28.04.2014 Views

Teljes szöveg (PDF) - Matarka

Teljes szöveg (PDF) - Matarka

Teljes szöveg (PDF) - Matarka

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

HU ISSN 1417-5398<br />

B Á N Y Á S Z A T<br />

É S G E O T E C H N I K A<br />

A Miskolci Egyetem Közleménye<br />

A sorozat, Bányászat, 80. kötet<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

70. születésnapjára<br />

MISKOLC, EGYETEMI KIADÓ<br />

2011


A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 80 . kötet, (2011)<br />

BÁNYÁSZAT ÉS GEOTECHNIKA<br />

A Miskolci Egyetem Közleménye<br />

A sorozat, Bányászat, 80 . kötet<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

tiszteletére<br />

70. születésnapja alkalmából<br />

MISKOLC, EGYETEMI KIADÓ<br />

2011


A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 80 . kötet, (2011)<br />

A kiadvány főszerkesztője:<br />

DR. KOVÁCS FERENC<br />

az MTA rendes tagja<br />

a Műszaki Földtudományi Kar Szerkesztőbizottságának elnöke,<br />

a Bányászat és Geotechnika füzet Szerkesztőbizottságának elnöke<br />

Szerkesztő:<br />

DR. DEBRECZENI ÁKOS<br />

egyetemi docens<br />

Lektorálta:<br />

DR. BENKE LÁSZLÓ<br />

tudományos munkatárs<br />

A kiadvány támogatója:<br />

M AGY A R T U D O M Á N Y O S A K A D É M I A<br />

X. FÖLD T U D O M Á N Y O K O S Z T Á L Y A


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011) p.3-4.<br />

KÖSZÖNTŐ<br />

DR. SOMOSVÁRI ZSOLT PROFESSZOR 70.<br />

SZÜLETÉSNAPJÁRA<br />

Dr. Patkó Gyula<br />

egyetemi tanár<br />

a Miskolci Egyetem rektora<br />

A Miskolci Egyetem vezetése, Szenátusa, Professzorai, Oktatói, Hallgatói,<br />

minden munkatársa nevében, nagy tisztelettel és őszinte megbecsüléssel<br />

köszöntöm Dr. Somosvári Zsolt Professzor Urat 70. születésnapján.<br />

Professzor úr egész élete, tanulmányai, szakmai és tudományos munkássága<br />

Miskolc városához, a Miskolci Egyetemhez kötődik. Kiemelkedő tehetségű<br />

diákként ebben a városban kezdte és folytatta általános és középiskolás<br />

tanulmányait és a jó hírű Villamosipari Technikumban tett érettségit követően<br />

sikeresen felvételizett, az alig tíz éve Miskolcon működő Nehézipari Műszaki<br />

Egyetemre. Akkor még, talán csak remélte, hogy a kissé bizonytalanul meghozott<br />

pályaválasztásával egy nagyon sikeres szakmai-tudományos pálya alapjait indítja<br />

el. Kiváló eredménnyel végzett egyetemi tanulmányai során az ősi Alma Mater<br />

híres tanárai, professzorai meghatározó élményt jelentettek számára és nagy<br />

megtiszteltetésnek vette, hogy már negyedéves hallgatóként társadalmi ösztöndíj<br />

ajánlatot kapott az egyetemről. 1965-ben, amikor a Bányamérnöki oklevelét<br />

megszerezte, már nem is volt kérdéses, hogy szakmai pályafutását, a Dr. Zambó<br />

János professzor Úr vezette, nagyhírű Bányaműveléstani Tanszéken kezdi. Kiváló<br />

matematika, fizika és mechanika felkészültsége alapján jó érzékkel választotta a<br />

bányászat és mélyépítés szempontjából meghatározó, nemzetközileg is jelentős<br />

fiatal tudományterületet, a kőzetmechanikát. Az akkori döntése egész szakmaitudományos<br />

pályafutására meghatározó volt. A tanszék vezetője mellett, Dr.<br />

Richter Richárd professzor vezetésével, szakmai irányításával rövid idő alatt<br />

kiemelkedő eredményeket ért el választott szakterületén. Tehetségét, szorgalmát és<br />

sikeres tudományos munkásságát bizonyítja, hogy alig két évvel az oklevél<br />

átvételét követően már egyetemi doktorátust, majd rövid idő múlva kandidátusi<br />

fokozatot szerzett. Közel húsz év szakmai-tudományos eredményei már a műszaki<br />

tudomány doktora cím megszerzését is lehetővé tették számára.<br />

Professzor Úr, közel ötven éve folytatott, kiemelkedő szakmai-tudományos<br />

tevékenysége a bányászati tudományokhoz, a kőzetmechanika, a geomechanika<br />

3


Dr. Patkó Gyula<br />

szak és tudományterülethez kötődik. Sikeres szakmai munkásságával, tudományos<br />

eredményeivel méltó tagja és folytatója annak a magyar kőzetmechanikai<br />

tudományos iskolának, amelyet évtizedek óta, hazai és nemzetközi szinten is<br />

ismernek és elismernek. A kőzetmechanika szakterület nemzetközileg is<br />

meghatározó, közel egy évszázada sikeresen működő tudományos iskolája, a<br />

Bányamérnöki Karhoz, a Bányaműveléstani Tanszékhez kötődött és Professzor úr<br />

munkássága révén kötődik ma is. Ennek a tudományterületnek az alapjait, szakmai<br />

tudományos téziseit az Alma Mater egykori professzorai alapozták meg és egykori<br />

diákjai fejlesztették, vitték tovább az egész világon. Ennek a tudományos iskolának<br />

alapítói és hazai meghatározó személyiségei, Dr. Esztó Péter, Dr. Zambó János<br />

akadémikus, Dr. Richter Richárd professzorok és Dr. Martos Ferenc akadémikus.<br />

Az egyetemi tanulmányaik során megszerzett kőzetmechanikai ismeretekre építve,<br />

továbbfejlesztve, a gyakorlatban eredményesen alkalmazva szereztek nemzetközi<br />

szinten is elismerést és megbecsülést azok az egykori diákok, akik szakmai<br />

pályafutásukat külföldön folytatták. Hansági Imre, Svédországban, Dr. Salamon<br />

Miklós professzor USA-ban, Ausztráliában és Dr. Budavári Sándor professzorral<br />

együtt Angliában és Dél-Afrikába folytatott szakmai életpályájukkal bizonyították<br />

magyar kőzetmechanikai iskola eredményeit, színvonalát.<br />

Tisztelt Professzor Úr!<br />

Születésnapja alkalmából kívánok Önnek, mindenek előtt jó erőt és<br />

egészséget, magánéletében sok örömet és boldogságot és kérem eddigi sikeres<br />

szakmai-tudományos munkáját folytatva, segítse tovább vinni és építeni elődeink<br />

által megalapozott és az Ön munkásságával is tovább vitt és fejlesztett, hazai és<br />

nemzetközi szinten jegyzett magyar kőzetmechanikai tudományos iskolát.<br />

4


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011) 5-8.p.<br />

KÖSZÖNTŐ<br />

SOMOSVÁRI ZSOLT PROFESSZOR 70.<br />

SZÜLETÉSNAPJA ALKALMÁBÓL<br />

Dr. Tihanyi László<br />

egyetemi tanár, dékán<br />

Miskolci Egyetem, Kőolaj és Földgáz Intézet<br />

tihanyil@kfgi.uni-miskolc.hu<br />

Somosvári Zsolt 1941. augusztus 30-án született Miskolcon, vasutas<br />

családban. Mivel a család a vasútállomás közelében lakott, a háború kitörése után,<br />

a bombázások miatt, el kellett hagyniuk lakóházukat és rokonokhoz vidékre<br />

költöztek. A háború végén nem azonnal, hanem csak 1948-ban a szeptemberi<br />

iskola-kezdésre költözött haza Miskolcra a szülői házba. A család ebben az időben<br />

nehéz helyzetbe került, mert a családfőt a recski internáló táborba vitték, az<br />

édesanyának kellett munkát vállalnia. Édesapja, 1953-as szabadulása után sokáig<br />

nem kapott munkát, végül visszakerült a vasúthoz. Ezt követően a család anyagi<br />

helyzete lassan konszolidálódott.<br />

Az általános iskola befejezése után középiskolai tanulmányait a Bláthy Ottó<br />

Villamosipari Technikumban folytatta. A középiskolában kiváló matematika tanára<br />

irányításával megszerette a matematika tantárgyat. Örömmel forgatta Obádovics J.<br />

Gyula ebben az időben megjelent Matematika c. könyvét. Akkor még nem sejtette,<br />

hogy később, a Nehézipari Műszaki Egyetemen tanára és kollégája lesz a kiváló<br />

könyv szerzője. Örült annak, hogy a villamosipari szakismereteket erős fizikai<br />

alapozás előzte meg. A fizika tantárgy taulását is kiváló tankönyvek segítették.<br />

A technikum befejezését követően dacból beadta az egyetemi felvételit, bár<br />

„osztályidegenként” nem bízott a sikerben. Érettségi után, 1960 július 1-től munkát<br />

vállalt az ÉMÁSZ-nál, a falu-villamosításhoz kérte magát fizikai munkára.<br />

Sárospatak környékén a falvak villamosításában vett részt. Nagy volt az öröm a<br />

családban, amikor augusztusban megkapta az egyetemi felvételiről szóló értesítést.<br />

Az egyetem és a szakválasztást a család szerény anyagi helyzete határozta<br />

meg. Nem volt lehetőség a családtól, Miskolctól távoli városban folytatni egyetemi<br />

tanulmányait. A szakirány választásban meghatározó szerepe volt Jókai: Fekete<br />

gyémántok c. regényének. A főhős keménysége, elkötelezettsége, a természeti és<br />

társadalmi erőkkel dacoló magatartása követendő példaképet jelentett a fiatal diák<br />

számára. Ehhez hozzájárult, hogy ebben az időben az ország energiaellátása, a<br />

5


Dr. Tihanyi László<br />

gazdaság gyors ütemű fejlesztése nagy kihívás jelentett az országért tenni akaró,<br />

jószándékú fiatalok részére is. Villamosipari technikusi végzettsége alapján<br />

bányagépész szakra jelentkezett, és nagyon meglepődött, amikor látta, hogy a<br />

bányaművelő tankörbe sorolták be. Gondolta, félévkor majd átkéri magát<br />

bányagépésznek. Szeptemberben már az első előadások mély benyomást tettek rá.<br />

Zambó János professzor „Bevezetés a bányászatba” c. tantárgyának érdekes és<br />

lebilincselő előadása után úgy érezte, jó tankörben van, bányaművelő mérnök lesz.<br />

Életrajzi visszaemlékezésében úgy fogalmazott: Jókai és Zambó miatt lett<br />

bányaművelő mérnök. Megismerve a Bányamérnöki Kar történetét szerencsésnek<br />

érezte magát, hogy egy ilyen nagy múltú, szép hagyományokkal rendelkező karra<br />

nyert felvételt. Ettől kezdve szívvel-lélekkel igyekezett bányásszá válni.<br />

1965-ben bányaművelő mérnöki oklevelet szerzett, és Zambó János<br />

professzor meghívása nyomán a Bányaműveléstani Tanszéken állt munkába. A<br />

kőzetmechanika tudományterületet választotta, és Richter Richárd professzor mellé<br />

került fiatal kutatónak. Ezen a fiatal tudományterületen már ismert volt az Esztóféle<br />

kőzetnyomás elmélete, és Zambó professzor is „Feszültségeloszlás a föld alatt”<br />

címmel írta akadémiai doktori értekezését. Richter professzor úr 1955-ben védte<br />

meg „Rugalmassági vizsgálatok a kőzetmechanikában” c. kandidátusi értekezését.<br />

Kézdi professzor talajmechanikával és Széchy professzor alagútépítéssel<br />

foglalkozó könyve is jelentős mértékben bővítette a fiatal oktató szakmai<br />

ismereteit.<br />

Fiatal kutatóként komoly feladatot kapott tudományos vezetőjétől, Richter<br />

professzortól: olyan kőzetmechanikai modellt dolgozzon ki, amely kellő<br />

pontossággal leírja a mélyművelésű bányák fölött végbemenő kőzetmozgást és<br />

felszín süllyedést. Az első eredmények hamarosan megszülettek, amelyet egyetemi<br />

doktori értekezésben foglalt össze, amely alapján 1967-ben egyetemi doktori címet<br />

szerzett. Publikációi alapján egyre több gyakorlati feladat megoldására kapott<br />

felkérést, így lehetőség nyílt a modell pontosítására, alkalmazási területének<br />

kiszélesítésére. Az eredmények és a publikációk meghozták a hazai és a<br />

nemzetközi hírnevet. Szakmai-tudományos pályájának fontos állomása volt a<br />

műszaki tudomány kandidátusa fokozat megszerzése és a docensi kinevezés 1977-<br />

ben. Időközben, 1971 és 1978 között Richter professzor a Földtan-Teleptani<br />

Tanszék vezetője lett. Somosvári Zsolt követte tudományos vezetőjét, eredményes<br />

együttműködésük itt folytatódott. Új tantárgyakkal bővült a képzési terület,<br />

amelyekhez jegyzetek is születtek. Az ígéretesen formálódó új tudományos<br />

műhelynek Richter professzor úr váratlan és korai halála vetett véget. Ezt követően<br />

Somosvári Zsolt visszatért a Bányaműveléstani Tanszékre, és szakmai-tudományos<br />

munkásságát régi-új kollégáival folytatta tovább. A kiemelkedő eredményeket<br />

Somosvári professzor úr hitelesen foglalta össze a konferencia kiadványban.<br />

6


Köszöntő Somosvári Zsolt professzor 70. születésnapja alkalmából<br />

1986-ban a Bányamérnöki Kar dékánhelyettese, majd 1987-ben a dékánja<br />

lett. Visszaemlékezésében azt írta: 46 évesen óriási megtiszteltetés volt számomra<br />

ez a kinevezés. Gyulay Zoltán, Zambó János, Falk Richárd, Szilas A. Pál, Richter<br />

Richárd dékánok nyomdokaiba lépni. 1988-ban megszerezte a műszaki tudomány<br />

doktora fokozatot, és ezt követően egyetemi tanárrá nevezték ki. Kari vezetői<br />

megbízatása idején úgy tűnt, hogy dékánsága nyugodt időszakra esik. Első<br />

intézkedései között létrehozta a Tanszékvezetők Tanácsát, ezzel a testülettel a kart<br />

érintő minden lényeges kérdést megbeszélt. A korábbi gyakorlathoz képest újszerű<br />

volt, hogy dékánként kihelyezett kari tanácsüléseket kezdeményezett a Borsodi<br />

Szénbányákhoz, a Nagyalföldi Kőolaj és Földgáztermelő Vállalathoz, és több más<br />

jelentős bányavállalathoz. Ezek a kihelyezett ülések jelentősen szélesítették és<br />

erősítették a kar és az iparág vezető vállalatai közötti kapcsolatot. Dékánná<br />

választása idején még nem sejthette, hogy első dékáni időszaka végén ő fogja<br />

átvezetni a Kar közösségét a rendszerváltozáson. 1990 és 1994 között a második<br />

ciklusra szóló dékáni megbízatás Somosvári professzor számára egyrészt a kari<br />

közösség és az egyetem vezetőinek a bizalmát, de egyben új és nagy kihívást is<br />

jelentett.<br />

1990-ben a sajtóban naponta lehetett olvasni bányabezárásokról, a<br />

bányászattal kapcsolatos leépítésekről, felszámolásokról. Ezek a tudósítások erősen<br />

visszahatottak a Bányamérnöki karra jelentkezők létszámára. Nyilvánvalóvá vált,<br />

hogy sürgősen módosítani kell a képzési profilt. Somosvári Zsolt dékán úr<br />

vezetésével egy bizottság először a Környezetmérnöki szak indításához szükséges<br />

dokumentumot készítette el, amelynek a karon belül és az egyetem másik két<br />

műszaki karán is sok ellenzője volt, de végül az Egyetemi Tanács az előterjesztést<br />

elfogadta. Ezt követte az új képzési struktúra, amelynek keretében kidolgozásra<br />

került a Bánya- és geotechnikai, az Előkészítéstechnikai, a Műszaki földtudományi<br />

és az Olaj- és gázmérnöki szak képzési programja. Ezek a szakok illeszkedtek a<br />

Kar által tradicionálisan művelt szak- és tudományterületekhez. Az elmúlt két<br />

évtized tapasztalatai alapján megállapítható, hogy ez a váltás a Bányamérnöki Kart<br />

egy új fejlődési pályára állította, a képzési struktúra 2006-ig, a Bologna-rendszerű<br />

lineáris több-ciklusú képzés bevezetéséig változatlan formában fenntartható volt.<br />

2006-ra a kar akkreditáltatta az alapképzési és mesterképzési szakjait, de a szakok<br />

által lefedett szakterületek nem változtak. Így elmondható, hogy az 1990-1992<br />

között kidolgozott kari képzési rendszer a mai napig eredményesen működik.<br />

Az 1990-es évek elejére, Somosvári professzor úr dékánsága idejére esett<br />

egy másik fontos lépés is. Tarján Iván professzor úr javaslatára a Kari Tanács<br />

megváltoztatta az Érc- és Szénelőkészítési Tanszék nevét Eljárástechnikai<br />

Tanszékre. Ez is a szemléletváltozást tükrözte, miszerint nem a feldolgozott<br />

anyagokra, hanem a feldolgozási eljárásokra kerüljön a hangsúly. Az idő ezt a<br />

7


Dr. Tihanyi László<br />

változtatást is igazolta, mert napjainkban már az elsődleges bányászati termékek<br />

feldolgozása mellett nagyon jelentős részarányt képvisel a különböző hulladékok<br />

feldolgozása.<br />

Somosvári professzor szerencsés embernek mondhatja magát, mert munkáját<br />

két kiváló kollégák, Jambrik Rozália és Bőhm József segítették dékánhelyettesként.<br />

Így nem kényszerült arra, hogy lemondjon a nagyobb léptékű szakmai-tudományos<br />

munkákban való részvételről. Az 1990-es évek elején tagja volt annak a Komplex<br />

Bizottságnak, amelyik a kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok<br />

elhelyezésének a lehetőségeit vizsgálta. A bizottság vezetője Kiss Ádám fizika<br />

professzor volt. A bizottság több felszíni és felszín alatti telephelyet is vizsgált, és<br />

látható volt, hogy lobbi érdekek a felszíni elhelyezés felé terelték a figyelmet.<br />

Professzor úrnak nem kis erőfeszítésébe került meggyőzni a bizottság elnökét a<br />

bátaapáti gránit kivizsgálására. Végül ezen a telephelyen alakították ki a tárolót.<br />

Tudományos publikációin kívül számos alkalmazott kutatási eredmény is<br />

fűződik a nevéhez. Felsorolni is nehéz lenne az alábányászott területek<br />

felszínmozgásával kapcsolatos kutatási jelentéseinek, szakvéleményeinek a számát.<br />

Ünnepi visszaemlékezés alkalmából nincs lehetőség Somosvári professzor<br />

gazdag életútjának minden részletére kitérni. Nem feladatom az életút értékelése<br />

sem. Dékánként a kari professzorok, oktatók és kutatók nevében szeretnék<br />

köszönetet mondani több évtizeden keresztül végzett áldozatos munkájáért, időtálló<br />

eredményeiért. Kérem, hogy professor emeritusként a továbbiakban is vegyen részt<br />

az oktatásban, a doktori képzésben és a karon folyó tudományos munkában.<br />

Végezetül személyes jókívánságként álljanak itt Weöres Sándor szavai:<br />

„Szórd szét kincseid – a gazdagság legyél te magad.<br />

Nyűdd szét díszeid – a szépség legyél te magad.<br />

Feledd el mulatságaid – a vígság legyél te magad.<br />

Égesd el könyveid – a bölcsesség legyél te magad.<br />

Pazarold el izmaid – az erő legyél te magad.<br />

Oltsd ki lángjaid – a szerelem legyél te magad.<br />

Űzd el szánalmaid – a jóság legyél te magad.<br />

Dúld fel hiedelmeid – a hit legyél te magad.<br />

Törd át gátjaid – a világ legyél te magad.<br />

Vedd egybe élete-halálod – a teljesség legyél te magad.”<br />

Weöres Sándor<br />

8


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80. kötet (2011), p.9-16.<br />

VISSZAEMLÉKEZÉS<br />

DR. SOMOSVÁRI ZSOLT PROFESSZOR<br />

DÉKÁNI ÉVEIRE<br />

Dr. Bőhm József<br />

egyetemi docens, intézetigazgató<br />

Miskolci Egyetem, Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet<br />

ejtbohm@uni-miskolc.hu<br />

Az ünnepelt megtisztelő felkérését elfogadva, mint egykori helyettese, talán<br />

megengedhetem magamnak azt is, hogy barátja, több mint húsz év távlatából<br />

megpróbálom összefoglalni, tényszerűen felidézni Somosvári Zsolt hét éves<br />

dékánságának eseményeit, a sikereket és a kudarcokat, a nehézségeket és a segítő<br />

biztatásokat, támogatásokat. Nem könnyű a feladat, mert az elmúlt húsz év alatt a<br />

Kar megtisztelő bizalmából további 6 évet szolgálhattam dékánhelyettesként és 8<br />

évet dékánként a kar vezetésében, így vigyáznom kell arra, hogy az egyes<br />

periódusok történései ne keveredjenek. Visszatekintve az akkori eseményekre ma<br />

már bizton állíthatom, hogy szívesen dolgoztam Dr. Somosvári Zsolttal, mint<br />

később, a dékáni székben őt követő Dr. Kovács Ferenc professzorral is, hiszen a<br />

folyamatban lévő dolgokat mindig megbeszélve, az eseményekről mindig<br />

tájékozottan, bizalmát, a kar támogatását élvezve, nagy önállósággal végezhettem a<br />

munkámat. Munkakapcsolatunk nem volt minden előzmény nélküli, hiszen Dr.<br />

Takács Ernő dékánsága idején, Ő, mint a kar szakszervezeti titkára, én, mint dékáni<br />

titkár gyakran dolgoztunk együtt. Visszagondolva, mégis váratlanul ért, amikor<br />

1987-ben megkeresett azzal, hogy dékánhelyettesként segítsem munkáját. A másik<br />

dékánhelyettes Jeneiné, Dr. Jambrik Rozália volt, aki már tapasztalt vezetőnek<br />

számított, hiszen 1985-től látta el ezt a feladatot.<br />

Az első dékáni ciklus (1987-1990)<br />

Dr. Somosvári Zsolt professzort, a Kari Tanács 1987 májusában választotta<br />

meg a Bányamérnöki Kar dékánjának. Ezzel a döntéssel a kar vezetésében egy<br />

generációváltás is történt. Megválasztása néhány kollégának talán váratlannak tűnt,<br />

de nem volt minden előzmény nélküli, mivel Zsolt, egy éve Dr. Tarján Iván<br />

professzor mellett már dékánhelyettesi megbízást kapott. Fiatal akadémiai<br />

doktorként, leendő új egyetemi tanárként kiérdemelte a Kar bizalmát, hiszen<br />

korábban OMBKE Egyetemi Osztály titkára, később elnökeként, a kari<br />

szakszervezeti titkárként bizonyította vezetői kvalitásait.<br />

9


Dr. Bőhm József<br />

Elsőre talán úgy tűnt, hogy a dékáni megbízás, nem igényel túl sok energiát,<br />

nem vesz el sok időt a szakmai-tudományos munkától. A kar személyi állománya,<br />

tudományos potenciálja jó volt, a hazai és nemzetközi kapcsolatai jelentősek, az<br />

1987-ben elfogadott és bevezetett új (un. moduláris) tanterv megalapozta a képzés<br />

szerkezetét és irányait, legfeljebb a tapasztalatok alapján a szükséges<br />

pontosításokkal, korrekciókkal kell majd foglalkozni, a működés gazdasági<br />

feltételeiben sem volt drámai változás. A karon folyó képzés iránt még megvolt a<br />

kellő érdeklődés, hiszen dékánság első évében, az 1988/89 tanévre még volt elég<br />

jelentkező, bár már a 100 fős keretszámunkat egy fő híján nem tudtuk betölteni, a<br />

teljes hallgatói létszám (közel 500 fő) sem változott az előző évekhez képest. Az<br />

ismét működtetett Tanszékvezetői Tanács sokban segítette a munkát, egy-két, talán<br />

személyes problémát leszámítva, nagy egyetértésben folyt a karon a munka.<br />

A nyugodtnak tűnő körülmények mellett azonban már lehetett érezni a<br />

politikai-gazdasági, változások iránti társadalmi igényt, az intézményrendszer<br />

működtetésének problémáit, a hallgatói képviselet támogatottságának hiányát, a<br />

működés gazdasági nehézségeit. A szakmai kapcsolataink, az iparágban külföldön<br />

is végbemenő változások, a média sokszor megalapozatlan hírei, már jelezték,<br />

hogy a bányászat jelentős változás, visszafejlesztés előtt áll, amiből következtetni<br />

lehetett arra, hogy a kar helyzete, támogatottsága, az itt folyó képzés iránti igény<br />

jelentősen csökkenni fog. A következő évek tapasztalatai már igazolták a<br />

félelmeket, hiszen a jelentkezési létszám jelentősen lecsökkent, 1990-ben már csak<br />

53 fő jelentkezett a karra és mindössze 44 főt tudtunk felvenni. A kar teljes<br />

hallgatói létszáma az 1991/92 tanévre már csak 320 fő volt. Nem csak a<br />

jelentkezésekkel volt probléma, de a végzett hallgatók elhelyezkedése is egyre<br />

nagyobb nehézséget jelentett, a földtani kutatás, a szilárd ásványbányászat mellett<br />

az olaj és gáz, de még a vízbányászat területén is. Abban az időben, a pályakezdők<br />

még az egyetemen keresztül meghirdetett álláshelyekre történő pályázat útján<br />

helyezkedhettek el, így volt rálátásunk az ipar tényleges igényeire. Tény az is, hogy<br />

nem csak a Bányamérnöki Kar küzdött ezekkel a problémákkal, hasonló<br />

helyzetben volt a másik két műszaki kar is, különösen a Kohómérnöki Kar.<br />

Somosvári Zsolt dékán vezetésével, a tanszékvezetők többségének<br />

támogatásával, azonban a kar megkezdte a felkészülést a következő évekre.<br />

Világosan látszott, hogy a talpon maradás érdekében ebből a szorításból ki kell<br />

törni. Erre az egyedüli lehetőség, a kar szakmai-tudományos potenciáljára építve,<br />

új, részben a bányászaton kívüli, területekre terjeszkedő képzés, új szakok<br />

létesítése és indítása. Kutatási feladatokkal, (un. ipari megbízások) már korábban is<br />

jelentkeztek bányászaton kívüli területekről (környezetvédelem,<br />

hulladékgazdálkodás, ipari geodézia, geotechnikai problémák), és ezek sikeres<br />

megoldása igényelte, a hagyományos szakmai-tudományos keretek átlépését.<br />

10


Visszaemlékezés dr. Somosvári Zsolt professzor dékáni éveire<br />

A jelentkező gondok megoldására rövidtávon a szakmérnök képzés<br />

fejlesztése tűnt eredményesnek. 1987-1990 között 5 új (gázipari-, gázszolgáltató-,<br />

szénhidrogén-szállítási-, mélyfúrási geofizikus-, vízbeszerzés-vízgazdálkodási)<br />

szakmérnöki szak megszervezésére került sor. A kar kezdettől fogva részt vett a<br />

Kohómérnöki Kar szervezésében folyó környezetvédelmi szakmérnök-képzésben<br />

is, hiszen 1975-ben a képzés indítását Dr. Berecz Endre professzor vezetésével, Dr.<br />

Juhász József és Dr. Patvaros József egyetemi tanárok kezdeményezték és<br />

dolgozták ki a tanterveket. A szakmérnök-képzés akkor két szakiránnyal, kohászati<br />

és bányászati szakirányokkal indult és működött több évtizedig.<br />

E-mellett 1989-ben elindult a karon az angol nyelvű olajmérnök képzés is,<br />

akkor még sokak számára ismeretlen fogalomként, értetlenül fogadva, MSc<br />

szinten. Voltak (kormányzati szinten is), akik a határon túli magyar hallgatók<br />

nagyszámú jelentkezésétől várták a problémák megoldódását, de ezek minden<br />

alapot nélkülöztek, hiszen 3-5 főnél több jelentkező soha nem volt.<br />

A Bányamérnöki Kar Tanácsa 1989. december 5-i ülésén tárgyalta először a<br />

kar megújításának programját, ill. a lehetséges fejlesztési irányokat. A kar szakmaitudományos<br />

felkészültségét, infrastrukturális felszereltségét, szakmai<br />

hagyományait ismerve és ezeket figyelembe véve, reálisan három területen volt<br />

lehetőség az oktatási és kutatási terület bővítésére.<br />

A korábbi érc és szénelőkészítés, majd ásványelőkészítés számos, korábban<br />

tradicionális bányászati képző intézményben is (Freiberg, Aachen, Clausthal,<br />

Berlin) eljárástechnika, előkészítéstechnika néven, a bányászattól részben leválva<br />

önálló szakterületté vált. Látva a nemzetközi folyamatokat és a hazai igényeket, a<br />

kar már 1974-ben a bányászati szakon belül külön ásványelőkészítési szakirányt<br />

indított. A képzés pozitív tapasztalatai alapján Dr. Tarján Iván professzor, az<br />

érintett szaktanszék vezetője, már 1985-től kezdeményezte a szakterületen folyó<br />

képzés bővítését, önálló új szak létrehozását. Kezdetben kicsit idegenkedve<br />

fogadták a javaslatot, voltak a karon, akik talán „irigységből” ellenezték, néhányan<br />

a kartól idegennek érezték az önálló előkészítéstechnia-mérnöki szak létesítésére és<br />

indítására letett tervezetet, de Tarján professzor határozottsága, a kialakult helyzet<br />

indokolttá tette, hogy a javaslat ismét tárgyalásra kerüljön.<br />

A másik lehetséges bővítési irány az egyre nagyobb számban jelentkező<br />

környezetvédelmi problémák megelőzésére, kezelésére jól felkészült,<br />

földtudományokra épülő mérnökök képzése. A környezetvédelmi szakemberek<br />

iránti igényt látva, a kar, a műszaki földtudományi szak képzési programját, az<br />

elfogadott tantervhez igazodóan, 1987-ben már környezetvédelmi modullal is<br />

kiegészítette és ezzel elindult a graduális képzés is ezen a területen. Ezekre a<br />

tapasztalatokra építve, szakemberekkel konzultálva elkészült és a decemberi Kari<br />

Tanácsülésen már tárgyalásra is került egy tervezet, Természet- és<br />

Környezetvédelmi szak alapítására és indítására a karon. A tervezett szak, képzési<br />

11


Dr. Bőhm József<br />

programja, jól igazodott a karon művelt szakmai területekhez, a rekultiváció, a<br />

kármentesítés, a hulladékkezelés és hasznosítás, a vízkészlet-gazdálkodás, a<br />

szennyvízkezelés képezték a tervezetben a fő célterületeket. Néhányan ezt a<br />

tervezetet is idegenkedve fogadták, talán érezték, hogy az új képzéshez szükséges<br />

szakmai ismeretek az oktatóktól is jelentős változtatást igényelnek. A többség<br />

azonban támogatta a tervezetet és számos hasznosítható hozzászólással, segítették a<br />

munkát.<br />

A harmadik, talán a legkézenfekvőbb lehetséges bővítési területnek a<br />

geotechnika-geotechnológia (nem bányászati célú földalatti létesítmények,<br />

alagutak, mélyépítés stb.) iránya látszott. Erre vonatkozóan már korábban is voltak<br />

kezdeményezések, eredménytelen próbálkozások, de a kialakult helyzetben<br />

indokolt volt ezzel is ismét foglalkozni.<br />

Született javaslat energia-mérnöki szak karon történő létesítésére is, de ennek<br />

nem volt előzménye és a Kohómérnöki Kar már tett abba az irányba fejlesztési<br />

lépéseket<br />

Ez a Kari Tanácsülés Bányamérnöki Kar jövője szempontjából nagy<br />

jelentőségű volt, hiszen megszületett az elhatározást a kar képzési profiljának<br />

szükségszerű bővítésére, meghatározta a lehetséges fő irányokat és elindított egy<br />

komoly együttgondolkodást a kar jövőjéről, a szükséges tennivalókról. Ma<br />

visszatekintve úgy gondolom az utolsó órákban került erre sor, hiszen a<br />

rendszerváltás időszakában komolyan felvetődött a Bányamérnöki Kar<br />

megszüntetésének a gondolata, sőt még a Nehézipari Műszaki Egyetem (mint<br />

kommunista egyetem) léte is veszélybe került.<br />

Dr. Somosvári Zsolt professzor dékánságának első periódusa 1990-ben<br />

rendszerváltás (első szabad választás) évében lejárt. Ez a helyzet a kar<br />

átalakításának folyamatát talán kissé lassította, de már leállítani nem tudta. Bár az<br />

akkori helyzetre a teljes bizonytalanság volt a jellemző, a nem volt kétséges hogy a<br />

megkezdett munkát tovább kell folytatni.<br />

A második dékáni ciklus, a bizonytalanság egy éve (1990-1991)<br />

1990. április 17-i Kari Tanácsülésen került sor a június 30-án lejáró dékáni<br />

megbízást követő időszakra az új dékán megválasztására. Az előzetes<br />

megbeszélések, értékelések alapján többségi javaslat született Dr. Somosvári Zsolt<br />

dékáni megbízásának további 3 évre történő meghosszabbítására. Az erre<br />

vonatkozó előterjesztést a Kari Tanács megvitatta és titkos szavazással, kis<br />

többséggel ugyan, de támogatta a megkezdett munka folytatását, a dékáni megbízás<br />

hosszabbítását. A szavazás, számomra meglepő eredménye, azonban azt is mutatta,<br />

hogy voltak a karon olyanok, akik nem szívesen fogadták a változtatási<br />

elképzeléseket és a teljesen bizonytalan politikai helyzetben személyes ambíciókat<br />

is dédelgetve, igyekeztek egyéni érdekeiket előtérbe helyezni.<br />

12


Visszaemlékezés dr. Somosvári Zsolt professzor dékáni éveire<br />

Annak ellenére, hogy a dékáni megbízás meghosszabbítását minden fórum<br />

támogatta, a Rektor, a kialakult helyzetre tekintettel és nem utolsó sorban az<br />

irányító hatóság nyomására, akkor csak egy évre adta ki a dékáni megbízást. Ezt<br />

tudomásul véve Somosvári Zsolt leköszönő és megválasztott dékán 1990. június 6.-<br />

án megtartott Kari Tanácsülésen írásban is közreadott 3 éves beszámolóban<br />

összefoglalta az elvégzett munkát és megfogalmazta a szükséges további lépéseket<br />

is. Minden adott volt ahhoz, hogy továbbfolytatódjon a megkezdett munka. Sajnos<br />

nem így történt, hiszen az Egyetemen szinte megállta az élet. Bizalmi szavazások,<br />

sora folyt minden területen, karokon, szervezeti egységekben és ennek az lett a<br />

következménye, hogy az 1990/1991-es tanév a teljes bizonytalanságba, megfelelő<br />

mandátumok hiányába teljes tehetetlenségben telt el. Megszűnt, és a hatalomból,<br />

annak minden szintjéről, kivonult a korábbi állampárt, az addig egységes<br />

munkavállalói érdekképviselet, a szakszervezet, elemeire szétesett, megszűnt a<br />

KISZ szervezet is, annak minden jogosítványával együtt. A hallgatói képviseleti<br />

rendszer teljes átalakulására került sor. A korábbi években megindult, a<br />

Diákparlament keretei között elfogadott elveknek megfelelően létrejött a HÖK<br />

(Hallgatói Önkormányzat), de annak működése, jogosítványai, a hallgatói<br />

önkormányzati képviselők megválasztása rendezetlen maradt. Minden szinten a<br />

teljes bizonytalanság (talán fejetlenség) lett az uralkodó és ezt a helyzetet,<br />

különösen hallgatói körökben, néhányan próbálták kihasználni. A Kar ereje, nagy<br />

értéke ebben a helyzetben is megmutatkozott, hiszen az évszázadok alatt kialakult<br />

nagyon jó oktató-hallgató kapcsolat, a hagyományok tisztelet és továbbvitele ezen<br />

a helyzeten is minden gond nélkül átsegítette a Kart.<br />

Emlékezem, 1990. év őszén tartott első Kari Tanácsülésen megjelent néhány,<br />

önmagát képviselőnek kinevező hallgató (a kar legrosszabb hírű hallgatói) és<br />

közölték, hogy Ők a hallgatói képviselők, mostantól kezdve a dékánnak és a<br />

tanszékvezetőknek mindent velük kell megbeszélni és olyan jogosítványokat<br />

követeltek maguknak, ami még a KISZ időszakában is elképzelhetetlen volt.<br />

Kezdetben mindenki tartózkodott attól, hogy kenyértörésre vigye a dolgokat, de<br />

miután a hallgatók között tájékozódtam és megbizonyosodtam, hogy semmiféle<br />

felhatalmazásuk, az önjelöltségen kívül nincs, javasoltam a dékánnak egy kari<br />

hallgatói értekezlet összehívását a helyzet megoldására. A „hallgatói képviselők”<br />

tiltakozása ellenére, sor került a fórum összehívására, amelyen a kari hallgatók<br />

több mint 90%-a meg is jelent. A dékáni tájékoztatót követően rövid idő alatt az<br />

önjelölt képviselők minden tiltakozása ellenére a hallgatói értekezlet<br />

demokratikusan választott új, legitim, a hallgatók döntő többségének bizalmát<br />

élvező képviselőket, akik később nagy felelőséggel segítették a kari vezetés<br />

munkáját.<br />

Az egész tanév kevés érdemi munkával, sok felesleges vitával, bizalmi<br />

szavazásokkal, új szabályzatalkotásokkal, a képviseleti rendszer megteremtésével<br />

13


Dr. Bőhm József<br />

telt el. Végül sor került az egyetem és a karok teljes vezetésének megválasztására,<br />

újraválasztásra. 1991. június 12-i Kari Tanácsülésen került sor az elrendelt<br />

választásokra. Az összehívott kari vezető-oktatói értekezlet négy személyt, a<br />

támogatottság sorrendjében Dr. Somosvári Zsolt, Dr. Debreczeni Elemér, Dr.<br />

Jambrik Rozália és Dr. Somfai Attila, kollégákat tartotta alkalmasnak a dékáni<br />

posztra. Somfai professzor bejelentette, hogy nem kívánja jelöltetni magát, és Dr.<br />

Jambrik Rozália is hozzászólt és kiemelte, hogy a jelenlegi helyzetben a kar<br />

egységére van szükség, ezért kéri, személyét ne jelöljék. Így két személy közül a<br />

Kari Tanács titkos szavazással, a leadott szavazatok közel 2/3-val, Dr. Somosvári<br />

Zsoltot választotta ismét a kar vezetőjévé. A dékán megválasztásával egy időben a<br />

dékánhelyettesek ismételt megválasztására is sor került, így a korábbi vezetés<br />

kapott további felhatalmazást a megkezdett munka továbbvitelére. Tény, hogy a<br />

karon a bizonytalan helyzet ellenére, az egy éves mandátummal rendelkező dékán<br />

vezetésével, folyt az új képzési programok előkészítése.<br />

A harmadik dékáni ciklus (1991-1994)<br />

A Bányamérnöki Kar Tanácsának döntését az Egyetemi Tanács<br />

megerősítette, így az egyetem rektora újabb három éves ciklusra dékáni megbízást<br />

adott Dr. Somosvári Zsolt részére. A legitimációs folyamatok közben, már azok<br />

lezárása előtt, a kar rövid időn belül, 1991. márciusában, elfogadta és az Egyetemi<br />

