ez okozhat nagyobb kilengést a kanál mozgáspályájában, ami főleg fölfelé mozgáskor, terhelten veszélyes. Másrészt terhelt állapotban fölfelé mozgásnál kevesebb a csurgatási idő, azaz nagyobb víztartalom kerül a bunkerbe, majd onnan a vibrátora és végül a kihordószalagon is nagyobb víztartalmú anyag kerül a szállítópályára, megnövelve ezzel a terhelést és az üzemelési költségeket. A B-240-es úszókotró már a kor követelményeinek megfelelően szinte teljesen automatizált. Az egyetlen nem automatizált, kézi vezérléssel működő funkció a kaliberrács 49

emelése, mivel az nem kötött minden ciklushoz, több ciklus alatt telik meg a jövesztett anyag tisztaságától függően. A kezelőszemélyzet száma nem változott a két gépen, de a kotrómesterek váltása nem szükséges olyan sűrűn. Az automatizált funkciókat természetesen itt is felügyelni kell, minden esetben van lehetőség kézi irányításra való átváltásra, de nem igényel akkora összpontosítást és nem okoz olyan mértékű fáradást, mint a teljes kézi irányítás. A futómacska mozgatását a vezérléstechnika irányítja, mindig a kijelölt pályán mozog. Ugyancsak a kijelölt pályán mozog a markoló kanál is, így nem történik a beállításoktól eltérő mozgáspálya, nagyobb kilengés, kiszámíthatóbb lesz a termelés. Egyik fontos különbség a két kotró között az kanál emelésének és süllyesztésének a szabályozása. A B-240-es kotrón frekvenciaváltóval történik a hajtómotor fordulatszámával az emelés/süllyesztés sebességszabályozása. Előre bekalibrálják minden kezdéskor és átálláskor a vízszintet és fenékszintet, és az automatika ennek megfelelően gyorsítja/lassítja a kanalat. Leengedéskor a vízszintig lassan halad, majd a vízszint alatt a mozgás felgyorsul. A fenék közelében szintén lassítva érkezik a lenti végállásba. Felfelé ugyancsak gyorsabb haladást követően a vízszint elérésekor lassabb szakasz következik a felső végállásig. Ez egyrészt elősegíti a víztartalom csökkentését (a csurgatási idő külön még szabályozható), másrészt nem okoz akkora rázkódást a terhelt kanál megállásakor. Ugyancsak az automatika vezérli a talpponton a kanál markolási pozícióját. A rézsűn nyitott állapotban eldőlve fekvő kanál belefog részben az anyagba, majd az automatika kis mértékben emeléssel függőleges pozícióba hozza. Majd kis mértékű visszaengedés után teljes fogásban tud a kanál markolni. Ez elősegíti a kanál töltöttségi fokának javítását. Összességében elmondható, hogy a teljes körű automatizálás nagymértékben segíti a kezelőszemélyzet munkáját, csökkenti a hibalehetőségeket, ezáltal a karbantartás, javítás költségeit, növeli az egy markolással felhozott anyagmennyiséget, kiszámíthatóbb termelést tesz lehetővé. Ezek számszerűsítése megfelelő mérési adatok hiányában nem elvégezhető, vagy nem mérhető. 5.1.5. Karbantartási igények A szükséges karbantartási feladatok pontos elvégzése jelentősen befolyásolja a gépek élettartamát, üzembiztosságát és üzembiztonságát, ezért jelentős hatása van a termelésre. A bánya felismerve ennek jelentőségét, kiemelten ügyel a berendezések 50

karbantartására. Ennek köszönhetően a teljesítmények összehasonlításában nem jelentkezik torzító tényezőként az MBK-200-as kotró kora, hiszen a 2012. májusi leváltásakor is üzembiztos állapotban volt. A rendszeres karbantartási folyamatok az üzembiztonság baleseti következményei, az üzembiztosság termelési időt befolyásoló hatása mellett a rendszeres karbantartási feladatok szabályszerű elvégzése miatt kieső termelőidő miatt is fontosak. Az MBK-200-as kotró esetében a markolószerelék lezsírozása volt napi szintű feladat. 14 ponton kellett alkalmazni túlnyomásos zsírzást, ami egyrészt munkakezdéskor járt kb. 30 perc időigénnyel, másrészt jelentős kenőanyag felhasználással járt (anyagköltség), harmadrészt a túlnyomás miatt kikerülő szennyezett zsír a tóba került és szennyezte a környezetet. A B-240-es kotrón már olajkenésű markoló szerelék üzemel, ami nem igényli a napi kenést. Itt kb. 5000 munkaóránként (ez több mint két év a jelenlegi termelés mellett) kell a tömítőkészletet cserélni és félévente az olajszintet ellenőrizni a kanál csigatömbjében. Ez mind anyagköltségben, mind környezeti szempontból sokkal előnyösebb megoldás. A napi beüzemelési időigény az automatika beállítása és a kotró ellenőrzése miatt ugyancsak ~30 percre becsülhető, így jelentős időmegtakarítás ezen a ponton nem keletkezik. A heti szintű (pl. macskakerekek zsírzása) karbantartási feladatok között nincs jelentős különbség, mindössze a B-240-esnél kell hetente elvégezni a markoló kalibrálását. A havi szintű karbantartási feladatok megegyeznek a két úszókotró esetében. Kisebb különbség mutatkozik a váratlan meghibásodások esetén felmerülő hibaelhárítás folyamatában. A jelentősebb hibaelhárításhoz mindkét kotrót ki kell vontatni a szerelődokkba. Az MBK-200-as úszókotró esetében külön daruval kellett leszerelni az egyes részeket a hibaelhárításhoz. A B-240-es úszókotró meghosszabbított futómacska pályával rendelkezik, így képes a kanál leszerelése után önmagát ledaruzni, a hídszerkezet a futómacskával külső segítség nélkül le tudja szerelni és túlfutva a pontontesten kiszállítani a kotró mellé a hibaelhárítás érdekében leszerelendő elemeket (pl. Schenk vibrátor, kaliberrács, bunker). 51

5.1.6. Minőségi termék-előállítást segítő kiegészítő elemek A jelenleg üzemelő B-240-es úszókotró működése, így a termelvény előzetes feldolgozása is már részletesen be lett mutatva a 4.5. fejezetben, így ezen fejezetben főleg a két kotró összehasonlítására nyílik lehetőség. Az MBK-200-as úszókotró is már rendelkezett olyan eszközökkel, ami a jövesztett anyag előzetes osztályozását kezdte meg, azonban a B-240-es hatékonysága ezen a területen mutatkozik meg leginkább. A két úszókotró minőségi termék-előállítást szolgáló elemeit az alábbi 4. sz. táblázat mutatja be összehasonlítva. 4. sz. táblázat: A két úszókotró minőségi termék-előállítást szolgáló elemei Elemek MBK-200 B-240 Túlméretes szemek leválasztása (kaliberrács 1. felső vágás) 125 mm 125 mm Felső szemnagyság beállítása (2. felső 40 mm (sejtszerű 40 mm (gumirosta) vágás) műanyag szita) Alsó szemnagyság beállítása - 0,8 mm (sejtszerű műanyag szita) Kavics-homok szétválasztás vibrátor vibrátor Mosás Homok frakció friss Mindkét síkon friss vizes mosás vizes mosás Víztelenítés Anyag mozgatásával Anyag mozgatásával a szitán víztelenít az a rostán víztelenít alsó síkon Finom homok frakció visszanyerése - hidrociklon Iszap frakció leválasztása - hidrociklon Nagyméretű szemek: Agyag-szervesanyag eltávolítás Nagyméretű szemek: kaliberrács kaliberrács Kisméretű szemek: hidrociklon (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) A két úszókotró közti különbség ezen vizsgálati szempont szerint főleg a B-240-es kotró hidrociklonjának következménye. Ez végzi ugyanis a finomhomok frakció visszanyerését, és ezzel megnöveli a természetes szemmegoszlású homokos kavics termelvény alsó szemcseosztályainak arányát. A hidrociklon üzemelésének másik jelentős következménye, hogy a termelvény agyag-iszap tartalma jelentősen csökkent, magasabb 52

minőségi kategóriába került a termék, kevésbé terheli az osztályozó rendszert a tisztítási utómunkálatokkal, azaz magasabb tisztaságú termék állítható elő költségmegtakarítással. Ez megfigyelhető a termelt kavics minőségi bevizsgálását mutató vizsgálati lapokon is, amelynek részletes bemutatása az 5.5.1. fejezetben történik. 5.2. Teljesítményt befolyásoló, kotróktól független paraméterek 5.2.1. Kőzetjellemzők A kőzetfizikai paraméterek vizsgálata a bányavállalatnál elsősorban a kitermelt nyersanyagra történt, ami az értékesítés és a minőségbiztosított termelési-feldolgozási folyamatokat szolgálja. A rendelkezésre álló ÁRTÁND-I területen végzett Á.2. fúrásszelvény adatai alapján a termelési mélységben finomhomok, kavicsos-homok, homokos-kavics, kavicsszórványos homok, homok váltogatja egymást, helyenként agyagos, kőzetlisztes beékelődésekkel. Az eltérő összlet kőzetfizikai jellemzői is eltérnek, de nagyságrendi eltérések nem tapasztalhatók, nincsenek jelentősen eltérő keménységű, sűrűségű kőzetrétegek, amelyek jelentős változást okoznának a jöveszthetőségben. A víz alatti bányászatban a tömör állapotú, természetes állapotában lévő kőzet kőzetfizikai paraméterei nehezen mérhetők, így az ártándi kavicsbánya esetében sem álltak rendelkezésre ilyen adatok. Ez befolyásolta a későbbi vizsgálatok menetét is, hiszen nem lehet tömör kőzetsűrűséget, tömör kőzettérfogatot meghatározni, így nem lehet lazulási tényezőt számolni. Emiatt a lazulási tényezőt szakirodalmi adatok alapján becsléssel határoztam meg, így homok, kavics esetében egy 1,1-1,2 értékre becsülhető, a későbbi számításokat K l =1,15 értékkel végeztem [DR. BŐHM J. ET AL.]. Ebből becsülhető a tömör kőzet sűrűsége is: ρ t =K l *ρ l 2,185 t/m 3. Nem került mérésre a kőzet fajlagos és maximális jövesztési ellenállása. A több évtizedes termelési tapasztalatok azt mutatták, hogy egyik kotró esetében sem volt probléma a kotró fajlagos vágóerejének és a kőzet jövesztési ellenállásának viszonyával, azaz a markolókanál minden esetben teljesítette a fejtési területen a kőzet elválasztását. 5.2.2. Technológiai idő géptől független jellemzői A termelési volumen meghatározásához kapcsolódó kotrási időt alapvetően befolyásolja a bányaüzem munkarendje. A gépi jövesztésben dolgozók a műhely és irodai 53