Tanács részére jóváhagyásra és a főhatósághoz történő továbbításra beterjesztette<br />

két szakiránnyal az Előkészítéstechnika-mérnöki, és három szakiránnyal a<br />

Környezetmérnöki szakok alapítási és indítási dokumentációját. Különösen a<br />

Környezetmérnöki szak, karunkon történő indítását nehezményezték többen,<br />

különösen néhány kohász kolléga, mert úgy érezték, hogy erre, csak a<br />

Kohómérnöki Kar lenne jogosult. A két kar vezetése között folyamatos volt az<br />

egyeztetés és a megbeszélés. Az átadott tervezetek alapján a Kohómérnöki Kar<br />

akkori dékánja jelezte, hogy a tervezetet korrektnek tartja és támogatja a<br />

törekvéseinket. Azt is elmondta, hogy Ők első sorban az anyagmérnök és az<br />

energiamérnöki képzés irányba kívánják az oktatást fejleszteni.<br />

Az Egyetemi Tanács, bár többséggel megszavazta (talán ha nem bányász a<br />

rektor leszavazzák), de nem fogadta örömmel a kar törekvéseit, sőt néhányan<br />

kifejezetten ellenezték azt.<br />

Miután úgy érezhettük minden rendben van, foglalkozhatunk a<br />

geotechnológia szak engedélyeztetésének előkészítésével, jöttek sorra a<br />

nehézségek. A felsőoktatás akkori vezetése úgy gondolta, egy karon csak a kar<br />

elnevezésével megegyező szak működhet, tehát a Bányamérnöki Karon csak<br />

bányamérnöki szak. Kiderült, hogy az Egyetemi Tanács által elfogadott és<br />

támogatott környezetmérnöki szak alapítási és indítási dokumentumai nem kerültek<br />

tovább az egyetemről. <strong>Teljes</strong>en véletlenül szereztünk arról tudomást, hogy a<br />

14


Visszaemlékezés dr. Somosvári Zsolt professzor dékáni éveire<br />

környezetmérnök képzés alapításának és indításának előkészítésére, a beterjesztett<br />

anyagok előzetes véleményezésére a BME egyik professzora vezetésével, a<br />

Veszprémi Egyetem mellett még számos egyetem és főiskola képviselőinek<br />

bevonásával bizottság alakult (a kar véletlenül, vagy szándékosan kimaradt) és a<br />

közeljövőben tárgyalják a beterjesztett anyagokat. A dékán megbízásával, az<br />

előterjesztett és jóváhagyott anyagokkal elmentem a bizottság ülésére és kértem,<br />

hogy tárgyalják az általunk beterjesztett anyagot is. A Bizottság nagyon korrekten<br />

helyt adott a kérésnek és megtárgyalta, és a Veszprémi Egyetem és a kar<br />

szakalapítási és indítási törekvéseit támogatta. 1991. év őszén megkaptuk az<br />

engedélyeket, előbb az Előkészítéstechnika mérnöki szak, nem sokkal később a<br />

Környezetmérnöki szak alapítására és indítására, így ezek az új szakok már az<br />

1992.-évi felvételi tájékoztatóba be is kerülhettek. Ezt követően, elég furcsa<br />

módon, újabb levél érkezett a Minisztériumból, amelyben a környezetmérnöki szak<br />

indításának az engedélyezését ahhoz a feltételhez kívánták kötni, hogy a szak<br />

karoktól független (erre egyébként nem sok példa van még ma sem), egyetemi<br />

szinten kezelt szakként, a másik két műszaki kar részvételével (a tervezetben is<br />

számos tárgy oktatása nem a karhoz kötődött) folyik az oktatás. Ezt követően,<br />

teljesen inkorrekt módon, különböző egyeztető bizottságok létrehozására került sor,<br />

azzal a nem kimondott céllal, hogy a szak, a képzés kikerüljön a Bányamérnöki<br />

Kar kezeléséből. 1992 januárjában, megelőzendő a további váratlan fejleményeket,<br />

a környezetmérnöki képzés programjának egyeztetés céljából a kar vezetése<br />

Veszprémbe utazott, ahol minden nyitott kérdést tisztáztunk és teljes egyetértés<br />

alakult ki a két intézmény között. Az 1992. június 11-i Kari Tanácsülésen az<br />

általános rektorhelyettes is részt vett és kezdeményezte a környezetmérnök képzés<br />

újragondolását, de a dékán, a Kari Tanács is elég határozott volt ebben az ügyben,<br />

nem engedett és az egyetem akkori bányász rektora is a kar mellé állt.<br />

Az új Geotechnológia szak alapítására és indítására tett törekvéseink nem<br />

vezettek eredményre. A Kari Tanács 1992. április 12-i ülését követően az Egyetemi<br />

Tanács támogatásával került a tervezet az engedélyező főhatósághoz. Talán a<br />

szakmailag érintett intézmények ellenérdekeltsége (vagy a főhatóságnak elege lett<br />

a kezdeményezéseinkből) miatt elutasították a javaslatot. Ezt követően került sor a<br />

bányászati szak nevének megváltóztatására és a képzés kibővítésére.<br />

Az új szakok indításáról széles körben adtunk tájékoztatást, külön<br />

sajtótájékoztatókat tartottunk és ennek meg is lett az eredménye. Az 1992/93<br />

tanévre már több mint száz jelentkezőnk volt, 125 fő hallgató nyert felvételt az első<br />

évre és a kar teljes hallgatói létszáma is emelkedni kezdett, az 1994/95-ös tanévre<br />

már elérte az 500 főt.<br />

A 1992 év elején a város, a felsőoktatásért felelős szervek kezdeményezésére<br />

és kérésére az Egyetem előkészületeket tett a bölcsész képzés indítására. Ezek a<br />

kezdeményezések a földrajz szak révén a kart is érintették. A kar megvizsgálta a<br />

15


Dr. Bőhm József<br />

földrajz (geográfus) képzés indításnak lehetőségeit és előbb a műszaki<br />

földtudományi szakon belül geográfus mérnöki szakirány képzési programja került<br />

kidolgozásra, majd az 1992. december 1-i Kari Tanácsülésen már tárgyaltuk a<br />

Geográfus mérnöki szak alapítására és indítására kidolgozott dokumentumokat. A<br />

képzés szervezeti és személyi feltételeinek megteremtését is megkezdte egy<br />

Földrajz-Ökológiai Tanszék létrehozásával. Sajnos, a földrajz képzésben kialakult<br />

hazai rendszerbe a tervezett geográfus mérnöki szak nem volt beilleszthető, így<br />

kénytelen volt a kar alkalmazkodni a természettudományi karokon folyó<br />

képzésekhez, ezért a karon, nem mérnöki szakként, 1994-ben geográfus szak<br />

létesült.<br />

1994-re az új szakokkal és szakirányokkal teljesen kialakult a Bányamérnöki<br />

Kar új oktatási rendszere, amely a kétlépcsős Bolognai rendszer bevezetéséig<br />

biztos alapot adott a kar fejlődéséhez, oktatási-kutatási tevékenységéhez. Az eltelt<br />

közel húsz év bizonyította, hogy a váltás időszerű volt és a gazdaság igényeihez jól<br />

alkalmazkodott. Természetesen ma már mindenki, mint kezdeményező és támogató<br />

emlékezik az eseményekre, a valamikori ellenzők és kétkedők mára csak<br />

néhányunk emlékei között maradtak meg.<br />

Az új képzési rendszer igényelte a kar szervezeti rendszerének az átalakítását<br />

is. Ez is sikerrel megtörtént, öt, a képzési szakokhoz igazodó intézet jött létre,<br />

megtartva a korábbi tanszékeket is.<br />

Ebben az időszakban indult az egyetem oktatási-kutatási<br />

infrastruktúrájának jelentős fejlesztése (FEFA programok) is. A kar elfogadta, az<br />

un. funkcionálisan integrált laborfejlesztési koncepcióját, amely később jelentős<br />

korszerűsítéseket tett lehetővé, megteremtve valamennyi intézet, tanszék számára a<br />

fejlődés lehetőségét.<br />

Visszatekintve a történésekre, eredményekre és kudarcokra, az eltelt közel<br />

húsz év bizonyította, hogy Dr. Somosvári Zsolt dékáni időszaka alapozta meg a<br />

Bányamérnöki Kar további működésének, fejlődésének lehetőségeit. A<br />

professzorok, oktató kollégák nagy többségének bizalmát élvezve, a hallgatók<br />

támogatásával, tárgyszerű vitákkal, célratörő elképzelésekkel, a kar egységének<br />

megőrzésével és a munkatársakkal való jó együttműködéssel lehetett mindezt csak<br />

elérni. Természetesen ehhez kellet a dékán határozottsága, sok esetben diplomáciai<br />

érzéke, kapcsolatrendszer és nem utolsó sorban nyugalma és higgadtága.<br />

Tisztelt Somosvári Professzor Úr! Kedves Zsolt!<br />

Mint, egykori dékánhelyettesed, szívesen emlékezem a kar vezetésében<br />

mellett eltöltött évekre, arra a hivatalban kialakulta jó hangulatú közösségre,<br />

amely az eredményes munka alapfeltétele volt. 70. születésnapodon nagy tisztelettel<br />

és barátsággal köszöntelek.<br />

Isten Éltessen Sokáig jó erőben és egészségben!.<br />

16


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), 17-18 p.<br />

SOMOSVÁRI ZSOLT, A BÁNYÁSZATI ÉS<br />

GEOTECHNIKAI INTÉZET PROFESSZORA 70 ÉVES<br />

Dr. Molnár József<br />

egyetemi docens<br />

Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtmj@uni-miskolc.hu<br />

Dr. Somosvári Zsoltot közel harminc esztendeje ismertem meg. Ő akkor a<br />

Bányaműveléstani Tanszék egyetemi docense volt, én negyedéves bányamérnök<br />

hallgató, majd’ húsz évvel ifjabb. Kőzetmechanikát tanultam tőle, aki Richter<br />

Richárd professzor halála után e szakterület oktatásának felelőse lett. Ő a tárgy<br />

előadásait tartotta, a gyakorlatokat nekünk Bohus Géza és Németh Alajos tanár<br />

urak vezették. A tárgyat két félévig tanultuk magas óraszámmal. Hétről hétre<br />

laboratóriumi mérési gyakorlatokat végeztünk, mérési eredményeket értékeltünk és<br />

mindvégig folyamatosan tervező feladatokat oldottunk meg. A tananyag nem volt<br />

könnyű. Abban az időben még nem volt nyomtatott jegyzetünk, tankönyvünk.<br />

Ezért az összes előadáson és gyakorlati foglalkozáson részt kellett vennünk,<br />

hiányzás szóba se jöhetett, de hát ez természetesen magától értetődő dolog volt<br />

akkoriban. A jegyzeteim ma is megvannak. A félév végi osztályzatainkat bizony<br />

nem olcsón kaptuk, szívós munkával keményen meg kellett dolgozni az<br />

eredményért.<br />

Miután befejeztem egyetemi tanulmányaimat, a doktori felkészülés mellett<br />

az első komolyabb feladatomat éppen a kőzetmechanika területéről kaptam. A<br />

komlói Béta-bányában a szénben és a mellékkőzetekben talált üregekről, melyek a<br />

normális bányaművelést zavarták, kellett alaposabb ismereteket szereznem.<br />

Elvonultam hát Pécsre, ahol a hajdani mecseki szénbányák központi igazgatóságán<br />

láttam neki megbízatásomnak, majd a komlói Béta-aknán folytattam a munkát,<br />

végigjárva a bánya minden zugát. Meg kell mondjam, szakmailag roppant<br />

érdekfeszítő, izgalmas feladat volt, melyben soha nem látott dolgokat<br />

tapasztalhattam meg. Szerettem csinálni.<br />

Azóta többször is részt vettem olyan feladatok megoldásában, ahol a<br />

bányaművelés kőzetmechanikai kérdéseket vetett fel. Szép munka volt például az<br />

oroszlányi szénbányászat okozta felszínmozgások vizsgálata a település régi<br />

negyedének és az egykori majki szerzetesközösség műemlék épületeinek megóvása<br />

céljából. De részt vehettem például bányavágatok állékonyságának vizsgálatában,<br />

víztelenítés eredményeként várható térszínsüllyedés mértékének becslésében és<br />

17


Köszöntő<br />

más hasonló feladatok megoldásában is. Közben – azt hiszem – megtanultam, hogy<br />

a hajdan elvontnak látszó tananyag ismerete a bányamérnöki szakmai gondolkodás<br />

milyen sok fontos kérdésben nyújthat segítséget.<br />

Somosvári professzor úr hivatali beosztásait, hogy egyebek között dékánja<br />

volt a Bányamérnöki Karnak, igazgatója a Geotechnológiai és Térinformatikai<br />

Intézetnek, továbbá szakmai pályafutását, munkásságát, a kőzetmechanikában és<br />

annak oktatásában elért eredményeit többen tárgyalták és méltatták. Ezért az én<br />

feladatom most egyszerű: szerencsésnek mondani magam, hogy a tanár úrnak a<br />

megismerkedésünk óta a kollégája lehettem. Ez, úgy hiszem, akként történt meg,<br />

hogy én egy kissé hozzá korosodtam. A tanár úron én eddig, ugyanis, nem nagyon<br />

figyelhettem meg az idő múlását. Kissé meg is lepett, amikor tudatosult bennem,<br />

hogy életének első hetven évén már túl van. Bizonyos vagyok abban, hogy a most<br />

következő hetvenben is aktívan segíti az intézet fiatalabb oktatóit tapasztalatainak<br />

folyamatos átadásával. Az Isten éltesse őt sokáig.<br />

18


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011),19-38. p.<br />

DR. SOMOSVÁRI ZSOLT ÉLETÚTJA,<br />

MUNKÁSSÁGA<br />

Dr. Somosvári Zsolt 1941. augusztus 30-án Miskolcon született, iskoláit is<br />

itt végezte. 1960-ban a Bláthy Ottó Villamosenergiaipari Technikumban<br />

érettségizett. 1960-ban felvételt nyert az NME Bányamérnöki Karára, ahol 1965-<br />

ben bányaművelőmérnöki oklevelet szerzett. 1964-től az OMBKE tagja.<br />

1965-ben az NME Bányaműveléstani Tanszékén kezdett dolgozni Richter<br />

Richárd professzor mellett (tanszékvezető: Zambó János professzor). Kutatási<br />

területe kezdetben a kőzetmechanika- biztosítószerkezetek mechanikája, ezen belül<br />

a kőzetmozgások-bányakárok. 1967-ben egyetemi doktori címet, 1974-ben<br />

kandidátusi címet szerzett. 1966-70 között egyetemi tanársegéd, 1970-77 között<br />

egyetemi adjunktus.<br />

Az OMBKE Egyetemi Osztályának megalakulásakor 1972-1976 között az<br />

Osztály titkára, majd egy ciklusban az Osztály elnöke (1981-85).<br />

1967-től kőzetmozgások témakörben, majd a kőzet és gázkitörések<br />

kőzetmechanikai alapjai, okai témakörökben és más kőzetmechanikaigeomechanikai<br />

témakörökben rendszeresen publikál.<br />

1976-ra kialakította egy új tantárgy, a Geomechanika tárgykörét, azóta<br />

oktatja, fejleszti a tárgyat. A kőzet-diszkontinuitások számbavétele az egyik<br />

lényeges fejlesztés. 1979-től a Kőzetmechanika tárgy előadója is. A tárgy<br />

tematikáját a képlékeny állapotú kőzetkörnyezet, a biztosítószerkezetek méretezése<br />

témakörrel fejlesztette. 1978-1988 között egyetemi docens, majd 1988-tól egyetemi<br />

tanár, 1987-től a műszaki tudomány doktora.<br />

Az 1985-ben kiadott Hansági: „Gyakorlati kőzetmechanika az<br />

ércbányászatban” c. könyv lektora és II. részének szerzője. 1987-ben a<br />

Geomechanika I., 1989-ben a Geomechanika II. egyetemi jegyzete jelent meg.<br />

1980-85 között a Bányamérnöki Kar szakszervezeti titkára, 1986-1987-ben a<br />

Bányamérnöki Kar dékánhelyettese, majd 1987-1994 között a Bányamérnöki Kar<br />

dékánja. Ebben az időszakban a szilárdásványbányászat leépülésével<br />

szükségszerűvé vált az oktatási profil jelentős átalakítása, amelynek irányítója.<br />

1989-től elnöke az Igazságügyi Műszaki Szakértői Bizottság Bányamérnöki<br />

Albizottságának. 1995-től elnöke az MTA BTB Geotechnikai<br />

Munkabizottságának. 2001-től két ciklusban társelnöke az MTA Bányászati<br />

Tudományos Bizottságnak. 2002-2008 között elnöke a Miskolci Akadémiai<br />

Bizottság Bányászati- Föld- és Környezettudományi Szakbizottságának.<br />

1993-94 között a Környezetgazdálkodási Intézet igazgatója. 1994-2006<br />

között a Geotechnológiai és Térinformatikai Intézet (később Bányászati és<br />

19


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

Geotechnikai Intézet) igazgatója. 2000-2002 között a MECSEKÉRC Rt. Felügyelő<br />

Bizottságának elnöke.<br />

1995-től kiegészítő foglalkozásban a GEOCONSULT’95 Mérnöki Iroda Kft.<br />

ügyvezető igazgatója, számos szakvélemény készítője a kőzetmechanika,<br />

kőzetmozgások-bányakárok, geomechanika, geotechnika területén.<br />

Jelenleg a Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék egyetemi tanáraként<br />

2011. augusztus 31-ig a Kőzetmechanika, Geomechanika, Geomechanika-<br />

Geotechnika tantárgyak előadója a Miskolci Egyetemen.<br />

1. TEVÉKENYSÉGÉNEK FŐBB ÍRÁSOS DOKUMENTUMAI<br />

- Az aláfejtett külszín süllyedésének vizsgálata. NME rektori pályázaton<br />

díjazott pályamunka, 1966.<br />

- Az aláfejtett külszín pontjainak süllyedés-idő függvénye. NME rektori<br />

pályázaton díjazott pályamunka, 1967.<br />

- A védőpillér-méretezés elvi és gyakorlati alapkérdéseiről. NME rektori<br />

pályázaton díjazott pályamunka, 1969.<br />

- Aláfejtett fedükőzetek mozgásmezejének meghatározása. NME rektori<br />

pályázaton díjazott pályamunka, 1970.<br />

- Külszíni kőzetmozgások dőlt településnél. NME rektori pályázaton díjazott<br />

pályamunka, 1971.<br />

- Eger és Pécs pince-üregrendszerei megerősítésének ill. megszüntetésének<br />

terve. (Társszerzőkkel) Országos pályázatra benyújtott díjnyertes pályamű.<br />

Eger, 1977.<br />

- Komlói meredek telepek leművelése. (Társszerzőkkel) Országos pályázatra<br />

benyújtott díjnyertes pályamű. Miskolc, 1978.<br />

- Új prognózis módszer a kőzet- és gázkitörések alapvető okainak és<br />

feltételeinek feltárása alapján. (Társszerzőkkel) Országos pályázatra<br />

benyújtott díjnyertes pályamű. Miskolc, 1979.<br />

- A kőzet- és gázkitörésveszély alapvető összefüggései. (Társszerzőkkel)<br />

Díjnyertes akadémiai kutatási pályázat. Miskolc, 1980.<br />

- Szupatak község aláfejthetőségének műszaki-gazdasági vizsgálata.<br />

(Társszerzőkkel) Országos pályázatra benyújtott díjnyertes pályamunka.<br />

Miskolc, 1980.<br />

- Kőzetjellemzők meghatározása a vágatbiztosítás méretezése szempontjából<br />

(Társszerzőkkel) Díjnyertes HUNGALU pályázat. Miskolc, 1993.<br />

- Komplex mérési eljárás és kiértékelés föld alatti üregek és külfejtések<br />

stabilitása és roncsolása meghatározása. (Társszerzőkkel) OTKA, 1991-<br />

94.<br />

20


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- Természetes hatásokkal és mesterséges tevékenységekkel érintett<br />

felszínmozgás területek geotechnikai, geodéziai, geoinformatikai<br />

állapotvizsgálata a távlati rehabilitáció kritériumainak megállapítása<br />

érdekében. (Társszerzőkkel) FKFP, 1997-2000.<br />

2. DISSZERTÁCIÓK<br />

- Az aláfejtett külszín süllyedésfolyamatának analízise közel szintes<br />

településnél. Egyetemi doktori disszertáció. Miskolc, 1966.<br />

- Aláfejtett (közel szintes településű) fedükőzetek mozgásmezejének<br />

meghatározása. Kandidátusi értekezés. Miskolc, 1973.<br />

- Aláfejtett fedükőzetek mozgása. Akadémiai doktori értekezés. Miskolc,<br />

1986.<br />

3. LEKTORÁLT KÖNYVEK<br />

- Hansági: Gyakorlati kőzetmechanika az ércbányászatban I. rész. Műszaki<br />

Kiadó, Bp. 1985<br />

- Egerer-Kertész: Bevezetés a kőzetfizikába. Akadémiai Kiadó, Bp. 1993.<br />

- Faur-Szabó: Geotechnika. Internetes interaktív tananyag 2011.<br />

4. JEGYZETEK, KÖNYVRÉSZLETEK<br />

- Geomechanika I. Tankönyvkiadó, Bp. 1987.<br />

- Geomechanika II. Tankönyvkiadó, Bp. 1989.<br />

- Földalatti üregek állékonysága. Könyvrészlet, Hansági: Gyakorlati<br />

kőzetmechanika az ércbányászatban. Műszaki Kiadó, Bp. 1985.<br />

- Kőzethorgonyos üregbiztosítás jellemzői. Könyvrészelt, Hansági:<br />

Gyakorlati kőzetmechanika az ércbányászatban. Műszaki Kiadó, Bp. 1985.<br />

5. FONTOSABB PUBLIKÁCIÓK<br />

- Hozzászólás Solymosi Sándor: „Az időtényező hatás a bányakárra” című<br />

tanulmányához. Bányászati Lapok, 1966. 12. sz.<br />

- A süllyedési teknőprofil egy tulajdonsága. Bányászati Lapok, 1967. 1. sz.<br />

- A külszíni kőzetsüllyedés egy primitív mechanikai modellje. BKL.<br />

Bányászat, 1968. 3. sz.<br />

- A külszíni kőzetsüllyedés primitív mechanikai modelljének alkalmazása<br />

néhány kérdés vizsgálatánál. BKL. Bányászat, 1968. 6. sz.<br />

- A külszíni kőzetsüllyedés időfolyamatáról I. rész BKL Bányászat, 1969. 8.<br />

sz.<br />

- A külszíni kőzetsüllyedés időfolyamatáról. II. rész. BKL. Bányászat, 1969.<br />

9. sz.<br />

21


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- A külszíni kőzetsüllyedés időfolyamatáról III. rész. BKL. Bányászat, 1969.<br />

10. sz.<br />

- Prosztransztvennoe isszledovanie oszedinaja podrabotannoj poverhnoszti.<br />

NME Idegennyelvű Közleményei XXVIII. 1969.<br />

- A védőpillérméretezés elvi és gyakorlati alapkérdéseiről. BKL. Bányászat,<br />

1970. 10. sz.<br />

- Mechanikai modellanalízis az aláfejtett külszín süllyedésének<br />

meghatározására. BKL. Bányászat. 1971. 7. sz.<br />

- Aláfejtett fedükőzetek mozgásmezejének meghatározása. BKL. Bányászat,<br />

1972. 5. sz.<br />

- Kőzetmozgásfeladatok megoldása mechanikai modellanalízissel. BKL.<br />

Bányászat, 1972. 6. sz.<br />

- Theoretical and Practical Fundamental Questions of Arch Pillar<br />

Dimensioning. NME Idegennyelvű Közleményei, XXXII. 1972.<br />

- Külszíni létesítmények védőpillérének méretezése mechanikai<br />

modellanalízissel. BKL. Bányászat, 1972. 12. sz.<br />

- Bányakárok és álbányakárok megítéléséről. BKL. Bányászat, 1974.<br />

- A visontai Thorez külfejtés elővíztelenítéséből eredő felszíni mozgások<br />

hatása a környező – főleg Visonta – községek felépítményeire c.<br />

szakvélemény megállapításai /Társszerzővel/ BKL. Bányászat, 1974. 4. sz.<br />

- A kőzetek anyagjellemzőként számbavehető nyomószilárdságának<br />

meghatározása. Tatabányai Szénbányák Műszaki Közgazdasági<br />

Közleményei, 1975. 2.<br />

- Ércbányászati aknavédőpillérek méretezéséről. NME Közlemények I.<br />

sorozat. Bányászat, /22/ 1976. 2-4. füzet.<br />

- Determination of Elastic Characteristics of Cohesive Soils. 6th Conf. Spil<br />

Mech. and Found. Eng. Akadémiai Kiadó, 1976.<br />

- Vízszintsüllyedés által előidézett talajsüllyedések és alakváltozások<br />

számítása. Geonómiai és Bányászat MTA X. Osztályának Közleményei,<br />

9/3-4, 1976. p. 253-267.<br />

- A kötött talajok rugalmas jellemzőinek meghatározásáról. Műszaki<br />

Tudomány 54, 1977. p. 469-477.<br />

- Vízszintsüllyedés előidézte talajsüllyedések és alakváltozások számítása.<br />

BKL. Bányászat, 110. évf. 1978. 12. sz. p. 826-831.<br />

- Fejtések mechanikai hatása a külszíni talajra. BKL. Bányászati, 111. évf.<br />

1978. 4. sz. p. 254-255.<br />

- Beurteilung der Standfestigkeit von Pfeilern beim Kammerbau. XXX.<br />

Berg- und Hüttenmänischer Tag, Freiberg, 1979.<br />

22


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- Dimensionierung der Ankerausbaues bei Vervendung einbetonierter<br />

Anker. XXX. Berg- und Hüttenmänischer Tag, Freiberg, 1979.<br />

- Kötött talajok térfogatváltozó tulajdonságainak elméleti és gyakorlati<br />

kérdéseiről. Mérnökgeológiai Szemle, 1979. p. 199-211.<br />

- Mechanical Erosion in Flow Channels of Rocke. /Társszerzővel/ Acta<br />

Geodaetica, Geophysica et Montanistica, Acad. Sci, Hung. Tomus 14/4/<br />

1979. pp. 421-435.<br />

- Kőzetek nyomószilárdságának értékeléséről. I. BKL. Bányászat, 113. évf.<br />

1980. 2. sz. p. 98-109.<br />

- Kőzetek nyomószilárdságának értékeléséről. II. BKL. Bányászat, 113. évf.<br />

1980. 3. sz. p. 161-169.<br />

- Aknavédőpillér méretezés és ásványvagyonvédelem. BKL. Bányászat,<br />

1980. 6. sz. p. 361-368.<br />

- Kőzet- és gázkitörések létrejöttének új elmélete. I. BKL. Bányászat, 1980.<br />

8. sz. p. 505-515.<br />

- Kőzet- és gázkitörések létrejöttének új elmélete. II. BKL. Bányászat, 1980.<br />

9. sz. p. 610-616.<br />

- Kőzet- és gázkitörések létrejöttének új elmélete III. BKL. Bányászat, 113.<br />

évf. 1980. 10. sz. p. 681-687.<br />

- Új módszer a kőzet- és gázkitörések előrejelzésére a kitörések alapvető<br />

okainak és feltételeinek feltárása alapján /Társszerzővel/. BKL. Bányászat,<br />

113. évf. 1980. 11. sz. p. 729-737.<br />

- Investigation of the Deterioration of the Rock-Gas System to Clarify the<br />

Cause of Rock and Gas Outbursts. Acta Geodaet, Geophys. et Montanist.<br />

Acad. Sci. Hung. Tomus 15. /2-4/ pp. 257-269. /1980/.<br />

- Investigation of the Load Assumption of Rock-Gas Systems, Siming at the<br />

Detection of the Causes of Rock and gas Outburats. Acta Geodaet.,<br />

Geophys. et Montanist. Acad. Sci. Hung., Tomus 15 /2-4/, pp. 271-294.<br />

/1980/.<br />

- Determination of the Conditions of Rock Deteriaration and Forecast of Gas<br />

Outbursts Danger. /Társszerzővel/ Publications of the Technical University<br />

for Heavy Industry, Series A. Minig, Volume 35 /1980/ Fasc. 3-4. pp. 215-<br />

230.<br />

- Provokációs robbantások kőzetmechanikai vizsgálatáról. BKL. Bányászat,<br />

114. évf. 1981. 1. sz. p. 20-22.<br />

- Investigation of the Rock-Gas System in Front of the Face of Workings in<br />

Order to Determine the Cause of Rock and Gas Outburts. Acta. Geodaet.<br />

Geophys. et Montanist. 16. /1/, pp. 131-149. /1981/.<br />

23


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- Előzetes kőzetmozgás- és bányakár vizsgálatok a Márkushegyi bányaüzem<br />

területén. /Társszerzővel/. BKL. Bányászat, 114. évf. 1981. 12. sz. p. 845-<br />

851.<br />

- Osznovnüe zaviszimeszti vübreszov porodü i gaza, voznikajusil v grudi<br />

zaboja. Publ. Tech. Univ. Heavy. Industry, Miskolc, Series A. Mining.<br />

Vol. 36 /1981/ pp. 133-154.<br />

- A gázkitörések természeti körülményei és feltételei a homokkő<br />

mellékkőzetekben. /Társszerzővel/. MTA X. Osztályának Közleményei<br />

14/2-4. 1981. p. 135-145.<br />

- A gázkitörésveszély jelentkezése homokkő mellékkőzetekben. BKL.<br />

Bányászat, 115. évf. 1982. 6. sz. p. 387-393. /Társszerzővel/<br />

- Kőzet- és gázkitörések létrejötte széleshomlokú fejtésekben. BKL.<br />

Bányászat, 115. évf. 1982. 2. sz. p. 73-79.<br />

- Vízszintsüllyesztés által előidézett térszintsüllyedések időfolyamata a<br />

Thorez-külfejtés környezetében. A Nemzetközi Bányavíz Szövetség I.<br />

Kongresszusa, Budapest, 1982. április. Kiadvány A. p. 395-417.<br />

- Surface Subsidence due to Water Level Reduction in Thorez Opencast<br />

Mine. IMWA Congr. 1982. pp. 376-398.<br />

- Investigation of the Zone in Front of Road Head sin Order to Determine<br />

the Cause of Rock and gas Outbursts. Acta Geod., Geoph., et Mont. Acad.<br />

Sci. Hung. Tom. 17 /1/ p. 1-27. /1982/.<br />

- Mechanism of Rock and Gas Outbursts. Acta Geod., Geoph. et Mont.<br />

Acad. Sci. Hung. Tom 17 /1/ p. 29-49. /1982/.<br />

- Main Parameters of the Rock and Gas Outburst Danger. Acta Geod.,<br />

Geoph. et Mont. Acad. Sci. Hung. Tomus 17 /1/ p. 51-66 /1982/.<br />

- Mechanism of action of Provoking Explosions. Acta Geod., Geoph., et<br />

Mont. Acad. Sci. Hung. Tomus 17 /1/ p. 67-79. /1982/.<br />

- Bányászati tervezések kőzet- és geomechanikai alapjairól. BKL.<br />

Bányászat, 115. évf. 1982. 12. sz.<br />

- Kőzet- és gázkitörések létrejötte vágathomlokon. BKL. Bányászat, 116.<br />

évf. 1983. 1. sz. p. 23-32.<br />

- A mecseki kőzet- és gázkitörésveszély néhány kérdéséről. BKL.<br />

Bányászat, 116. évf. 1983. 2. sz. p. 78-83.<br />

- Függőleges tengelyű körszelvényű üreg /akna, fúrólyuk/ körüli képlékeny<br />

feszültségállapot. BKL. Bányászat 116. évf. 1983. 4. sz.<br />

- Plaszticseszkoe napjazsennoe szosztojanie v okresztnoszti gorizontalnoj<br />

pusztotü kruglego szecsenija. Publ. TU for Heavy Industry, Miskolc,<br />

Series A. Mining Vol. 37. /1983/ p. 155-189.<br />

24


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- Physical Reasons for the Size-Effect in Rock-Mechanical Laboratory<br />

Analyses. Acta Geodaet., Geophys. et Montanist. Hung. Voluma 18 /3/ pp.<br />

247-269. /1983/.<br />

- A hőmérséklet szerepe kőzet- és gázkitörések keletkezésében. BKL.<br />

Bányászat, 117. évf. 1984. 3. sz. p. 171-180.<br />

- Pórusnyomás alatt álló mecseki szenek jellemzőinek kísérleti eredményei.<br />

BKL. Bányászat, 117. évf. 1984. 9. sz. p. 585-591.<br />

- Effect of Rock Temperature on Rock and Gas Outbursts. Acta Geodaet.,<br />

Geophys. et Montanist. Volume 20 /4/, pp. 375-395 /1985/.<br />

- Natural Prameters of the Danger Rock and Gas Outbursts. Publications of<br />

the Technical University for Heavy Industry, Miskolc, Series a Mining<br />

Vol. 39. /1985/. pp. 93-107.<br />

- Az acélgyűrűs vágatbiztosítás alkalmazásának néhány kőzetmechanikai<br />

feltételéről. BKL Bányászat 118. évf. 1985. 12. sz. p. 807-813.<br />

- Új bauxit fejtésmód bevezetésének tapasztalatai a Fejér Megyei<br />

Bauxitbányák üzemeiben. /Társszerzővel/. BKL Bányászat, 119. évf. 1986.<br />

6. sz. p. 385-391.<br />

- Kőzetcsavarok erőjátékának meghatározása a biztosítás tervezéséhez és<br />

ellenőrzéséhez. /Társszerzővel/. NME Közleményei I. Bányászat, 34.<br />

/1986/ kötet, 1-4 füzet, 205-228.<br />

- Vágattelepítések és biztosítások tervezésének kőzetmechanikai alapjairól.<br />

NME Közleményei I. Sorozat, Bányászat, 34. /1986/ kötet. 1-4. füzet 181-<br />

204.<br />

- Nagyátmérőjű üreg-pillér rendszerek a hazai bauxitbányászatban. A<br />

Bányamérnöki Kar Kutatási Eredményei 1983-1986. I. kötet, Miskolc,<br />

1986. p. 263-285.<br />

- Új tömbfejtésmód a bauxitbányásztban. /Társszerzővel/. Fejtés, 87.<br />

szakmai rendezvény kiadványa, Tapolca, 1987.<br />

- Kőzetek képlékenységi és tönkremeneteli határállapotai I. BKL.<br />

Bányászat, 1990. 2. sz. p. 83-93.<br />

- Kőzetek képlékenységi és tönkremeneteli határállapotai II. BKL.<br />

Bányászat 1990. 3. sz. p. 159-169.<br />

- Kőzetek képlékenységi és tönkremeneteli határállapotai III. BKL.<br />

Bányászat 1990. 4. sz. p. 226-234.<br />

- Frontfejtések biztosításának biztonsági tényezői. ME Közleményei I.<br />

Bányászat 36. évf. 1991. p. 55-74.<br />

- TH acélíves vágatbiztosítás mértezéséről. ME Közleményei I. Bányászat<br />

1992. p. 47-51.<br />

25


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

- Szénomlasztásos fejtések kőzetmechanikai viszonyairól. /Társszerzővel/<br />

ME Közleményei I. Bányászat. 1992. p. 59-64.<br />

- Bergschadenprobleme als Fragen des Umweltschutzes. Publ. Univ. of<br />

Miskolc Serves A. Mining Vol. 48 (1993.) No 1-4. pp. 49-56<br />

/Társszerzővel/.<br />

- Entstehung des Studienganges Umweltingenieur an des Fakultät für<br />

Bergbau. Publ. Univ. of Miskolc Series A. Mining Vol. 49 (1994.) pp. 15-<br />

20.<br />

- Untersuchungsergebnisse an einer bergmännisch unterfahrenen<br />

Abfalldeponie. Publ. Univ. of Miskolc Series A. Mining Vol. 49. (1994.)<br />

pp. 165-168.<br />

- Komplex mérési eljárás geotechnikai feladatok megoldásához.<br />

Geotechnika ’94 konf. kiadványa, p. 1-5. Ráckeve, 1994.<br />

- A kőzetkörnyezet diszkontinuitásának befolyása a geotechnikai feladatok<br />

megoldásánál. (Társszerzővel) ME Közleményei, Miskolc, A. Sorozat,<br />

Bányászat 50. (1995) kötet, Bányászat és Geotechnika I. füzet, 129-145<br />

- Földalatti üregek állékonyságának meghatározása a szeizmikus mérések<br />

alapján (Társszerzővel) ME Közleményei, Miskolc, A. Sorozat, Bányászat<br />

50. (1995) kötet, Bányászat és Geotechnika I. füzet, 147-161<br />

- Felszínemelkedés jelenségek okai. A Miskolci Egyetem Közleménye A<br />

sorozat, Bányászt, 62. kötet (2002) p. 35-46.<br />

- Nagyméretű üregnyitások biztonsági kérdései. A Miskolci Egyetem<br />

Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet (2006) p.39-52.<br />

- A földkéreg primer feszültségei. A Miskolci Egyetem Közleményei, A<br />

sorozat, Bányászat, 75. kötet (2008), p. 103-120.<br />

- A kőzetmechanika-geomechanika oktatása és kutatása a Bányászati és<br />

Geotechnikai Intézet Tanszékén. A Miskolci Egyetem Közleményei, A<br />

sorozat, Bányászat, 76. kötet (2009), p. 41-71.<br />

- Kőzetek képlékeny- és tönkremeneteli határállapotainak kritériumai. A<br />

Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 76. kötet (2009)<br />

p.91-128.<br />

6. FONTOSABB SZAKÉRTŐI TANULMÁNYOK<br />

1970<br />

- A külszíni mozgáselemek meghatározása aszimmetrikus mechanikai<br />

modellekkel<br />

26


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1971<br />

1972<br />

1973<br />

1974<br />

1975<br />

1976<br />

1977<br />

- Ellipszisszelvényű üregek mozgásmezejének vizsgálata<br />

- A fedüösszlet mozgásmezejének meghatározása dőlt településnél<br />

aszimmetrikus mechanikai modellekkel<br />

- Aláfejtett fedüösszlet mozgásmezejének meghatározása a dőlt<br />

településnél (Összefoglaló jelentés)<br />

- A Visontai-külfejtés elővíztelenítéséből eredő felszíni mozgások hatása a<br />

környező, főleg Visonta- községek felépítményeire<br />

- Szakvélemény Szuha és Csörgős-patak áthelyezéséről<br />

- A bányaművelés várható kihatásainak vizsgálata a Padragi Bányaüzem<br />

Táncsics akna területén kijelölt védőpillérnél<br />

- Az István I-II. akna IV-V. szinti csapásirányú védőpillér csökkentésének<br />

várható külszíni hatásai a védett területen<br />

- Védőpillérek közelítő meghatározása szilárd fedükőzeteknél<br />

- A Padragi Bányaüzem Táncsics aknán kijelölt védőpillér területén található<br />

létesítmények veszélyeztetettségének vizsgálata<br />

- Akna védőpillérek méretezése a MÉV szilárd, rideg kőzetkörülményei<br />

mellett<br />

- Berente Szénpályaudvar Miskolc-Bánréve vasútvonal alatti terület<br />

szakvéleménye<br />

- Aláfejtés hatása a fedüoldali védőrétegekre a velenjei lignitbányánál<br />

- Erzsébet-bánya aláfejtett területének kőzetmechanikai vizsgálata<br />

- István akna főkeresztvágatának mezejében a II.-III. szintek között a 3. és 4.<br />

telepben tervezett műveletek várható hatásai István I. és II. aknákra és az<br />

aknaudvar létesítményeire<br />

27


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1978<br />

1979<br />

1980<br />

1981<br />

- Régi pinceüregek és üregrendszerek hatástalanításának geomechanikai<br />

kérdéseiről<br />

- Kőzetmozgások-bányakárok Pécs-bányaüzem nyugati bányamezeje fölött<br />

- Betonozott /injektált/ kőzetcsavaros pincebiztosítás működése, tervezése<br />

- Bercel bányai meddőhányó állékonyságának vizsgálata<br />

- Bányakárok csökkentési lehetőségeinek vizsgálata XX. Bányaüzem<br />

területén<br />

- Pusztavám község aláfejtését megelőző kőzetmozgás-bányakár vizsgálat<br />

- Szob – malomvölgyi új meddőhányó állékonyságának vizsgálata<br />

- Szanda-bányai meddőhányó állékonyságának vizsgálata<br />

- Védőpillér-méretezés a mányi területen<br />

- Rücker-akna védőpillére mellett tervezett fejtések várható hatásai az<br />

aknára és az aknaudvari létesítményekre<br />

- Béta-bányaüem 10. telepi fejtésében 1979. márc. 28-án bekövetkezett<br />

váratlan főteomlásról<br />

- Eger, Dobó u. 10-12-14-16. sz. alatti pincerendszer kőzetcsavaros<br />

biztosításának terve<br />

- Eger Vár Török-bástya kőzethorgonyzásos megerősítésének szakértői<br />

véleménye<br />

- Recsk-Csákánykői új meddőhányó állékonyságának vizsgálata<br />

- Kőzetrézsű megerősítés az LKM mészkőbányájának 60-90-es szintjén<br />

- A Thorez-külfejtés körüli felszínmozgások időfolyamata<br />

- Kőzettulajdonság vizsgálatok továbbfejlesztésének lehetőségei<br />

- A Borsodi Vegyi Kombinát MDI üzeme létesítésére kijelölt aláfejtett<br />

terület üregeinek tömedékelési feltételeiről<br />

- A XX. bányaüzem területén található műemlék által lekötött szénvagyon<br />

lefejtési lehetőségeinek vizsgálata<br />

- Miskolc-Diósgyőr, Tömörkény utcától Ny-ra húzódó alábányászott terület<br />

határvonalának megállapítása<br />

28


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1982<br />

1983<br />

1984<br />

1985<br />

- Erzsébet-bánya víztelenítése által előidézhető felszínsüllyedések várható<br />