munkatársaktól eltérően 12/24 órás munkarendben dolgoznak, egy műszak hossza 12 óra. Az utóbbi években, azaz már az MBK-200-as kotró működésének idején is a piaci kereslet határozza meg a kotrási napok számát. A bánya termelésének kezdetén még 3 műszakban folyt a termelés, ma már 1 műszak/nap üzemben történik a munkavégzés. A termelés 5 munkanap/hét munkarendben folyik, hétvégén nincs termelés. Pihenőidő a termelésben külön nincs, a kotrómesterek időnként váltják egymás a gép kezelésében és a berendezések ellenőrzésében, a pihenőidőben végzendő tevékenységeket így megosztva végzik. 5.3. Teljesítményt befolyásoló, kotróktól függő paraméterek 5.3.1. Gépjellemzők A két úszókotró teljesítményének összevetéséhez meg kell vizsgálni azokat a gépjellemzőket, amelyek befolyásolják az egységnyi idő alatt jövesztett kőzet mennyiségét. A két úszókotró nagyon hasonló felépítésű és működésű, azonos elven végzi a jövesztési munkát, mégis vannak az egyes paraméterekben kisebb eltérések, amelyek befolyásolják a teljesítmény alakulását. A két úszókotró néhány jellemző paraméterét az 5. sz. táblázat tartalmazza: 5. sz. táblázat: A két úszókotró teljesítményt befolyásoló vizsgált gépjellemzői Kotró gépjellemzői MBK-200 B-240 Kanál névleges térfogat (V n ) [m 3 ] 6 7 Kanál tényleges térfogat (V t ) [m 3 ] 4,5-5 6-6,5 Töltési tényező (K t =V t /V n ) [-] 0,75-0,83 0,85-0,92 Termelőtér termelésre használt hossza (a) [m] 7 9 Ciklusidő (i) [s] 116 117 Ciklusszám (n i ) [db/min] 0,5172 0,5128 Szóródási tényező - Visszahordás (Ks) [m 3 ] - - Gép fajlagos vágóereje (K g ) [N/mm] - - (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) 54

A kanál tényleges térfogat (V t ) esetében nem mért értéket tartalmaznak az adatok, hanem műszaki vezető és kotrómesteri becslések alapján kerültek meghatározásra. Az MBK-200 esetében a kézi vezérlés miatt is nagy volt a kanáltöltöttség adatainak szórása, a feltüntetett érték átlagértéknek vehető több éves termelési tapasztalat alapján. A B-240 esetében sem volt lehetőség pontos töltési térfogatot meghatározni, a kotró súlyt mér a markolókanál felső végpontjában, de a víz és iszaptartalom miatt csak becsülhető a mért súlyadatok alapján a töltési térfogat. 20 mérést regisztráltam a kotró súlymérése alapján, így a kanál súlyát (~10 t) levonva a nedves anyagtömegből és az átlagos sűrűségből lehetett átlagos töltési térfogatot és töltési tényezőt becsülni. A becsült adatok összhangban vannak a szakirodalmi adat-intervallumokkal. A termelőtér termelésre használt hossza (a) a blokkjövesztésnél kap szerepet, ugyanis a jövesztési pászta szélessége eltérő lesz a két kotró esetében, így az átállás nélkül egy termelőállásból jöveszthető blokktérfogat is nagyobb a B-240-es kotró esetében, ami a tiszta kotrási időt növeli. A maximális blokktérfogat a két kotró esetében a 4.2.1. fejezetben számított maximális blokktérfogat modell alapján az MBK-200 esetében ~6.994 m 3, a B-240 esetében ~7.282 m 3. A termelésre használt termelőtér méret értelemszerűen kisebb, mint a teljes termelőtér mérete, hiszen a kanál szélessége, valamint a víz alatti omlások miatt csak szűkebb hosszban történhet a termelés üzembiztonsági okokból. A ciklusidő (i) esetében az üzemen kívül helyezett MBK-200-as kotrónál nem volt lehetőség közvetlen mérésre, itt műszaki vezető és kotrómesteri korábbi mérések és becslések alapján meghatározásra (i=116 s). A B-240-es kotró esetében ciklusidő mérést végeztem, amely során a kanál mozgását felbontottam az alábbi, egyenként mért mozgáselemekre: kanál lefelé mozog vízfelszínig, kanál lefelé mozog fenékig, kanál markol, kanál felfelé mozog vízfelszínig, kanál felfelé mozog felsőállásig, kanál oldalra mozog kaliberrácsig, víztelenítés ideje, kanál ürítés, kanál oldalra mozog termelőállásig. Összesen 10 mérést végeztem, 5 mérést az I. termelőállásból, 5 mérést a II. termelőállásból. Az automatikus vezérlés miatt az egyes termelőállásokban mért értékek szinte azonosak voltak, ezért nem láttam indokoltnak a mérések számának növelését. Minimális, mintegy 2 másodperces eltérés adódott a két termelőállás között (I. állás: i 116 s, II. állás: i 118 s), ami a futómacska által bejárt pályahosszak különbségéből származik. A mérések és a becslés eredményei alapján látható, hogy nincs érdemi különbség a két kotró ciklusideje kötött. 55

A szóródási tényező (Ks) esetében nem állt rendelkezésre mért adat, de a műszaki vezető és a kotrómester becslése alapján ez a markolószerelékes kotrók esetében elhanyagolható a kanalak kialakítása miatt, mivel zárt edénynél túltöltés hiányában nem alakul ki érdemi szóródás. A markolószerelék fajlagos vágóereje (K g ) nem került meghatározásra, egyrészt mivel pontos meghatározása igen részletes és bonyolult számításokat igényelt volna mindkét gép esetében, másrészt nem lenne gyakorlati haszna a vizsgálat szempontjából, mert a kőzet jövesztési ellenállására nincs mért adat, így nem összevethető a fajlagos vágóerővel. Műszaki vezető és kotrómesteri becslések alapján egyik gép esetében sem volt probléma a jövesztési erővel, így ez érdemben nem befolyásolja a hatékonyságvizsgálatot. 5.3.2. Technológiai idő géptől függő jellemzői Az úszókotrók esetében érdemes megvizsgálni, hogy a teljes üzemidőből mekkora időintervallumot igényelnek a gépek üzemeltetéséhez kapcsolódó technológiai mellékidők. Az 5.1.5. alfejezetben a karbantartás kapcsán már említve volt, hogy mindkét úszókotró esetében mintegy 30 percet vesz igénybe a beüzemelés. Ez az MBK-200-as kotró esetében elsősorban a gép funkcióinak ellenőrzését és a kanál napi szintű zsírzását jelentette, a B-240-es kotró esetében a gép funkcióinak ellenőrzését és az automatika beállítását. A jövesztés során leállást okoz az átállás, amikor az úszószalag mentén újabb blokkállásba kell a kotróval átállni. Mivel a mozgatás mindkét kotrón azonos módon történik, ennek időigénye is megegyezik. Az átállás közel 30 percet vesz igénybe, ez azonban csak 3-4 műszakonként jelentkezik, így egy műszakra átlagosan 10 perc számolható. Kisebb időveszteségként jelentkezik a túlméretes szemek elszállítása a sárdereglyével, hiszen az ürítés és kiállás/beállás alatt se megy a kotrás. Azonban a műszaki vezető és a kotrómester becslése alapján külön technológiai időként nem szükséges számolni, mivel a beüzemelés és leállás idejébe beszámítható. 56

A műszak végén a leállásnak is van időigénye, hiszen üresre kell járatni a bunkert és a kihordószalagot, le kell mosni friss vízzel a gépet. Ennek mindkét kotró esetében közel 30 perc időigénye van. A tiszta kotrási időt tehát normál, meghibásodás nélküli üzemben egy 12 órás műszak alatt 30+10+30=70 perc technológiai idő csökkenti. A tiszta kotrási időt csökkentő másik tényező a váratlan leállás meghibásodás miatt. A műszaki vezető tapasztalata alapján nincs különbség a két kotró üzembiztonsága között, mivel az MBK-200-as kotró idős kora ellenére kifogástalan műszaki állapotban volt. Ez főleg az éves nagyszervizeknek volt köszönhető, amely során mindig cserélték az összes olyan elhasználódott alkatrészt, amely nem biztosította volna a következő évre a teljes éves üzemelést, valamint a folyamatos műszaki felügyeletnek. Anyagfáradásos kisebb leállásokon kívül más meghibásodás nem történt. Ugyanilyen kezelést kap a B-240-es kotró is, amely még csak másfél évnyi működési tapasztalattal magas üzembiztonsággal rendelkezik. A két kotró között érdemi üzembiztossági különbség nem tapasztalható. 5.4. Teljesítménymutatók számítása Az úszókotrók teljesítményét a fent mért és becsült adatokból határoztam meg. A laza kőzetre vonatkoztatott elméleti teljesítmény a Q th = V n *n i *60 összefüggésből: MBK-200: 186,2 m 3 /h B-240: 215,4 m 3 /h A tömör kőzetre vonatkoztatott effektív teljesítmény a Q eff = Q th *(K t /K l ) összefüggésből: MBK-200: 127,9 m 3 /h B-240: 165,8 m 3 /h Az adatokból jól látszik, hogy a B-240-es kotró 7 m 3 -es kanáltérfogata szinte megegyező ciklusidők mellett közel 30%-kal nagyobb effektív teljesítményt produkál a 6 m 3 -es kanáltérfogatú MBK-200-as kotróval szemben. Így egy maximális blokkméretet az MBK- 200-as 54,7 tiszta kotrási üzemóra alatt, míg a B-240-es 43,9 üzemóra alatt termel le. Mivel nem ismert a kőzet jövesztési ellenállása és a gép fajlagos vágóereje, műszaki teljesítményt nem lehet meghatározni, és így munkahelyi teljesítményt sem. A munkahelyi teljesítményben eltérés a termelőtér méreteiből adódó eltérő blokkméretek által 57