értékei és hatásai<br />

- A BVK MF 502 jelű nagy VCM gömbtartálya alatti üregtömedékelésről<br />

- A BVK III. gyáregység VCM tartályainak süllyedéseiről<br />

- A majki műemlék komplexum védőpillérében lekötött szénvagyon<br />

tömedékeléssel történő lefejtési lehetőségeinek vizsgálata<br />

- Padrag falu alatti széntelepek lefejtési lehetőségeinek vizsgálata<br />

- Különböző bányabiztosító szerkezetekre megengedhető<br />

mozgásparaméterek meghatározása<br />

- Az Oroszlányi Szénbányák bányaüzemében levő saját létesítmények<br />

védőpilléreinek felülvizsgálata<br />

- Nagyegyháza bányaüzem fővágatai állékonyságának kőzetmechanikai<br />

vizsgálata.<br />

- Fekükőzet-állapotok omlasztásos frontfejtések fölött Putnokbányaüzemben<br />

- Szakvélemény a Rákhegy-II. kísérleti tömbfejtés főtecsavarozásának<br />

kialakításához<br />

- Felszíni és felszínközeli kőzetmozgások, talajvízszint változások a<br />

tervezett MDI üzem alatti üregek feltárása idején<br />

- Vasas Bányaüzem É-II. külfejtésben kialakított rézsűk állékonyságának<br />

vizsgálata.<br />

- Kőzethorgonyok erőjátéka és méretezése, a fejtési üregek stabilitásának<br />

vizsgálata.<br />

- A XX. bányaüzem XX.2. aknapár védőpillére lefejtési lehetőségeinek<br />

vizsgálata<br />

- Beremend alapozási talajának talajmechanikai jellemzői a kőbánya<br />

környezetében<br />

- Szakvélemény patak védőpillérekben tömedékelés nélkül felhagyott<br />

vágatok külszíni hatásairól<br />

29


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1986<br />

1987<br />

1988<br />

- Az Oroszlányi Szénbányák Déli Bányaüzem XXI-es aknaudvar védőpillér<br />

lefejtési lehetőségeinek vizsgálata<br />

- A Nagyharsányi Mészkőbánya maradó bányafalai (határpillérei)<br />

részűszögeinek meghatározása<br />

- Az S II. bányai széleshomlokú fejtések üzemviteli feltételeinek javítása<br />

- Szakvélemény a Szuhavölgyi Bányaüzem Ormos VII. aknája egyes vágatai<br />

tömedékelés nélküli felhagyásának következményeiről<br />

- Lencsehegy II. vágatbiztosítási kísérletek és azok értékelése<br />

- Kőzethorgonyos vágatbiztosítás műszaki-gazdasági vizsgálata dácit<br />

kőzetkörnyezetben<br />

- István III. akna monolit beton falazatának ellenőrzése és minősítése<br />

- Pusztavám község Kossuth L., Somogyi B., Bacsó B., Felszabadulás,<br />

Sallai I. utcák bányakárcsökkentő és kármegelőzési szakvéleménye I.<br />

- Szakvélemény a Deáki aknaüzem területén elhelyezkedő 120 kV-os<br />

villamos távvezeték 76. sz. oszlopának aláfejthetőségéről<br />

- Vágatok biztosításigényének tervezési alapjai<br />

- A Dubicsányi-szénbánya főgerincvágatának biztosítási javaslata<br />

- Ajka II. szénbánya főgereincvágatainak biztosítási javaslata<br />

- A Bakonyi Bauxitbánya Vállalat IZA III. DNy XIII. lencse<br />

bekötővágatának „in situ” és laboratóriumi kőzetjellemzői<br />

- TH-acélíves biztosítószerkezetek összehasonlító vizsgálata és minősítése<br />

- Vizsgálatok az MVDD-120 típusú főteszén omlasztásos pajzs optimális<br />

üzemviteli feltételeinek meghatározásához<br />

- Dácitban kihajtott fővízvágat biztosításának minősítése, a kihajtandó<br />

menekülő vágat biztosításigénye Lencsehegy II. bányaüzemben<br />

- Biztosítószerkezetek várható viselkedése Bokod II. főfeltáró vágatpár<br />

szelvényeiben<br />

- Vágatkereszteződések, elágazások biztosításigénye<br />

- Szakvélemény az Edelény IV. akna területén tervezett IV. telepi aláfejtés<br />

várható külszíni és II. telepi következményeiről<br />

- A perkupai anhidrit-bánya udvarán tervezett csarnok építésének bányászati<br />

feltételei<br />

30


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1989<br />

1990<br />

1991<br />

1992<br />

- Szakvélemény a Borsodi Hőerőmű Vállalat zagytere aláfejtésének várható<br />

következményeiről<br />

- Szakvélemény a SZOTE 410 ágyas klinikai tömb süllyedéseiről<br />

- Kőzetállapotok vizsgálata szeizmikus mérésekkel<br />

- Kőzetek repedezettségének, fellazulásának mérőszámai<br />

- A perkupai anhidrit-bánya felhagyásának feltételei<br />

- A Mány I/A. aknaüzem szállító- és lég- lejtősaknája biztosításának<br />

felülvizsgálata<br />

- A hévizi-tóforrás és a nyirádi bányavízemelés összefüggései I., II., III.<br />

- Szakvélemény a Bükkaljai Bányaüzem Szeles-Edelény akna területén<br />

tervezett IV. telepi aláfejtés várható külszíni követelményeiről<br />

- A márkushegyi lejtősakna – biztosítás tönkremenetelének vizsgálata<br />

- Az aláfejtett ormosbányai üzemtér beépíthetőségének feltételei<br />

- A Márkushegyi 71. sz. légvágat „Züblin” szakasza kőzetköpenyének<br />

minősítése és értékelése jöveszthetőség szempontjából<br />

- Földalatti tárolóterek kialakítása Pécs-Bányaüzem területén<br />

- Bükkaljai Bányaüzem Szeles IV. akna pilléreiben felhagyásra kerülő<br />

vágatok várható külszíni hatásai<br />

- Putnok Bányaüzem „M” mezeje vízveszély helyzetének elemzése régi<br />

műveletekben összegyűlt öregségi vizek figyelembevételével<br />

- Szakvélemény a Mátraterenye-Homokterenye Tóalja-külfejtés térségében<br />

bekövetkezett épületkárok okairól<br />

- Kőzetfellazulási és tömörödési folyamatok meredek dőlésű széntelepek<br />

omlasztásos fejtéseinél I., II.<br />

- Csehszlovák „K 24” jelű TH acél biztosítás laboratóriumi és elméleti<br />

vizsgálata<br />

- Hosszú élettartamú vágatok pilléreinek méretezése<br />

- Célszerű lefejtés kialakítása Mány I/A. aknán a jelenlegi fejtési technológia<br />

felülvizsgálata alapján<br />

- Pajzsbiztosítású főteszénomlasztásos fejtés kőzetmechanikai viszonyainak<br />

elemzése Mány I/A. aknán<br />

31


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1994<br />

1995<br />

1996.<br />

- Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken a korábbi fejtések által okozott<br />

felszínmozgások és a jövőben várható felszíni hatások prognosztizálása I.<br />

II.<br />

- Múcsonytól É-ra üzemtérig húzódó földgázellátást biztosító gázvezeték<br />

alábányászott nyomvonalának várható mozgásai<br />

- Dubicsány I. lejtősakna környezetének kőzetmechanikai elemzése és az<br />

akna végleges biztosításának méretezése<br />

- Oroszlányi épületkárok (Várdomb u.-i, Majk u.-i, Alkotmány u.-i<br />

lakóépületek) okainak elemzése.<br />

- A majkpusztai műemléki együttes környezetét érintő tervezett bányászati<br />

tevékenység várható hatásairól.<br />

- Ózd és térségét ellátó gázvezeték nyomvonalának vizsgálata korábbi<br />

aláfejtések várható hatásainak szempontjából.<br />

- A mélyművelésű és külfejtési tevékenység által okozott épületkárok<br />

lehetséges elkülönítése a Pécsbánya-i külfejtéstől K-re.<br />

- Talajmechanikai szakértői tanulmány Sajómercse község tömeges<br />

épületkárainak területéről.<br />

- Sajómercse tömeges épületkárainak elemzése.<br />

- Kőzetmechanikai vizsgálatok biztonságos üreg-pillér rendszer kialakítása<br />

érdekében Halimba III. üzem siklómezejében.<br />

- Ózd-Farkaslyuk belterületen középnyomású gázvezeték-hálózat vizsgálata<br />

a korábbi fejtések várható hatásainak szempontjából.<br />

- A mélyművelési és külfejtési tevékenység által okozott épületkárok<br />

lehetséges elkülönítése a Pécsbánya-i külfejtéstől K-re az újabb szeizmikus<br />

mérések eredményeinek felhasználásával.<br />

- Fenyőfő 2332. sz., 2333. sz., 2335. sz. fúrások rétegsorainak<br />

kőzetmechanikai kiértékelése.<br />

- Kazincbarcika Herbolya-Újtelep lakóházai és a környezet elvizesedésének<br />

vizsgálata.<br />

- Kőzetmechnaikai vizsgálatok biztonságos üreg-pillér rendszer kialakítása<br />

érdekében Halimba III. üzem IV-es siklómezejében<br />

- A Recski Ércbánya Vállalat földalatti létesítményeinek műszaki állapota<br />

32


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1997.<br />

- TH-acélíves fejtési vágatok állékonyságának növelési lehetőségei<br />

Putnokbányán<br />

- Zobák-Gesztenyés lakótelepen észlelt felszínmozgások elemzése.<br />

- Mecseki Ércbányászati Vállalat IV. légaknájának várható viselkedése<br />

vízelárasztás esetén<br />

- Terepalakulat állékonyságának geomechanikai vizsgálatai Zobák-<br />

Gesztenyés lakótelepen<br />

- Optimális tömedékelési technológia kialakítása a MÉV nagymélységű<br />

függőleges aknáinak tömedékeléséhez<br />

- A MÉV É-i tároló célszerű felhagyásának geomechanikai vizsgálatai.<br />

- Épületkárosodások és építésföldtani-geomechanikai körülmények<br />

kapcsolata Komló, Imre-, Új-, Béke-, Kakas-lakótelepeken<br />

- Bodai Aleurolit mintatestek triaxiális laboratóriumi mérési eredményeinek<br />

kiértékelése<br />

- Alfa-1 vágat kőzetköpenyében végzett szeizmikus terjedési sebességmérések<br />

eredményei<br />

- A geomechanikai és talajvíz körülmények feltárása és értékelése<br />

Pécsbányatelepen<br />

- A komlói altározó csilleforgalma által keltett rezgések jellemzői és<br />

lehetséges hatásai a környezetre<br />

- Alfa-1 vágat helyszíni és laboratóriumi kőzetmechanikai mérésekkel<br />

vizsgált kőzetköpenyének minősítése<br />

- A recski mélyszinti előfordulás- és kitermelésének néhány műszaki<br />

kérdéséről<br />

- A Karolina-külfejtés (Pécsbányatelep) mellett húzódó lakóterület<br />

szeizmikus terhelésének elemzése<br />

- Imola középnyomású földgázellátási nyomvonalának vizsgálata Ragály-<br />

Imola közötti területen felszínmozgások szempontjából.<br />

- A tapolcai tavasbarlang természetes vízháztartásának helyreállítási<br />

lehetősége<br />

- Bányászati és geomechanikai adatbázis Pécs környéki bányaüzemi<br />

területek térinformatikai rendszeréhez<br />

- Várható külszíni mozgáselemek Lyukóbánya V. mező fejtései fölött.<br />

- Nonel iniciálású robbantások szeizmikus sebességének értékelése<br />

Karolina-külfejtés környezetében<br />

- Széntelepek kőzetfizikai és gázdinamikai paramétereinek térbeli alakulása<br />

föléfejtéskor Zobák-bányán<br />

33


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

1998.<br />

1999.<br />

- Folyékony propán-bután gázok (LPG) földalatti tárolási lehetőségeinek<br />

kőzetmechanikai vonatkozásai<br />

- A tervezett nagybányaréti külfejtés környezeti hatásvizsgálatának<br />

geotechnikai és műveléstechnológiai megalapozása<br />

- TH acélívekkel biztosított vágatok tönkremenetelének okai Zobák-bányán<br />

- Kazincbarcika, Ádám-völgyi meddőhányó mozgásának okai és a<br />

kárelhárítás lehetőségei<br />

- Kővágószőlős és Cserkút térsége földgázellátásának bányakár-szakértői<br />

tanulmánya<br />

- A MÉV nagymélységű aknáira kidolgozott tömedékelési technológia<br />

alkalmazásának feltételei<br />

- Rózsaszentmárton Béke u. és környezete épületkárosodásainak<br />

geomechanikai vizsgálatai és értékelése<br />

- „Pécs-Mecsekszabolcs” bányatelken észlelhető felszínemelkedések és<br />

vizesedési jelenségek értékelése és prognosztizálása<br />

- Fenyőfő I. bauxit lencse szintomlasztásos művelése során kialakított<br />

üregek tönkremeneteli vizsgálata<br />

- Miskolc-Erenyő-Kelet beépíthetőségének bányakár-szakértői véleménye<br />

- Részleges védőpillér lefejtési lehetősége Úrkút I. és II. aknáknál.<br />

- Ajka-Padragkút külterületén tervezett gáztüzelésű erőmű bányakárvédelmi<br />

szakvéleménye<br />

- Szeizmikus mérések és értékelés alfa-1 vágatban új robbantási<br />

technológiával kihajtott szakaszon<br />

- Zobák-bánya bezárásának környezetre gyakorolt várható mechanikai<br />

hatásai<br />

- Mecsekérc RT É-i bányaüzemeinek vízfeltöltődéseivel várható<br />

geomechanikai változások az üregek környezetében és a külszínen<br />

- A Vértesi Erőmű Rt. Oroszlány XX-as aknák védőpillére tervezett<br />

részleges gyengítésének várható hatásai az aknaudvari létesítményekre<br />

- A Recsk I., II. aknák lezárása az üzem szüneteltetésének időszakára<br />

(koncepció terv)<br />

- Recsk I., II. aknák lezárása kialakításának terve az üzem szüneteltetésének<br />

időszakára<br />

34


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

2000.<br />

2001.<br />

2002.<br />

- Rózsaszentmártoni épületkárosodások geomechanikai vizsgálatai és<br />

értékelése<br />

- Lefejtett területek lehetséges utóhatásainak geomechanikai vizsgálatai és<br />

értékelése Salgótarján területén<br />

- Eger-Felnémet OMYA Kft. mészkőbányája kitakarással készülő alagút<br />

bevágás rézsűfalainak és szállítási útvonal rézsűinek vizsgálata<br />

- Rózsaszentmártoni épületkárosodások okainak meghatározása<br />

- Mezőzombor Disznó-kő pincerendszer műszak állapota<br />

- Karolina-külfejtés generál rézsűinek állékonyság vizsgálata<br />

- Zobák-bányai fejtések által előidézett kőzetmozgások a komlói<br />

andezitbánya területén<br />

- A komlói andezit-bánya területén végzett robbantások szeizmikus hatásai a<br />

környezetben<br />

- Tokaj, Dózsa Gy. u. 1. sz. alatti ingatlanhoz tartozó fő pinceág műszaki<br />

értékelése, megerősítési javaslatok<br />

- Épületkár okok vizsgálata Pécsábnyatelepen újabb mérési eredmények<br />

alapján<br />

- Külszíni mérési-ellenőrző megfigyelő rendszer kialakítása a<br />

MECSEKÉRC Rt. bányatelkein<br />

- A komlói-altározó beépített környezetének állapot vizsgálata<br />

- Épületkárosodások vizsgálata Felsőnyárád község belterületén<br />

- Épületkárosodások vizsgálata Királd község belterületén<br />

- Komló, Gesztenyés-lakótelep korábbi és jelenlegi felszínmozgásai és az<br />

épületkárok okai<br />

- Az Ádámvölgyi-meddőhányó tájrendezési munkáinak véleményezése<br />

- Miskolc, Jégvirág, Búzavirág, Orgona, Rózsa, Tulipán, Liliom, Szegfű,<br />

Akácvirág utcák középnyomású gázelosztó vezeték nyomvonalának<br />

vizsgálata aláfejtés hatásainak szempontjából<br />

- Talajmozgások- és épületkárosodások (Pécs, Debreceni M. u. 21. sz.,<br />

Flórián u. 1-2. sz.) okainak vizsgálata Karolina külfejtés K-i<br />

határrézsűjének környezetében<br />

- Halimba III. bányaüzem DNY-i bányamező művelésénél előálló<br />

kőzetmozgások hatáselemzése<br />

35


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

2003.<br />

2004.<br />

- Komló, Gesztenyés-lakótelep talajmozgásainak ok-okozati összefüggései<br />

- Felszínmozgás megfigyelések (2001-2002) értékelése Zobák, Gesztenyéslakótelepen<br />

és annak környezetében<br />

- Szelim-barlang (Tatabánya) állapotának, állékonyságának<br />

kőzetmechanikai vizsgálatai<br />

- A jövőben várható bányakárok és költségeik prognosztizálása „Komló-<br />

Zobák-Kőszén” bányatelken<br />

- Karolina-külfejtés DK-i határrézsűjénél kialakult rézsű- és terepmozgások<br />

geomechanikai vizsgálati<br />

- Komlói altáró építésének és üzemeltetésének lehetséges külszíni hatásai<br />

- Komló, Gesztenyés-lakótelep épületkárosodásainak hatásvizsgálata<br />

- Pécs-Vasas D-i meddőhányó tájrendezési tervének felülvizsgálata<br />

- Halimba III. bányaüzem fejtései fölött kialakult tavak bányavízveszélyének<br />

vizsgálata<br />

- A kőzettest (kőzetmasszivum) geomechanikai minősítési módszerei.<br />

- Miskolc, Liszkay G. utca és környezete épületkárainak vizsgálatai<br />

- Bányakárok lehetőségének vizsgálatai Múcsony-községben I., II.<br />

- Pereces, Liszkay u. és környezetének terepmozgás vizsgálatai 2003-ban<br />

- BORSODCHEM Rt. klórüzem telepítési helye alatti terület<br />

tömedékelésének zárójelentése<br />

- A földalatti üregek tervezésének geomechanikai alapjai I., II.<br />

- BORSODCHEM Rt. klór-üzem telepítési helyének tömedékelési<br />

tanulmányterve<br />

- Pécs-Vasas kiegyenlítő vízierőmű koncepció tervének geomechanikai<br />

kérdései<br />

- Autópálya töltés-test (M 30, „A” ág 9+235 km – „F” ág 0+050 km)<br />

vizesedésének vizsgálata<br />

- Mátraverebély-Szentkút remetebarlang-üregek állékonyságának<br />

felülvizsgálata<br />

- Zagytéri Pernye (Tiszaújváros-DEPÓ) töltésépítési célú alkalmassági<br />

vizsgálatai<br />

36


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

2005.<br />

2006.<br />

2007.<br />

- Zagytéri pernye-homok keverékek töltésépítési célú alkalmassági<br />

vizsgálatai<br />

- A felhagyott Pécs-Vasas É-i külfejtés rézsűi állékonyságának biztonsága I.,<br />

II.<br />

- Béres Szőlőbirtok és Pincészet Kft. tulajdonában álló pincerendszer<br />

vizesedésének vizsgálata (Erdőbénye, Lőcsetanya területén)<br />

- Pincerendszer állékonyságának felülvizsgálata (Béres Szőlőbirtok és<br />

Pincészet Kft. Erdőbénye telephelyen)<br />

- Vízkizáráshoz alkalmazható injektáló-anyag keverékek laboratóriumi<br />

vizsgálatai<br />

- Pereces, Liszkay u. és környezetének terepmozgás vizsgálatai 2004-ben<br />

- Laboratóriumi kísérletek Ózd, Brassói úti salakhányó építési terület<br />

felszíni stabilizálásához<br />

- Pincerendszer felszíni- és talajvíz elleni védelmének földművei<br />

(Erdőbénye, Lőcsetanya)<br />

- Pincerendszer vizesedésének elhárítási munkái (Erdőbénye, Lőcsetanya)<br />

- Az É-i Táró (Mecsek-Öko) felhagyásának felülvizsgálata<br />

- Felszínmozgás monitoring felülvizsgálata a korábbi uránérc bányászat<br />

bányatelkein<br />

- „Vasas”-bányatelek bányászati szakvéleményezése a bányatelek törléséhez<br />

- Pécsbánya-Karolina külfejtés felhagyott és tájrendezett rézsűinek<br />

állékonyság vizsgálata<br />

- Töltés tömöríthetőség-tömörség vizsgálatok eredményei Egerszalók<br />

szálloda építésnél<br />

- Szivattyús energia tározó előzetes megvalósíthatósági tanulmány<br />

(telephely: Verőce-Magyarkút) egyes fejezeteinek véleményezése<br />

- Kazán terület (BC Zrt.) tömedékelési tervének véleményezése<br />

- HYCO-3 terület (BC Zrt.) tömedékelési tervének véleményezése<br />

- Laboratory testing and evaluation of results of rock samples from TXM oil<br />

and gas exploration Ltd.<br />

- Szivattyús energia tározó előzetes megvalósíthatósági tanulmány<br />

(Telephely: „Paks”) – egyes fejezetei<br />

37


Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága<br />

2008.<br />

2009.<br />

2010.<br />

2011.<br />

- Szivattyús energia tározó előzetes megvalósíthatósági tanulmány<br />

(Telephely: „Sima”/Zemplén) egyes fejezeteinek véleményezése<br />

- HYCO-3 terület (BC Zrt.) tömedékelésének zárójelentése<br />

- Kazán terület (BC Zrt.) tömedékelésének zárójelentése<br />

- Kőzetmechanikai elemzések a Nyírádi bauxitbányászat területén<br />

- A hidraulikus repesztés (Hydraulic Fracture) kőzetmechanikája<br />

- A Csabrendek-Nagytárkány környéki felszínmozgás jelenségek vizsgálata<br />

I., II.<br />

- Felszínmozgások komplex vizsgálata „Pécs-Mecsekszabolcs” bányatelken<br />

- Kőzet-tönkremeneteli kritériumok – laboratóriumi mérések<br />

- Bányászati tevékenységgel összefüggő felszínmozgások komplex<br />

vizsgálata Farkaslyuk község belterületén<br />

- Bányászati tevékenységgel összefüggő felszínmozgások komplex<br />

vizsgálata Kazár község belterületén<br />

- Kazincbarcika-Felsőbarcika városrész talajvízszint emelkedéséből adódó<br />

vizesedésének vizsgálata<br />

- Halimba-IV. bányatelek süllyedék-tavai aláfejtésének feltételei<br />

- A Felsőhámori alagút-bővítés lehetőségei<br />

- Bányászati tevékenységgel összefüggő felszínmozgások komplex<br />

vizsgálata Felsőnyárád község belterületén<br />

- Bükkszentlászló, Fő u 149-165. sz. alatti ingatlanok mögötti hegyoldal<br />

csúszásának vizsgálata<br />

- Miskolc, Pacsirta u. 18-40. sz. környezetének geomechanikai vizsgálata<br />

- Bányászati tevékenységgel összefüggő felszínmozgások komplex<br />

vizsgálata Dudar község belterületén<br />

- Bányászati tevékenységgel összefüggő felszínmozgások komplex<br />

vizsgálata Rózsaszentmárton belterületén<br />

38


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.39-64.<br />

CSAKNEM ÖTVEN ÉV A KŐZETMECHANIKA-<br />

GEOMECHANIKA KUTATÁSÁNAK ÉS<br />

OKTATÁSÁNAK SZOLGÁLATÁBAN (1965-2011)<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

egyetemi tanár<br />

Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtszs@uni-miskolc.hu<br />

1. Előzmények<br />

1965-ben szereztem bányaművelőmérnöki oklevelet a Nehézipari Műszaki<br />

Egyetem Bányamérnöki Karán. Az Egyetem társadalmi ösztöndíjasaként meghívás<br />

alapján 1965. július 1-től a Bányaműveléstani Tanszéken kezdtem dolgozni<br />

(tanszékvezető: Zambó János professzor). Szabad választásom volt abban, hogy a<br />

tanszéken az akkor oktatott és kutatott diszciplínák közül melyik mellett döntök, a<br />

Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek témakört választottam. Pedig mint hallgató a<br />

valószínűségszámítás és alkalmazása témakörben dolgoztam a tudományos<br />

diákkörben Pethő Szilveszter professzor irányításával. Diplomatervem<br />

bányaszellőztetésről és metánrétegződésről szólt.<br />

A Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek c. tantárgy akkori előadója és a<br />

kutatások irányítója Richter Richárd nemzetközi hírű professzor volt, aki a tantárgy<br />

oktatását még Sopronban Esztó Péter professzortól, a magyar kőzetmechanikai<br />

kutatás elindítójától vette át.<br />

2. A kezdetek (1965-68)<br />

Richter professzor akkoriban (1960-as évek) főleg rugalmasságtani<br />

vizsgálatokkal foglalkozott a kőzetmechanikában. Ezen belül bányaüregek körüli<br />

feszültségállapotokkal, biztosítószerkezetek mechanikájával, a kőzet és<br />

biztosítószerkezet együttdolgozásával, kőzethorgonyos (kőzetcsavaros)<br />

üregbiztosítás működésével. Az én kutatási területemet ezektől a tématerületektől<br />

távol, az aláfejtett külszín mozgásai – bányakárok témakörben jelölte ki. Ehhez<br />

elöljáróban mintegy 25 kg orosz, angol, német, lengyel nyelvű irodalmat bocsátott<br />

rendelkezésemre. Magyarul Martos: „Bányakártan” c. jegyzete (1965) állt<br />

rendelkezésemre.<br />

A felszíni kőzetmozgás-probléma egyidős a mélybányászattal, már a XV.<br />

században voltak felszíni kőzetmozgások miatt bányakár perek Angliában. Ezt a<br />

39


Dr. Somosvári Zsolt<br />

témát aztán külföldön és hazánkban is geodéták-bányamérők művelték. A<br />

felszínmozgásokat, főleg a süllyedéseket mérték és statisztikai feldolgozás alapján<br />

igyekeztek választ adni a mozgások törvényszerűségeire. Richter professzor<br />

felfogása szerint a kőzetmozgás, kőzetdeformáció kőzetmechanikai fogalom, ezért<br />

mechanikai alapokon kell vizsgálni. „Fiatalember, ez lesz az ön feladata” – mondta<br />

1965 nyarán.<br />

Megbeszéltük, hogy egy olyan mechanikai modellt, ill. kőzetmozgás<br />

összefüggéseket kellene összehozni, amelyek minden lényeges hatótényezőt<br />

tartalmaznak, kőzetmechanikai paramétereket is, de nem túl bonyolultak azért,<br />

hogy a gyakorlat tudja alkalmazni. Ezen túlmenően a felszínmozgás-mérésekkel is<br />

megfelelő korrelációban legyenek az eredmények. Szép, nekem tetsző feladat volt,<br />

de akkor még(1965 nyara) fogalmam sem volt arról, hogyan lehet ezt megoldani.<br />

Hamarosan azonban sikerült az elképzeléseknek megfelelően eredményre<br />

jutnom, már 1966-tól díjazásban részesültek az NME rektora által kiírt<br />

pályázatokra benyújtott kőzetmozgások, a kőzetmozgások időfolyamata,<br />

védőpillérméretezés, határszög témakörű tanulmányaim. Ezek a pályamunkák<br />

kőzetmechanikai alapokon, minden lényeges hatótényező (kőzetparaméterek, a<br />

lefejtett terület méretei, telepvastagság, telepmélység) figyelembevételével<br />

tárgyalták a kőzetmozgásokat közel szintes településnél. A függvények lehetővé<br />

tették a feladat térbeli megoldását, a szokásos 5 db mozgáselem kiszámítását<br />

bármely felszíni pontban, x, y, z irányban. Az időfüggvény – amely a Kelvin-féle<br />

reológiai modellen alapult – lehetővé tette a mozgásokat folyamatukban leírni, a<br />

főmozgások időtartamát meghatározni. A levezetett összefüggések lehetővé tették<br />

a fedüösszlet minőségének, valamint a telepmélység, a lefejtett telepvastagság<br />

függvényében a külszíni létesítmények és aknák védőpilléreinek méretezését is. Az<br />

összefüggések a magyar szénmedencék mindegyikében alkalmazhatók voltak a<br />

mecseki kivételével.<br />

1966-ban aztán egyetemi doktori disszertáció készült a témakörben „Az<br />

aláfejtett külszín süllyedésfolyamatának analízise közel szintes településnél”<br />

címmel, amely 1967-ben megvédésre került.<br />

1967-től kezdtem a Bányászati Lapokban rendszeresen publikálni és<br />

konferenciákon előadásokat tartani a kőzetmozgás-bányakár témakörben.<br />

Az 1965-68-as időszak a kutatás szempontjából igen termékeny időszaknak<br />

bizonyult. Az oktatásban abban az időben bányaműveléstani gyakorlatokat<br />

vezettem, mert erre volt szükség a tanszéken.<br />

3. A kutatási terület szélesedése (1968-71)<br />

1968-71-es időszakban Richter professzor a Bányamérnöki Kar dékánja volt.<br />

A dékáni munka annyira lekötötte, hogy lényegesen kevesebbet tudott foglalkozni<br />

az akkor szép számú ipari kutatási feladattal, így azok egy része rám hárult és a<br />

40


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

kőzetmozgás-bányakár téma mellett más kőzetmechanikai témával is foglalkozni<br />

kényszerültem. Ezért lényegesen bővültek kőzetmechanikai ismereteim, sokat<br />

jártam a bányákat, gyakorlati tapasztalatokat gyűjtöttem, fejlődtek ipari<br />

kapcsolataim.<br />

1968-ban felkérést kaptunk dr. Ormos Károlytól a Mecseki Szénbányák<br />

akkori bányamérési osztályvezetőjétől, hogy a kőzetmozgások számítását<br />

fejlesszük tovább meredek dőlésű telepek fölötti kőzetmozgások számítására is.<br />

Ez a feladat a korábbi szimmetrikus feladathoz képest sokkal bonyolultabb<br />

volt, mert aszimmetrikus mozgásmező meghatározását jelentette és itt igen<br />

lényeges a szerepe az anizotrópiának is. Előbb bizonyítottam, hogy a szuperpozíció<br />

elve alkalmazható, s így a továbbiakban már nem is volt olyan nehéz a megoldás.<br />

1971-re megvalósult „az aláfejtett fedüösszlet meghatározására dőlt településnél”<br />

program, a témában 1971-ben a rektori pályázatra benyújtott pályamunkám<br />

díjazásban részesült. A Mecseki Szénbányáktól aztán sorra kaptuk a gyakorlati<br />

feladatokat. Pl. foglalkoztunk István I-II. akna védőpillér csökkentésének<br />

várható külszíni hatásaival, Kossuth I-II. aknák várható mozgásainak<br />

meghatározásával, Zobák diagonális akna pillérében történő művelés<br />

lehetőségeinek vizsgálatával, Kossuth IV. akna várható mozgásaival, István<br />

III. akna telepítésének kőzetmechanikai kritériumaival, bányakárok<br />

lehetőségével Pécs-bányaüzem nyugati bányamezeje fölött, a komlói<br />

meredek dőlésű teleprészek aláfejtési lehetőségeivel, Rücker-akna<br />

védőpillére mellett tervezett fejtések hatásaival az aknára és az aknaudvari<br />

létesítményekre, a vasasi aknapár várható elferdülésével, Zobák diagonál<br />

akna várható elferdülésével, Béta-bányaüzem X. szintje fölötti aláfejtett<br />

szénvagyon lefejthetőségének kőzetmechanikai vizsgálatával.<br />

1969. jan. 1-én három éves együttműködési szerződést kötött a<br />

Bányaműveléstani Tanszék a Mecseki Szénbányákkal. A tanszék vállalta, hogy<br />

irányelveket dolgoz ki a Mecseki Szénbányák kőzetmozgás méréseinek<br />

telepítésére,<br />

részt vesz a megfigyelések értékelésében,<br />

a Mecseki Szénbányák Vállalat kőzetmozgás problémáit kutatásainak<br />

előterébe helyezi,<br />

rendszeresen tájékoztatja a Vállalatot kutatási eredményeiről,<br />

részt vesz a Vállalat által szervezett konzultációkon és segítséget nyújt<br />

kőzetmozgási problémák megoldására.<br />

A tanszék továbbá vállalta, kutatásait úgy irányítja, hogy módjában legyen a<br />

Vállalat érdekei szerint az alábbi feladatokat ipari kutatás keretében megoldani:<br />

Dőlt telepekhez tartozó mozgásmező meghatározása.<br />

41


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Védőpillérek méretezésének kritikája dőlt telepek esetén.<br />

Védőpillérek lefejthetőségének vizsgálata dőlt telepek esetén.<br />

A részleteket, az időütemezést kutatási szerződésben rögzítettük. Az utolsó<br />

kutatási jelentésnek 1971. dec. 31-ig kellett elkészülnie és el is készült. Késésről<br />

nem lehetett szó, mivel a szerződést Zambó János professzor írta alá.<br />

1969. december 1-én a zobáki szállítóakna továbbmélyítése közben szörnyű<br />

baleset történt. Az aknatalpon nagyerejű kőzet- és gázkitörés következett be, a<br />

felszabaduló nagymennyiségű metán megfordította a bányában a légáramlás<br />

irányát, sújtólégrobbanás történt, amely sok halálos áldozatot követelt. Az OBF a<br />

Bányaműveléstani Tanszéket bízta meg a baleset vizsgálatával, az elemző munkát<br />

Richter professzor irányította (1970). Magam is tevékeny részese voltam a<br />

vizsgálatoknak. A baleset után külön OBF engedéllyel a bányában a törmelék által<br />

kihordott, elgörbített, összegyűrt aknavasakat a bányában mértem, fényképeztem,<br />

hogy a deformációkból következtetni tudjunk a kitörés hatalmas energiájára. A<br />

baleset vizsgálata kapcsán áttekintettem a kőzet- és gázkitörések akkor<br />

rendelkezésre álló irodalmát és azt tapasztaltam, hogy a kitörésekkel igen sok<br />

publikáció foglalkozik, de mint geomechanikai jelenséggel (a kőzet-gáz rendszer<br />

mechanikai tönkremenetelével) az irodalom nem foglalkozik. Érlelődött az<br />

elhatározás bennem, hogy elkezdek ezzel a témakörrel is foglalkozni. Azonban<br />

ekkor még erre nem voltam eléggé felkészült. Később (1972-) a Visonta környéki<br />

rétegvíz-megcsapolás által okozott felszínsüllyedések (kőzetvíz-rendszer)<br />

vizsgálatai után lettem felkészültebb.<br />

4. Új helyzet, új feladatok (1971-79)<br />

1971-ben ismét változás következett életemben, Richter professzor a<br />

Földtan-Teleptani Tanszék vezetője (1971-78) lett azzal a céllal, hogy műszaki<br />

irányba fejlessze tovább a tanszéket. A Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek c.<br />

tantárgy laboratóriumával – velem együtt – a Földtanra került. Itt lényegesen<br />

változtak oktatási feladataim. Bevezettük a „Kőzetmozgások”, „Bányakárok”,<br />

„Földművek” tantárgyakat, amely tantárgyak előadója és gyakorlatvezetője lettem.<br />

A mechanikai modellanalízissel levezetett kőzetmozgás összefüggéseimet,<br />

amelyek a BKL Bányászatban már 1969-1972-ben publikálásra kerültek nemcsak<br />

mi alkalmaztuk, hanem a bányavállalatoknál is elkezdték alkalmazni. 1973-ban a<br />

Tatabányai Szénbányák Műszaki-Gazdasági Közleményeiben (3-4. szám) Farmasi<br />

József okl. bányamérnök tollából megjelent a „Külszíni mozgások vizsgálata a XV.<br />

bányaüzem falu alatti pillérénél” c. cikk, amely dekralálja, hogy a Somosvári által<br />

levezetett összefüggések alkalmazását mutatja be egy konkrét vizsgálat kapcsán. A<br />

számításokat mérési eredményekkel hasonlítja össze és az időfolyamat leírása<br />

vonatkozásában is megállapítja „A számított és mért süllyedési értékek alapján<br />

megállapíthatjuk, hogy a számított értékek jól megközelítik a valóságosat, …”. A<br />

42


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

Tatabányai Szénbányáknál dr. Ládai Tamás okl. bányamérnök számítógépre tette a<br />

kőzetmozgás összefüggéseimet, a Borsodi Szénbányáknál Kőhalmy Gábor<br />

bányamérési osztályvezető alkalmazta.<br />

A kimunkált kőzetmozgás-függvények segítségével igen sok és sokfajta<br />

feladatot oldottunk meg a szénbányászati vállalatoknál és különösen a Mecseki<br />

Szénbányáknál. A sok gyakorlati feladat megoldása közben tesztelt módszerből<br />

aztán 1973-ban „Aláfejtett (közel szintes településű) fedüösszlet mozgásmezejének<br />

meghatározása” c. kandidátusi disszertáció született, amely 1974-ben megvédésre<br />

került.<br />

Különösen hasznosnak bizonyult a kőzetmozgás témában egy rövid képlet,<br />

amely a határszöget, hatástávolságot írja le minden lényeges hatótényező<br />

függvényében. Régebben azt gondolták – még az 1965-ben megjelent, Martos:<br />

„Bányakártan” c. egyetemi jegyzet is ezt írja -, hogy a határszög kizárólag a<br />

fedükőzetek minőségének, szilárdságának függvénye. A mechanikai modell<br />

alapján levezetett képlet viszont azt mutatja, hogy lényeges, sőt döntő befolyása<br />

van a lefejtett telepvastagságnak is. Ezért történhetett meg a több mint 100 éves<br />

mecseki szénbányászatban, hogy a kezdetekben 2 m lefejtett telepvastagsághoz<br />

tartozó, mérésekkel meghatározott határszög 65-70° körüli értékről a későbbi 25 m<br />

lefejtett össztelepvastagságnál 28°-ra csökkent. Ez volt az oka a határszöggel<br />

kijelölt aknavédő-pillérek későbbi elégtelenségének, számos függőleges akna<br />

mozgásának, elferdülésének. A határszög-képlet a fent leírt, korábban<br />

megmagyarázhatatlan jelenséget magyarázhatóvá, kezelhetővé tette.<br />

A határszög probléma a bányatelkek kijelölésénél is jelentkezett a Mecseki<br />

Szénbányáknál. A korábban meredekebb határszöggel kijelölt kisebb<br />

bányatelkeken túlnyúltak a kialakult süllyedési horpák. Így a felszínmozgások –<br />

nem tervezett módon – beépített területeket érintettek, ahol bányakárok<br />

keletkeztek.<br />

Komoly mérnöki felkészültséget feltételező munka volt a padragi „templompillér<br />

lefejthetőségének vizsgálata (1973-74). A református templomot és a<br />

környező lakóépületeket védőpillér védte, amely 4 művelhető telepben (II, III, IV,<br />

VI) komoly mennyiségű szénvagyont kötött le. A Középdunántúli Szénbányák az<br />

építmények megerősítése mellett le kívánta fejteni mind a 4 telepben a védőpillért.<br />

A megerősítési terveket a BÁNYATERV készítette.<br />

A különlegessége az aláfejtési problémának az volt, hogy a fedüösszletben<br />

egy 120 m (67 %) vastag mészkőpad foglalt helyet, ezért a fedüösszlet keményrideg<br />

fedüösszletnek minősült. Ez pedig a lágynak minősülő fedüösszlethez képest<br />

– amely általában a magyar szénbányászatot jellemezte – aláfejtéskor jóval<br />

nagyobb felszíni deformációkat (megnyúlásokat) eredményez.<br />

43


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Aggodalomra adott okot, hogy a szomszédos Jókai-bánya É-i bányamezeje<br />

fölött korábban aláfejtéskor a mezőn hatalmas lezökkenések, külszíni törésvonalak<br />

voltak tapasztalhatók, mert a mészkőpad egy vető mentén elnyíródott. Először ezt a<br />

jelenséget vizsgáltam meg, kiszámítottam az aláfejtés hatására a mészkőpadban<br />

megjelenő járulékos feszültségeket, meghatároztam a törés (elnyíródás) feltételeit.<br />

Megállapítottam, hogy a tervezett aláfejtéskor a „templom pillérben” a mészkőpad<br />

elnyíródása nem következhet be. Ez tehát nem volt akadálya az aláfejtésnek.<br />

Vizsgáltam a lakóépületek és templom várható károsodásának mértékét és<br />

megállapítottam, hogy az eredetileg II-III-IV-VI telepek lefejtéséhez tervezett<br />

épületmegerősítések csak II-III telepek lefejtésénél nyújtanak megfelelő védelmet.<br />

Ezért a IV-VI telepek lefejtését nem javasoltam. A IV-VI. telep lefejtésére nem is<br />

került sor.<br />

Az építményeket egyenként vizsgáltam. Számítottam a mozgáselemek<br />

alapján az alaptestek alatti csúsztató feszültségeket, az alaptestben keletkező<br />

húzóerőket. Összehasonlítottam az alaptest mellé épített vasbeton koszorúk által<br />

felvehető húzóerőkkel a várható húróerőket és megállapítottam, hogy mindegyik<br />

megerősített épület megfelel a II-III telep lefejtéséhez. A lefejtés minden nagyobb<br />

baj nélkül végbement.<br />

1982-ben Padrag falu alatti széntelepek (II-III-IV-VI) lefejtési lehetőségeit<br />

vizsgáltam. Ennek keretében a már lefejtett „templom-pillér” mért<br />

felszínmozgásait (süllyedéseit) elemeztem. A süllyedésmérések kimutatták, hogy<br />

az áthajló, vastag (120 m), rideg mészkőpad a fejtési peremen túl kis<br />

felszínemelkedést eredményezett. Rideg fedükőzeteknél ilyen jelenségre számítani<br />

lehet.<br />

A falu aláfejthetőségét több változatban vizsgáltam:<br />

omlasztásos fejtésekkel,<br />

omlasztásos fejtésekkel, visszahagyott pillérekkel (részleges lefejtés),<br />

tömedékeléses fejtésekkel,<br />

tömedékeléses fejtésekkel, visszahagyott pillérekkel (részleges lefejtés).<br />

A kutatási jelentést Zambó János tanszékvezető írta alá. Érdemes idézni az<br />

utolsó általa fogalmazott bekezdést: „A jelentésben foglalt eredmények megadják<br />

azokat a vizsgálati irányokat, amelyek a pillér csökkentését, ill. részleges lefejtését<br />

érintő végleges döntés előkészítését megalapozhatják.”<br />

1972-ben elkezdtem foglalkozni a vízszintsüllyesztés által előidézett<br />

felszínsüllyedésekkel a visontai külfejtés környezetében. Korábban a külfejtés<br />

tervezésénél nem számoltak azzal, hogy a rétegek víztelenítése<br />

felszínsüllyedéseket, bányakárokat fog a környezetben előidézni. A probléma a<br />

kőzet-víz rendszer geomechanikai vizsgálatát igényli. A felszínsüllyedések időben<br />

mennek végbe, így az időfolyamattal is foglalkoznom kellett. Végül a mérési<br />

eredményekkel jól korreláló megoldásra jutottam (1973-78). A kimunkált<br />

44


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

összefüggések alkalmazhatók a fluidumbányászatban is, mert a termelésnél<br />

bekövetkezett pórusnyomás (telepnyomás) csökkenés felszínsüllyedéseket okoz. A<br />

kőzet-víz rendszer geomechanikai kezelése laza kőzetekben aztán megkönnyítette a<br />

dolgomat a kőzet-gáz rendszer kezelését illetően összeálló kőzetben.<br />

1976-ban a Földtan-Teleptani Tanszéken bevezettük a Geomechanika c.<br />

tárgy oktatását, amely tárgy programjának összeállítója és előadója lettem. A tárgy<br />

aztán államvizsga tárgy lett, ma is oktatom.<br />

A geomechanika alapja a kőzetmechanika és talajmechanika egységes<br />

szemléletben, de annyival több ezeknél, hogy a pórusokban elhelyezkedő víz, olaj,<br />

gáz nyomásának hatásait is számításba veszi, valamint az összeálló, szilárd kőzetek<br />

„in situ” természetes állapotának repedésrendszereit, az anizotrópiát mennyiségi és<br />

minőségi értelemben is kezelni tudja. A geomechanika alkalmazásával a gyakorlati<br />

feladatok szélesebb köre oldható meg a hatótényezők nagyobb számának<br />

figyelembevételével. A kőzet- és gázkitörések témakör is ide tartozik.<br />

Érdekes ügy adódott 1974-75-ben, amikor mecseki uránbányászat védőpillérméretezésével<br />

foglalkoztam. A probléma az volt, hogy az akkor használatos,<br />

hatóság által engedélyezett akna-védőpillér számítási módszerrel a nagy mélységű<br />

(800 m) függőleges aknáknál olyan védőpillér-méret adódott, amely csaknem az<br />

egész aknamezőt lefedte, így uránérc lefejtésére alig lett volna lehetőség.<br />

Az uránbányászatot teljes titoktartás övezte akkor, írásban nem<br />

szolgáltathattak adatokat. Mátrai Árpád akkori főmérnök nagy nehezen egy<br />

konzultáció keretében elárulta, hogy lencsés előfordulásról van szó, igen kemény<br />

(homokkő) a kőzetkörnyezet és a lencsék lefejtése csak részben történik meg, sok a<br />

bentmaradt pillér. Ezek a körülmények egészen mások mint a szénbányászatban.<br />

A felvázolt körülmények alapján aztán egy teljesen új védőpillérméretezési<br />

módszert dolgoztam ki, amely 50 m-re mérsékelte az aknavédőpillér sugarát a<br />

korábban tervezett 450 m helyett. A KBF engedélyezte a szokatlanul kisebb<br />

védőpillért azzal a feltétellel, hogy érzékeny műszerrel folyamatosan mérik a<br />

kőzetfalakon a deformációkat. Ezt a feltételt a Cég teljesítette, így megvalósultak a<br />

tervezett védőpillérek, amelyek bezárásáig kiszolgálták az uránbányászatot.<br />

Az 1970-es évek végén tanszékünk (Földtan-Teleptan) bekapcsolódott az<br />

egri pinceüreg problémák hatástalanítása programjába. Az üreg megtartásánál a<br />

kőzethorgonyzást, az üreg megszüntetésénél a rétegzett hidraulikus homoktömedékelés<br />

alkalmazását javasoltuk. Sok pinceüreg került így terveink szerint<br />

hatástalanításra Egerben. A munkákból aztán szabadalom és díjazott országos<br />

pályázat lett.<br />

1977-ben egyetemi docens lettem. 1978-ban a Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek<br />

és a Geomechanika tárgykörök a Bányaműveléstani Tanszékre<br />

kerültek, Richter professzor 1979-ben elhunyt. Ettől kezdve én tartottam mindkét<br />

45


Dr. Somosvári Zsolt<br />

tárgy előadásait és irányítottam ill. végeztem, változó segítséggel a két tárgyhoz<br />

kapcsolódó kutatásokat egészen napjainkig.<br />

1979-től már számos publikációban foglalkoztam a kőzet- és gázkitörések<br />

mechanikai összefüggéseivel. Általában foglalkoztam a kőzet- és gázkitörésekkel,<br />

hiszen só-CO 2 kitörések, homokkő-CH 4 kitörések és szén-CH 4 kitörések léteznek.<br />

A Mecseki Szénbányák szén-CH 4 kitörésveszéllyel küzdött, ezért az ottani<br />

tapasztalatokat teljeskörűen igyekeztem megismerni és beépíteni az új<br />

kitöréselméletbe.<br />

A Mecseki Szénbányáknál a sújtólégrobbanás, a szénporrobanás a kőzet- és<br />

gázkitörés kérdéseivel a Kutatási Osztály foglalkozott, amelynek vezetője dr.<br />

Szirtes Lajos a műszaki tudomány kandidátusa volt. Nevezett az üzemi<br />

tapasztalatok alapján kitűnő könyvet írt (1971) „Szén- és gázkitörések lekűzdése”<br />

címmel. Részben ebből a könyvből szereztem ismereteimet a szén-metán<br />

kitörésekről, másrészt kitörés ügyekben sokszor előfordultam a Kutatási Osztályon<br />

és sokat konzultáltam Nyers József, akkor fiatal bányamérnök kollégával. Így<br />

minden, a legújabb gyakorlati tapasztalatot is megismerhettem. Ez igen fontos volt<br />

az új kitöréselméletem kontrollja szempontjából. Dr. Nyers József kollégával<br />

később mint a Pécsi Erőmű Rt mérnökével igen sok kőzetmechanikaigeomechanikai<br />

probléma megoldásában dolgoztam együtt.<br />

A kitörésveszély alapja a pórusgáznyomás kőzetszilárdságot csökkentő<br />

hatása. Ez a hatás pontosan leírható és laboratóriumi mérsekkel kimutatható.<br />

Korábban ezzel a hatással a kőzet- és gázkitörések kutatása során nem<br />

foglalkoztak. A kőzetmechanikai laboratóriumunkban Németh Alajos adjunktus<br />

közreműködésével pécsi szénmintákon gáznyomásos (levegőnyomásos) térben<br />

egytengelyű nyomóvizsgálatokat végeztünk (1983). Kimutattuk, hogy a mecseki<br />

töredezett, repedezett szén egytengelyű nyomószilárdsága , rugalmassági<br />

modulusa, kis gáznyomásoknál (0-6 bar) is igen érzékenyen csökken a nyomás<br />

növekedésével. A kitöréselmélet alapjait tehát kísérleti úton is bizonyítottam.<br />

Az új kitöréselmélet aztán számos esetben alkalmazásra került a Mecseki<br />

Szénbányáknál a védekezési módszerek, a fölé- és aláfejtések hatásainak<br />

finomításában. Zobák-bányán közvetlenül a bánya bezárása (2000) előtt még<br />

szakvéleményt készítettem a föléfejtés kiterjesztett hatásáról, amely olcsóbbá tette<br />

a bányaművelést. Az alkalmazást a Kerületi Bányaműszaki Felügyelőség elfogadta.<br />

A Mecseki Szénbányáknál 1968-tól kezdtem szakértőként tevékenykedni az<br />

alábbi témakörökben:<br />

felszínmozgások, felszínsüllyedések számítása,<br />

határszög, hatásterület, védőpillér kérdések,<br />

aknaelferdülések időfolyamatának prognosztizálása,<br />

bányabeli kőzetmozgások hatásai (Zobák-Béta),<br />

46


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

épületkárok – álbányakárok – bányakárok,<br />

kőzet- és gázkitörések mechanizmusa, okai, a kitörésveszély<br />

meghatározása, a védekezési módszerek értékelése,<br />

az alá- és föléfejtés kitörésveszélyt csökkentő hatása,<br />

fejtésomlások kőzetmechanikai vizsgálatai,<br />

fejtési biztosítószerkezetek állékonysági kérdései meredek-dőlésű<br />

telepekben.<br />

A Szénbányák bezárása után a Mecseki Bányavagyon-hasznosító Rt-nél és a<br />

Pécsi Erőmű Rt-nél még számos mecseki feladat megoldásában működtem közre<br />

szakértőként.<br />

5. Még több feladat (1979-92)<br />

Richter professzor üregek kőzetkörnyezetének rugalmas elméletével<br />

foglalkozott. Én sajnálatosan korai halála (1979) után elkezdtem a képlékeny<br />

elméletet, képlékeny kőzetállapotot tanulmányozni. Az üregnyitás tervezésekor<br />

igen lényeges, hogy az üregnyitás előtt látens képlékeny kőzetállapotot felismerjük,<br />

mert ilyenkor hat a legnagyobb kőzetnyomás a biztosítószerkezetre. Lehetővé vált,<br />

hogy az üregbiztosítás kérdéseivel szélesebb körben lehessen foglalkozni, hiszen<br />

képlékeny kőzetkörnyezetben mindig szükség van üregbiztosításra. A vizsgálatok<br />

lehetővé tették, hogy falazatos vágatok, lőttbetonos vágatok biztosítására, valamint<br />

acélíves vágatok biztosítására méretezési módszereket dolgozzak ki és ezeket ipari<br />

kutatások során alkalmazzam. Továbbfejlesztésre kerültek a kőzethorgonyos<br />

üregbiztosítás méretezésének módszerei a legújabb kőzethorgonyokra<br />

(csőhorgonyok) tekintettel.<br />

Így volt lehetséges, hogy az 1985-ben megjelent Hansági: Gyakorlati<br />

kőzetmechanika az ércbányászatban c. könyvben a „Földalatti üregek<br />

állékonysága” és az „Kőzethorgonyos üregbiztosítás mechanikai jellemzői”<br />

fejezeteket megírhattam.<br />

A vágatállékonyság, vágatbiztosítások terén sokszor kaptam érdekes<br />

feladatokat:<br />

A Tatabányai Szénbányáknál elvégeztem Nagyegyháza Bányaüzem<br />

fővágatai állékonyságának kőzetmechanikai vizsgálatait (1983).<br />

A Dorogi Szénbányáknál Lencsehegy II. üzemben értékeltem<br />

vágatbiztosítási kísérleteket, majd dácitban kihajtott vágat<br />

kőzethorgonyos biztosítását vizsgáltam (1986).<br />

A Borsodi Szénbányáknál a vágatkereszteződések és elágazások<br />

biztosítási igényeit vizsgáltam (1987).<br />

A Borsodi Szénbányák megbízásából a dubicsányi szénbánya<br />

főgerincvágat biztosítási javaslatát készítettem el (1987).<br />

47


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A Középdunántúli Szénbányák megbízásából Ajka II. szénbánya<br />

főgerinc-vágatának biztosítási javaslatát készítettem el (1987).<br />

Az LKM megbízásából TH-acélíves biztosítószerkezetek összehasonlító<br />

vizsgálatát és minősítését végeztem el (1987).<br />

Az Oroszlányi Szénbányáknál vizsgáltam Bokod II. főfeltáró vágatpár<br />

biztosításának várható viselkedését (1987).<br />

A Tatabányai Szénbányák megbízásából elvégeztem a Mány I/A<br />

aknaüzem szállító- és lég-lejtősaknája biztosításának felülvizsgálatát<br />

1989).<br />

Az Oroszlányi Szénbányáknál a márkushegyi lejtős akna biztosításának<br />

tönkremenetelét vizsgáltam (1990).<br />

A Borsodi Szénbányák megbízásából TH acélíves biztosítás<br />

laboratóriumi vizsgálatainak kiértékelését és elméleti vizsgálatait<br />

végeztem el (1992).<br />

A Dubicsány I. lejtősakna végleges biztosítását méreteztem (1984).<br />

TH íves fejtési vágatok állékonyságának növelési lehetőségeivel<br />

foglalkoztam Putnok-bányán (1996).<br />

TH acélívekkel biztosított vágatok tönkremenetelének okaival<br />

foglalkoztam Zobák-bányán (1997).<br />

A vágatbiztosítások vizsgálatai sorában különösen tanulságos volt a<br />

nagyegyházai főgerincvágatok tönkremenetelének vizsgálata (1983). Az eocén<br />

program kereteiben tervezett és épített (a tervezésben a Kar nem vett részt)<br />

Nagyegyháza Bányaüzem harcsaszáj szelvényű főgerincvágatai egy szakaszon<br />

közvetlenül a megépítés után hatalmas talpduzzadást szenvedtek, tönkrementek. Az<br />

5 m széles, 3,7 m magas szelvényben 0,7-2,0 m talpemelkedések jöttek létre. A<br />

külszín alatt 200-350 m-re húzódó lejtős gerincvágatok egy szakaszon eocén<br />

kövületes agyagmárgát harántoltak, amely mint kimutattam látens képlékeny<br />

állapotban volt. Ezt a tervezés során nem vették észre.<br />

A vizsgálatok eredményeiről részletesen beszámoltam a Hansági:<br />

„Gyakorlati kőzetmechanika az ércbányászatban” (1985) c. könyv II. részében a<br />

7.3.2. „Falazatos biztosítás tönkremenetele latens képlékeny kőzetkörnyezetben”<br />

cím alatt.<br />

A vágatprofil felső részét, a köpenyt előbb 25 kg/m-es TH-gyűrűkkel<br />

biztosították általában 60 cm osztásközökkel. Az ívek mögé expandált acélháló<br />

bélelést raktak, majd lövelltbetonnal 20 cm-es vastagságban a teljes felületet<br />

lezárták. A talpív biztosításánál is TH-gyűrűket alkalmaztak, majd 40 cm<br />

vastagságban ún. dorogi ráccsal erősített sík lövelltbeton talplemezt készítettek. A<br />

betonminőség előírás szerint a köpenynél és a talpnál is B 200-as volt.<br />

48


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

A szóban forgó vágatok kihajtása után néhány héten belül jelentkezett a<br />

talpduzzadás, szinte az ellenív betonjának szilárdulása idején. A beton talplemez a<br />

talpduzzadás hatására lassan felpúposodott, a vágat tengelyével párhuzamosan<br />

elrepedt, majd általában középen kettétört, a talpbeton nagymértékben<br />

megemelkedett. A talpduzzadás 3-4 hónap alatt 1,0…1,5 m-t is elért. A<br />

talpduzzadás mértéke az ismételt talpszedések után ugyan lelassult, de később<br />

felgyorsult, és végeredményben nem csökkent számottevő mértékben.<br />

A beton talplemezen észlelhető repedések, törések jellegéből arra lehetett<br />

következtetni, hogy az nem hajlító-igénybevételre, hanem nyomó-igénybevételre<br />

ment tönkre. Kialakultak ugyan a talplemez felső részén hajlításra utaló repedések<br />

is, de középen, a talplemez alsó részén, a széleknél pedig a felső övben<br />

morzsalékos betontönkremenetel volt észlelhető.<br />

A szóban forgó esetben több kedvezőtlen körülmény miatt ment tönkre a<br />

vágat lövelltbeton talplemeze, ezek:<br />

latens képlékeny állapotú kőzetkörnyezet, amelyet nem ismertek fel<br />

(alapvető hiba);<br />

kedvezőtlen alakú és nagyságú szelvény;<br />

a talpív kis görbültsége, elégtelen vastagsága, vasalása és szilárdsága.<br />

1989-ben aztán Mány I/A aknaüzem szállító- és lég-lejtősaknája<br />

biztosításának felülvizsgálata következett. Itt nyitott kapuíves szelvényben THacélíves<br />

biztosítással hajtották a lejtősaknákat, amelyekben egyes szakaszokon<br />

talpduzzadás (talpemelkedés) jött létre. Talpszedés után lapos elleníveket (TH)<br />

építettek be, amelyeket aztán a talpduzzadás tönkretett (1988). A jelenség teljes<br />

mértékben hasonló volt a korábbi nagyegyházi gerincvágatok tönkremeneteléhez.<br />

Ha mányi tervezők figyelembe vették volna az 1983-as nagyegyházai<br />

szakvéleményben foglaltakat, akkor elkerülhették volna ezt a fiaskót. A nagy<br />

víztartalmú eocén kövületes agyagmárgába zártszelvényű biztosítást kell építeni,<br />

de nem harcsaszáj, hanem kör szelvényben.<br />

Ebben a szakvéleményben három jellemző kőzetrétegre: eocén kövületes<br />

agyagmárgára, gyengén cementált homokkőre és szénre megadtam a javasolt TH<br />

acélíves vágatbiztosítás paramétereit. Aztán a javasolt átépítés után megszűntek a<br />

bajok, mert később nem reklamáltak.<br />

1990-ben következett az Oroszlányi Szénbányák megbízásából a<br />

márkushegyi lejtősakna-biztosítás (lőttbeton+TH) tönkremenetelének vizsgálata.<br />

Az 1977-78-ban kihajtott lejtősakna 200 m-es szakasza 1989-90-ben zöldesszürke<br />

agyagmárgában a talp duzzadása miatt tönkrement. A jelenség kísértetiesen<br />

hasonlított a Nagyegyháza-i és Mány-i tönkremenetelekre.<br />

A vágatszelvény és a biztosítás szerkezete hasonló volt a nagyegyházai<br />

főgerincvágatokéhoz. A talpduzzadás tönkretette az ellenívben elhelyezett beton és<br />

49


Dr. Somosvári Zsolt<br />

TH acélelemeket, majd a palást (köpeny) TH elemei is deformálódtak, a<br />

lőttbetonon repedések, leválások jelentkeztek. A konvergencia mérési eredmények<br />

szerint a talpduzzadás sebessége 1990 IV-VI hónapjaiban 50-100 mm/hó volt.<br />

Kimutattuk, hogy itt a zöldesszürke agyagmárga üregnyitás előtt nem volt<br />

latens plasztikus állapotban. Üregnyitás után azonban oldalban előállt a plasztikus<br />

állapot, de a kialakuló kőzetnyomást a vágatbiztosító szerkezet 10 évig károsodás<br />

nélkül elviselte. A vizsgált szakasz azonban elvizesedett, a vízre igen érzékeny<br />

zöldesszürke agyagmárga szilárdsági paraméterei jelentősen csökkentek. Ezért a<br />

képlékeny állapot kiterjedt a talpív alatti kőzettartományra is, a megnövekedett<br />

kőzetnyomást a talpív nem tudta elviselni.<br />

Megoldásként az elszerencsétlenedett vágatszakasz körszelvényűre való<br />

átépítését javasoltam TH acélíves biztosítással. A biztosítás paramétereit<br />

megadtam. Fontos feladat volt az elvizesedés megszüntetése is.<br />

Az eocén bányák rákfenéje kőzetmechanikai-geomechanikai szempontból a<br />

vágatok kis szilárdsága, agyagos, vízérzékeny kőzetkörnyezetének és a nagy<br />

víztartalom volt. Tetemes kőzetzónák kerültek képlékeny állapotba a vágatok<br />

körül. A tervezés ehhez nem alkalmazkodott, nagy szelvényű vágatokat terveztek<br />

harcsaszájú szelvénnyel, amelyek biztosításai alkalmatlannak bizonyultak bizonyos<br />

kőzetrétegekben (pl. eocén kövületes agyagmárga) a szelvény megtartására.<br />

Az 1980-as években aztán a Tatabányai Szénbányák vezényletével a TH<br />

acélívek fejlesztésébe kezdtek, kialakították a 33 kg/fm-es nagyobb teherbírású<br />

szelvényt, a régi 25 kg/fm-es szelvényt is megújították. Ebben a munkában mint<br />

minősítő vettem részt.<br />

1986-ban megvédtem „Aláfejtett fedükőzetek mozgása” c. akadémiai doktori<br />

értekezésemet. 1986-ban a Bányamérnöki Kar dékánhelyettese, majd 1987-ben a<br />

Kar dékánja (1987-94) lettem, 1988-ban egyetemi tanári kinevezést kaptam. 1987-<br />

ben megjelent a Geomechanika I., 1989-ben a Geomechanika II. egyetemi<br />

jegyzetem.<br />

Az 1980-as évektől kezdve sokat foglalkoztam a Bauxitbányák változatos<br />

kőzetmechanikai problémáival. Rákhegy II. üzem kísérleti tömbfejtés<br />

főtecsavarozásának kialakítását terveztem (1984). 1986-87-ben új bauxit fejtésmód<br />

bevezetésének tapasztalatait elemeztem. Itt arról volt szó, hogy előbb egy vágatot<br />

hajtottak ki bauxitban, amelyet kőzethorgonyokkal és TH acélívekkel biztosítottak.<br />

Aztán a talpat talppászta fejtéssel lemélyítették. Így egy magas üreg (kamra)<br />

keletkezett. A munkák befejezése után a kamrának be kellett omlania. Olyan<br />

kőzetcsavarozás tervezését kérték tőlem, hogy ezeket a feltételeket tudja teljesíteni.<br />

Ebben az időszakban a bauxitbányáknál kialakult nagyméretű üreg-pillér<br />

rendszerek állékonyságának méretezését is kidolgoztam. A Deáki bányaüzemben<br />

külszíni létesítmény aláfejthetőségét vizsgáltam (1987). 2002-ben Halimba III.<br />

50


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

bányaüzem DNY-i bányamező művelésénél előálló külszíni kőzetmozgások<br />

hatáselemzését végeztem el.<br />

A bauxitbányák fedüösszlete lényegesen szilárdabb, mint a szénbányáké, a<br />

lefejtésnél sok bauxitpillér marad bent, nem úgy mint a szénbányászatban. A<br />

lényeges eltérések ellenére a bauxitbányászatban is eredményesen tudtam<br />

alkalmazni alapvetően a szénbányászatra kidolgozott kőzetmozgásösszefüggéseket,<br />

mert a paraméterekkel a változások figyelembe vehetők voltak.<br />

1993-ban a dolomit-feküben kialakított vágatok biztosításának hatékonyságát<br />

vizsgáltuk helyszíni („in situ”) és laboratóriumi mérések alapján. Itt teszteltük „a<br />

komplex mérési eljárás”-módszert a kőzetkörnyezet repedezettségének<br />

meghatározására. Az „in situ” mérést üzemszüneti napon kell elvégezni, hogy<br />

egyéb rezgések ne zavarják. A bányába lyukgeofonokat, robbanó tölteteket,<br />

laptopot és más mérőeszközöket kellett levinni. A szóban forgó méréseket Földesi<br />

J.-Ormos T.-Somosvári Zs. végezte. Én itt egyetemi tanárként, dékánként<br />

segédszemélyzet voltam.<br />

1986-ban igen érdekes problémával foglalkoztam, nevezetesen a Veszprémi<br />

Szénbányák várpalotai SII aknáján történt frontfejtési haváriák-kal. Több pajzsbiztosítású<br />

frontfejtés elszerencsétlenedett. Személyi sérülés ugyan nem történt, az<br />

anyagi kár azonban igen jelentős volt. Várpalotai bányák igazgatója dr. Dósa<br />

Zoltán (korábban tanszékünk oktatója) előadta, hogy szakvéleményekkel tele a<br />

nagyszekrény, de frontfejtések továbbra is összemennek, vizsgáljam meg ennek<br />

okait. A vizsgálatok a geomechanikai területére terelődtek. Kimutatható volt, hogy<br />

elsősorban a fedü-rétegvizek nyomása miatt alakul ki a fejtésekben a nagy<br />

kőzetnyomás. A szokásos feszültségáthárulási mechanizmus csak korlátozottan<br />

működik, a fejtést követő víznyomás miatt. Javaslatunk a megoldásra a fedürétegvíznyomás<br />

megfelelő csökkentése volt. A vízlecsapolást elvégezték, a pajzsos<br />

frontfejtések ezután baj nélkül üzemeltek.<br />

1987 körül igen nehéz, felelősségteljes kőzetmozgás feladatokat kaptunk<br />

(Bányaműveléstani Tsz.) az Oroszlányi Szénbányáktól. Pusztavám és Oroszlányfalusi<br />

település aláfejtésének várható következményeinek prognosztizálása volt a<br />

feladatunk. Itt minden egyes létesítményt be kellett járni, meg kellett állapítani<br />

mozgásérzékenységét, majd számítani a mozgáselemeket és ezek alapján<br />

prognosztizálni a lakóház várható károsodását. A nehézséget az egyes<br />

létesítmények mozgásérzékenységének meghatározása jelentette, mert ez igen sok<br />

tényező (méretek, szerkezet, építőanyag, az épület kora, avultsága…) függvénye.<br />

Ráadásul 1-es biztonsági tényező figyelembevételével kellett az értékelést<br />

elvégezni, hiszen nem károsodó, alig károsodó, nagymértékben károsodó és<br />

lebontandó kategóriákba kellett sorolni az építményeket. Szerencsére akkor már<br />

igen sok kőzetmozgás-bányakár feladat megoldásán voltam túl, sok gyakorlati<br />

51


Dr. Somosvári Zsolt<br />

tapasztalatot szereztem, így a szóban forgó aláfejtéseknél sem következtek be<br />

váratlan események.<br />

Az Oroszlányi Szénbányáknál nagy téma volt (1981-82) a Majk-i műemlékegyüttes<br />

túlméretezett védőpillérének részleges lefejtési terve. Abban az időben a<br />

műemlék épületei avult, elhanyagolt állapotban voltak, annak ellenére, hogy<br />

bányászati hatás nem érte a műemlék-együttest. A Vállalat tömedékeléses<br />

fejtésekkel szerette volna gyengíteni a védőpillért. Feladatom az volt, hogy<br />

állapítsam meg azt a határt, ameddig a műemlék veszélyeztetése nélkül el lehet<br />

menni a tömedékeléses fejtésekkel. A Műemlékvédelem határozottan ellenállt, még<br />

akadémia bizottság is vizsgálta a kérdést, amelynek tagja voltam. Végül le kellett<br />

mondani a Vállalatnak a túlméretezett védőpillér gyengítéséről.<br />

1988-89-ben behatóan foglalkoztam kőzetek képlékenységi és<br />

tönkremeneteli határállapotaival. Itt a Mohr ill. Mohr-Coulomb-féle tönkremeneteli<br />

elméleten és feltételen túlmenően a Tresca, Huber-Mieses-Hencky, Griffith, Murrel<br />

és a Drucker-Prager tönkremeneteli kritériumokat vizsgáltam. Bemutattam, hogy<br />

kőzeteknél melyek azok a kritériumok, amelyek a legsikeresebben alkalmazhatók.<br />

Ezeknek a vizsgálatoknak a folytatása volt a 2009-ben megjelent „Kőzetek<br />

képlékeny- és tönkremeneteli határállapotainak kritériumai” c. cikkemben csaknem<br />

teljes körűen bemutatott kritériumok sora, 7 fajta kőzeten végzett biaxiális,<br />

triaxiális és polyaxiális mérési eredményekhez hasonlítva. Ez a cikk – amelyet<br />

Richter professzor emlékére írtam – kiegészíti a Geomechanika I. c. jegyzetet és<br />

tartalmazza mindazokat az ismereteket, amelyeket 1987-ben még nem írhattam le.<br />

1990-ben kari megbízás keretében foglalkoztunk a „A hévízi-tóforrás és a<br />

nyírádi bányavízemelés összefüggései” témával. Tudni kell, hogy Nyírád<br />

környékén, Csabrendek-Nagytárkány térségében 50-100 m külszín alatti<br />

mélységben számos bauxit-lencse fordul elő az eredeti karsztvízszint alatt. A<br />

bauxit vízérzékeny kőzet (mint az agyag), ezért a bauxitlencsék leművelése<br />

érdekében a bauxitbányászat 1967-ben nagyléptékű vízkiemelésbe, karsztvízszint<br />

süllyesztésbe kezdett és így folyamatosan lehetővé vált előbb a magasabban fekvő,<br />

később a mélyebben fekvő bauxitlencsék leművelése. 1990-re a karsztvízszint a<br />

térségben minegy 120 m-t süllyedt. Egyes emberekben (főleg hévízi orvosokban,<br />

de néhány szakemberben is) felmerült az akkori hévízi forráshozamcsökkenés<br />

kiváltó okát a viszonylag távoli nyírádi vízkiemelésben keresni. A probléma nagy<br />

sajtónyilvánosságot is kapott.<br />

Itt dékánként egy teamet vezettem, amelynek tagjai dr. Jambrik Rozália<br />

professzor asszony, dékánhelyettes és dr. Bobok Elemér professzorok voltak. A<br />

térség geológiájának és hidrogeológiájának leírására a MÁFI-t kértük fel. A<br />

Bakonyi Bauxitbányák Vállalatnál dr. Darányi Ida kiváló hidrogeológusmérnök<br />

volt segítségünkre. Amikor a munkát elkezdtük Németh Miklós akkori<br />

miniszterelnök kormánya már (1990) megtiltotta a további nyírádi vízemelést.<br />

52


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

Minden lehetséges hatótényezőre kiterjedő, termodinamikai összefüggéseket is<br />

felhasználó vizsgálataink arra az eredményre vezettek, hogy a tóforrás hozamát<br />

elsősorban a térség csapadékmennyisége befolyásolja, a viszonylag távoli nyírádi<br />

vízemelésnek alig van szerepe. Ebből következően a nyírádi vízemelés leállásával<br />

nem javul látványosan a hévízi helyzet, csak a csapadék növekedésével. Az élet<br />

bizonyította ezt a megállapítást.<br />

Aztán a nyírádi vízemelés, ill. leállításának hatása 2008-ban még visszatért<br />

az életembe, amikor a Csabrendek-Nagytárkány környéki felszínmozgás<br />

jelenségeket vizsgáltam. Ezeket a jelenségeket, utómozgásokat – mint kimutattam<br />

– az 1990-ben leállított vízemelés után visszatöltődő karsztvíz okozta.<br />

A Halimba-Nyírád környéki bauxit előfordulások triászkori fődolomitra<br />

települtek. Nyírád térségében a bauxitlelőhelyek lencsésen fordulnak elő. Az<br />

intenzív vízkiemelés (1967-től) eredményeként 1990-re a karsztvízszint a térségben<br />

a korábbi +178 mB.f.-i szinthez képest +60 m B.f.-i szintre süllyedt, majd a<br />

vízemelés leállása (1990) után 2008-ra +150 m B.f.-i szintre emelkedett. A<br />

megemelkedő karsztvíz az 1990-es évek közepétől kezdődően elkezdte elárasztani<br />

az 50-100 m külszín alatti mélységben leművelt és felhagyott bauxitlencsék helyét.<br />

A víz eláztatta a bentmaradt bauxit pilléreket, ezért ezek szilárdsága,<br />

összenyomhatósága jelentősen csökkent.<br />

A bauxitlencsék leművelésekor (1959-1990) a felszínen hamar horpák<br />

keletkeztek, amelyek aztán megteltek vízzel, ún. süllyedéktavak képződtek. Aztán<br />

a főmozgások lejátszódása után 15-20 évvel (2003-2008) több leművelt<br />

bauxitlencse helyén váratlanul utómozgások keletkeztek pánikot okozva a közeli<br />

lakott településeken (Csabrendek-Nagytárkány).<br />

Az 1990-92 időszakban a frontfejtések biztosításának biztonsága,<br />

szénomlasztásos fejtések kőzetmechanikai kérdései, pajzsbiztosítás témakörök<br />

kerültek előtérbe.<br />

Visszaszoruló kutatási tevékenység (1992-95)<br />

1992-ben vizsgáltam az uránbányászat IV-es szállítóakna felső részének<br />

elmozdulását (süllyedt és oldal irányban is mozgott). Arra gyanakodtak, hogy az<br />

aknapillér melletti fejtések okozzák a mozgást, ezért a hatóság (KBF) azonnal le<br />

akarta állítani a termelést. Hívtak, hogy azonnal menjek, mert nagy a baj. Hála<br />

Mecseki Szénbányáknál akna-elferdülésből származó tapasztalataimnak láttam,<br />

hogy nem fejtésektől származó aknamozgásról van szó, mert az akna nem ferdült<br />

el, hanem egy vetődésen elcsúszott úgy, hogy függőleges maradt. Kimutatható volt,<br />

hogy az elmozdulás az akna lemélyítésekor kezdődött és folyamatosan tartott a<br />

repedésvizek nyomáscsökkenése miatt, nem a fejtések okozták. Az aknát ezért<br />

tovább lehetett üzemeltetni. Sajnos nemsokára gazdasági okok miatt bezárták.<br />

53


Dr. Somosvári Zsolt<br />

OTKA pályázat (1992-94) keretében foglalkoztam a repedezett<br />

kőzetmasszívum repedezettségi állapotának leírásával, számbavételével. Abban az<br />

időben már létezett egy elfogadott módszer (Hoek-Brown), amelyre a nemzetközi<br />

irodalom lépten-nyomon hivatkozott. Ennek a módszernek azonban van egy nagy<br />

hiányossága, nevezetesen az, hogy "„in situ"”mérésekkel nem ellenőrizhető.<br />

Ugyanis közvetlenül a szilárdsági paraméterekre ad becslést, amelyek "„in<br />

situ"”nem mérhetők.<br />

Az irányításommal kialakított „komplex mérési eljárás” a rugalmassági<br />

moduluson alapul. A rugalmassági modulus pedig többféleképpen is mérhető:<br />

laboratóriumban kőzetmechanikai méréssel,<br />

laboratóriumban geofizikai méréssel (akusztikus mérés),<br />

„in situ” geofizikai méréssel (szeizmikus mérés),<br />

„in situ” lyukterheléses kőzetmechanikai méréssel,<br />

A kőzetrepedezettség a rugalmassági modulust érzékenyen befolyásolja,<br />

ezért a fenti mérésekből az „in situ” repedezettség-állapotra lehet következtetni.<br />