befolyásolt munkahelyi tényező (K h ) értéke és a vezérlési tényező (K v ) miatt lenne, a szóródási tényező gyakorlatilag megegyezik. Érdemes megvizsgálni, hogy mekkora éves maximális teljesítményre lenne képes a két kotró a jelenlegi üzemi folyamatok mellett. A fentiek alapján egy műszakban 650 perc (~10,83 óra) tiszta kotrási óra elérhető. Egy évben időjárástól függően alakul a kotrási időszak, általában március elejétől november végéig lehet kotrással számolni, azaz a 9 hónapra esik 275 naptári nap. Mivel termelés csak hétköznapra eső munkanapon folyik, 2013-ban ebben az időszakban 79 nap esik hétvégére és 7 ünnepnap van, így 189 kotrási nappal, azaz éves műszakszámmal lehet számolni. A parti szalag áthelyezése nem jelent minden évben időveszteséget, a termelési vezető becslése alapján termelés volumenétől függően 2-3 évente igényel 3 db 8 órás műszakot, így átlagosan 24 h/2,5 év=9,6 h/év, kerekítve 10 h/év (közelítőleg 1 nap/év) időigénnyel számoltam, ami a kotrási napok számát megközelítőleg 188 napra csökkenti. Mindkét kotró megfelelő üzembiztonsággal dolgozott, de kisebb meghibásodások időnként előfordulnak mindkét kotró esetében, így éves szinten 1,5-2 % kotrási idővel lehet számolni a hibaelhárítást, azaz 184 tiszta kotrási nappal számoltam tovább, ebben nem volt lényegi eltérés a két kotró között. A szállítókapacitás és a feldolgozási kapacitás a korábban ismertetettek alapján nem okoz szükségszerű leállást a termelésben. A fenti adatokból számolható, hogy az egyes kotrók ideális esetben mekkora mennyiségű termelvényt lennének képesek előállítani: MBK-200: Q év =184 nap * 10,83 h * 186,2 m 3 /h = 371.044 m 3 /év B-240: Q év =184 nap * 10,83 h * 215,4 m 3 /h = 429.232 m 3 /év Az adatokból látszik, hogy a B-240-es kotró maximális éves termelése közel 16%-kal haladja meg az MBK-200-as kotróét. A jelenlegi éves termelés pontos adatai bizalmas üzleti információnak minősülnek és nem közölhetők, de az megállapítható, hogy a válság utáni nehéz gazdasági helyzetben az éves termelés mindkét kotró elérhető maximális értéke alatt marad, így termelési kapacitásszükségletek nem lépnek fel, szükség esetén pedig a termelés 3 műszakban is fokozható volna. 58

5.5. Hatékonyság vizsgálat 5.5.1. Termelvény minőségi paraméterei Az egyik legfontosabb hatékonysági paraméter a kitermelt kavics minősége, hiszen ez alapvetően befolyásolja egyrészt a termelésre épülő folyamatok (tisztítás, osztályozás) gazdaságosságát, valamint a termék értékesíthetőségét, a piaci igényeknek történő megfelelőségét. Az értékesítésre bocsátott késztermék előállításához a termelésből kikerülő kavicsot különböző előkészítési feladatoknak kell alávetni, úgy mint: - osztályozás, - szükség szerint aprítás, - agyagleválasztás, - szerves anyag leválasztás, - iszap eltávolítás, - víztelenítés. Az előkészítés elemeinek jelentős része az osztályozó berendezésen zajlik, ami a kotróról feladott termelvényt fogadja. Már a feladott termék minősége, tulajdonságai is befolyásolják az előkészítési feladatok hatékonyságát, nem mindegy ugyanis, hogy milyen iszaptartalmú, szerves anyag tartalmú kavics kerül a mosó, osztályozó berendezésre. Ha az adott méretezésű berendezésre nagyobb szennyezőanyag tartalmú termelvény kerül, kevésbé hatékony a tisztítás, vagy többször végig kell engedni a termelvényt a kívánt minőség érdekében, ami komoly üzemeltetési költségnövekménnyel jár. Az előkészítést végző osztályozó rendszer a két kotró működése esetében azonos volt az elmúlt néhány évben, így a kotróról kikerülő kavics minőségének változásból lehet következtetéseket levonni a kotrók minőségre gyakorolt hatékonyságára vonatkozóan. Az MBK-200-as kotró 2012. májusáig üzemelt, ekkor vette át a helyét a B-240-es kotró. A két kotró hasonló körülmények között termelt (hasonló piaci viszonyok által is befolyásolt üzemelési feltételek, mint pl. adott időszakban nagyon hasonló minőségű in situ kavicsösszlet jövesztése, hasonló termelési volumen stb.), így a késztermék minőségét egy 2011/10 havi és egy 2013/08 havi minőség-ellenőrzési kártya alapján hasonlítottam össze. Az egyes hónapokban több alkalommal volt mintavétel. Az egymáshoz közeli időszakban 2011/10 hónapban az MBK-200-as, 2013/08 hónapban már a B-240-es volt üzemben. 59