A téma kidolgozásában a Geofizikai Tanszék, ill. dr. Ormos Tamás volt<br />

segítségünkre. A teszt-méréseket dr. Földesi Jánossal végezte, aki kőbányák<br />

vonatkozásában korábban igen bíztató eredményeket kapott.<br />

A rugalmassági modulus arányos az egytengelyű nyomószilárdsággal, így a<br />

repedezett kőzetmasszívum „in situ” szilárdsági paramétereit is lehet értékelni.<br />

Üregnyitási feladatok (alagút, földalatti tárolótér, akna, bányavágat, fúrás,<br />

kiképzése) tervezése nem nélkülözheti a kőzetrepedezettség, kőzetállapot<br />

számbavételét. A „komplex mérési eljárás”-t aztán 2000-ben továbbfejlesztettem és<br />

a „ME-módszer” nevet kapta.<br />

Életemben sok országos és nemzetközi tudományos-szakmai bizottság tagja,<br />

társelnöke, elnöke voltam. Ezek ülései számomra hasznosaknak bizonyultak, mivel<br />

mint egyetemi embernek kitekintést (betekintést) adtak számos gyakorlati műszaki<br />

problémára, amelyeket az oktatásban aztán hasznosíthattam. Egyébként<br />

befolyásom a dolgok menetére – mint ahogy általában a bizottságoknál ez lenni<br />

szokott – alig volt, egy kivételével. Tagja voltam egy országos komplex<br />

bizottságnak, amely a kis- és közepes radioaktivitású hulladékok elhelyezésére<br />

alkalmas telephely kijelölésével foglalkozott. Számos ilyen külszíni, külszínközeli<br />

hely került vizsgálatra, mígnem felvetődött az üveghutai (mórágyi) gránit mint<br />

telepítési hely. Többen is leszólták ezt a gránitot, hogy ez nem olyan mint a<br />

skandináviai gránitok, nem érdemes vele foglalkozni. Én határozottan, sőt mereven<br />

kardoskodtam amellett, hogy ezt a lehetőséget is ugyanúgy vizsgálni kell mint az<br />

eddigieket. Aztán ez a változat futott be. Ma már az építés befejezése stádiumában<br />

van az üveghutai hulladéktároló, amely az uránbányászat megmaradt<br />

szakembereinek hosszú évekig munkát biztosít. Ezzel kapcsolatban érzek némi<br />

büszkeséget.<br />

54


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

1989-től mintegy 15 évig elnöke voltam az Igazságügyi Műszaki Szakértői<br />

Bizottság (IMSZB) Bányamérnöki Albizottságának. Ezt a Bizottságot a Bíróságok<br />

akkor rendelték ki, ha több egymásnak ellentmondó szakvélemény birtokában nem<br />

tudtak döntést hozni. Ilyenkor az Albizottságunk a peres iratok alapján ún.<br />

Igazságügyi Felülvéleményt készített. Legtöbbször bányakár perekben keresték az<br />

Albizottságot, amelyekből volt bőven, ugyanis az ilyen perek költségmentesek.<br />

Ennek a tevékenységnek a kapcsán sok szakvéleményt kellett áttekintenem és<br />

sajnos jónéhány igen gyenge színvonalú szakvéleménnyel is találkoztam. Ezeket<br />

„JézusMária” szakvéleményeknek neveztem, amelyek sajnos a szakmánk<br />

lejáratására voltak alkalmasak. Többször találkoztam aztán olyan szakvéleménnyel<br />

is, amely politikát kevert a műszaki problémákba. Ezeket már nem is minősítettem.<br />

Szakvéleményezési tevékenységemnek ez a köre nem tartozik a jó emlékeim közé.<br />

6. Újból több, szélesebb spektrumú kutatási feladat (1995-)<br />

Az 1990-es években a földalatti bányákat nagyrészt sorra bezárták, kutatási<br />

feladataink a tanszéken gyorsan csökkentek. 1994-ben véget ért a sok<br />

elfoglaltsággal járó dékánságom. Felszabaduló energiáim lekötésére 1995. jan. 1-<br />

től megalapítottam a GeoConsult ’95 Mérnöki Iroda Kft-t, amelynek keretében<br />

aztán számos műszaki feladatot oldottam meg. A feladatok a kőzetmechanikabiztosítószerkeze-tek,<br />

geomechanika, bányakárok tárgykörén túl a geotechnika,<br />

mérnökgeológia, hidrogeológia területére is kiterjedtek.<br />

Sajómercse község tömeges épületkárai (1995-97) védőpillér fölött<br />

következtek be. A védőpillérek mellett korábban Putnok-bánya fejtései üzemeltek.<br />

A fejtések által okozott külszíni kőzetmozgások ellen a visszahagyott védőpillérek<br />

védelmet nyújtottak, mégis több helyen károsodtak a védett lakóépületek. Ennek<br />

oka a bányaművelés során megvalósított rétegvíz megcsapolás, pórusvíznyomás<br />

csökkentés, amely a védőpillér fölött is kifejtette felszínsüllyesztést okozó hatását.<br />

A területet számos vető szabdalta, ezek kibúvása mentén vetőmozgások<br />

károsították az ott elhelyezkedő lakóépületeket. Geomechanikai módszerrel ki<br />

lehetett mutatni a felszínmozgások okait, lehetett számítani a felszínmozgásokat. A<br />

templom is megsüllyedt a rajta elhelyezkedő állandó geodéziai ponttal együtt. Ezek<br />

a felszínmozgások okukat tekintve a visontai külfejtés környéki<br />

felszínmozgásokkal voltak hasonlóak.<br />

Többször vizsgáltam (1988, 2004-2007) tervezett szivattyús energiatározókat<br />

(SZET), azok földalatti létesítményeit, nagyméretű kamráit, gépházait, alagútjait. A<br />

szivattyús energiatározók a villamosenergia-ellátás üzembiztonságának és<br />

gazdaságosságának javítását szolgálják. A szivattyús energiatározó tulajdonképpen<br />

kettős működésű vízierőmű. Töltési üzemmódban vizet szivattyúz egy alsó<br />

víztározóból a felsőbe, majd a felső víztározóból csúcs fogyasztási időszakban<br />

55


Dr. Somosvári Zsolt<br />

lezúduló víztömeg turbinákat működtetve villamos energiát termel. A szivattyús<br />

energiatározók telepítésében elsődlegesen meghatározóak a topográfiai adottságok<br />

és a szükséges víztömeg rendelkezésre állása. A két víztározó között létrehozható<br />

esés nagymértékben befolyásolja a létesítés költségeit, a 300-350 m-nél nagyobb<br />

szintkülönbségre érdemes koncentrálni.<br />

Hazánkban az 1980-as évek végén a Dunakanyarban Visegrád és Dömös<br />

között Nagymaros közelében terveztek ilyen erőművet, amely prédikálószéki<br />

szivattyús energiatározóként vált közismertté. A kiviteli terv szinten megtervezett<br />

létesítményt aztán a nagymarosi vízlépcsővel együtt a politika elsodorta.<br />

A prédikálószéki szivattyús energiatározó felső víztározója (8,6 millió m 3 ) a<br />

Keserű-hegyen a Dunától 3 km-re épült volna, az alsó víztározó maga a Duna, a<br />

szintkülönbség 510-520 m. A víz-alagutak belső átmérője 3,5-6,4 m, a gépház 126<br />

m hosszú, 18 m széles, 38,3 m magas, a csillapító akna 15 m átmérőjű, 75 m<br />

magasságú.<br />

Annak idején ezeknek a nagyszelvényű földalatti létesítményeknek az<br />

állékonyságát, biztosítását, tervezett vízszigetelését vizsgáltam. Itt nemcsak a<br />

kőzetnyomást, hanem a változó víznyomásokat is figyelembe kellett venni az<br />

állékonyság ellenőrzése során.<br />

A földalatti létesítményeket befogadó kőzetek uralkodóan erősen repedezett<br />

tufák és agglomerátumok kis nyomószilárdsággal (10-35 MPa). Ezért aztán a<br />

kiviteli terveket illetően számos negatív észrevételt voltam kénytelen tenni. Az<br />

alagutak tervezett biztosítása kőzetcsavar, lőttbeton, monolit beton, acél bélelés<br />

volt.<br />

A szivattyús energiatározók alsó tározótere lehet vízfolyás vagy tó, de<br />

sokszor kiépítést, vízzáró gát megépítését kívánja. A felső víztároló megépítése<br />

különösen kényes feladat, hiszen több millió m 3 vizet kell tudni biztonságosan<br />

tárolni. A prédikálószéki SZET felső tározójának gátmagasságát 35 m-re tervezték<br />

kőhányás töltéstípussal. A gát talpszélessége mintegy 100 m.<br />

A 2000-es években aztán még Vasason, Simán, Pakson, Verőcén vizsgáltam<br />

szivattyús energiatározók telephelyeit a kőzetkörnyezet, a földalatti létesítmények,<br />

a földrengés-veszély és a víztározók gátjainak állékonysága szempontjából. Az<br />

előzetes tervekkel kapcsolatban számos negatív észrevételt tettem, azonban ma<br />

nem fenyeget az a veszély, hogy bármelyik telephely a megvalósulás közelébe<br />

kerülhetne.<br />

1995-2008 között igen sok munkám adódott Pécsett a Mecseki szénbányák<br />

jogutódjánál a Mecseki Bányavagyon-hasznosító Rt-nél, amely a bányabezárások<br />

után a felhagyott lefejtett területekhez kapcsolódó bányakár ügyeket kezelte.<br />

Ezekből a fent jelzett időszakban bőven volt. Tudni kell, hogy nemcsak a<br />

bányanyitással, a bányaműveléssel ok-okozati összefüggésben álló károsodások a<br />

bányakárok, hanem a bányabezárással összefüggő károk is azok.<br />

56


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

Pécsbányatelepen ill. Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken Széchenyi akna<br />

bezárása után 1995-től kezdődően igen sok épületkár bejelentés érkezett az Rt-hez.<br />

Annak idején a bányatelkeket nagyobb határszögekkel jelölték ki. A lefejtés<br />

előrehaladásával, az egyre nagyobb lefejtett össztelepvastagság miatt csökkenő<br />

határszög a süllyedési horpa határvonalát sok helyen, különösen dőlésben lefelé<br />

jóval a bányatelken kívül alakította ki, ahol nem volt érvényben építési tilalom. Így<br />

ezek a területek – a süllyedési horpán belül – beépültek. Másrészt – nem tudni<br />

miért – Pécsbányatelep lakóépületei korábban aláfejtett területen létesültek. Így<br />

aztán a Pécs-Mecsekszabolcsi süllyedési horpán belül több száz ( 400) lakóépület<br />

helyezkedett el.<br />

Korábban Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken (Széchenyi és István-akna<br />

területe) a kialakult süllyedési horpa határvonalára merőleges mérési vonalakon (6<br />

db) rendszeresen mérték (szintezték) a süllyedéseket. A süllyedések lecsillapodtak,<br />

ezért a bányabezárások után ezeket a méréseket abbahagyták.<br />

A tömeges épületkár bejelentések miatt aztán a 6 db mérési vonalon<br />

újrakezdték a szintezéseket. Németh József korábbi főbányamérő – aki korábban a<br />

süllyedéseket mérte – megdöbbenve tapasztalta, hogy a felszín emelkedik! A<br />

többszöri ellenőrző mérés is felszínemelkedéseket mutatott. Magyarországon ilyen<br />

jelenség a korábbiakban nem fordult elő. Én kaptam a feladatot, hogy derítsem ki a<br />

jelenség okait, prognosztizáljam a felszínemelkedések várható mértékét és időbeli<br />

lefolyását és a várható következményeket (1998).<br />

Sikerült kimutatni, hogy a jelenség oka a lefejtett területen több telep<br />

lefejtése után képződött igen vastag ( 250 m) omlásos-repedékes kőzettartomány<br />

feltelése bányavízzel, a repedésvíznyomás kialakulása ill. megnövekedése. A<br />

Széchenyi aknai vízemelés megszüntetésével (1992) a bányavíz visszatöltődése<br />

folyamat kezdődött el és a vízszint rövid idő alatt gyorsan 450 m-t emelkedett. A<br />

felszínemelkedés a lazult kőzettartomány vastagságával és a bánya vízszint<br />

emelkedésével arányos-prognózis szerint a területen max. 12 cm-t ér el. A<br />

felszínemelkedés mérések később visszaigazolták ezt a mértéket.<br />

Ez a jelenség mindegyik korábban vizet emelő bezárt bányánál végbemegy,<br />

de általában nem vehető észre. Ugyanis a magyar szénbányászatban a fellazult<br />

kőzettartományok vastagsága mintegy ötöde, a bányavízszint emelkedés mintegy<br />

fele, harmada a Széchenyi aknainak. Ezért a felszínemelkedés mintegy<br />

tizedrésznyi, 1 cm körüli érték, amelynek nincs hatása a felszínen.<br />

Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken aztán mintegy 400 lakóházat jártam be és<br />

készítettem egyenként bányakár szakvéleményt a Mecseki Bányavagyonhasznosító<br />

Rt megbízásából.<br />

Továbbá Mecsekszabolcs mélyebben fekvő részein a süllyedési horpa<br />

határvonalán kívül a lakóházakban elvizesedési problémák jelentkeztek (1998).<br />

57


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Történt ugyanis, hogy Mecsekszabolcs határában korábban üzemelő légaknát<br />

betömedékelték. Ez a légakna évtizedekig csapolta a felszín alatti réteg- ill.<br />

talajvíztárolót. A légakna betömedékelésével a vízmegcsapolás megszűnt és az<br />

István-aknák felől áramló vizek megemelték a talajvízszintet Mecsekszabolcson a<br />

csapadékban szegény időszak ellenére. A területen a korábbi mélyen fekvő<br />

talajvízszintre tekintettel bátran építettek alápincézett lakóépületeket. Ezek a<br />

pincék aztán a megemelkedő talajvízszint miatt sok helyen elárasztódtak vízzel, a<br />

lakóházak nedvesedtek. Az MBVHRT elismerte a bányakárt és megbízott az<br />

épületenkénti bányakárhányad megállapításával. Ez mintegy 100 szakvéleményt<br />

jelentett.<br />

Pécsbányatelep (Karolina-külfejtés mellett) is Pécs-Mecsekszabolcs<br />

bányateleken belül van, itt bonyolultabb volt a helyzet. Ugyanis Karolina külfejtést<br />

akkor a Pécsi Erőmű Rt üzemeltette. A külfejtésben lazító robbantásokat végeztek<br />

szeizmikus méréses ellenőrzés mellett. Egy idő után mégis megjelentek a telepen a<br />

lakóházakon a jellegzetes szeizmikus károk annak ellenére, hogy az egyes<br />

robbantásokhoz kapcsolódó szeizmikus mérések még megengedhető rezgési<br />

sebességeket mutattak. Ennek a jelenségnek a vizsgálatával a PERT bízott meg.<br />

Kimutatható volt, hogy az épületkárokat a minden nap ismétlődő<br />

robbantások összhatása okozza, kifáradásos törést előidézve az épületeknél. A<br />

mechanizmus hasonló a járműforgalom által előidézett rezgéskárokhoz. Itt az<br />

egyszeri hatás ugyan kicsi, de az igen sokszori ismétlődés kifáradásos töréskárt<br />

okoz. A probléma újszerű megközelítését a PERT elfogadta és így a Cég bányakár<br />

költséget fizetett szakvéleményeim alapján az ott lakóknak.<br />

Pécsbányatelepen épületenként kellett megállapítanom a két Cég (PERT,<br />

MBVHRT) részére a bányakár költség-hányadot a különböző avultságú, öreg<br />

lakóépületeknél (1995-2000).<br />

Mindezeken kívül Komlón Zobák aknák (akkor már a PERT üzemeltette)<br />

mellett a domboldalon fekvő lakótelepen (Zobák-Gesztenyés) keletkeztek<br />

tömegesen kisebb mértékű épületkárosodások. Ezek szakértése is a feladatom lett.<br />

Szerencsére a lakótelepen korábban mérési pontokat helyeztek el, amelyeket<br />

rendszeresen szinteztek. A domboldalon talajmechanikai fúrásokat mélyítettünk,<br />

megállapítottuk a talajvízszint helyzetét, a talajminták laboratóriumi vizsgálatait<br />

elvégeztük. Megállapítható volt, hogy az épületalapozások mélységében<br />

térfogatváltozó tulajdonságú alapozási talaj húzódik. Továbbá megállapítható volt,<br />

hogy az agyagrétegek vékony homokrétegekkel átszőttek, így a domboldal kúszáscsúszásveszélyes.<br />

A hosszú ideje végzett szintezések egyrészt azt mutatták, hogy a zobáki<br />

fejtések által okozott külszíni mozgások nem érték el a vizsgált területet. Másrészt<br />

mutatták a szintezések a térfogatváltozó agyag pulzáló (süllyedés-emelkedés)<br />

mozgását. Harmadrészt pedig mutatták a szintezések eredményei a domboldal lassú<br />

58


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

csúszását (kúszását). Ezek után nyugodt szívvel ki lehetett jelenteni, hogy a<br />

bejelentett épületkárok nem bányakárok.<br />

Ezen a területen több víznyomócső-törés is okozott felszínmozgásos<br />

épületkárokat. A későn felfedezett csőtörésekkor a meredek felszín alatt a<br />

homokerek-ben a völgy felé szivárgó víz átáztatta a vastag agyagréteget, az agyag<br />

duzzadását, felszínemelkedést váltott ki. Ezzel drasztikus épületkárokat okozott itt<br />

a csőtörés.<br />

Vizsgálataim tárgyát képezte (PERT megbízás) Karolina külfejtés vízemelési<br />

kapacitásának kérdése. A Karolina külfejtés Széchenyi-akna szomszédságában<br />

üzemelt. Korábban minimális vízemelési kapacitásra volt szükség a külfejtésben. A<br />

külfejtési munkagödör mélyülésével, a bányavíz visszatöltődés előrehaladásával<br />

aztán ugrásszerűen megnövekedett a szükséges vízemelési kapacitás. A szükséges<br />

vízemelés prognosztizálására kértek fel ebben a témában.<br />

Igen sokat foglalkoztam a PERT megbízásából a Karolina-külfejtés<br />

szomszédságában tervezett Nagybányaréti-külfejtéssel, amely aztán<br />

környezetvédelmi okok miatt nem valósult meg. A Nagybányaréti-külfejtés<br />

megnyitása megoldotta volna a Karolina-külfejtés rekultivációját, mert az ott<br />

letakarított fedükőzeteket a Karolina-gödörben lehetett volna elhelyezni. Azóta is<br />

megoldatlan a Karolina-külfejtés rekultivációja.<br />

A PERT megbízásából vizsgáltam továbbá a komlói altáró alagút fölötti<br />

meredek domboldalon álló lakóházak károsodásait (2001-2002). Itt korábban már<br />

jó néhány bányakár per volt folyamatban olyan „Jézus-Mária” szakértői<br />

vélemények alapján, amelyek a csilleforgalom rezgéskeltő hatását tekintették<br />

oknak. Felszíni és alagútbeli rezgésmérésekkel bizonyítottam, hogy ez lehetetlen.<br />

A domboldal itt is hasonló felépítésű mint Zobák-aknák alatt, a domboldal lassú<br />

kúszása okozta az épületkárokat. Végül az alagút betömedékelésre került. A<br />

tömedékelés technológiáját én terveztem. Azóta bányakárigény nincs,<br />

épületkárosodások természetesen vannak. A PERT-nél végzett munkáimnál dr.<br />

Nyers József okl. bányamérnök volt hozzáértő partnerem.<br />

1996-99 időszakban vizsgáltam a Recski Ércbánya Vállalat földalatti<br />

létesítményeinek (két csaknem 1200 m mélységű akna és akna körüli vágatok)<br />

műszaki állapotát és a felhagyás esetén várható környezeti hatásokat. Elkészítettem<br />

az I, II. aknák lezárásának tervét. Ezzel a lezárással (felszínközeli „dugó”)<br />

elkerülhető volt az aknák betömedékelése, lehetőség van az újranyitásra.<br />

1996-97 időszakban vizsgáltam az uránbányászatban az un. -vágat<br />

kőzetkörnyezetét (Bodai Aleurolit). Triaxiális vizsgálatokkal meghatároztuk a<br />

kőzet hiperbolikus tönkremeneteli határgörbéjét, valamint a kőzetköpeny<br />

szilárdságát ill. az alkalmazott robbantási technológiát „in situ” szeizmikus<br />

mérésekkel (komplex mérési eljárás alkalmazása) értékeltem. A Bodai Aleurolit<br />

59


Dr. Somosvári Zsolt<br />

(nagyszilárdságú agyagkő réteg) fogadná be a mai elképzelések szerint a később<br />

megépítendő nagy radioaktivitású hulladék-temetőt.<br />

2003-2004-ben foglalkoztam az üveghutai kutatásokkal, gránit mintatestek<br />

laboratóriumi méréseivel. A telepítési hely repedezett kőzetmasszívumának<br />

kutatása során alkalmazásra került a ME-módszer is. 2003-ban a Geofizikai<br />

Tanszék közreműködésével elkészítettük „Az üveghutai felszíni kutatás keretében<br />

készült „in situ” és laboratóriumi kőzetmechanikai-, geofizikai-mérések, valamint a<br />

geotechnikai dokumentálás eredményeinek együttes értékelése” (I, II, III, IV.) c.<br />

kutatási jelentést. Ez a kutatás kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok<br />

végleges elhelyezésére irányuló programhoz kapcsolódott. Az együttes értékelés<br />

igen lényeges megállapításokra adott lehetőséget. Pl. a kijelölt telephely gránit<br />

kőzetteste jelentősen anizotróp, vízszintes irányban mintegy kétszer (2,4) akkora a<br />

masszívum rugalmassági modulusa, mint függőleges irányban. Ezért a szeizmikus<br />

sebességek is nagyobbak vízszintes irányban mint függőleges irányban. A közel<br />

függőleges irányítottságú repedésrendszert a mérésekkel meghatározott nagy<br />

oldalirányú primer feszültségek összenyomják, ezért a sebességtomográf<br />

szelvények a repedezettséget nem mutatják.<br />

7. Az oktatásról<br />

1965-től folyamatosan oktatok. Az 1965-71 időszakban gyakorlatokat<br />

vezettem, 1971-76 időszakban pedig több új tantárgy előadásait tartottam és<br />

gyakorlatait vezettem. 1976-tól a „Geomechanika” c. tantárgy előadásait máig is<br />

tartom. A geomechanika javaslatomra került be mint új tantárgy az oktatásba,<br />

tematikájának kidolgozása is rám hárult.<br />

1979-től, Richter professzor halála után a „Kőzetmechanikabiztosítószerkezetek”<br />

c. tantárgynak is előadója lettem. A tantárgyat<br />

„Kőzetmechanika” címmel ma is oktatom.<br />

Mindkét tantárgy tematikája természetesen jelentősen változott, már csak<br />

azért is, mert az óraszámuk csökkent. Az újabb és újabb tantervekben ugyanis új<br />

tantárgyaknak kellett helyet szorítani. Az 5 napos munkarendre való átállás is<br />

szűkítette a lehetőségeket. Mindig is az ipari igényekhez igazítottuk az oktatott<br />

ismereteket, ezek pedig nem voltak változatlanok.<br />

Az 1980-as évek végétől a mélyművelésű szénbányák elkezdődött<br />

bezárásával új helyzet állt elő az oktatásban is. Csak néhány hallgató választotta<br />

mélybányászati szakirányt, a külfejtési szakirány viszont népszerűbb lett. Ezért a<br />

kőzetmechanika-geomechanika témakörökben a bányászati üregek (fejtési vágatok,<br />

fejtések) és biztosítószerkezetek oktatása szűkült, bővült viszont a nagyszelvényű<br />

üregek (alagutak, földalatti tárolók) állékonyságának, biztosításának<br />

(kőzethorgonyos biztosítás) oktatása, továbbá erősödött a külfejtések számára<br />

fontos geomechanikai témakörök (rézsűk, töltések, víztelenítés hatásai) oktatása.<br />

60


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

Fokozatosan bővült a nagyszilárdságú kőzetkörnyezetben elhelyezkedő<br />

földalatti tárolók (nagyszelvényű üregek) létesítésénél elengedhetetlen<br />

kőzetrepedezettség minősítés (RQD, Hansági-módszer, GSI), valamint a<br />

laboratóriumi mérési eredmények redukciója az „in situ” állapotra (Hoek-Brownmódszer,<br />

ME módszer) oktatása. Fontosabb projekteknél (pl. nukleáris hulladékok<br />

földalatti elhelyezése) előírás a primer feszültségek „in situ” mérése. Ezért oktatjuk<br />

a legfontosabb feszültségmérési módszereket, a hidraulikus repesztést és a<br />

magtúlfúrásos módszert, ezeknek a módszereknek a kőzetmechanikáját. A világban<br />

elvégzett „in situ” méréseknek köszönhetően 0-5 km mélységintervallumban a<br />

primer feszültségek mérési eredményei ( v , h, H) szép számmal rendelkezésre<br />

állnak. Tisztázódtak a primer feszültségeket befolyásoló tényezők (külszín alatti<br />

mélység, testsűrűség, rugalmassági modulus, tektonika, pórusnyomás,<br />

hőmérséklet), ezek hatásai, ezért ebben a vonatkozásban is lényegesen változott<br />

oktatásunk, igen részletesen foglalkozunk ezzel a témakörrel.<br />

A mélyfúrások állékonyságának, a hidraulikus repesztésnek (olaj- és gázipar)<br />

alapvető kérdése a primer feszültségállapot. Ezért ennek a problémakörnek<br />

részletes oktatása kézenfekvő, hiszen az új oktatási rendszerben olaj- és<br />

gázmérnöki szakirányos hallgatókat is oktatunk.<br />

A mélyfúrások állékonysági kérdéseinél általános [f( 1 , 2, 3)]<br />

tönkremeneteli feltételt célszerű alkalmazni (nem a Mohr-féle törési kritériumot),<br />

mert pontosan kell ismerni a szükséges lyuknyomást az állékonyság biztosításához.<br />

Biztonságosan meghatározott, nagyobb lyuknyomás hidraulikus kőzettörést<br />

okozhat és ezzel váratlan gázkitörés előidézője lehet. Ezért az általános<br />

tönkremeneteli feltételek is helyet kapnak oktatásunkban.<br />

A korábbiakban a Környezetmérnöki Szak megjelenésével az oktatásban a<br />

felszínmozgások tématerületei:<br />

aláfejtett külszín mozgásai, a mozgások időfolyamata,<br />

a bányászati utómozgások, felszínsüllyedések, felszínemelkedések,<br />

rétegvíztelenítés előidézte felszínsüllyedések és ezek időfolyamata,<br />

olaj- és gáztermelés előidézte felszínmozgások és ezek időfolyamata,<br />

metróépítés előidézte felszínsüllyedések,<br />

terepmozgások (rétegcsúszás, kúszás-suvadás, rogyás),<br />

a víztartalom és víznyomás befolyása a terepmozgásoknál, rézsűk,<br />

töltések tönkremenetelénél,<br />

a környezetvédelem geotechnikai kérdéseinek programjába illeszkednek.<br />

Tárgyköreink oktatása az új (bolognai) oktatási rendszerben a BSc képzés<br />

keretében<br />

61


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Geomechanika<br />

Kőzetmechanika<br />

Geomechanika, geotechnika<br />

tantárgyakban valósul meg egy-egy félévben.<br />

A Geomechanikát a Műszaki földtudományi alapszak összes szakiránya:<br />

Bánya- és Geotechnikai szakirány<br />

Nyersanyagelőkészítési szakirány<br />

Olaj- és Gázmérnöki szakirány<br />

Földtudományi szakirány<br />

hallgatja.<br />

A Kőzetmechanikát a Műszaki földtudományi alapszak Bánya- és<br />

Geotechnikai szakiránya hallgatja.<br />

A Geomechanika, geotechnika c. tantárgyat a Környezetmérnöki alapszak<br />

hallgatói hallgatják.<br />

A szakirányokat egy-egy félévben oktatjuk a Bánya- és Geotechnikai<br />

szakirány kivételével, ahol 2 szemeszterben folyik a képzés.<br />

Jelenleg mindhárom tantárgy előadásait tartom. A kőzetmechanika-geomechanika,<br />

geomechanika-geotechnika oktatásának tematikái mára<br />

kikristályosodtak, a sok kutatott, szakvéleményezett téma általánosítva az oktatásba<br />

bekerült. Azt gondolom, valamennyire megvalósult az oktatás-kutatás sokat<br />

emlegetett egysége.<br />

8. Összegezés<br />

70 éves korban már érdemes áttekinteni, összegezni a korábbi tevékenységet.<br />

Azt gondolom ezt a középiskolával kell kezdenem. Igen jó középiskolába<br />

(Villamosipari Technikum, Miskolc) jártam, ahol egyetemi tankönyvekből is<br />

tanultunk. Itt kitűnő matematikai, fizikai képzést kaptam. Az egyetemen (NME)<br />

aztán nagy óraszámban, több félévben igen alapos alapképzésben (matematika,<br />

mechanika, fizika) részesültem. A patinás múltú Bányamérnöki Karon a szakmai<br />

tárgyakat nemzetközi hírű professzoroktól hallgattam magas színvonalon. Én sem<br />

tudok mást mondani, mint amit már sokan mondtak – az iskola, az Alma Mater<br />

meghatározó jelentőségű egy pályafutás kezdetében. A kezdet pedig döntő<br />

jelentőségű.<br />

Szerencsés voltam, hogy végzett okl. bányaművelőmérnökként a<br />

Bányaműveléstani Tanszéken kezdhettem dolgozni (1965). Itt Zambó és Richter<br />

professzorok szárnyai alá kerültem, akik a szakma kiválóságai voltak.<br />

Jó döntésem volt, hogy a „Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek” témakört<br />

választottam Richter professzor irányításával. A „hely szelleme” aztán engem is<br />

magával ragadott. Talán ennek köszönhető, hogy 1967-ben már egyetemi<br />

62


Csaknem ötven év a kőzetmechanika-geomechanika kutatásának és oktatásának<br />

szolgálatában (1965-2011)<br />

doktorátust szereztem és szakcikkekkel, előadásokkal, szakvéleményekkel hamar<br />

bekapcsolódtam a bányamérnök-társadalom szakmai-tudományos életébe. Nem is<br />

tehettem mást, mert a környezetem erre inspirált.<br />

Fiatal mérnökként – úgy éreztem – jó rajtot vettem, elhatároztam, hogy<br />

egyetemi pályafutást építek. Az előrehaladásnak a minél eredményesebb, elhivatott<br />

tudományos munka és annak dokumentálása volt az egyik kulcsa. Ez rajtam múlt,<br />

több minden viszont nem. A kutatómunka nem fárasztott, nem is tekintettem<br />

munkának, hanem inkább hobbynak.<br />

A kutatási eredményeket, amelyek idővel szépen szaporodtak azonnal<br />

beépítettem az általam oktatott tantárgyakba (1971-), majd 1976-ra kialakítottam<br />

egy új tárgy a „Geomechanika” tematikáját. 1977-ben egyetemi docensi kinevezést<br />

kaptam, sokáig a legfiatalabb docens voltam a Karon.<br />

A geomechanika alkalmazása szélesebbre tárta a vizsgálható problémák<br />

körét, alkalmazásával tovább szaporodtak a kutatási területek és az eredmények.<br />

1979-ben Richter professzor halála miatt át kellett vennem a<br />

„Kőzetmechanika-biztosítószerkezetek” előadásait. Korábban a tananyag főleg a<br />

feladatok rugalmas megközelítéséről szólt. Ezt elkezdtem átalakítani, a képlékeny<br />

kőzetállapot kiterjedtebb tárgyalásával. Képlékeny, vagy képlékennyé váló<br />

kőzetkörnyezetben az üregeket mindig biztosítani szükséges, ezért az<br />

üregbiztosítószerkezetek tervezési témakör is fejlődésnek indult. Az 1980-as évek<br />

elejétől kezdve már számos vágatbiztosítási problémát vizsgálhattam sikerrel<br />

különböző bányaüzemekben. Ezek eredményei is általánosítva azonnal bekerültek<br />

az oktatásba.<br />

1987-ben a műszaki tudományok doktora és a Bányamérnöki Kar dékánja<br />

lettem. A Kar nagydoktorai között sokáig én voltam a legfiatalabb, de a dékánok<br />

között is. 7 évig voltam dékán. Ebben az időszakban is megtartottam előadásaimat<br />

és nem álltam le a kutató munkával sem. (Ezt láttam Zambó professzornál, aki<br />

rektorként oktatott és kutatott.)<br />

A dékáni időszakban az oktatás mellett az oktatásszervezés irányítása volt<br />

az egyik kiemelt, fontos feladatom, hiszen a leépülő szilárdásványbányászat miatt<br />

az oktatási profilunkat sürgősen, jelentősen át kellett alakítani. Új szakokat<br />

alapítottunk, a régieket is átalakítottuk. Ebben a munkában két dékánhelyettesem,<br />

dr. Jambrik Rozália és dr. Bőhm József nagyban segítségemre voltak. Az ő lelkes,<br />

szakszerű segítségük nélkül nem lehettünk volna ilyen rövid idő (1990-94) alatt<br />

eredményesek.<br />

1988-ban egyetemi tanári kinevezést kaptam. A Kar egyetemi tanárai között<br />

sokáig én voltam a legfiatalabb. A „legfiatalabb” korszakok aztán mára már köddé<br />

váltak, de jó rájuk visszaemlékezni.<br />

63


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Az 1990-es évek közepétől a szilárdásványbányászat leépülése ellenére<br />

bővült szakvéleményezési tevékenységem, szélesedett a tárgykör. A<br />

„kőzetmechanika-biztosítószerkezetek”, „geomechanika”, „kőzetmozgásokbányakárok”<br />

tárgykörein túl a „geotechnika” és a „mérnökgeológia” egyes<br />

fejezetei is helyet kaptak a vizsgált gyakorlati problémák megoldásánál.<br />

Ez tette lehetővé, hogy mindhárom oktatott tantárgyam (Geomechanika,<br />

Kőzetmechanika, Geomechanika-geotechnika) szinte mindegyik tárgykörében<br />

gyakorlati tapasztalatokkal is rendelkezem.<br />

Végül is milyen tényezők határozták meg pályámat? Az Alma Mater, az a<br />

szerencse, hogy a Bányaműveléstani Tanszékre kerültem, a nagy professzorok<br />

(Zambó, Richter) kisugárzása, szakmaszeretet, kreativitás, elhivatottság, jó<br />

döntések, kitartás, következetesség, nem utolsó sorban kiegyensúlyozott családi<br />

háttér. Ennyi.<br />

64


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.65-81.<br />

A MECSEKI SZÉNBÁNYÁK ÉS A MISKOLCI EGYETEM<br />

KAPCSOLATA DR. SOMOSVÁRI ZSOLT<br />

TUDOMÁNYOS MUNKÁSSÁGA TÜKRÉBEN<br />

Dr. Nyers József<br />

okl. bányamérnök, okl. munkavédelmi szakmérnök<br />

nyersj@pannonpower.hu<br />

Dr. Turza István<br />

okl. bányamérnök<br />

1. Meredek telepek fejtései felett kialakult süllyedési horpák<br />

kőzetmechnikai sajátosságai<br />

A tanszéken 1965. évben indult aláfejtett fedüösszlet mozgásainak kutatása<br />

és a témában megjelenő első mechanikai modellezéssel foglalkozó cikkek a<br />

Mecseki Szénbányák Bányamérési Osztályának akkori vezetőjének (dr. Ormos<br />

Károly) figyelmét is felkeltette. Felkérte a tanszéket dőlt telepeknél alkalmazható<br />

mechanikai modell illetve számítási módszer kidolgozására. A kutatási program<br />

eredményeként 1971. májusában megvalósult az „Aláfejtett fedüösszlet<br />

mozgásmezejének meghatározása dőlt településnél” c. összefoglaló jelentés.<br />

A kőzetmozgások-bányakárok témakörben további jelentős feladatokat oldottak<br />

meg:,<br />

- István I-II. akna védőpillér csökkentésének várható külszíni hatásai,<br />

- Kossuth I-II. aknák várható mozgásainak meghatározása,<br />

- Zobák diagonális-akna pillérében történő művelés lehetőségének<br />

vizsgálata,<br />

- Kossuth IV. akna várható mozgásainak vizsgálata,<br />

- István III. akna telepítésének kőzetmechanikai kritériumai,<br />

- Rücker-akna védőpillére mellett tervezett fejtések hatása az aknára és az<br />

aknaudvari létesítményekre,<br />

- Zobák diagonális-akna várható elferdülése,<br />

- Béta bányaüzem X. szintje fölötti szénvagyon tervezett leművelésének<br />

kőzetmechanikai vizsgálata.<br />

65


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

1977-ben a Mecseki Szénbányák rendezte a XVI. Bányamérési Konferenciát,<br />

ahol dr. Somosvári Zsolt professzor ismertette a meredek telepek fejtései felett<br />

kialakuló mozgásmezők kutatására, leírására irányuló – gyakorlatban is<br />

hasznosítható – eredményeit. Ezzel összefüggésben a vizsgálati eredmények tömör<br />

összefoglalását ismertetjük: többnyire a kutató gondolatmenetét, jelöléseit,<br />

fogalmazását követve. Ennek megfelelően:<br />

- Mint ismeretes, az egyes kőzetrétegek anizotróp anyagok. Kijelölhető két<br />

anizotrópiai főirány: egyik irány a rétegsorok normálisa, a másik a<br />

rétegsíkokkal párhuzamos tetszőleges irány.<br />

- Szintes és közel szintes településnél a fő anizotrópiai irányok és a<br />

feszültségi főirányok is függőleges-vízszintes orientációjúak, tehát<br />

egybeesnek, anizotrópiai torzítást nem okoznak, szimmetrikus a<br />

mozgásmező.<br />

- Dőlt település esetén a fő anizotrópiai irányok, továbbá a feszültségi<br />

főirányok sem függőleges-vízszintes orientációnak és igen lényeges,<br />

hogy a főirányok nem esnek egybe. Fejtések felett kialakult mozgásmező<br />

torzul: egyrészt az anizotrópia, másrészt a fejtés mélységkülönbsége<br />

torzító hatásai miatt. A valóságban a két hatás eredménye jelenik meg<br />

aszimmetrikus mozgásmező formájában.<br />

Megjegyzés: Mérési eredményeink szinkronban voltak a kőzetmechanikai<br />

elvekkel, tehát nem arról van szó, hogy dőlt telepek esetében elegendő<br />

egy-egy paraméter értékét módosítani (telepdőlés).<br />

A vázolt elvek bázisán a külszín olyan különleges határfelületként kezelhető,<br />

melynek mozgására vonatkozóan nagyszámú, megbízható mérési eredmények<br />

állnak rendelkezésre, továbbá a mechanikai kerületi feltételek adottak. A kutatási<br />

eredmények alapján minden lényeges jelenségre magyarázatot kaptunk, még<br />

azokra is, melyeket ún. „mecseki külünlegességnek” véltünk. A süllyedések és a<br />

vízszintes elmozdulások meghatározhatók – derékszögű, vagy poláris<br />

koordinátarendszerben – kőzetmechanikai alapokon, a fedüösszletre és<br />

természetesen a bányaművelésre jellemző; alábbi paraméterek ismeretében:<br />

– térfogatsúly a – süllyedési tényező<br />

E – rugalmassági modulus<br />

– tömedékelési hatásfok<br />

m – Poisson-féle szám<br />

k – kőzetparaméter (k=6-10)<br />

– telepdőlés S – elhanyagolható süllyedés<br />

elfogadott értéke<br />

M – lefejtett telepvastagság<br />

66


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

Szintes telep művelése felett a szimmetrikus mozgásmező következtében a<br />

külszínen szimmetrikus horpa, dőlt telep művelésekor a torzult mozgásmező miatt<br />

asszimmetrikus horpa jön létre. A folyamatos tárgyalás érdekében megadjuk a<br />

süllyedési horpa karakterisztikus ismérveit:<br />

S o – maximális süllyedés nagysága<br />

S o = aM, a = 0,82 (megalapozott mérési adat);<br />

X – maximális süllyedési ponton áthaladó, csapásirányú vizsgálati irány, X=0<br />

pont az origó, a maximális süllyedés helye;<br />

i – a süllyedési horpa inflexiós pontjának távolsága az origótól,<br />

S(x) – süllyedés az x-abszciszájú pontban,<br />

H(x) – S’(x) lehajlás<br />

g (x) – S’’(x) görbület<br />

R(x) – görbület sugár, a görbület reciproka<br />

U(x) – csúszás, vízszintes elmozdulás<br />

(x) – deformáció, torzulás<br />

A süllyedés, lehajlás…stb. mozgáselemek meghatározására szolgáló<br />

hatásfüggvényeket – nagy terjedelmük miatt – nem közöljük (megjelentek<br />

hivatalos közleményekben), a lényeges összefüggésekre hívjuk fel a figyelmet.<br />

a.)<br />

A maximális süllyedés helye<br />

A gyakorlatban eltérő vélemények alakultak ki arra nézve, hogy dőlt telep<br />

művelésekor a maximális süllyedés helye dőlésben lefelé, vagy dőlésben felfelé<br />

alakul ki a fejtésközéptől számítva. A kőzetmechanikai vizsgálatok kimutatták,<br />

hogy az anizotrópia dőlésben lefelé, a lefejtett terület szintkülönbsége miatt<br />

dőlésben felfelé tolódik a süllyedésmaximum helye.<br />

- Ha a fejtés mélyen van és a leművelt felületszélesség kicsi, (pl. két szint<br />

közötti) az anizotrópia hatása jobban érvényesül és a maximális<br />

süllyedés helye dőlésben lefelé alakul ki: István akna 7-es telepi fejtés,<br />

telepdőlés 30 o .<br />

- Ha a fejtés nincs nagy mélységben és a lefejtett felület szélessége nagy,<br />

akkor a szintkülönbség okozta torzító hatás érvényesül jobban, a<br />

maximális süllyedés helye dőlésben felfelé tolódik el: István akna 23-as<br />

telepi fejtés, telepdőlés 30 o .<br />

b.)<br />

A süllyedési horpa inflexiós pontjának kitüntetett szerepe<br />

Kőzetmozgás – bányakár gyakorlatban ismeretes, hogy a süllyedési horpa inflexiós<br />

pontjaiban:<br />

67


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

- maximális lehajlások, csúszások lépnek fel;<br />

- a görbület értéke zérus, a görbületi sugár végtelen nagy;<br />

- a deformáció előjelet vált, ún. nyomott és húzott zónák alakulnak ki.<br />

Kőzetmechanikai modellanalízis révén igazolható, hogy a süllyedés folyamatának<br />

lezárása az adott ismérvek nem elegendők. Értelmezhető az inflexiós pont ún.<br />

redukált süllyedése:<br />

S(<br />

x<br />

S<br />

0<br />

i)<br />

mely relatív érték a lefejtett terület mértékében (lényegében az idő függvényében)<br />

adott törvényszerűség szerint változik (csökken). Kimutatható, hogy a<br />

szakirodalomból ismeretes süllyedési függvények nem tesznek eleget ennek a<br />

törvényszerűségnek, tehát a folyamatos süllyedés leírására nem alkalmasak.<br />

Megjegyzés: Mecseki kőzetmozgás-mérési eredmények regressziós analízise révén<br />

bizonyítható, hogy a törvényszerűség meredek telepek művelése felett kialakuló<br />

horpákban is fennáll. Ez a felismerés adott alapot arra, hogy a mecseki ún.<br />

süllyedési típusgörbe paramétereit megbízhatóan meghatározzuk.<br />

A mérési eredmények igazolták, hogy a csúszás a lehajlással, a deformáció a<br />

görbülettel arányos:<br />

U (x) = Kh (x) , illetve E (x) = Kg (x) , ahol a K arányossági tényező egyrészt geometriai<br />

megfontolásból, másrészt ettől függetlenül kőzetmechanikai elemzésből<br />

származtatható:<br />

K<br />

H<br />

k<br />

m<br />

1<br />

ahol H, a fejtés feletti kőzetösszlet vastagsága.<br />

c.)<br />

A hatásszög kőzetmechanikai meghatározása<br />

Az intenzív kőzetmozgások miatt aknáink elferdültek, komoly szállítási és<br />

üzemeltetési problémák jelentkeztek. Az üzemzavarok csökkentése érdekében<br />

sajátságos műszaki-biztonsági intézkedéseket hoztunk:<br />

- a ferdetámok támasztó pontjainak rugalmas lekötése;<br />

- az alsó lapos kötelek excen ikus felfüggesztése, illetve a többletigénybevételt<br />

elviselő (új) kasok üzembe helyezése;<br />

- az akna felső szakaszának átbővítése (kör szelvényből ovális<br />

szelvényre);<br />

- az akna 1: C arányú ferde továbbmélyítése;<br />

- az alsó szállító szintek feladása,<br />

68


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

- védőpillérek méretezése, a kőzetmozgások rendszere mérése közel<br />

2OCO állandósított megfigyelési pontokon.<br />

A védőpillérek méretezésekor ún. határszögekkel dolgoztunk. A határszög<br />

a fejtés peremét és a külszíni horpa S elhangolható mértékű süllyedési pontját<br />

összekötő egyenesnek a vízszintessel bezárt szöge, ahol S = (3-4) és a<br />

szintezési középhiba nagysága.<br />

A határszög gyakorlati adat, értéke a megadott kőzetmechnikai<br />

paraméterekkel meghatározható:<br />

ctg<br />

1<br />

0,61<br />

ln<br />

k<br />

0,585aM<br />

(1<br />

S<br />

)<br />

0,96<br />

k<br />

Az összefüggés szerint a határszög érzékenyen függ a lefejtett telep<br />

vastagságától, továbbá az ismételt aláfejtések miatt a fedüöszlet egyre<br />

„lágyabbnak” minősül, tehát a határszög értéke változóan csökken. Például: M=2,5<br />

m, k=10, =61 o ; illetve M=25 m, k=6, =32 o . Dőlésben lefelé mértünk =28 o<br />

határszöget is, mely érték számítással is meghatározható.<br />

Kőzetmechanikai vizsgálatokkal alátámasztható az a mecseki sajátosság is,<br />

mely szerint a fekükőzetek is mozgásba jönnek. Ennek ismeretében történt István<br />

III. akna telepítési helyének meghatározása is. Kossuth I. és II. aknák<br />

védőpillérének lefejtéséhez mélyített Kossuth IV. akna telepítése egyrészt a<br />

Kossuth-bányai, másrészt a Zobák-bányai fejtések hatásainak kőzetmechanikai<br />

elemzése révén történt.<br />

d.)<br />

Ellentmondásos mérési eredmények a süllyedési horpa peremén<br />

A XVI Bányamérési Konferencián beszámoltunk arról, hogy a süllyedési horpa<br />

peremén – nem egy esetben – emelkedéseket mértünk. Négy évig tartó mérési<br />

program révén beigazolódott, hogy térfogatváltozó külszíni talajokra telepített<br />

mérési pontok süllyedő-emelkedő, ún. pulzáló mozgást végeznek. Időnként<br />

ellentmondásos eredményeket is kaptunk, aminek az volt az oka, hogy a szintezési<br />

alapkő is pulzáló mozgást végzett. (Innen származik a „Mecsekben minden<br />

mozog” közismert megállapítás).<br />

Pécsett és Komlón is vannak olyan területek, ahol természetes rézsűcsúszások<br />

mutathatók ki. Az ide telepített megfigyelési pontok – a bányaműveletektől<br />

függetlenül – természetes lejtőirányú mozgást végeznek. A lejtőirányú mozgás<br />

iránya általában nem a maximális süllyedés helye irányába mutat, de észlelhető<br />

megrongálódásokat okozhat az ott lévő épületeken.<br />

69


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

A vektorelemek kvantitatív ismeretére konkrét épületkár minősítésekor, továbbá<br />

akkor van szükség, amikor a kőzetmozgás időfolyamatait vizsgáljuk.<br />

A lehetséges mozgásokat vektorként kezelve az általános D elmozdulási vektor<br />

három vektor eredője:<br />

<br />

D W( S,<br />

U)<br />

L P , ahol:<br />

W – vektor a maximális süllyedés helye felé mutat, az S süllyedési, illetve U<br />

csúszáselemei a bányaműveletekkel ok-okozati összefüggésben lépnek fel a<br />

kőzetmozgások definiálható befejezéséig;<br />

L – természetes lejtőirányú mozgás vektora (süllyedés, csúszás);<br />

P <br />

– a pulzáló mozgás vektora (emelkedő, süllyedő mozgási szakaszok). A<br />

vektorelemek kvantitatív ismertetése konkrét épületkár minősítésekor, továbbá<br />

akkor van szükség:<br />

amikor a kőzetmozgás időfolyamatait vizsgáljuk. Az időfolyamatokhoz rendelhető<br />

időtartamok:<br />

T a – a bányaműveletek aktív időtartama,<br />

T o – a mozgáskifutás időtartama,<br />

T – a főmozgások időtartama,<br />

T U – az utómozgások időtartama, mely csillapodási és konszolidációs szakaszokra<br />

bontható.<br />

A főmozgások T időtartama az a pontmozgási időszakasz, melynek az elején és a<br />

végén a mozgás értéke a μ szintezési középhiba nagyságával azonos. Azt a<br />

pontmozgási időszakaszt, amíg a bányaműveletek leállításától számítva a mozgás<br />

nagysága először éri el – (megbízhatóan!) – a μ szintezési középhiba értékét, az<br />

utómozgások T U időtartamának nevezik. Az időtartamok között a következő<br />

triviális összefüggés áll fenn:<br />

T<br />

a<br />

T<br />

U<br />

Az összefüggés leglényegesebb eleme a T U időtartam, melynek ismeretében<br />

lehet nyilatkozni:<br />

- Adott épületkár és a bányaműveletek között van-e ok-okozati<br />

összefüggés?<br />

- A bányatelek mikor törölhető az ingatlan-nyilvántartásból?<br />

T<br />

T 0<br />

70


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

Ismeretes, hogy a szélsőségesen kedvezőtlen bányaföldtani adottságokkal<br />

rendelkező, halmozottan veszélyes széntelepeket nem tudtuk gazdaságosan<br />

leművelni, a szénbányákat bezártuk, de a bányatelkeket még nem töröltük az<br />

ingatlan-nyilvántartásból.<br />

2. Szén- és gázkitörésveszély<br />

A mecseki medencében folytatott bányászatot sok természeti tényező<br />

nehezítette, amelyek egyik legsúlyosabbika a váratlan szén- és gázkitörésveszély<br />

volt. Felismerése, előrejelzése illetve ellene való védekezés komoly erőpróbája volt<br />

a bányászoknak.<br />

A Mecseki Szénbányászatban 1894. december 12-én következett be az első<br />

kitörés. Az 1800-as években, de még az 1900-as évek elején sem volt a tudomány<br />

abban a helyzetben, hogy reális elképzelések alakulhattak volna ki a kitörések<br />

keletkezését illetően. Csak az 1950-es évektől kezdődően adtak a kutatók többékevésbé<br />

elfogadható magyarázatokat a kitörések okára.<br />

A kitörés-problémán belül a kitörések keletkezésének folyamatai a kitörések<br />

létrejöttének mechanizmusa alapvető fontosságú volt, mert csak ennek ismeretében<br />

fogalmazódott meg a kitörések feltételei, oldható meg a kitörések prognosztizálása<br />

és így hatékony védekezési módszerek voltak kialakíthatók. A kitörések<br />

keletkezése alapvetően közetmechanikai-geomechanikai folyamat. Ennek a<br />

folyamatnak az elméleti tisztázása, új kutató módszer indult a kitörések okainak<br />

feltátására. Ezen új vizsgálati módszer lehetővé tette a szén-gáz, homokkő-gáz és<br />

só-gáz kitörésekre egyaránt érvényes új kitöréselmélet megfogalmazását, a<br />

kitörésveszély alapvető összefüggéseinek – gyakorlat igényei kielégítő pontosságú<br />

– leírását. Az alábbiakban a vizsgálati módszer főjellemzőit mutatják be, dr.<br />

Somosvári Zsolt szakirodalmi munkásságának alapján:<br />

A vizsgálat során figyelembe vette, hogy a gáztároló gázdús kőzet két fázisú,<br />

a szilár- és gázfázis több vonatkozásban és kölcsönhatásban – mechanikai-,<br />

termikus – áll egymással.<br />

Tapasztalat szerinti több fajta kőzet többféle gázzal kitörést szenvedhet, a<br />

kémiai kölcsönhatást kizárta a vizsgálatok sorából. Ennek a felmérésnek az alapján<br />

a valóság gáztároló gázdús kőzetét teherviselő kőzetgáz rendszernek tekintette, és a<br />

rendszer szilárd- és gázfázisának egymásra hatását mechanikai és termikus<br />

kölcsönhatását tette vizsgálat tárgyává valóságos bányaművelési körülmények<br />

mellett.<br />

A kitörések keletkezésének vizsgálatánál – figyelemmel arra, hogy többfajta<br />

kőzet szenvedhet kitörést – eltekintett a kőzetanyag fajtáitól, és csak különböző<br />

kőzetek közös vonását vette figyelembe, nevezetesen azt, hogy a kőzetet porózus<br />

71


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

anyagok. Nem utolsósorban lényeges jellemzője volt a vizsgálati módszernek,<br />

hogy az elméleti vizsgálatokat mindig valóságos bányászati kőzet-gáz környezet és<br />

az üreg körülményei összességének figyelembevételével végezte.<br />

Laboratóriumi körülmények között a mecseki szenek gáznyomásos térben<br />

történő egytengelyű nyomószilárdság vizsgálatok végzése kimutatta – az elmélettel<br />

összhangban - hogy a gáznyomás növekedése jelentősen csökkenti a szilárdságot.<br />

Az geomechanikai kitöréselmélet lehetővé tette az alkalmazott védekezési<br />

eljárások értékelését. Kimutatta, hogy a mecseki szénbányák körülményei között<br />

fejtésekben miért nem következnek be kőzet- és gázkitörések, vágathomlokon és<br />

aknatalpon viszont bekövetkeznek.<br />

Az elméleti vizsgálatokat laboratóriumi mérések és üzemi kísérletekkel<br />

egészítette ki, melyek eredményei a mecseki szénbányák szén-gázkitörések elleni<br />

védekezések fejlesztését szolgálta.<br />

Ebben a témában kiemelt feladat volt, a több telep lefejtésével együtt járó<br />

regionális föléfejtési hatások értékelése, a vonatkozó hatósági előírások<br />

felülvizsgálata, a hatósági szabályozástól való eltérés lehetőségeinek vizsgálata, új<br />

minősítő eljárás kezdeményezése, végül az új eljárás kísérleti alkalmazása idején<br />

szükséges mérési eljárások eredményeinek értékelése ( Szakértői tanulmány 1993.<br />

december).<br />

Az előző témakörhöz kapcsolódóan készített szakértői tanulmányok (1996.<br />

október, 1997. október) a védőtelepes művelés hatásmechanizmusát, illetve a<br />

védett zónák kiterjedését vizsgálta különböző esetekben. Ezen feladat kidolgozása<br />

a vágatos szénomlasztásos fejtések gazdaságosabb leművelését tette lehetővé.<br />

3. Épületkár-bányakár tárgykörben készült szakértői tanulmányok<br />

Az 1993-as bánya-erőmű integrációkor a Pannon Hőerőmű Zrt. (akkor nevén<br />

Pécsi Erőmű Rt.) kormányhatározat alapján lett a szénkitermelésre alkalmas<br />

külfejtéses- és a Zobák-akna mélyműveléses bányatelkek bányászati jogosítottja.<br />

A „Pécs-Mecsekszabolcs” bányatelken lévő mélyműveléses bányaüzemek<br />

bezárásával a bányavíz emelés megszüntetésével a föld alatti bányaüregek,<br />

továbbá az omlásos-repedékes kőzettartományok feltöltődnek vízzel. Ez a bányavíz<br />

feltöltődési folyamat volt az oka, hogy a fedő bányatelken üzemelő Karolina<br />

külfejtésben egyre nagyobb kapacitásokat kellet igénybe venni. Felvetődött a<br />

kérdés, hogy a környezetben nem veszélyezteti-e a bányagödör egyes helyein igen<br />

magas generálrézsűinek állékonyságát. A 2000. év márciusában készült szakértői<br />

tanulmány ezen problémára adott választ a szükséges intézkedések megadásával.<br />

A Vasas É-i külfejtés felhagyása a jóváhagyott műszaki üzemi terv szerint<br />

csak később a Karolina külfejtés bezárását követően kerül sorra. Figyelemmel arra,<br />

hogy a külfejtés Ny-i rézsűjében a művelés során kisebb rézsűmozgásokat<br />

tapasztaltunk és a rekultiváció későbbi időszakra tolódik, megbíztuk a GeoConsult<br />

72


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

’95 Mérnöki Iroda Kft.-t szakértői tanulmány elkészítésére (2005. május). A<br />

tanulmány választ adott a felhagyott Vasas É-i külfejtés rézsűi hosszú távú<br />

állékonyság biztonságára és javaslatot tett a szükséges beavatkozásokra.<br />

Az integráció során az Erőmű társaság szerződésben rögzített tételekben és<br />

összeghatárig – átvállalta az integrációt megelőző bányászati tevékenységből<br />

adódó bányakár körébe tartozó költségeket továbbá a bányák saját működtetése<br />

során keletkezett és a működés befejezését követően felmerülő bányakár<br />

kötelezettségek rendezését.<br />

A bányászati tevékenység biztonságának növelését szolgáló lépés volt a<br />

bányászatról szóló 1960. évi III. törvény hatályba helyezése, amely a<br />

bányaművelés által okozott károk megelőzésével és elhárításával kapcsolatban a<br />

42. és 43. §-okban tartalmazott rendelkezéseket. A törvény elrendelte „a<br />

bányakárok megtérítésének módját, a Minisztertanács szabályozza”. A törvény<br />

végrehajtási rendelete a következőket írta elő:<br />

„A szabályszerűen folytatott bányászati tevékenység során keletkezett bányakár<br />

megtérítése – amennyiben annak megelőzése, elhárítása, illetve csökkentése<br />

érdekében a vállalat a szükséges intézkedéseket megtette – nem ronthatja a<br />

bányavállalt gazdasági eredményét.”<br />

A részletes szabályokat a 108/1969. (P.K.18) PM-OT-NIM sz. utasítás<br />

tartalmazta. Az 1960. évi III. törvény végrehajtásáról rendelkező rendelet<br />

kimondta, hogy a bányakártalanítási eljárás és per illeték- és költségmentes. Ezen<br />

rendelkezés alkalmazása oda vezetett, hogy a Mecseki Szénbányák kezdettől fogva<br />

bányakárként kezelte az épületkárosodásokat a valós okok megállapítása nélkül,<br />

szinte függetlenül attól, hogy a károsodott épület a valószínűsíthető süllyedési<br />

horpán belül vagy kívül esett. Az eljárás akadozott, mert a károsultaknak (szinte)<br />

semennyi pénz nem volt elég, napirenden voltak a bírósági ügyek.<br />

A rendezési eljárást az 1993. évi XLVIII. bányatörvény hatályon kívül<br />

helyezte: „a bányavállalkozó a bányakárokat köteles megtéríteni.”<br />

Az eljárás során :<br />

- bányász szakértő megállapította a károkozó felelősségi hányadát,<br />

- építész szakértő felmérte az épületkárt és helyreállítási költségét,<br />

- a bányavállalkozó pénzben teljesítette kötelezettségét<br />

Lényeges szemléletváltozást hozott az 1993. évi XLVIII. törvény<br />

végrehajtása, amely a bányavállalkozót kötelezi a bányakárok megtérítésére. ezen<br />

törvényi szabályozás ara inspirálta a bányavállalkozót, hogy a témában elismert<br />

intézményt, szakértőt kérjen fel az épületkárosodások ok-okozati összefüggéseinek<br />

feltárása.<br />

73


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

4. Pécsbánya lakótelep épületkárosodásainak vizsgálata.<br />

A pécsbányai területen működő két – Mecseki Bányavagyon-hasznosító Rt.,<br />

Pécsi Erőmű Rt. – bányavállalkozót terhelő felelősség szétválasztását nehezítette,<br />

hogy a „Pécs-Mecsekszabolcs” védnevű bányatelken folytatott mélyszinti<br />

bányaművelés befejezését követően 1993- évtől a „Pécs-Mecsekszabolcs-Kőszén”<br />

védnevű fedő bányatelken folyt.<br />

A külfejtéses bányagödör Pécsbányatelep közvetlen szomszédságban<br />

helyezkedik el, attól keletre. Ebből következik, hogy számos lakást érintett a<br />

külfejtéses bányaművelés. A kőzetlazításnál alkalmazott robbantások, a<br />

lakótelepen áthaladó gépkocsis szállítás környezetterhelést jelentett a lakóknak. A<br />

területen mélyműveléssel, bányászattal kapcsolatos bányakárok is jelentkeztek,<br />

melyek állandó környezeti problémát jelentettek a tevékenységet végző és a lakók<br />

között.<br />

Az 1993-as bánya-erőmű integrációt követő években jelentős számú<br />

kártalanítási igényt nyújtottak be. Az előzőekből is látható, hogy a károkat az okok<br />

szerint szükséges volt szétválasztani a két bányavállalkozó között. Fontos<br />

feladatnak tekintettük, hogy ezen bányakároknak a megosztásával kapcsolatban<br />

megállapodást kössünk a mélyműveléses bányatelek jogosítottjával. Célul tűztük<br />

ki, hogy a kármegállapításoknál egységes elveket alakítsunk ki. Ezen<br />

tevékenységünket a károsultak megelégedésére végezzük és lehetőleg bírósági<br />

tárgyalás nélkül állapodjunk meg a károsultakkal a kártérítés mértékében.<br />

A mélyművelési tevékenységből a külfejtési tevékenységből eredő<br />

felépítményi bányakárok megítélésének szakértői meghatározása és a felmerült jogi<br />

problémák rendezése kiemelt feladatként jelentkezett. Ezen feladat megoldásában<br />

jelentős segítséget jelentett „A mélyművelési és külfejtési tevékenység által<br />

okozott épületkárok lehetséges elkülönítése a pécsbányai külfejtéstől K-re”című<br />

szakértői tanulmány (Miskolc, 1995. május) kidolgozása. A vizsgálatokra és a<br />

felmérésekre a GEOCONSULT Kft-t bíztuk meg. Ezen szakértői tanulmányra<br />

építve kötöttünk megállapodást a bányakárok rendezésére. A tárgyi témában<br />

készült további tanulmányok lehetővé tették a két bányavállalkozó közötti<br />

bányakár-arányok maradéktalan tisztázását, továbbá lehetővé tette az egyedi<br />

épületkárok elbírálásánál a pontosabb bányakár/nem bányakár meghatározását.<br />

5. A komlói egykori altáró közelében lévő épületek károsodásával<br />

kapcsolatosan szakvélemények<br />

A bánya-erőmű integráció időpontja előtt korábban is számos épület,<br />

ingatlan károsodásával kapcsolatosan folyt bírósági per. A lakók szakértői<br />

általában az altáró károsító hatását, az építés, a szénszállítás okozta rezgések és a<br />

talajtömörödés miatti felszínsüllyedéseket próbálták bizonyítani. Évtizedek óta vita<br />

74


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

tárgya volt, hogy az építménykárok kialakulásában mekkora lehetett a bánya<br />

szerepe, s milyen egyéb okok játszottak még közre az épület károsodások<br />

megjelenésében.<br />

A Miskolci Egyetem Geotechnológiai és Térinformatikai Intézet Bányászati<br />

és Geotechnikai Tanszéke és a GeoConsult ’95 Kft. az előzményeknek megfelelő<br />

tartalommal a megbízásában a következőket vizsgálta:<br />

- a tárgyban készült szakvélemények értékelését,<br />

- a korábbi talajfeltáró geotechnikai és geológiai fúrások, a felszínmozgásés<br />

bányakár vizsgálatok értékelését,<br />

- a károkozók feltárásához szükséges újabb mérések, adatok vizsgálatok<br />

meghatározását, a térfogatváltozó altalajra történő alapozás<br />

következményeit, szerepét,<br />

- elemezte a területen korábban bekövetkezett felszín közeli<br />

talajmozgásokat újabb mérési eredmények és adatok alapján,<br />

- mély- és sekély szondázást végzett,<br />

- a csilleforgalom által okozott rezgések mérése,<br />

- geodéziai mérések és -adatok alapján az épületkárok okainak<br />

megállapítása.<br />

A szakértői tanulmányok egyértelműen bizonyítottak, hogy a 2002. évben<br />

tapasztalt és látható károsodásokban, az újabb repedések kialakulásában az az<br />

altárónak, a bányának már nincs (nem lehet) szerepe. Az altáró csilleforgalma által<br />

előidézett rezgések-mérésekkel bizonyítottan sem közvetlenül, sem közvetve nem<br />

lehettek lényegi okozói az altáró fölötti épületkároknak.<br />

Az altáró tömedékelésére 2000-ben a Pécsi Erőmű Rt. elkészítette „A Komló<br />

altáró felhagyásának engedélyezési tervét”. Ezen tervnek alapját képezte „A<br />

KOMLÓI ALTÁRÓ FELHAGYÁSA” című szakértői tanulmány. A GEOCONSULT ’95<br />

Kft. olyan tömedékelési hatásfokot írt elő, amely mellett nem következik be a főte<br />

süllyedése, ami esetleg a felszínen lévő épületek károsodását okozná. A<br />

legkritikusabb szakasznak az altáró első 1000 m-es szakaszát ítélték, ahova közel<br />

100%-os hatásfokú tömedékelést javasolt. Felhívta a figyelmet a nyugalmi vízszint<br />

alakulására és a tömedékelt altáró víztelenítésének szükségességére.<br />

Az altárót ellenőrzötten betömedékeltük, a vízkivezetést megoldottuk. A<br />

tömedékelés dinamikus hatása mérések szerint nem idézhetett elő épületkárt.<br />

Egyértelműen kizárták az altáró, illetve bánya miatt süllyedéseket a 2000-<br />

2005. években végzett szintezés és GPS (műholdas) mozgásmérések eredményei.<br />

Ezekből arra lehetett következtetni, hogy a vizsgált területen az épületek mozgását<br />

(süllyedés, emelkedés) döntő mértékben az altalaj térfogatváltozása (zsugorodás,<br />

duzzadás) okozta. A szakértői tanulmányok felhasználásával a bírósági végzések<br />

75


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

kimondták, hogy a bányászati tevékenységnek nincs szerepe az építménykárok<br />

kialakulásában.<br />

6. Komló, Gesztenyés lakótelep épüteletkárosodásának hatásvizsgálata<br />

A Pannon Hőerőmű Zrt. működési területén a harmadik kiemelt vizsgálati<br />

terület a Zobák-Gesztenyés lakótelep terepmozgásainak, épületkárosodásainak<br />

többirányú komplex elemzése volt. Komló – Gesztenyés város lakó- és szociális<br />

épületei a Komló - Zobák – Kőszén KBF 682/1993. sz. bányatelken helyezkednek<br />

el. (KBF: Kerületi Bányaműszaki Felügyelőség). A lakótelep jelentős része<br />

beleesik a zobáki I.-II.-III. sz. fejtési koncentrációs (11 fejtési tömb)<br />

bányaműveletei okozta külszíni süllyedési horpába. A fejtési tömbökben, térben és<br />

időben több fejtés működött, pl. az I/2. sz. tömbben 5 fejtés, a II/4. sz. többen 4<br />

fejtés, stb. Az I. sz. koncentrációban 1970-ig, a II. sz. koncentrációban 1979-ig, a<br />

III. sz. koncentrációban 1977-től 1989-ig, illetve 1993-tól 1994-ig működtek a<br />

fejtések. A III. sz. koncentrációban a fejtések csapásmenti kiterjedése 700 m, a<br />

legjelentősebb telepvastagság 12 m volt.<br />

A Komló, Zobák-Gesztenyés lakótelep felszínmozgásai és a meredeken<br />

lejtős domboldalon épületkárosodások az 1960-as évek közepétől problémát<br />

jelentettek. Ez a probléma több összetevőjű. egyrészt korábban a terület egy részét<br />

(DNY) a zobáki fejétektől eredő felszínmozgások (süllyedések) érték. Másrészt a<br />

meredeken lejtős terület egészén a bányászattól függetlenül igen lassú lejtőcsúszás<br />

(süllyedés) megy végbe. harmadrészt a térfogatváltozó alapozási talaj évről-évre<br />

megjelenő pulzáló mozgása (süllyedés-emelkedés) károsítja a lakóépületeket.<br />

A szakértői vizsgálatra azért került sor, mert a domboldalon fekvő<br />

lakótelepen sajátos, mérésekkel regisztrált süllyedésfolyamat játszódott le, épület<br />

károsodások is jelentkeztek.<br />

Az „ALAPOZÁSI TALAJVISZONYOK GEOMECHANIKAI VIZSGÁLATAI” című<br />

szakértői tanulmányban a mérnökgeológiai, geomechanikai körülmények<br />

széleskörű feltárására, meghatározására került sor.<br />

A komplex vizsgálat keretében a következő szakértői tanulmányok készültek<br />

el:<br />

- „Zobák-Gesztenyés lakótelepen észlelt felszínmozgások elemzése”<br />

- „Terepalakulatok állékonyságának geomechanikai vizsgálati Zobák-<br />

Gesztenyés lakótelepen”<br />

- „Alapozási talajviszonyok geomechnaikai vizsgálata, valamint<br />

A fenti tanulmányokat kiegészítette a „A KOMLÓI BÁNYÁSZAT VÍZFÖLDTANI<br />

VÁLTOZÁSAINAK HATÁSVIZSGÁLATA” című tanulmány. A bányavállalkozó által<br />

feltett kérdések megválaszolása érdekében a szakértői széleskörű vizsgálatot<br />

végzett. Ennek során bemutatta a terület földtani felépítését, vízföldtani viszonyait<br />

76


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

(bányászat előtti, közbeni és befejezés utáni állapotban), továbbá megadta a terület<br />

általános mérnökgeológiai leírását.<br />

A terület geotechnikai, mérnökgeofizikai vizsgálatai során a<br />

talajvízviszonyokkal, az elvizesedés kérdésével kiemelten foglalkozott.<br />

Külön tanulmányban foglalkozott és vizsgálta a felszínemelkedések okait, a<br />

jelenségek mechanizmusait a térfogatváltozó talajokon, a rétegvíz<br />

visszatöltődésének folyamatában, beleértve az omlásos, illetve repedéses<br />

kőzettartományok következményeit és olya módon, hogy figyelembe vette az<br />

utóbbi időszak felszínmozgásos mérési eredményeit.<br />

Ugyancsak önálló tanulmányban foglalkozott a vizsgált területen az<br />

épületkárosodások ok-okozati összefüggéseivel. A komplex hatásvizsgálat alapján<br />

egyértelműen rögzíthető volt, hogy Gesztenyés lakótelep épületkárosodásai és a<br />

földalatti bányaműveletek között ok-okozati összefüggés nem mutatható ki. Ezt<br />

támasztják alá a rendszeresen, az előírtnál nagyobb gyakorisággal (félévente)<br />

végzett geodéziai mérések eredményei. Ugyanakkor a komlói szénmedence<br />

természetes vízfeltöltődése jelenleg nem okozhat épületkárosodásokat a<br />

lakótelepen, mert a vízfeltöltődés igazoltan kezdeti stádiumban van.<br />

A bányavállalkozó nemcsak a jogi szabályozás, hanem a Bíróság által<br />

kirendelt igazságügyi bányász szakértő egyéni meglátása miatt is kényszerpályán<br />

mozgott. A bíróságon elfogadott szakértő szerint: „A bánya víztelenítése megszűnt,<br />

a szivárgási út lecsökkent, a pórusnyomás növekedett, am felszínemelkedést<br />

okozott, tehát a bányavállalkozó a felelős.”: víztelenítési adatok, mérőszámok,<br />

mértékegységek nélküli felületes, summás vélemény alapján kvázi 40 %<br />

mértékben. Voltak gondjaink az építész szakértővel is, egy másik területen: „Az<br />

altáró létesítésekor alkalmazott robbantások geológiai, kőzettömörítő hatásai miatt<br />

a bányavállalkozó felelőssége fennáll!” (Az altárót betömedékeltük, a felette lévő<br />

kőzetöszlet nem ”tömörödik” tovább.)<br />

Az épületkárok ok-okozati összefüggéseinek következetes feltárásában<br />

elévülhetetlen érdemei vannak dr. Somosvári Zsoltnak:<br />

- Kimutatta, hogy a fejtési műveletek befejezése után a süllyedési horpa<br />

megfigyelési pontjai már csak süllyednek, a bányaműveletekkel okokozati<br />

összefüggésben színemelkedések nem következnek be: a<br />

bányavállalkozó felelősségi hányadát korábban 10 %-ra, majd később a<br />

bányavállalkozó felelőségét kizárta,<br />

- Rámutatott arra, hogy a felszínemelkedéseket a térfogatváltozó alapozó<br />

talajok pulzáló mozgásai okozzák, amiért a bányavállalkozó nem felelős.<br />

- A centrális aknákhoz legközelebb lévő épület az ún. védett idomon<br />

helyezkedik el, ahol legnagyobb volt a felszínemelkedés. A bíróság<br />

77


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

belátta és a közvélemény is elfogadta: ezekért az épületkárokért a<br />

bányavállalkozó nem lehet felelős.<br />

Tudatában voltunk annak, hogy az épületkár-bányakár komplex tárgykörből<br />

nem lehet „máról-holnapra kivonulni”, de dr. Somosvári Zsolt munkássága nélkül a<br />

folyamat sokkal tovább tartott volna.<br />

A fenti megállapításokat a 2006. és 2007. évben lefolytatott peres eljárás<br />

során a Bíróság igazságügyi szakértő véleményére alapozva - felhasználva dr.<br />

Somosvári Zsolt szakértői tanulmányait - a kereseteket elutasította.<br />

7. A vízfeltöltődéssel együtt járó felszínemelkedés<br />

Pécsbánya-telep lakóépületei döntő részben aláfejtett területen vannak..<br />

Pécsbánya lakótelepen jelentkező tömeges épületkár bejelentések miatt a Mecseki<br />

Bányavagyon-hasznosító Rt. és Pécsi Erőmű Rt. 6 db megfigyelési vonal mérési<br />

pontjainak geodéziai mérését újra indította. A szintezéseket. Németh József<br />

korábbi főbányamérő – aki korábban a süllyedéseket mérte – megdöbbenve<br />

tapasztalta, hogy a felszín emelkedik! A többszöri ellenőrző mérés is<br />

felszínemelkedéseket mutatott. Magyarországon ilyen jelenség a korábbiakban nem<br />

fordult elő. A jelenség okainak vizsgálatával, a felszínemelkedések várható<br />

mértékének meghatározásával, időbeli lefolyásával és a várható hatások<br />

meghatározásával a GeoConsult ’95 Mérnöki Iroda Kft bíztuk meg.<br />

A földalatti bányák felhagyásával, a vízemelés megszűnésével az állva<br />

maradt vagy beomlott bányatérségeket, a korábbi fejtések felett képződött omlásos<br />

és repedéses kőzettartományok hézagait fokozatosan víz tölti ki. Ennek először az a<br />

következménye, hogy az omlásos, repedéses (fellazult) kőzettartományban a<br />

telítődés miatt a korábbi nedves állapotban működő kapilláris erők megszűnnek és<br />

a fellazult kőzettartomány roskadást, tömörödési szenved. Ez az utólagos<br />

tömörödés utómozgásokat, süllyedéseket idéz elő a külszínen is. Az elárasztáskor a<br />

lazult kőzettartomány tömörödése ugyan gyorsan játszódik le, de a fedüösszlet<br />

reológiai viselkedése miatt a külszínen időben elnyújtott süllyedések jelentkeznek.<br />

Amennyiben a vízfeltöltődés olyan mértékű, hogy a fellazult kőzettartomány<br />

hézagaiban, repedéseiben, réseiben víznyomás jelentkezik, akkor ez a víznyomás a<br />

hatékony feszültségek csökkentése révén leterhelődést idéz elő, amely kitágulással,<br />

függőleges irányú megnyúlással jár együtt. Nagyobb fejtési mélységek és nagyobb<br />

lefejtett össztelep vastagságok esetében a vízfeltöltődés a külszínen térszín<br />

emelkedést okozhat<br />

A mérési eredménye azt mutatják, hogy 1996 után már egyértelműen<br />

felszínemelkedések domináltak a vizsgált területen. A felszínemelkedések oka dr.<br />