A minőségellenőrzés ugyanazon mintavételi helyen vett termékmintára vonatkozott. A mintázott termék mindkét esetben THK 0/32 R-T természetes szemmegoszlású homokos kavics, előírt felső határszem nagyságú mosott termék, szemmegoszlása természet szerinti folyamatos, nem módosított és természetes alsó határszem nagyságú. Az agyagiszaptartalom szerint R kategóriába 3, a tisztasági osztálybesorolás szerint pedig T minőségi osztályba 4 tartozik. A két kotró által termelt termelvény minőségi adatai a 6. sz. táblázatban kerültek összefoglalásra. A 2011/10 és a 2013/08 havi minőségellenőrző kártya az M24 és M25 sz. mellékletekben található. 6. sz. táblázat: A két kotró által termelt THK 0/32 R-T minőségi adatainak összehasonlítása Minőségi paraméter (3 mérés átlaga alapján) MBK-200 B-240 Tisztasági osztály T T Agyagrög [m%] 0,00 0,00 Agyag-iszap tartalom [V%] 10,33 ( S ) 4,38 ( Q ) Szemmegoszlás felső küszöb (32 mm alatt 95%) 97,33 98,33 (Ártándi Kavicsbánya Kft. adatai alapján szerző saját szerkesztése) A táblázatból látható, hogy a termékek tisztasági osztályba sorolásában nem történt változás, valamint ugyancsak változatlan maradt kedvező értékével az agyagrög tartalom. A legjelentősebb változás a B-240-es üzembeállításával az agyag-iszaptartalom kategória besorolásában következett be. Az MBK-200-as kotró jóval magasabb agyag és iszaptartalmú anyagot adott fel az osztályozóra, hiszen ezen a kotrón még nem volt a termelvény előkezelésére alkalmas berendezés beépítve. Az agyag-iszaptartalom meghaladta 3 mérés átlagában is az R kategória 10%-os határértékét, egy-egy mérés pedig 11% fölötti agyag-iszap tartalmat mutatott, amivel az S minőségi kategóriába került a termék. Ugyanezen érték a B-240-es kotró esetében alig haladta meg a 4%-ot, így az R kategóriánál kedvezőbb Q kategóriába került. A fentebb említettek alapján ez 3 Tisztasági kategóriák: agyag-iszap tartalom P kategória (0-3 V%), Q kategória (3-6 V%), R kategória (6-10 V%), S kategória (10-20 V%) [Dr. Molnár J., 2013] 4 T minőségi osztály: szerves szennyeződés nem megengedett, szulfáttartalom <2 m%, kloridtartalom <0,4 m%, agyagrögök, kézzel morzsolható és agyaggal bevon szemcsék mennyisége <2 m%) [Dr. Molnár J., 2013] 60

költséghatékonyabb és nagyobb hatásfokú tisztítást és magasabb minőségű, a piacon jobban eladható terméket eredményezett. A szemmegoszlás szabvány szerinti felső küszöbértékében nem történt jelentősebb változás, minimálisan nőtt a méretkategóriába tartozó tömegarány, ez azonban jelentheti az éppen adott mérésben résztvevő kavicstérfogatban meglévő szemeloszlás pillanatnyi különbségét is, hiszen mindkét kotrónál volt 98%-os érték. Az alsó küszöbértéket nem lehet érdemben vizsgálni, mert szabvány változás miatt változott a szitalyuk méret (0,125 mm-ről 0,25 mm-re) és a határérték (5 m%-ról 2 m%-ra) is, valamint ez természetes alsó határszem nagyságú termék esetében nem releváns paraméter. Ugyanakkor megfigyelhető, hogy a B-240-es kotró esetében kicsivel nagyobb a finomhomok tartomány tömegaránya (a 0,5 mm alatti frakció az MBK-200-as kotró átlag 11,3%-os értékéről a B- 240-es kotró esetében átlag 13.3%-ra nőtt), amiben a kotrón működő hidrociklon finomhomok visszanyerő rendszerének hatása mutatkozik. 5.5.2. Irányítás-technológia, automatizáltság A hatékonyság vizsgálat során fontos megemlíteni az automatizált vezérlés előnyeit a kézi vezérléssel szemben, amelynek részletes elemzése az 5.1.4. fejezetben megtörtént a kotrók irányítástechnológiai bemutatásánál. A bemutatottak alapján a B-240-es úszókotró nagyobb termelési hatékonysága az automatizáltság szempontjában elsősorban abban emelhető ki, hogy pontosabbá, kiszámíthatóbbá teszi a termelést, jelentősen csökkenti a az emberi hibalehetőséget, megkönnyíti a kezelőszemélyzet munkáját, továbbá képes javítani az anyagkihozatalt. Ezek számszerűsítése megfelelő mérési adatok hiányában nem elvégezhető, vagy nem mérhető, így elsősorban a termelésvezető és kotrómesterek tapasztalatain alapulva voltak leszűrhetők a következtetések. 5.5.3. Fajlagos energiafelhasználás A bányagépek működése kapcsán lényeges kérdés az üzemeléshez felhasznált villamos energia mennyisége, annak a termelési mennyiségre vetített fajlagos értéke. Ennek elemzéséhez 2011. és 2012. évi adatsorokat kaptam a bányától, azonban a konkrét adatokat a szakdolgozatban nem közlöm, mivel ezek bizalmas üzleti információnak minősülnek. 2011-ben a termelés adatai éves adatként voltak elérhetők, míg 2012-ben havi bontásban álltak rendelkezésre. Ez azért lényeges, mert 2012 májusától állt üzembe a B-240-es kotró, így a két kotró adatait el lehetett különíteni. Mindkét évben 61