Somosvári Zsolt vizsgálatai alapján az 1992-ben megszüntetett bányavíz kiemelés,<br />

amelynek következtében vízfeltöltődési folyamat kezdődött el a bányaüregekben és<br />

a repedéses kőzettartományokban. A vízfeltöltődés a Pécsbánya Karolina<br />

78


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

külfejtésben is tapasztalható volt az évenként növekvő kiemelt bányavíz mennyiség<br />

vonatkozásában.. A szintezési mérések azt mutatják, hogy a felszínemelkedés<br />

folyamata tovább tart, általában 10-25 mm-es emelkedések mentek végbe egy év<br />

alatt. Ezen mérési eredmények és tapasztalatok ráirányítják a figyelmet a komlói<br />

süllyedési horpán belül várható felszínemelkedésekre.<br />

8. Kutatási jelentések,szakértői tanulmányok<br />

Sorszám<br />

Megbízás tárgya<br />

1. Aláfejtett fedűösszlet mozgásmezejének meghatározása dőlt<br />

településnél (Összefoglaló jelentés), Miskolc, 1971. május<br />

2. Aknapillérek lefejtése (Kutatási jelentés), Miskolc, 1975. december<br />

3. Kőzetmozgások-bányakárok Pécs-Bányaüzem nyugati bányamezeje<br />

fölött (Kutatási jelentés), Miskolc, 1978. április<br />

4. Különböző bányabiztosító szerkezetekre megengedhető<br />

mozgásparaméterek meghatározása (Kutatási jelentés), Miskolc,<br />

5. Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken a korábbi fejtések által okozott<br />

felszínmozgások és a jövőben várható felszíni hatások<br />

prognosztizálása (Szakértői tanulmány), Miskolc, 1994. június<br />

6. A mélyművelési és külfejtési tevékenység által okozott épületkárok<br />

lehetséges elkülönítése a Pécsbánya-i külfejtéstől K-re (Szakértői<br />

tanulmány), Miskolc, 1995. május<br />

7. A mélyművelési és külfejtési tevékenység által okozott épületkárok<br />

lehetséges elkülönítése a Pécsbánya-i külfejtéstől K-re az újabb<br />

szeizmikus mérések eredményei felhasználásával (Szakértői<br />

tanulmány), Miskolc, 1995. október<br />

8. Zobák-Gesztenyés lakótelepen észlelt felszínmozgások elemzése<br />

(Szakértői tanulmány), Miskolc, 1996. március<br />

9. Terepalakulat állékonyságának geomechanikai vizsgálatai Zobák-<br />

Gesztenyés lakótelepen (Szakértői tanulmány), Miskolc, 1996. május<br />

10. Alapozási talajviszonyok geomechanikai vizsgálatai Zobák-<br />

Gesztenyés lakótelepen (Szakértői tanulmány), Miskolc, 1996. június<br />

79


Dr. Nyers József – Dr. Turza István<br />

12. Zobák-Gesztenyés lakótelep talaj mozgásainak és épületkárainak<br />

okai (Összefoglaló szakértői tanulmány) Miskolc, 1996. július<br />

13. A komlói Altáró környezetében kelettkezett épületkárok okainak<br />

feltárása (Kutatási jelentés) Miskolc, 1996.november-december<br />

14. Epületkárosodások és építésföldtani-geomechanikai körülmények<br />

kapcsolata Komló, Imre-, Új-, Béke-, Kakas-lakótelepeken<br />

(Szakértői tanulmány), Miskolc, 1996. december<br />

15. Komló belterületén elhelyezkedő Imre-, Uj-, Béke-, Kakaslakótelepek<br />

építésföldtani körülményei és geomechanikai vizsgálatai<br />

(Szakértői tanulmány), Miskolc, 1996. december<br />

16. A geomechanikai és talajvíz körülmények feltárása és<br />

értékelése Pécsbányatelepen (Szakértői tanulmány), Miskolc, 1997.<br />

január<br />

17. A komlói Altáró csilleforgalma által keltett rezgések jellemzői és<br />

lehetséges hatásai a környezetre (Szakértői tanulmány), Miskolc,<br />

1997. március<br />

18. Komló belterületén észlelt felszínmozgások elemzése Komló, 1997.<br />

május 8.<br />

19. "Pécs-Mecsekszabolcs" bányatelken észlelhető felszínemelkedések<br />

és vizesedési jelenségek értékelése és prognosztizálása (Szakértői<br />

tanulmány), Miskolc, 1998. május<br />

20. Epületkárosodások értékelése Pécs-Mecsekszabolcs bányatelken,<br />

Miskolc, 1998. június<br />

21. Robbantások szeizmikus terhelése Karolina külfejtéstől D-re<br />

Lámpás-völgy, Gyükés térségében, Miskolc, 1998. augusztus<br />

22. A komlói -altáró felhagyása, Miskolc, 1999. március<br />

23. Komló, Gesztenyés-lakótelep épületkárosodásának hatásvizsgálata,<br />

Miskolc, 2002. április<br />

24. A komlói bányászat vízföldtani változásainak hatásvizsgálata,<br />

Miskolc, 2002. július<br />

25. „Vasas" bányatelek bányászati szakvéleményezése a bányatelek<br />

törléséhez Miskolc, 2006. március<br />

26. Felszínmozgások komplex vizsgálata "Pécs- Mecsekszabolcs"<br />

bányatelken Miskolc, 2008. október<br />

80


A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkásság a tükrében<br />

27. A felhagyott Pécs-Vasas É-i külfejtés rézsüi állékonyságának<br />

biztonsága, 2005. május<br />

28. Talajmozgás- és épületkárosodások okainak vizsgálata Karolina<br />

külfejtés K-i határ rézsüjének környezetében, 2001. február<br />

29. Karolina külfejtés generál rézsüinek állékonyság vizsgálata, 2000.<br />

március<br />

30. Vasas külfejtés mélység felé történő bővítésének rézsü kérdései,<br />

1996. december<br />

31. A Karolina külfejtés mellett húzódó lakóterület (Pécsbánya-telep)<br />

szeizmikus terhelésének elemzése, 1997. április<br />

32. Zobák-bánya bezárásának környezetre gyakorolt mechanikai hatásai,<br />

1998. december<br />

33. Bányakárok és költségeik prognosztizálása „Komló-Zobák-Kőszén”<br />

bányatelken, 2002. szeptember<br />

34. Karolina külfejtés DK-i határrézsüjénél kialakult rézsü- és<br />

terepmozgások geomechanikai vizsgálatai I.,II., III. 2002. október<br />

Megjegyzés: A kimutatás nem tartalmazza a jelentős számú egyedi<br />

bányakár szakértői anyagokat<br />

81


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.83-98.<br />

A BÁTAAPÁTIBAN LÉTESÍTENDŐ KIS- ÉS KÖZEPES<br />

AKTIVITÁSÚ RADIOAKTÍV HULLADÉKTÁROLÓ<br />

FELSZÍN ALATTI FÖLDTANI KUTATÁSI, TERVEZÉSI,<br />

BERUHÁZÁS ELŐKÉSZÍTÉSI ÉS TÉRKIKÉPZÉSI<br />

MUNKÁI<br />

Benkovics István<br />

okl. bányamérnök, bányászati igazgató, vezérigazgató helyettes<br />

Szúdy Béla<br />

okl. bányamérnök, bányászati igazgató<br />

szudybela@mecsekerc.hu<br />

Csicsák József<br />

okl. geológus, projektigazgató<br />

Berta József<br />

okl. bányamérnök, minőségbiztosítási szakmérnök, bányászati osztályvezető, felelős<br />

műszaki vezető<br />

Hámos Gábor<br />

okl. geológus-geomorfológus, földtudományi osztályvezető, kutatási projektvezető<br />

Mecsekérc Zrt. Pécs<br />

2004–2008 között a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kht. (RHK Kht.)<br />

megbízásából a kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok elhelyezése<br />

céljából a MECSEKÉRC Zrt., mint fővállalkozó vezetésével megkezdődött a<br />

potenciális elhelyezési terület felszín alatti feltárása és kutatása egy lejtősakna-pár<br />

kihajtásával a tárolásra alkalmas kőzetblokkok vizsgálatára és kijelölésére. A<br />

feltárás és a kutatás vizsgálati eredményeire, tapasztalataira támaszkodva – az<br />

időközben Kft-vé átalakult RHK Kft. megbízásából – 2008-2012 között több<br />

lépcsőben elindult az I-K1 és I-K2 tárolókamrák tervezési, beruházás előkészítési<br />

folyamata, engedélyeztetése és építése, amely jelenleg is zajlik.<br />

83


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

Előzmények<br />

Az atomerőművi kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok végleges<br />

elhelyezésének programja közel 15 éve indult el. Az első néhány évben a befogadó<br />

kőzetösszlet kijelölését célzó, földtani szempontú országos szűrés zajlott, majd a<br />

potenciálisan alkalmasnak minősített területeken a társadalmi elfogadás felmérése<br />

folyt. 1996-ban három helyszínen egy-egy kutatófúrás mélyült (ebből egy a<br />

térképezési területen), és összehasonlító biztonsági értékelés készült. Az év végén<br />

hozta meg a Nemzeti Célprogram Irányító Testület a döntését, melyben kimondta,<br />

hogy a felszín alatti telephely továbbkutatását javasolja a Mórágyi Komplexum<br />

gránitjában, Bátaapáti térségében.<br />

Ezek után, 1997 és 1999 között intenzív földtani kutatás folyt a területen:<br />

elsőként földtani és vízföldtani vizsgálatok, valamint előzetes helykiválasztás, majd<br />

a kiválasztott területen telephelyi mélyfúrások, a tágabb körzetben sekélyfúrások,<br />

kútpárok létesítése történt.<br />

A kutatások során mindazon korszerű kutatási módszereket alkalmazták,<br />

amelyek a terület megismerésével kapcsolatosan eredményesnek tűntek. Tisztázták<br />

a fiatal, laza fedőüledék települési viszonyait, litológiai sajátosságait. Vizsgálták a<br />

befogadó kőzettestként szóba jövő gránittest felszínét, szerkezeti és kőzettani<br />

sajátosságait, s a tároló szempontjából elsődleges fontosságú hidrogeológiai<br />

helyzetét.<br />

Széleskörű felszíni és mélyfúrás-geofizikai mérések, továbbá geokémiai<br />

mintázás mellett kútvizsgálatok zajlottak, földtani, tektonikai fölmérések és<br />

összegzések születtek, vízföldtani modellek készültek. A kutatás nyomán kapott<br />

eredmények ismételten egy biztonsági elemzésbe épültek be.<br />

Bár a lezajlott kutatás átfogónak indult, számos lezáratlan kérdés, tisztázatlan<br />

probléma maradt, amely a vizsgálatok folytatását igényelte. A földtani kutatások<br />

ezek után 2001 végéig szüneteltek.<br />

A Bátatom Kutató-fejlesztő és Szolgáltató Kft. irányításával 2001-ben<br />

tovább folytatódhatott a területen a földtani kutatás, amelynek első szakasza a<br />

másfél évre tervezett felszíni kutatás volt. Ez egy nagy volumenű, intenzív földtani<br />

kutatási program volt, számos felszíni kutatóobjektummal: mély- és<br />

sekélyfúrásokkal, kutatóárkokkal, ásott kutakkal, nagyszámú vizsgálattal. A terepi<br />

munkák zöme 2002-re esett.<br />

A felszíni kutatás az eddig képződött hatalmas mennyiségű adat, eredmény,<br />

információ integrált értelmezésével 2003-ban zárult. Eredményeit zárójelentésben<br />

(Balla et al. 2003a) összesítették, amelyet a Magyar Geológiai Szolgálat Déldunántúli<br />

Területi Hivatala (MGSZ DDTH) 446/46/2003. sz. határozatában<br />

jóváhagyott, s egyúttal elfogadta a telephely földtani alkalmasságát (Balla et al.<br />

84


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

2003c). A további kutatásra terv készült (Szűcs et al. 2004), amelyet az MGSZ<br />

DDTH 241/33/2004. sz. határozatában engedélyezett.<br />

Felszín alatti kutatás és térkiképzés<br />

A Bátaapáti község melletti Nagymórágyi-völgyben 2004 évben megindult a<br />

földalatti térkiképzéshez és a további kutatások folytatásához szükséges külszíni<br />

telephely kialakítása, a portálok megépítésével együtt, majd 2005 év elején indult<br />

meg a földalatti térkiképzés, vágathajtás a lejtősaknák hajtásával.<br />

A lejtősaknák kihajtásával egy időben, ill. azt megelőzően a felszínen<br />

kiegészítő kutatási munkák folytak a tervezett vágatnyomvonalhoz kapcsolódóan.<br />

Ez elsősorban 250–330 m mélységű felszíni fúrások mélyítését (Üh-43, -44, -45<br />

vágatirányító és az Üh-39, -42 lejtősakna menti mélyfúrások), vizsgálatát (földtanitektonikai,<br />

hidrogeológiai, geotechnikai) és ún. többpakkeres rendszerekkel történő<br />

telepítését jelentették. A fúrások között hidraulikai egymásrahatás vizsgálatok<br />

(interferenciamérések), szeizmikus abszorpciós és sebesség tomográf átvilágítások,<br />

reflexiós szeizmikus mérések történtek. Mellettük telepítésre került 21 db<br />

sekélyfúrás a talajvízszintek folyamatos megfigyelésére.<br />

Ezek az objektumok a korábbiakban telepített monitoring elemekkel együtt<br />

lehetővé tették a vágathajtás hatásának és a földtani-szerkezeti blokkok közötti<br />

hidraulikai kapcsolatoknak, folyamatoknak a nyomon követését.<br />

Felszín alatti kutatás<br />

A felszín alatti kutatási, térkiképzési munkáknak három nagy csoportját<br />

különíthetjük el:<br />

- a felszín alatti érintetlen kőzettérségek hidraulikai (potenciál,<br />

vízvezető képesség), hidrogeológiai (vízösszetétel, vízkor, stb..),<br />

kőzetmechanikai (kőzetfeszültség, rugalmassági, deformációs)<br />

paramétereinek helyszíni vizsgálatát, földtani-tektonikai-geotechnikai<br />

jellegeinek megismerését;<br />

- az üregképzés és a hozzákapcsolódó vágatbiztosítási, üzemeltetési,<br />

lezárási (vízemelés, injektálás, stb..) tevékenység hidraulikai (pl. EDZ<br />

– vágathajtással zavart zóna, vágathatás), geomechanikai,<br />

geotechnikai (pl. vágatköpenyben lejátszódó deformációk,<br />

feszültségváltozások, lőttbeton és kőzethorgonyok deformációi)<br />

hatásainak megfigyelését;<br />

- a tárolóban elhelyezett radioaktív hulladékok hosszú távú (lezárás<br />

utáni) biztonságos tárolásához kapcsolódó hidraulikai és<br />

izotópvizsgálatok.<br />

85


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

A fenti célok elérésére 4217 fm előfúrás (magfúrás), 7989 fm szondafúrás<br />

(teljes szelvénnyel) és mintegy 1840 fm hidrogeológiai és geomechanikai célú<br />

fúrás mélyült le a lejtősaknákból a belőlük kihajtott kutatókamrákból, az ún. kis- és<br />

nagyhurok vágatrendszerből valamint a megkezdett két tárolókamrákból.<br />

Az eddigi felszín alatti kutatás során 3 db előfúrásban történtek tokrepesztés<br />

mérések, 3-3 egymásra közel merőleges, a tervezett tárolási mélységet elérő<br />

kőzetfeszültség-fúrásban magtúlfúrásos és tokrepesztéses, míg 3 db fúrásban 3D-s<br />

CSIRO feszültségmérésekre került sor.<br />

10 db extenzométer és 14 db mechanikai konvergencia, valamint számos<br />

optikai konvergencia mérési helyszín, szelvény, 21 db deformációs háromszög<br />

(további 8 db beépítése tervezett) került telepítésre a vágatköpenyben lejátszódó<br />

sugárirányú ill. a vágatfalakkal párhuzamos irányú elmozdulások megfigyelésére.<br />

Valamennyi magfúrást szisztematikusan mintázták és mintázzák<br />

geotechnikai laboratóriumi vizsgálatokra (egytengelyű nyomó szilárdság, Brasil<br />

húzó, és nyíró, triaxiális szilárdsági mérésekre, szeizmikus sebességmérésekre. 12<br />

db EDZ mérési helyszínt alakítottak ki kétpakkeres hidraulikai és geofizikai<br />

vizsgálatokra (2 helyszín kialakítása és mérése pedig jelenleg van folyamatban a<br />

két kamrában). 6 db 75–160 m közötti mélységű fúrásba többpakkeres észlelő<br />

rendszereket telepítettek.<br />

A kőzetfeszültség-kamra két monitoring célú fúrása között, valamint a<br />

Nyugati-alapvágat vízföldtani célú fúrásai között (később még további 4 db mélyül<br />

a meglévő kettő közé) interferencia és nyomjelzéses anyagáramlás vizsgálatokat<br />

végeztek és végeznek. Megtörtént a jelentősebb törészónák laboratóriumi ásványkőzettani,<br />

hidromechanikai és izotóptranszport vizsgálata.<br />

A különböző vizsgálati paraméterek, adatok a folyamatosan feltöltött<br />

adatbázisok segítségével megfelelő adatrendszert biztosítanak a különböző<br />

modellezési feladatokhoz és lehetővé teszik azok különböző térbeli (EOV<br />

koordinátákkal rendelkező adatok) és síkbeli megjelenítését.<br />

Ezek a vizsgálatok tették lehetővé a megközelítő vágatrendszer kialakítása<br />

közbeni információszerzést a tervezési munkákhoz és a jelenleg építés alatt álló I-<br />

K1 és I-K2 kamrák építéséhez szükséges hatósági engedélyezési dokumentációk<br />

elfogadásához, valamint a kis és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló<br />

hosszú távú (lezárás utáni) biztonságának értékeléséhez, megítéléséhez, valamint a<br />

további kamrák tervezéséhez, építéséhez is megfelelő alapot adnak.<br />

Az elvégzett mérések, a beépített és telepítendő geotechnikai és hidraulikai<br />

monitoring elemek eredményei alapján lehet igazolni és biztosítani a tervezett,<br />

közel 100 éves üzemeltetési időszakra a vágatrendszer és a kamrák biztosításának<br />

megfelelőségét, hosszú távú állékonyságát, amely a tárolási időszakban lehetővé<br />

86


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

teszi a betárolandó kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok szükség esetén<br />

történő visszanyerhetőségét.<br />

Térkiképzési munkák Bátaapátiban<br />

A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív<br />

hulladéktároló földtani kutatási és beruházás előkészítési munkái során kialakításra<br />

került vágatoknak kettős feladatuk volt és van: teret teremtenek a felszín alatti<br />

földtani, vízföldtani, geofizikai és geotechnikai vizsgálatok számára, valamint<br />

alkalmasak a lerakó építésének, üzemeltetésének és lezárásának kiszolgálására is.<br />

Az eddig elkészült vágatok<br />

A felszín alatti munkálatok 2005. februárban kezdődtek meg a felszín alatti<br />

kutatási szakasszal, ami gyakorlatilag a Keleti- és a Nyugati-lejtősakna, az 1–6.<br />

összekötő vágatok, 6 db transzformátorkamra, 6 db kutatókamra és 2 db<br />

zsompvágat megépítését jelentette. A megépített vágatoknak az volt a szerepe,<br />

hogy teret biztosítsanak a felszín alatti kutatási tevékenységek részére. Ezen<br />

túlmenően úgy kellett őket kialakítani, hogy alkalmasak legyenek a felszín alatti<br />

hulladéktároló működtetése során a hulladékok szállítására is. Ez a szakasz 2008<br />

májusában fejeződött be.<br />

A munkák folytatásához 2007 októberére elkészült a Bátaapátiban létesülő<br />

Nemzeti Radioaktívhulladék-tároló (NRHT) felszín alatti létesítményeinek<br />

műszaki tervdokumentációja, amelynek jóváhagyására az ÁNTSZ 2008. május 14-<br />

én kiadott 230-46/2008 számú, a radioaktívhulladék-tároló létesítési engedélyében<br />

keretében került sor.<br />

Az ennek alapján elkészített kiviteli tervek szerint folytatódott a felszín alatti<br />

térkiképzés az alapvágatok és a tárolói vágatok és a föld alatti vízmentesítő telep,<br />

kompresszorkamra, haváriazsomp, vágatainak és az első két tárolókamra<br />

nyaktagjainak kihajtásával.<br />

Az így kialakított vágatrendszer szolgálja majd ki a Tárolóösszekötő<br />

vágatból nyíló tárolókamrák építését és a betároláskori üzemeltetési, lezárási<br />

feladatokat, valamint a további kamrák építését.<br />

A kihajtott vágatok összesítését – a tárolókamrák kivételével – az 1. táblázat<br />

tartalmazza.<br />

Az elkészített kiviteli tervek szerint 2011. januárjában kezdődött meg az első<br />

két tárolókamra építése. Tervezett hosszuk 91 m ill. 101 m, bányászati kialakításuk<br />

2011. szeptemberére fejeződik be.<br />

A tárolókamrák építésközi állását (2011. május 31.) a 2. táblázat tartalmazza.<br />

87


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

1. ábra: Vágatrendszer<br />

88


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

Vágatok megnevezése<br />

Vágat (ok) hossza<br />

(m)<br />

A felszín alatti kutatás során kihajtott vágatok 3898,8<br />

Keleti lejtősakna 1723,5<br />

Nyugati lejtősakna 1772,5<br />

Összekötő vágatok (1 - 6.) 139,2<br />

Kutató vágatok (6 db) 147,8<br />

Transzformátor kamrák ( 1 -6.) 44,8<br />

Zsompvágatok (1 - 2.) 71,0<br />

Az NRHT beruházása során kihajtott vágatok 1530,8<br />

Keleti alapvágat 260,5<br />

Nyugati alapvágat 252,4<br />

Összekötő vágatok (7.; 8.) 113,8<br />

Kompresszor kamra 11,7<br />

Tárolóépítési szállítóvágat 172,1<br />

Tárolói szállítóvágat 180,2<br />

Tárolóösszekötő vágat 228,5<br />

Havaria zsompvágat 7,0<br />

I. Haváriazsomp 23,4<br />

Vízmentesítő telep 239,6<br />

Nyaktagok 38,3<br />

Demonstrációs kamra 3,3<br />

Összes kihajtott vágat hossza: 5429,6<br />

1. táblázat: Vágatösszesítő a tárolókamrák nélkül<br />

89


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

Térkiképzés<br />

Tárolókamra fázis megnevezése<br />

I-K1 tárolókamra<br />

Hossz<br />

(m)<br />

C-D átmenet 5,0<br />

Kalott (felső szelet) 48,1<br />

Talp (alsó szelet) 30,1<br />

I-K2 tárolókamra<br />

C-D átmenet 5,0<br />

Kalott (felső szelet) 75,3<br />

Talp (alsó szelet) 45,4<br />

2. táblázat: A tárolókamrák építésközi állása (2011. május 31.)<br />

A felszín alatti kutatás létesítményei<br />

A felszín alatti kutatás egymással párhuzamosan két lejtősakna kihajtásával<br />

és az azokból elágazó egyéb térségek építésével történt. A földalatti térségek<br />

áthúzó szellőztetését, valamint az egymástól független két kijáratot és menekülési<br />

útvonalat a lejtősaknák között 250 m-enként kialakított – összesen 7 db – összekötő<br />

vágat biztosította.<br />

A lejtősaknák tengelytávolsága a nyitópontoknál 99,6 m. Ez a Keleti<br />

lejtősakna 130. m-e után csökken 32,2 m-re, amely távolság a Keleti lejtősakna<br />

1430. m-éig megmarad. Innen a lejtősaknák közti távolság a tervezett<br />

hulladéklerakóhoz kapcsolódó alapvágatok elrendezése miatt 76 m-re növekszik. A<br />

lejtősaknák nyitópontjai a felszíni technológiai telephely térszintjénél magasabban<br />

vannak. Kezdő szakaszukon pozitív dőlésűek annak érdekében, hogy a felszínről<br />

még hirtelen jelentkező nagy esőzéskor se juthasson víz a vágatrendszerbe. Ezt<br />

követően egy átmeneti szintes szakasz után a lejtősaknák végig egyenletes, az<br />

alkalmazott gumikerekes járművek kapaszkodóképessége szempontjából<br />

elfogadható, –9,2%-os talpdőléssel mélyülnek, kivéve az összekötő vágatok<br />

elágazását és az azok előtti és utáni 10 m-es szakaszt, ahol a járművek biztonságos<br />

kanyarodása miatt 0% a dőlés. Az összekötő vágatok 2%-os dőlésűek, a Nyugatilejtősakna<br />

felé lejtenek. A biztosítás beépítése utáni szabadszelvény méret<br />

általában 21 m 2 , az összekötő vágatokban és azok elágazásának környezetében 25<br />

m 2 .<br />

90


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

A nyomvonal tervezésénél szempont volt, hogy az a felszíni kutatás során<br />

megismert törésvonalak területre jellemző irányára közel merőlegesen vagy azzal<br />

közel párhuzamosan haladjon. Mivel a nyomvonalon nem állt rendelkezésre<br />

megfelelő geotechnikai információ, a lejtősaknák vonalvezetésénél a nemzetközi<br />

ajánlásként (WATRP 2000) szereplő menet közbeni tervezés (design as you go)<br />

elve meghatározó volt. A vágathajtás során végzett előfúrások és<br />

vágatdokumentálás eredményeinek értékelése után, a harántolt repedésrendszerek<br />

és a felszíni kutatás során szerzett ismeretek alapján kétszer módosult a lejtősaknák<br />

nyomvonala.<br />

A beruházás felszín alatti létesítményei<br />

A lejtősaknák végpontjaiból folytatódott a vágathajtás a Nemzeti Radioaktívhulladék<br />

Tároló engedélyezési tervének megfelelően, mint beruházás. Ez magában<br />

foglalja az úgynevezett „kishurok” és „nagyhurok” és felszín alatti vízmentesítő<br />

telep vágatait, valamint a jelenlegi a kivitelezés alatt lévő tárolókamrákat.<br />

Az építendő vágatok végleges funkciójuk alapján különválaszthatóak.<br />

Vannak olyan vágatok, amelyek teljes kialakításuk és szerelvényezésük után az<br />

ellenőrzött zónává való minősítésük után csak a hulladékok tárolásával kapcsolatos<br />

tevékenységeknek adnak helyet. Ilyen a Tárolói szállítóvágat, részben a Tárolóösszekötő<br />

vágat, Haváriazsomp-vágat, az Ellenőrzött zsomp vágat, Szivattyúkamra<br />

Ny, Haváriazsomp, részben a Nyugati-alapvágat és a 7. összekötő vágat és<br />

természetesen a tárolókamrák. A többi vágat azt a célt szolgálja, hogy abban az<br />

időszakban, amikor már hulladékok tárolása történik a felszín alatt, további<br />

tárolókamrák épülhessenek. Ide tartozik a Keleti-alapvágat, a 8. összekötő vágat, az<br />

Építési zsomp vágat, Szivattyúkamra K, Kompresszorkamra és részben a Tárolóösszekötő<br />

vágat és a Nyugati alapvágat. A látogatók számára került kialakításra az<br />

1. Összekötővágatból elágazó Demonstrációs kamra.<br />

A tárolói funkciónak megfelelően kerültek meghatározásra a vágatok<br />

dőlésviszonyai és szelvényméretei. Azon vágatok, amelyekben a<br />

hulladékcsomagok szállítása fog történni, 33 m 2 szabadszelvényűek.Ezt a méretet –<br />

az eredeti szállítási koncepció szerint – a hulladékcsomagot emelő és a 7.<br />

Összekötő vágattól a kamrába való szállítását végző teleszkópos emelőoszlopú<br />

targonca helyigénye kívánta meg. A csak a térkiképzést kiszolgáló vágatok<br />

szelvénymérete továbbra is 21 m 2 és 25 m 2 .<br />

A térkiképzés technológiai folyamatai<br />

A térkiképzés több fő- és kiegészítő technológiai folyamattal történt. Ezeket<br />

egészítette ki, illetve szolgálták az infrastrukturális folyamatok.<br />

91


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

Jövesztés<br />

Fő technológiai folyamatok:<br />

- jövesztés,<br />

- rakodás-szállítás,<br />

- vágatbiztosítás.<br />

Kiegészítő technológiai folyamatok:<br />

- előinjektálás,<br />

- vízmentesítés,<br />

- szellőztetés.<br />

Infrastrukturális folyamatok<br />

- villamosenergia-ellátás,<br />

- vízellátás,<br />

- sűrítettlevegő-ellátás,<br />

- hírközlés és informatika.<br />

Az alábbi fejezetekben a fő- és kiegészítő folyamatokat ismertetjük.<br />

A vágathajtási munkáknál a jövesztés technológiájának megválasztását<br />

alapvetően a kőzetviszonyok határozták meg. A kihajtott vágathosszon három fajta<br />

kőzetjövesztési technológia került alkalmazásra: markoló kanalas jövesztés,<br />

robbantásos jövesztés és ennek a kettőnek a kombinációja.<br />

Mindkét vágat kezdő szakaszán, a Keleti-lejtősakna 75,0 m-ig, a Nyugatilejtősakna<br />

95,0 m-ig, különböző mértékben aprózódott, mállott gránitban haladt. Itt<br />

markolókanállal lehetett jöveszteni, 1,0 m-es fogásokkal. A kőzet állékony,<br />

viszonylag könnyen jöveszthető volt.<br />

A Keleti-lejtősaknában 112,7 m-ig, valamint a Nyugati-lejtősaknában 123,8<br />

m-ig szelektív jövesztés (markolókanalas és robbantásos) vált szükségessé. Innen<br />

kezdődően túlnyomó részben robbantásos jövesztéssel történt a vágathajtás.<br />

Mindkét lejtősakna harántolt olyan tektonikusan zavart zónákat, ahol szelektív<br />

jövesztést alkalmaztunk. Hasonló körülmények fordultak elő a Keleti- és a<br />

Nyugati-alapvágat kihajtásakor is egy-egy rövidebb szakaszon. Négy<br />

vágatszakaszon volt szükség zárt, elleníves vágatbiztosítás alkalmazására, ahol a<br />

vágattalpon is sor került 25 cm vastag betonhéj beépítésére. Ezen szakaszokat<br />

kivéve az általános technológia szerint a vágattalpon nem került beépítésre<br />

biztosítás.<br />

A markoló kanalas jövesztéshez LIEBHER 900 típusú tunelbagger állt<br />

rendelkezésre. Ez a berendezés a robbantásos jövesztésnél is fontos szerepet<br />

játszott, ezzel történt a robbantott felület kopogózása (a meglazult kőzetdarabok<br />

92


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

lefeszítése), illetve a betonlövés előtt, a talp és oldal találkozásánál, a kőzet<br />

eltakarítása.<br />

A robbantásos jövesztéshez két fúrókaros, szerelőkosaras ATLAS COPCO<br />

L2C típusú önjáró, elektrohidraulikus fúrókalapácsokkal felszerelt fúrókocsival<br />

történt a robbantólyukak fúrása. A pontos fúrás kivitelezés érdekében lézeres<br />

irányítással és TCAD rendszerű, számítógéppel volt felszerelve a fúrókocsi.<br />

Tartalékként a rendelkezésre állt egy kisebb, egykaros, szerelőkosaras fúrókocsi is.<br />

A vágatszelvény körüli kőzetkörnyezet minél kisebb roncsolódása miatt<br />

kőzetkímélő robbantást kellett alkalmazni, ami az alábbi technológiai elemek<br />

megvalósításával történt:<br />

- A vágatok kiképzéséhez szükséges robbantólyukak fúrását nagy<br />

teljesítményű, korszerű, elektrohidraulikus üzemű, önjáró<br />

fúróberendezés végezte, ez biztosította az előírt robbantólyuk-telepítés<br />

pontosságát, valamint a robbantólyukak párhuzamosságát.<br />

- a kontúrlyukakba kis átmérőjű, töltetek kerültek (45 mm-es átmérőjű<br />

furatba 30 mm-es átmérőjű töltet);<br />

- A kontúrlyukakban rövidebb volt a töltet hossza, mint a bővítő<br />

koszorúkban.<br />

- A kontúrlyukak melletti szélső töltetkoszorú robbantólyukai nem<br />

lehettek távolabb a kontúrtól 50 cm-nél.<br />

- A kőzetkímélő robbantások egyik feltétele, hogy a lyukátmérő (dly) és a<br />

töltetátmérő (dra) hányadosa kisebb legyen, mint 0,5, amennyiben nagy<br />

detonációsebességű, nagy energiájú a robbanóanyag. A felhasznált LWC<br />

AL közepes detonációsebességű (4300 m/s) és energiájú robbanóanyag,<br />

ezért az előbb leírt feltételtől (dly/dra


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

szeletben, kalott (felső szelet) és sohle (talpszelet) osztással, a IV. kőzetosztályban<br />

vagy két szeletben, vagy három szeletben osztott kalott alkalmazásával.<br />

Rakodás-szállítás<br />

A lerobbantott kőzet kiszállítása nagy teljesítményű gumikerekes gépekkel<br />

történik. A kőzet felrakását 3 m 3 -es kanalú GHH LF 6.3 homlokrakodók, a<br />

kiszállítást 10 m 3 -es puttonnyal felszerelt GHH MK-A 20.1 bányabeli dömperek<br />

végezték. A dömperek megtöltése a jövesztett homlokhoz legközelebb lévő<br />

vágatkereszteződésben vagy a 33 m 2 -es szelvényű vágat esetén a vágatban, a<br />

homlok közelében történt.<br />

A beruházási vágatok építésekor került beszerzésre egy TEREX Shafebagger,<br />

amely a lerobbantott kőzet halomba nyomott rakodóasztalon működő<br />

harácsolókar-párral továbbította a kőzetet egy láncos vonszolóra, amely<br />

közvetlenül a gép mögött álló dömper puttonyába ürítette azt. Ez a berendezés<br />

jelentősen gyorsította a rakodás-szállítási folyamatot.<br />

Vágatbiztosítás<br />

Az alkalmazott térkiképzési és biztosítási módszer az NMT-re (Norwegian<br />

Method of Tunneling — norvég alagútépítési módszer, alagutak és vágatok<br />

biztosítására) épül, és alapjaiban a BARTON et al. (1993) által kidolgozott és<br />

nemzetközileg elismert NGI-Q kőzetosztályozási rendszert követi és használja.<br />

Ebben a módszerben kitüntetett fontosságú a harántolandó kőzettestek megfelelő<br />

geotechnikai minősítése és osztályozása. A kutatóvágatok által harántolt<br />

kőzettestek osztályozása elsődlegesen a kutatóvágatok előfúrásaiból, végleges<br />

formájában pedig a vágathajtás során a fogásonként elvégzett geotechnikai<br />

dokumentáláskor történt.<br />

Ezek alapján öt biztosítási technológia állt rendelkezésre. Az I. kategóriájú<br />

vágatbiztosításra eddig még nem került sor, túlnyomóan II. és III. biztosítási<br />

kategóriákkal lettek kihajtva a vágatok. A legszigorúbb biztosítási kategória (V.)<br />

szerint az összes vágat 7 %-a épült. Ha ebből levesszük a lejtősaknák kezdő<br />

szakaszait, ahol a felszínhez közeli, erősen mállott zónákat harántolták a vágatok<br />

(261,4 m), akkor a kihajtott vágatok csupán 1,9%-ában kellett az V. biztosítási<br />

technológiát alkalmazni. A majdani ellenőrzött zónához tartozó vágatok közül csak<br />

a Tároló-összekötő vágat déli végén volt egy 14,3 m hosszú szakasz, ahol egy<br />

törészóna miatt kellett ezt a fajta biztosítást alkalmazni.<br />

A beépített vágatbiztosításnak két fő eleme van: kőzethorgonyok és a<br />

lőttbeton héj. A vágatpalástba a technológiai műveleti utasítás által meghatározott<br />

sűrűséggel és elrendezésben radiálisan kőzethorgonyok kerültek beépítésre. A<br />

94


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

horgonyok rögzítése teljes hosszon cementalapú ragasztóhabarccsal történt, amit<br />

ATLAS COPCO típusú MAI pumpával juttattunk a horgony számára lefúrt, 45<br />

mm-es átmérőjű lyukakba. A horgonylyukak fúrása a robbantólyukak fúrásához is<br />

használt fúrókocsival történt. A lejtősaknákban 2,4 m-es, a beruházási vágatokban<br />

a szelvénymérettől, kőzetkategóriától függően különböző hosszúságú (2,4 m-es,<br />

3,0 m-es, 4,0-es, 5,0 m-es és 6,0 m-es) kőzethorgonyok kerültek beépítésre. A<br />

Tároló-összekötő vágat – tárolókamra nyaktagok elágazását 6,0 m hosszú<br />

kőzethorgonyok biztosítják. A beépített kőzethorgonyok 10%-át a beépítést követő<br />

24 óra után terhelésvizsgálat alá vetettük. A kőzethorgony teherbírása akkor<br />

megfelelő, ha mállott kőzetben 50, egyéb kőzetben 100 KN a terhelhetősége. A<br />

vizsgálat alapján „nem megfelelő”-nek minősített kőzethorgonyok mellé<br />

póthorgonyokat építettünk be. Az alapvágatokban négy különböző<br />

kőzetkategóriájú helyen történtek kőzethorgony-kiszakításos mérések. Ezen<br />

mérések szerint a teljes hosszon beragasztott 2,4 m hosszú kőzethorgony 200 KN<br />

húzóerőnél sem szakadt ki a ragasztóhabarcsból.<br />

Az összekötő vágatok nagy szelvényű kereszteződésének jobb<br />

kőzetkörnyezetben való kialakítása miatt a lejtősaknákban elkészült hat összekötő<br />

vágat közül háromnak a helyét az eredeti tervhez képest 5-10 m-rel át kellett<br />

helyezni. Néhány esetben az áthelyezett vágatkereszteződések biztosításánál<br />

sűrűbben beépített, 3,5 m hosszú horgonyok alkalmazására volt szükség.<br />

Az olyan furatokba, amelyekből vízbelépés tapasztalható injektálható IBOankereket<br />

építünk be. Palást menti beragasztásukkal elérjük az előírt<br />

vágatbiztosítás megfelelőségét, későbbi injektálásukkal a vízbelépés elzárását.<br />

A vágatpalást biztosításának része a lőttbeton, amely — kőzetosztálytól<br />

függően — különböző vastagságban (8-27 cm) került beépítésre nedves beton<br />

alapanyag felhasználásával. A beépített lőttbeton vastagságának ellenőrzését még<br />

friss állapotban való átfúrással végeztük. A lőttbetonozás minőségi<br />

megfelelőségének vizsgálatát és minősítését független vizsgáló laboratórium adta.<br />

Ennek során a betonlövés helyszínén ládába lőtt betonminta készült, amelyből a<br />

laboratórium készített mintatesteket a nyomószilárdsági vizsgálat céljára. A<br />

minősítés a nyomószilárdság érték alapján történt. A beépített beton in-situ<br />

minősítését Hilti-szög belövéses módszerrel végezzük. Ennek során szabványos<br />

töltetekkel Hilti-szöget lőttünk a betonba. A minősítés alapja a szög behatolási<br />

mélysége és a szög kihúzásához szükséges erő.<br />

A Kutatás időszakában műanyagszál, a beruházás időszakában acélszál<br />

hozzáadagolásával erősítettük a lőttbetont, amely megoldás biztosította a kívánt<br />

eredmény elérését.<br />

A IV. és V. kőzetosztályokban szálerősítés nélküli lőttbetont, valamint<br />

rácsos ívtámokat és annak külső és belső oldalán rögzített acélhálót építettünk és<br />