rendelkezésre állt havi bontásban a villamos energia felhasználás, azonban a január és februári felhasznált villamos energia adatokat figyelmen kívül hagytam, mivel ezen hónapokban nem történt termelés, így az energiafogyasztásban az üzem egyéb létesítményei jelennek meg. Az adatsorokban az üzem által felhasznált összes villamos energia (Ft-ban és KWh-ban megadva) adataiba nem kell beleszámítani az osztályozó és az egyéb egységek (karbantartás, iroda, kommunális felhasználás) adatait, így ezeket levontam. Külön rendelkezésre állt a termelésre vonatkozó villamos energia felhasználás Ft-ban kifejezett értéke, amivel az összes felhasználás Ft-ban kifejezett értékéhez arányosítottan meg lehetett határozni csak a termelésre jutó felhasznált villamos energia mennyiségét. Ez a szám annyiban torzítja a vizsgálatot, hogy a kotró adataival együtt szerepelt a parti szalag villamos energia felhasználása is, de mivel a parti szalag mindkét kotró esetében azonos, értéke konstansnak vehető és kis mértékű a kotró felhasználásához viszonyítva, az elemzés ezzel együtt is elvégezhető. Az MBK-200-as kotró esetében 12 hónap adatsora került figyelembe vételre, 2011. III-XII. hónapok éves összesített adatai és 2012. III-IV. hónapok. A B-240-es kotró esetében 8 hónap adatsora került figyelembe vételre, 2012. V-XII. hónapokban. A fenti szempontok alapján összegeztem az egyes kotrók esetében a vizsgálati időszakokban felhasznált összes villamos energia mennyiségét [kwh], valamint adott volt az összes termelt kavics mennyisége [t]. Az így számolt egy tonna termelt kavicsra jutó fajlagos villamos energia fogyasztásban [kwh/t] az adatok között meglepően alacsony a különbség, az MBK-200-as kotró fajlagos villamos energia fogyasztása mindössze 3,32%- kal haladta meg a B-240-es kotróét. Az MBK-200-as kotró energiafogyasztási szempontból kissé elavultabb technikát képvisel, de a gondos rendszeres karbantartás miatt műszaki állapota nem okozott jelentős többletfogyasztást. A kisebb kanálmérethez beépített kisebb motorteljesítmény tartozik, hiányoznak az új kotrón meglévő kisegítő funkciók. A modernebb B-240-es kotrón kisegítő funkciók működnek (pl. hidrociklon zagyszivattyúja, automatika, frissvíz-szivattyú), továbbá jelentősen nagyobb a jövesztéshez beépített hajtómotor teljesítmény is, amelyek energia-felvétele nagyobb. Ezek alapján a két kotró között minimális lesz az abszolút értelemben vett különbség. A hatékonysági különbség azért ezen a területen is jelentkezik, hiszen az új kotró még a termelési folyamatokat optimalizáló és a termelvény minőségét javító kisegítő funkciók és 62

nagyobb hajtómotor teljesítmény megnövekedett energiafelhasználásával is némileg olcsóbban állít elő egy tonna termelvényt. A két úszókotró esetében az energia visszanyerésében különbség nem állapítható meg. Energia visszanyerésére akkor van lehetőség, amikor a hajtómotor generátor üzemben működik. Az energia visszatáplálása egyik kotró esetében sem valósul meg, így az abból adódó megtakarított energia nem befolyásolja a működés gazdaságosságát és a hatékonyságot. 63

6. Eredmények összefoglalása, következtetések Az újonnan beszerzett úszókotró 2012. évi üzembeállítása jelentős, közel fél milliárd forintos beruházást jelentett az Ártándi Kavicsbánya Kft. számára, érthető tehát, hogy a beruházásnak egyrészt biztosítania kell a megtérülést, másrészt a megtérülési idő előtt is biztosítania kell a termelés hatékonyságának növekedését. A dolgozat a megtérülés vizsgálatára nem terjedt ki, azonban a hatékonyság növekedése a korábbi fejezetek alapján számos területen tetten érhető. A fenti elemzés alapján látható, hogy az új kotró automatizáltsága számos előnyt hordoz. A futómacska és a kanál mozgáspályájának pontos vezérlésével növeli az üzembiztonságot, kiszámíthatóbbá és gazdaságosabbá teszi a termelést, emellett javítja kanál töltöttségi fokának növelésével az anyagfelhozatalt. Ugyancsak segíti a termelés emberi oldalát, az automatizált termelés kevesebb beavatkozást és folyamatos koncentrációt igényel, így csökkenthető az emberi munkavégzés terheltsége, a hibázási tényező. Hatékonyabb és gazdaságosabb lett a karbantartás is, hiszen nem kell a kanál jelentős anyag- és időigénnyel járó napi zsírzását elvégezni, ami egyúttal csökkenti a tó környezetterhelését is. Az egyik legjelentősebb hatékonysági tényező a termék minőségi paramétereinek javulása, ami egyrészt gazdaságosabb üzemi termelést, másrészt a piaci igényekhez való könnyebb alkalmazkodást is eredményez. A kotrón telepített hidrociklon rendszerrel és kapcsolódó vibrátorokkal, mosóberendezéssel már a kotrón megtörténik a káros iszapfrakció leválasztása, másrészt lehetővé válik a finomhomok frakció visszanyerése, ami miatt kedvezőbb lesz a termékszerkezet. A termelvény agyag-iszap tartalma két minőségi kategóriával javult (S kategóriából Q kategóriába), továbbá kis mértékben nőtt a finom homok tartomány. Ez üzemeltetési költségmegtakarítást is eredményez, hiszen tisztább termék feladásánál csökkennek az osztályozó üzemelési költségei. A gépjellemzők szintén hozzájárulnak a hatékonyabb működéshez. Az új kotró esetében nagyobb a kanál térfogata és az automatizáltságnak köszönhetően nagyobb a töltési fok, így egy állásból rövidebb idő alatt leművelhető egy maximális blokkméret, ami a termelőtér nyílása miatt szintén nagyobb. 64

Ugyancsak fontos a kotró teljesítményében mért előny. A B-240-es kotró számított effektív teljesítménye közel 30%-kal haladja meg az MBK-200-as kotróét, és a némileg nagyobb maximális blokkméretet is mintegy egy munkanappal rövidebb idő alatt képes letermelni. A jelenlegihez hasonló termelési körülmények között az elérhető éves maximális termelési teljesítmény mintegy 16%-kal haladja meg az üzemen kívül helyezett kotróét. Végül meg kell említeni a fajlagos energiafelhasználásban jelentkező előnyt. Abszolút értékben első látásra nem tűnik sokkal kedvezőbbnek, hogy a régi kotró alig több mint 3%-kal drágábban állít elő egy tonna termelvényt, bár hosszabb távon ez a megtakarítás is számottevő. Ha azonban figyelembe vesszük azt a tényt, hogy az új kotró úgy állít elő olcsóbban egy tonna termelvényt, hogy jelentősen nagyobb motorteljesítmény van beépítve és több kiegészítő funkciót (pl. hidrociklon, frissvíz szivattyú) is üzemeltet, akkor már egyértelművé válik a B-240-es kotró előnye az energiafelhasználás terén. Összességében megállapítható, hogy a beruházás előnyei már rövid távon is érvényesülnek az üzemi, üzembiztonsági, gazdaságossági, minőségi és környezetvédelmi területeken. Emellett egy 40 éves termelőgép került üzemen kívül helyezésre, ami bár jó műszaki állapotban volt, a hosszú üzemelési időszak miatt előbbutóbb alkalmatlanná vált volna az üzembiztos használatra. A B-240-es úszókotróval a bányavállalat hosszú távon is üzembiztos, korszerű színvonalú termelést tud biztosítani. 65

IRODALOMJEGYZÉK 1. Baranyó Zsuzsanna: Az Ártándi Kavicsbánya Kft. gazdálkodásának komplex elemzése, szakdolgozat, Szent István Egyetem, Gazdasági, Agrár- és Egészségtudományi Kar, 2007 2. Dr. Bőhm József Dr. Buócz Zoltán Dr. Szarka Györgyi: Kavicsbányászati technológiák, Bíbor Kiadó, 2007 3. Dr. Buócz Zoltán Bőhm Balázs Bőhm Szilvia Gál Orsolya Dr. Janositz János Siposné Molnár Tímea Dr. Szarka Györgyi: Környezetvédelem, minőségirányítás, biztonságtechnika a kavicsbányászatban, Bíbor Kiadó, 2007 4. Dövényi Zoltán: Magyarország kistájainak katasztere, MTA Földrajztudományi Kutatóintézet, Bp. 2010 5. Draskovits Pál: Kavics- és homokbányászat környezeti kérdései 1996/19, Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár, 1996 6. Dr. Karátson Dávid: Magyarország földje, Kitekintéssel a Kárpát-medence egészére, Magyar Könyvklub, 2002 7. Dr. Molnár József: Építőanyagok (Építési kőanyagok), Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet, oktatási segédlet, 2013 8. Dr. Somosvári Zsolt: Geomechanika II. Kézirat, Nehézipari Műszaki Egyetem, Tankönyvkiadó, Budapest, 1989 9. Dr. Szabó Imre Faur Krisztina: Geotechnika, www.digitalisegyetem.hu 10. Kitermelési Műszaki Üzemi Terv az Ártándi Bányaüzem 2003-2007. évi tevékenységéhez 11. Ártándi Kavicsbánya Kft.: Üzemi utasítás NDC-12-es Bányászati úszóberendezés, 2011. 12. Ártándi Kavicsbánya Kft.: Üzemi utasítás B-240-es Bányászati úszóberendezés, 2011. 13. BEYER SCHWIMMBAGGER: A markolós úszókotró műszaki leírása, Típus: B-240 14. Magyarország földtani atlasza: http://loczy.mfgi.hu/flexviewer/atlasz200/ 15. 1993. évi XLVIII. Törvény a bányászatról 66

MELLÉKELTEK 67

M1 sz. melléklet: A 2003. évi bányaművelési térkép másolata 68

M2 sz. melléklet: Az NDC-12 marótárcsás úszókotró M3 sz. melléklet: Az NDC-12 marótárcsás úszókotró katamarán hajóteste M4 sz. melléklet: A javítás alatt lévő NDC-12 marótárcsája lazítómerítékekkel a dokkban M5 sz. melléklet: Az NDC-12 zagyszállító vezetéke 69

M6 sz. melléklet: B-240 markolószerelékes úszókotró M7 sz. melléklet: B-240 kotró marolókanala a kaliberrács fölött M8 sz. melléklet: A hidrociklon és a kihordószalag a B-240-es kotrón M9 sz. melléklet: B-240-es kotró anyagfeladása az úszószalagra 70

M10 sz. melléklet: Az úszószalag a B-240-es kotróról fényképezve (90 fokkal elforgatva) M11 sz. melléklet: Az úszószalag közelről a B-240-es kotróval (90 fokkal elforgatva) M12 sz. melléklet: Parti szállítószalag közelről fényképezve M13 sz. melléklet: Az I. osztályozó berendezés 71

M14 sz. melléklet: A II. osztályozó berendezés M15 sz. melléklet: Binderek az I. osztályozón M16 sz. melléklet: A termékfeldolgozás az I. osztályozón M17 sz. melléklet: Dekolt szalag 72

M18 sz. melléklet: Egytengelyes kardos mosó M19 sz. melléklet: Kéttengelyes kardos mosó M20 sz. melléklet: Warmann szivattyú M21 sz. melléklet: Sárdereglye 73