építünk be.<br />

95


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

A térkiképzés hatására létrejövő mozgásokat mechanikai és optikai<br />

konvergencia mérő szelvények pontjainak méréseivel figyeljük, de<br />

extenzométereket is beépítettünk a mozgások méréséhez és a tervezéshez<br />

szükséges adatok szolgáltatásához. Eddig nem volt szükség intézkedésre a fellépő<br />

mozgások mértéke miatt, a nagy szelvényméretű tárolókamrákban sem.<br />

Előinjektálás<br />

A vágatok építése közben 50-100 m-es hosszokkal magfúrásos<br />

előfúrásokkal, illetve 20-25 m hosszú teljes szelvényű szondafúrásokat<br />

mélyítettünk. Ezek a fúrások harántoltak olyan zónákat, amelyek vízáteresztő<br />

képessége meghaladta az engedélyezési tervben megadott határértéket, vagy<br />

amelyekből jelentősebb vízbeáramlásra lehetett számítani. Ezen helyek<br />

előrejelzésére a fúrásokban végzett pakkeres kútvizsgálatok szolgáltak, amelyek<br />

eredményei alapján a szükséges műszaki beavatkozás (előinjektálás) tervezhető és<br />

elvégezhető volt.<br />

A vízkizárás célja a kutatóvágatok izolálása a felszín alatti vízáramlási<br />

rendszertől. Ez részben a vágat víztelenítése miatt szükséges. Emellett nem<br />

kevésbé fontos szempont annak megakadályozása, hogy a tároló megvalósítása<br />

után, annak lezárását követően a tömedékelt vágatban mozgó, esetleg<br />

radioizotópokkal szennyezett víz egyes jó vízvezető képességű zónák mentén a<br />

felszín alatti áramlási rendszerbe jusson.<br />

A felszín alatti kutatás időszakában hajtott vágatoknál ott kellett<br />

előinjektálást végezni, ahol az előfúrásokban, szondafúrásokban mért<br />

transzmisszivitás meghaladta az 1×10 -6 m 2 /s-ot, valamint a vágat 100 m-es<br />

szakaszán a beáramló víz mennyisége elérte a 10 liter/perc értéket.<br />

A beruházáshoz tartozó vágatokra vonatkozóan 4×10-7 m2/s<br />

transzmisszivitás a határérték, valamint a vágatbeli vízbeszivárgás mértéke<br />

maximum 5 liter/perc/100 m lehet.<br />

Az előinjektálás a vágathomlokról legyezőszerűen előfúrt 16-25 db lyukban<br />

történt, egyre növekvő nyomással juttatva a cement alapú injektáló anyagkeveréket<br />

a vágat körüli repedéshálózatba. Közben lépésenként történt az anyag<br />

sűrűségének a növelése mindaddig, amíg le nem csökkent a lyuk nyelőképessége.<br />

A beruházási vágatoknál a szigorúbb határérték elérése miatt több esetben<br />

szükséges volt egy homlokról egymás után több injektáló ernyővel, néha<br />

különböző szemcseméretű anyaggal elvégezni az injektálást. Hosszabb<br />

injektálandó vágatszakaszon több, egymással átfedésben lévő injektálási ernyővel<br />

történt a besajtolás.<br />

96


Benkovics István– SzúdyBéla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

Abban az esetben, amikor a vágathomlok repedezettsége olyan mértékű volt,<br />

hogy a cementalapú injektáláshoz használt technológiával nem volt biztosítható az<br />

injektálás hatásossága – az injektáló anyag visszafolyhatott a homlokon – a<br />

vágathomlokon poliuretán-gyanta alapú injektáló anyaggal úgynevezett<br />

pajzsinjektálás vált szükségessé. Ennek célja a homlok repedéseinek eltömítése és<br />

egy előtétpajzs kialakítása, amely mögé már sikeresen bejuttatható a cementalapú<br />

injektáló anyag.<br />

A kihajtott 5,5 km vágathossz kb. 30%-án kellett előinjektálást végezni,<br />

amely során közel 750 m 3 injektáló anyag került besajtolásra.<br />

Az építés alatt lévő két tárolókamra közül az I-K2 tároló kamrában volt<br />

szükség egy szakaszon előinjektálásra, a vizsgálati eredmények alapján<br />

továbbiakban több szakaszon nem várható ilyen tevékenység.<br />

Vízmentesítés<br />

A lejtősaknák kihajtásának időszakában kulcsfontosságú volt, de a<br />

továbbiakban is lényeges a megfelelően méretezett, megbízhatóan működő<br />

vízmentesítő rendszer. Lejtősaknánként külön kialakított, több lépcsős emeléssel<br />

jutott a víz a lejtősaknákban kialakított 250 m 3 -es közbenső zsompokba, ahonnan<br />

már egy lépcsőben történt a felszínig való vízemelés.<br />

A közbenső zsompokban történt a víz előülepítése, illetve vízkezelő<br />

berendezésekkel, sósav adagolásával végeztük a lőtt betonos technológia miatti<br />

magas pH-jú víz semlegesítését. Ezekből a zsompokból történt az egyes<br />

technológiai folyamatokhoz (robbantólyuk fúrás, pormentesítő locsolás) a víz<br />

biztosítása.<br />

Az eddigi felszín alatti térkiképzés munkáinak időszakában 2010 májusáig a<br />

vízkibocsátás kumulált átlaga 156,2 liter/perc (224,9 m 3 /nap) volt.<br />

Szellőztetés<br />

Az áthúzó szellőztetést a Nyugati-portálnál légzsilipbe épített, 6 db<br />

Korfmann ALN 8-55 (7,2–10 m 3 /s) típusú ventilátor, a parciális szellőztetést<br />

Korfmann AL 10-300 (16–24 m 3 /s) típusú ventillátorok, a közbenső zsompok,<br />

kutatókamrák szellőztetését Korfmann ESN 6-110 (3,6–6 m 3 /s) típusú ventillátorok<br />

biztosították illetve biztosítják. A főszellőztető ventillátorok által biztosított<br />

szelőztetési üzemmód a tárolókamrák építéséig szívó, utána nyomó üzemű volt. A<br />

változtatás oka az volt, hogy a felszíni robbantóanyag tároló raktárt a felszíni<br />

építési munkák miatt meg kellett szüntetni, és helyette föld alatti raktárt kellett<br />

kialakítani a Keleti-lejtősaknában, ahol kihúzó légirányt kellett megvalósítani.<br />

A lejtősaknák közötti 1–6. összekötő vágatok légajtóval kerültek lezárásra. A<br />

7. összekötő vágatban – a gyakori gépi áthaladás meggyorsítása és egyszerűsítése<br />

miatt – a légajtó helyett átlátszó, szegmensekből álló légterelő függöny került<br />

97


A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti földtani<br />

kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái<br />

beépítésre. A 8. összekötő vágatban, mivel ez a bejáratoktól a legtávolabbi<br />

összekötő légút, nem került légajtó telepítésre.<br />

A lejtősaknák és alapvágatok építésének időszakában a behúzó Keletilejtősaknában<br />

telepített parciális ventillátorok 1000, ill. 1200 mm átmérőjű<br />

légcsatornán keresztül fújták a friss levegőt a mindenkori vágathajtási homlokokra.<br />

A Tárolói, és Tárolóépítési szállítóvágat, a Tárolóösszekötő vágat és a<br />

tárolókamrák hajtása szellőztetési szempontból sorosan kapcsolt elrendezésben<br />

történt illetve történik, a megfelelő mennyiségű szellőztetési levegő biztosítása<br />

miatt. Ez az elrendezés az egyes vágathomlokok robbantásának és a robbantási füst<br />

kiszellőztetésének időbeli és technológiai sorrendiségének összehangolását<br />

igényeli.<br />

<strong>Teljes</strong>ítményadatok<br />

Az építendő felszín alatti terek elrendezése a kezdetektől fogva lehetővé<br />

tette, hogy párhuzamosan egyszerre mindkét lejtősakna, illetve kettő vagy több<br />

vágat is épüljön egyszerre. Ez a gépkihasználás optimalizálása, a vágathajtási<br />

teljesítmény növelése szempontjából is lényeges. A feladat azonban nem csak<br />

vágathajtás. Előre tervezetten hidrogeológiai, geotechnikai kutató objektumokat<br />

kell telepíteni, szükség esetén előinjektálást kell végezni, illetve rendszeresen meg<br />

kell szakítani a vágathajtást a magfúrásos előfúrások és teljes szelvényű<br />

szondafúrások kivitelezése és műszeres mérései miatt. Ezen körülményeket<br />

ismerve értékelhetjük a vágathajtási teljesítményadatokat.<br />

Folyamatos munkarendben, a közel hat év munkavégzést nézve átlagosan<br />

100 m/hó a teljesítmény, a fentiekben leírt egyéb tevékenységek elvégzése mellett.<br />

A legtöbb kihajtott vágat egy hónapban 163,3 m volt, amely hónapban még két<br />

előinjektálás is történt.<br />

98


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.99-106.<br />

DR. SOMOSVÁRI ZSOLT BAUXITBÁNYÁSZATTAL<br />

KAPCSOLATOS MUNKÁSSÁGA<br />

Kovacsics Árpád<br />

okl. bányamérnök<br />

MAL Zrt. Bauxitbányászati Divízió<br />

kovacsicsa@mal.hu<br />

Dr. Somosvári Zsolt a magyar bauxitbányászat felkérésére számos<br />

tanulmányt, szakvéleményt készített. Ezen szakmai tevékenysége jelentős<br />

mértékben segítette az ágazat ércvagyon kitermelésének feltételeit, növelte a<br />

kitermelés hatékonyságát és gazdaságosságát. Széles szakmai tapasztalata segítette<br />

a környezetünkben élő – nem szakemberek – számára modellezni és megértetni a<br />

bányászkodás hatásait. Elmondható, hogy közreműködése, szakértői tanulmányai<br />

minden esetben, a közvetlen gyakorlatban jól szolgálták a hazai bauxitbányászat<br />

fejlődését, sok ezer tonna bauxit biztonságos kitermelését.<br />

Az alábbiakban néhány példával kívánjuk ezt illusztrálni, nem állítva, hogy<br />

valamennyi számunkra készült tanulmányát sikerült csokorba szednünk.<br />

Új fejtésmód kialakítása 1984-85.<br />

A bauxitbányászatban az 1960-as évek óta elterjedten és sikeresen<br />

alkalmazott „szint”-omlasztásos fejtésmód bizonyos települési viszonyok esetén<br />

túlzott ércveszteséggel és hígulással járt. Az akkori Fejér megyei Bauxitbányák<br />

Bitó-II. és Fenyőfő bányaüzemei számára a vállalat új, nagykamrás, talppásztás<br />

fejtésmódot – az ún. tömbfejtést – alakította ki a Nehézipari Műszaki Egyetem<br />

Bányaműveléstani Tanszékének bevonásával.<br />

A munka keretében dr. Somosvári Zsolt az üreg állékonyságával és a<br />

kombinált biztosító szerkezetek (TH ívek és kőzethorgonyok) méretezésével<br />

foglalkozott.<br />

99


Dr. Somosvári Zsolt bauxitbányászattal kapcsolatos munkássága<br />

1. ábra: A tömbfejtés elvi vázlata a kombinált főtebiztosítással<br />

A fejtésmód a sikeres kísérletek után mind Bitó-II. mind Fenyőfő-I. föld<br />

alatti bányaüzemekben bevezetésre került. A termelékenység nőtt, a<br />

munkakörülmények javultak, a fejtési veszteség mintegy 25%-kal csökkent, és a<br />

termelés minősége is jobban kézben tartható volt.<br />

(Dr. Gordos Péter-dr. Somosvári Zsolt: Új fejtésmód bevezetésének tapasztalatai a<br />

Fejér megyei Bauxitbányák üzemeiben, BKL Bányászat 1986/6.)<br />

A hévízi tóforrás és a nyírádi bányavízemelés összefüggései 1990.<br />

A fenti témájú kutatási munkával a Bakonyi Bauxitbánya 1989-ben bízta<br />

meg a Nehézipari Műszaki Egyetem Bányamérnöki Karát. A Kar szakértői dr.<br />

Somosvári Zsolt dékán vezetésével először áttanulmányozták és elemezték a hévízi<br />

tóforrásra vonatkozó korábbi – 1911. és 1989. között keletkezett, gyakran<br />

egymásnak is ellentmondó – 28 szakvéleményt, kutatási jelentést. Ezután a<br />

legújabb földtani ismertek felhasználásával modellezték és elemezték a víz<br />

utánpótlódás és felmelegedés folyamatait.<br />

Bár a kutatási jelentés több fejezetében is arra a következtetésre jutott, hogy<br />

„nincs közvetlen kapcsolat a hévízi tóforrás hozama és a nyírádi bányavízemelés<br />

között”, akkor még nem mondta, nem mondhatta ki – ami azóta megállapíthatóvá<br />

vált –, hogy közvetett kapcsolat sincs.<br />

(NME Bányamérnöki Kar kutatási jelentés)<br />

100


Kovacsics Árpád<br />

Fedükőzetek viselkedésének számítógépes analízise in-situ (külszíni)<br />

mozgásmérések alapján, 1991.<br />

A fedükőzetek fejtés hatására történő elmozdulása (viselkedése) mind a<br />

fejtés- és fedőirányítás, mind a várható külszínmozgások szempontjából kiemelten<br />

érdekes. A viselkedés pontos meghatározása, leírása viszont a nem elégséges<br />

ismeretek (kőzetek in-situ fizikai és mechanikai tulajdonságai és azok változásai)<br />

valamint a mozgásban részt vevő nagy térrész inhomogenitásai miatt még a<br />

meglévő elméleti alapok mellett sem lehetséges.<br />

Dr. Somosvári Zsolt szellemes megoldással megfordította a problémát, és a<br />

már megtörtént mozgások elemzéséből „visszaszámította” az adott térrész<br />

mechanikai jellemzőit. A munkában közreműködött Mészáros Zoltán.<br />

Számítógépes programmal több kőzetjellemzőre és több időpontra határoztak meg<br />

felszínsüllyedési görbéket, melyeket egy-egy területen (Bitó II. II-es siklómező,<br />

Halimba-II.) mért tényleges felszínsüllyedésekkel összevetve a megfelelő<br />

paraméterek meghatározhatók voltak.<br />

2. ábra: Számított és tényleges süllyedésgörbék<br />

Az eredmények ezután előrejelzésre felhasználhatók. Különös jelentősége<br />

volt ennek Bitó II. bánya esetében, ahol a bánya fölött lévő kvarchomokbánya<br />

művelhetőségére is lehetőséget adott.<br />

(Miskolci Egyetem – Hungalu Alapítvány kutatási pályázat)<br />

101


Dr. Somosvári Zsolt bauxitbányászattal kapcsolatos munkássága<br />

Határszögek és alakváltozási szögek számítógépes analízise 1992.<br />

A határszögek és alakváltozási szögek igen lényeges jellemzői az aláfejtett<br />

külszínen jelentkező süllyedéseknek, alakváltozásoknak. Ezeknek a szögeknek a<br />

segítségével lehet a külszínen az aláfejtett terület oldaláról lehatárolni a mozgások,<br />

ill. a káros alakváltozások területét.<br />

Dr. Somosvári Zsolt kimutatta, hogy a bauxitbányászat speciális<br />

körülményei – úgymint a fejtés méretei, a nem egyenletes fejtési vastagság, a nem<br />

szabályos kontúrú fejtési terület – hatással vannak a mozgásokra, azaz a<br />

határszögek és alakváltozási szögek is változnak ezektől függően. A határszögek és<br />

alakváltozási szögek megbízható előzetes ismerete, kiszámítása a tervezés<br />

szempontjából elsőrendű fontosságú. A mindenkori külszíni mérések ezeknek a<br />

számításoknak az ellenőrzése, a kőzetmozgás paraméterek segítségükkel való<br />

meghatározása szempontjából értékesek.<br />

Tervezési segédletként Mészáros László matematikus közreműködésével<br />

számítógépes programot készítettek, mellyel a különböző paraméterek<br />

behelyettesítésével a határszögek és alakváltozási szögek az adott helyzetre<br />

kiszámíthatóak.<br />

(Miskolci Egyetem – Hungalu Alapítvány kutatási pályázat)<br />

Kőzetjellemzők meghatározása a vágatbiztosítás szempontjából 1993.<br />

Kőzetállapot in situ meghatározása vágathomloknál 1994.<br />

A bauxitbányászat főfeltáró vágatait többnyire mészkőben és dolomitban<br />

hajtják. A lencsés előfordulás miatt ezen vágatok mennyisége nagy, ezért nem<br />

mindegy, hogy kihajtásuk, biztosításuk mibe kerül. A kőzetminőségek folyamatos<br />

változásai miatt a minimálisan szükséges, de biztonságosan elegendő biztosítás<br />

meghatározása viszont gyakorlatilag napi feladat volt. Így a túlbiztosítás elkerülése<br />

érdekében, valamilyen a helyszínen is mérhető kőzetparaméterre, és annak<br />

méréséhez szükséges eszközre lett volna szükség.<br />

102


Kovacsics Árpád<br />

3. ábra: Feszültségeloszlás boltíves üreg körül<br />

A Somosvári Zsolt által vezetett team elméleti megfontolások (1993.) majd<br />

alapos laboratóriumi és helyszíni vizsgálatok (1994.) alapján a rugalmas hullám<br />

(szeizmikus, vagy akusztikus) kőzetben terjedő sebességét találta megfelelő<br />

kőzetparaméternek, és kétféle kísérleti műszerre is javaslatot tett.<br />

A magyar bauxitbányászat termelésének visszaesése miatt ez a kutatás nem<br />

folytatódott tovább.<br />

(Miskolci Egyetem – Hungalu Alapítvány kutatási pályázat)<br />

Kőzetmechanikai vizsgálatok biztonságos üreg-pillér rendszer<br />

kialakítása érdekében 1995.<br />

Bauxitlencse szintomlasztása során kialakított üregek tönkremeneteli<br />

vizsgálata 1998.<br />

1995-ben Halimba III. bányaüzem II-es siklómezőjében közvetlenül a<br />

vastagpados fedőmészkő alatt folyt a szintomlasztásos bauxitfejtés. Mivel a<br />

biztonságos, ill. előírt fejtésméretnél (150 m 2 ) nem következett be a mészkő fedő<br />

omlása, és megomlásra hajlamos közvtlen fedő hiányában nem volt „párna” réteg,<br />

dr. Somosvári Zsoltot (GeoConsult Kft.) kértük fel a helyzet megvizsgálására.<br />

Szakvéleményében 70-90 m-es kifejtett szélesség elérésekor jelölte meg a<br />

mészkőomlás bekövetkezését. A szakvélemény és más biztonsági intézkedések –<br />

többek között a kőzet tönkremenetelt jelző valós idejű akusztikus<br />

megfigyelőrendszer – alapján a fejtés folytatására hatósági engedélyt kaptunk, és a<br />

mező letermelését sikeresen be is fejeztük.<br />

103


Dr. Somosvári Zsolt bauxitbányászattal kapcsolatos munkássága<br />

1998-ban a Fenyőfő II. bányaüzem I. lencséjénél állt elő hasonló helyzet,<br />

ahol a lefejtést Somosvári újabb szakvéleménye alapján szintén biztonságosan<br />

elvégeztük. Itt – az eltérő kőzetviszonyok miatt – 45 m volt a kritikus fejtési<br />

szélesség.<br />

(Fekete István – Legeza Miklós – Podányi Tibor: Szintomlasztásos bauxitfejtés<br />

vastagpados mészkő fedő alatt, BKL Bányászat 1999/5. )<br />

Airbreaker-es jövesztési kísérlet kőzetmechanikai értékelése 1998.<br />

A Bakonyi Bauxitbánya Kft. az óbaroki bauxit külfejtésében végzett kísérlet<br />

kiértékelésére kérte fel dr. Somosvári Zsoltot. Dr. Somosvári a meghatározta a<br />

bauxit kőzetfizikai jellemzőit, értékelte a jövesztés hatékonyságát, és környezeti<br />

hatásait.<br />

A tanulmány a kőzetjövesztést mind teljesítményében, mind a kőzet<br />

aprózódás szempontjából hatékonynak, a szeizmikus hatás szempontjából pedig<br />

„kiválónak” – azaz kevés és a közelben lecsillapodó rezgést keltőnek – minősítette.<br />

(GeoConsult’95 Kft. műszaki szakértői tanulmány 1998.)<br />

Halimba III. Bányaüzem fejtései fölött kialakult tavak vízveszélyének<br />

vizsgálata 2002.<br />

Halimba III. Bányaüzem korábban fejtett területe felett 1984-re két kisebb tó<br />

alakult ki, melyek a vizsgálat időpontjában horgásztóként funkcionáltak.<br />

A szakértői tanulmány a fedő rétegsorok vizsgálata, a fellazulási zóna, a<br />

fajlagos védőréteg és a külszíni elmozdulások méreteinek kiszámítása alapján<br />

megállapította, hogy sem a tavak nem veszélyeztetik a folyó bányaműveleteket,<br />

sem a bányaműveletek nem veszélyeztetik a tavakat.<br />

(GeoConsult’95 Kft. műszaki szakértői tanulmány 2002.)<br />

Halimba III. Bányaüzem DNy-i bányamező művelésénél előálló<br />

kőzetmozgások hatáselemzése 2002.<br />

Halimba III. Bányaüzem a bezárása előtt fejtette az ún. DNy-i bányamezőt.<br />

A bányaműveletek hatása i érinthettek saját létesítményeket (szállító- és légakna,<br />

ill. külszíni létesítményei, egyéb aknaudvari építmények, a bányaüzemet<br />

megközelítő üzemi út, a Halimba II-DNy bányát ellátó tervezett földkábelt),<br />

továbbá idegen létesítményeket (2-2 db 120 kV-os és 35 kV-os távvezetéket).<br />

A Bakonyi Bauxitbánya Kft. által átadott fejtési tervek alapján dr. Somosvári<br />

Zsolt valamennyi létesítményre vonatkozóan két lefejtési változatra is megvizsgálta<br />

104


Kovacsics Árpád<br />

a várható külszínmozgásokat, ill. azoknak az adott létesítmény szempontjából<br />

releváns összetevőit, amiket a létesítményre megengedett értékkel összevetve<br />

minősítette a veszélyeztetettségüket. A jellemző mozgáselemeket a külszíni<br />

létesítmények helyszínrajzán ábrázolta.<br />

4. ábra: Helyszínrajz<br />

A tanulmány alapján a bauxitbánya a DNy-i bányamezőt sikerrel lefejtette,<br />

semmilyen létesítményekben nem esett kár.<br />

(GeoConsult’95 Kft. műszaki szakértői tanulmány 2002.)<br />

Kőzetmechanikai elemzések a nyírádi bauxitbányászat területén 2008.<br />

Csabrendek-Nagytárkány környéki felszínmozgás jelenségek vizsgálata<br />

2008-2009.<br />

2006-2008-ban, 20-30 évvel a lefejtés után Nagytárkány-Darvastó<br />

térségében nem várt felszínmozgások következtek be egyes telepek feletti<br />

területeken. Időközben a bauxitbánya vállalat megkérdezése nélkül néhány más,<br />

szintén lefejtett telep közelében, részben a korábban kijelölt hatásterületén újabb<br />

létesítmények épültek (lakóházak, szociális intézet). A Miskolci Egyetem Műszaki<br />

Földtani Karát, és a GeoConsult Kft.-t kértük fel a jelenségek kivizsgálására, az<br />

esetleges veszélyhelyzet megállapítására. A munka témavezetője dr. Somosvári<br />

Zsolt volt.<br />

105


Dr. Somosvári Zsolt bauxitbányászattal kapcsolatos munkássága<br />

A korábbi adatok feldolgozása mellett új geofizikai méréseket,<br />

magfúrásokat, és azok mintáinak kiterjedt kőzetfizikai vizsgálatait végezték el.<br />

Ezek alapján felülvizsgálták a területre korábban alkalmazott határszöget, és<br />

kijelölték a veszélynek esetlegesen kitett létesítményeket.<br />

A szakvélemény alapján a szociális intézet egyes épületeit lebontották, egyes<br />

területek elkerítésre, ill. veszélyt jelző táblákkal kijelölésre kerültek, és néhány<br />

lakóépületből a lakókat kiköltöztették. A bányavállalat a szakértői tanulmány<br />

ajánlása alapján a területen havi rendszerességgel külszínmozgás megfigyeléseket<br />

végez.<br />

(GeoConsult’95 Kft. műszaki szakértői tanulmány 2008.)<br />

(ME MFK szakértői tanulmány 2008-2009.)<br />

Halimba IV. bányatelek süllyedék-tavai aláfejtésének feltételei 2010.<br />

A Halimba IIDNy bauxitbányából mezőcsatolással a korábbi Halimba III.<br />

bányaüzemben már fejtett területen további mintegy 4-500 kt jó minőségű bauxitot<br />

lehet kitermelni. A tervezett fejtések viszont érintik a korábban kialakult<br />

süllyedékben lévő – ma horgász-tóként használt – tavat.<br />

Dr. Somosvári Zsolt szakértői tanulmányában kiszámította a várható<br />

felszínmozgások – maximális süllyedés, és vízszintes elmozdulás – mértékét, és<br />

megállapította, hogy figyelembe véve a tó alatti agyag védőréteget is védőpillér<br />

visszahagyása nem indokolt. Kiegészítő biztonsági intézkedésként a tó vízszint<br />

folyamatos figyelést javasolta. A szakvélemény alapján a bauxitbánya pillérbe<br />

hatolási- és részleges lefejtési engedélyt kapott, így az ércvagyon lefejthetővé vált.<br />

(A feltárás jelenleg folyik.)<br />

(GeoConsult’95 Kft. műszaki szakértői tanulmány 2010.)<br />

106


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p 107-110.<br />

DR. SOMOSVÁRI ZSOLT PROFESSZOR ÚR<br />

MUNKÁSSÁGÁRÓL AZ OROSZLÁNYI<br />

SZÉNMEDENCÉBEN<br />

Dr. Havelda Tamás<br />

bányászati igazgató<br />

Vértesi Erőmű Zrt.<br />

havtam@vert.hu<br />

Dr. Katics Ferenc<br />

nyugalmazott vezérigazgató.<br />

Néhány példával szeretném bemutatni, hogyan segítette az elmúlt<br />

évtizedekben Somosvári Zsolt bányamérnök kollégánk kutatási eredményeinek<br />

gyakorlati alkalmazása az Oroszlányi Szénbányák eredményes működését.<br />

1966-ban a Bányászati lapokban megjelent egy tanulmány, melynek szerzője<br />

(nevét nem kívánom megemlíteni) matematikai levezetések alapján olyan<br />

megállapításra jutott, hogy „…a fejtési sebesség növelése nem csökkenti minden<br />

esetben a bányakárt, ellenkezőleg, egyes esetekben növeli.”<br />

Erre az oroszlányi szakemberek is gondolkodóba estek.<br />

- Egyrészt mert ez nem volt összhangban az oroszlányi medencében máig<br />

eredményesen alkalmazott elvvel – miszerint a fejtéseket a lehető<br />

leggyorsabban kell előkészíteni majd az elérhető legnagyobb sebességgel<br />

kell lefejteni- ez esetben ugyanis a vágatok, a fedü és a homlok állapota<br />

mindenkor a legkedvezőbb állapothoz közeli állapotú marad, ezen<br />

keresztül a legalacsonyabb ráfordítással a legkedvezőbb fajlagos költségek<br />

érhetők el.<br />

- Másrészt pedig a korábban megszerzett tapasztalatok – az oroszlányi<br />

aláfejtések – sem támasztották alá a megállapítást. Elgondolkodtató volt<br />

ugyanakkor egy nagy termelési kapacitásra tervezett bánya nyitása előtt<br />

(Márkushegyi bányaüzem) ami Pusztavám falu teljes aláfejtését tervezte,<br />

hogy a merőben új megállapítás mennyire lesz helytálló.<br />

Az ellentmondást Somosvári Zsolt egyetemi tanársegédként egy következő<br />

lapszámban megjelent válaszával oldotta fel ( az oroszlányi szakemberek nagy<br />

megnyugvására). Bizonyította, számításokkal alátámasztotta, hogy a hivatkozott<br />

107


Dr. Somosvári Zsolt professzor úr munkásságáról az Oroszlányi Szénmedencében<br />

tanulmány megállapítása helytelen, annak alkalmazása káros a bányászatra. (Az<br />

élet Őt igazolta)<br />

Az Oroszlányi Szénbányák életében az egyik legnagyobb kihívás a már<br />

említett aláfejtés volt, tekintettel arra, hogy a 3000 fős lélekszámú település a<br />

Márkushegyi bányatelek közepén fekszik. Mint tudjuk az aláfejtés, illetve a<br />

bányakár témaköre szakmánknak egy speciális elméleti és gyakorlati ismereteket<br />

igénylő területe. A feladat sikeres megoldásához a bányavállalat jelentős szellemi<br />

és kivitelezői kapacitást vont össze. Hogy ezt a kockázatos és költséges, de<br />

leginkább mert a lakosságot is érintő feladatot mindvégig kezelni tudtuk,<br />

nélkülözhetetlen és elévülhetetlen érdeme volt bányászati tanszékünk dolgozóinak,<br />

köztük a téma szakértőjének, Somosvári Zsolt professzor úrnak.<br />

Utalok számos terv, tanulmány, szakvélemény mellett szakembereink<br />

felkészítésére is.<br />

A feladat nagyságára utal, hogy a köz- és lakóépületek többségét előzetesen<br />

– a várható tönkremenetel függvényében – vasbeton koszorúval kellett<br />

megerősíteni. A hirtelen bekövetkező és a tervezetten bontásra ítélt házak helyett<br />

egy sorházakból és kertes családi házakból álló lakótelepet ( 78 db ) építettünk föl.<br />

A felkészítő munka – amiben professzor úr is tevőleg részt vett – eredményességét<br />

minősíti, hogy az aláfejtéssel összefüggésben senki nem került vészhelyzetbe,<br />

senki nem került utcára.<br />

Külön kell szólni Somosvári professzor számos publikációi közül arról a 14-<br />

ről amelyek 1967 és 1978 között szaklapunkban megjelentek. Ezek mindegyike<br />

közvetlenül segítette az 1981. évi termelés indítására történő felkészülést az ország<br />

legnagyobb bányaüzemhez.<br />

Bizonyságul néhány idézet ezekből a cikkekből:<br />

„ A gyakorlat számára közvetlenül hasznosítható összefüggéseket ad a maximális<br />

süllyedés és a teknő peremhelyének változása, a lefejtett terület, illetve a<br />

telepmélység függvényében”<br />

„… az adott modell kőzetmozgási feladat megoldására alkalmas”<br />

„…számítási módszert ad az aláfejtett fedü várható mozgására”<br />

Összegezve:<br />

Az összefüggéseket a gyakorlatban felmerülő problémákból kiindulva<br />

mutatta be. Megoldást adott a szükséges védőpillérek meghatározására. Épület<br />

károk esetében vette a bátorságot az ál bányakárok valós károktól való<br />

megkülönböztetésére.<br />

Az oroszlányi bányászatban az 1980-as évekre kialakult a helyi<br />

viszonyokhoz legjobban illeszthető, korszerű fejtési és fejtés gépészeti technológia.<br />

A fejtések átlagos előre haladási sebessége 3,5-4,0 m/nap volt. E technológia<br />

108


Dr. Havelda Tamás – Dr. Katics Ferenc<br />

lehetőségeinek kihasználása, a további fejlődés, jellemzően a fejtési kísérő vágatok<br />

kihajtásának sebességétől, a biztosítás állékonyságától és a szelvény<br />

megtarthatóságától függött.<br />

A művelt mélység 80-250 m-ről 350-500 m-re növekedett, a fa biztosítást<br />

TH acélíves biztosítás váltotta föl. A vágatok túlbiztosítása indokolatlan, míg az<br />

alul biztosításból eredő fenntartás indokolatlan többletköltséggel jár. Az üzemi<br />

tapasztalatokon kívül elengedhetetlen, hogy elméleti megfontolásokkal,<br />

vizsgálatokkal is megalapozzuk az optimális biztosítás kiválasztását.<br />

Ezért volt szükséges az Oroszlányi Szénbányák és a Nehézipari Műszaki<br />

Egyetem Bányaművelési Tanszéke közötti, több évtizedes együttműködés. Hosszú<br />

út vezetett a márkushegyi megfelelő teherbírású és osztástávolságú gépesíthető<br />

talpszedésű, nyitott kapuíves technológiához, amit nagy mértékben segített<br />

Somosvári professzor 1985-ben közreadott tanulmánya. Ebben elemzi az<br />

acélgyűrűs vágatbiztosítás fő paramétereit a terhelési egyenlőtlenségek figyelembe<br />

vételével. Felhívja a figyelmet a bélelés, a hátűr kitöltés és az acél minőség<br />

fontosságára, továbbá, hogy a szelvénynövekedés fajlagos acél felhasználása<br />

ellensúlyozható a nagyobb tömegű acélívekkel.<br />

A Márkushegyi Bányaüzem termékkiszállítása lejtősaknán keresztül valósul<br />

meg mind a mai napig. 1990-ben a lejtősakna egy szakasza nem várt ütemben<br />

tönkre ment oly mértékben, hogy az már veszélyeztette a szállítást. Professzor úr<br />

tanulmányában bizonyította, hogy „a biztosító szerkezet tönkremenetelének<br />

alapvető oka az aknatalp kőzetkörnyezetének elvizesedése, mely alapvetően<br />

megváltoztatta a vízérzékeny kőzet fizikai, szilárdsági tulajdonságait. Ennek<br />

következtében nem várt talpduzzadás indult meg, amely tönkre tette a biztosító<br />

szerkezetet. A szomszédos fejtések a kijelölt védőpillérbe nem hatoltak, a<br />

védőpillér megfelelő szélességű, így a fejtések nem voltak hatással a szóban forgó<br />

váratlanul tönkrement lejtős akna szakaszra.”<br />

Befejezésül a Márkushegyi bánya egyik olyan kritikus időszakáról tennék<br />

említést, amikor szintén az elmélet és gyakorlat összefogása adta a megoldást.<br />

A jó minőségű szén iránti igények növekedése, Márkushegy idő előtti<br />

termelésbe léptetését, és több bányamező gyorsított ütemű megnyitását vonta maga<br />

után. Következményeként az előkészítettség mértéke évekig elmaradt a<br />

bányaművelés egyensúlyi követelményétől.<br />

A kihagyásos (fésüs) fejtéstelepítést alkalmaztuk. A fejtések mindig egy<br />

fejtési terület kihagyásával követték egymást (egyazon mezőben), így az új fejtés<br />

mindkét vágata mindig „szűz” területben haladt. A módszer lényege, hogy a<br />

lefejtett területek között kihagyott sávok előkészítésére csak akkor kerüljön sor, ha<br />

a korábbi fejtések okozta feszültségek áthárításának hatása már nem számottevő. A<br />

váltó fejtések időben történő előkészítése miatt azonban ennek kivárása nem volt<br />

lehetséges, ezért az előző fejtés befejezése után gyakorlatilag azonnal indítottuk a<br />

109


Dr. Somosvári Zsolt professzor úr munkásságáról az Oroszlányi Szénmedencében<br />

„köztes” fejtési terület előkészítését. A kedvezőtlen kőzetmechanikai hatások miatt,<br />

a fejtések vágataiban a fenntartási műszakok száma elérte a szénfali műszakok 50-<br />

150 %-át. A körülmények a fejtés előre haladását akadályozták, a többlet élő<br />

munka és költség, valamint a biztonság kérdései miatt ez tartósan nem volt<br />

vállalható.<br />

Felmerült a kérdés, hogy térjünk át a mellé telepítéses rendszerre. Ez esetben<br />

az egyik vágat a fejtés mellett, míg a másik mindig szűz területen halad.<br />

A kockázatok tekintetében megoszlott a vállalati szakemberek véleménye.<br />

Ismét a tudomány embereihez fordultunk. Somosvári tanár úr a kétféle fejtési<br />

módot elméleti vizsgálatokkal, az adott kőzetjellemzők, mélység és időtényező<br />

figyelembe vételével hasonlította össze, így azok közvetlenül tervezési adatokat<br />

szolgáltattak. A DK-i, DNY-i és az É II bányamező felső telepeiben az üzem áttért<br />

a mellé telepítéses rendszerre, a szomszédos területtől ~5m pillér elhagyásával a<br />

szűz mezőben alkalmazott 21 kg/fm –es TH helyett 25 kg/fm –es kapuíves TH<br />

biztosítással. Az osztás távolság a fejtési homlokkal való találkozásig 0,6 m, azt<br />

követően 1,0 m. A vágatok kihajtása és fenntartása kedvező eredményeket hozott.<br />

A vágatok állapota kétszeri gépi talpszedéssel tartható volt, átácsolásra csak ritkán<br />

volt szükség.<br />

Természetesen a térségben jóval többször tette le kézjegyét professzor úr, az<br />

összeállítás a teljesség igénye nélkül készült, de mégis ízelítőt szerettünk volna<br />

adni abból, hogy milyen szerencsésen tud ötvöződni az elmélet és a gyakorlat szép<br />

szakmánkban.<br />

Végül tolmácsolom az oroszlányi bányászok köszönetét és háláját Somosvári<br />

Zsolt professzor úrnak a szénmedence eredményességének érdekében kifejtett<br />

munkájáért.<br />

110


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.111-130.<br />

KŐZETEK SZILÁRDSÁGI ÉS RUGALMASSÁGI<br />

JELLEMZŐINEK MEGHATÁROZÁSA KÜLÖNBÖZŐ<br />

KŐZETKÖRNYEZETBEN KIALAKÍTOTT<br />

FÚRÓLYUKAK ÁLLÉKONYSÁGÁNAK<br />

VIZSGÁLATÁHOZ<br />

Dr. Debreczeni Ákos<br />

egyetemi docens<br />

Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtda@uni-miskolc.hu<br />

Körszelvényű üregekkel, fúrólyukakkal lépten-nyomon találkozunk mind a<br />

szilárdásvány-bányászat, mind pedig a fluidum-bányászat kapcsán. Fúrólyukakat<br />

mélyítünk kutatási és termelési céllal. Némely esetekben tartósan fenn kell tartani a<br />

lyukfal stabilitását, más esetekben ellenőrzött körülmények között tönkre kell tenni<br />

(meg kell repeszteni) a kőzetkörnyezetet. Ilyen kőzetrepesztésekkel lehet<br />

megnövelni a kis áteresztőképességű tárolókőzetekbe mélyített gáztermelő kutak<br />

hozamát, ill. fúrólyukakban végzett kőzetrepesztések segítségével tudjuk<br />

meghatározni a kőzetkörnyezet üregnyitás előtti (ún. primer) feszültségállapotát is.<br />

Mindezekből látszik, a fúrólyukak állékonysági kérdései nagyon fontosak a<br />

gyakorlati kőzetmechanikában. Az állékonyság számításához ismerni kell a kőzet<br />

szilárdsági és rugalmassági jellemzőit, a primer főfeszültségek irányát és<br />

nagyságát, a kőzet viselkedését megfelelő pontossággal leíró anyagmodellt és<br />

tönkremeneteli határfeltételt, valamint nem utolsó sorban a kőzetkörnyezet<br />

repedezettségi állapotát.<br />

___________________________________________________________________<br />

A kutató munka a TÁMOP 4.2.1.B 10/2/KONV 2010 0001 jelű projekt<br />

részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió<br />

támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.<br />

111


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

1. A kőzetek szilárdsági és rugalmassági jellemzői<br />

A kőzetek egyes mechanikai tulajdonságai hasonlítanak a fémes anyagok<br />

mechanikai tulajdonságaihoz, más tulajdonságok tekintetében viszont lényeges<br />

eltéréseket mutatnak. Mechanikai viselkedésük egyaránt függ az igénybevétel<br />

módjától és nagyságától. Viszkózus tulajdonságokat is mutatnak, így viselkedésük<br />

a terhelés sebességétől is függ. A kőzetek mechanikai tulajdonságait csak<br />

sokoldalú vizsgálatokkal ismerhetjük meg.<br />

A természetben előforduló különböző anyagok, így a kőzetek viselkedését is,<br />

mindig valamilyen idealizált, minél egyszerűbb és könnyen kezelhető anyagmodell<br />

segítségével igyekszünk leírni. A természetes anyagok sosem követik tökéletesen<br />

az ideális anyagmodelleket, az idealizálás absztrakció, de lehetővé teszi a<br />

természetes anyagok viselkedésének matematikai leírását. A cél az, hogy a modell<br />

a gyakorlat igényeit kielégítő pontossággal közelítse a valóságos anyagot.<br />

Sokszor egy modell nem is elegendő az anyagi viselkedés leírásához, hanem<br />

ugyanarra az anyagra más-más körülmények között más-más modellt kell<br />

alkalmazni. Ha a vizsgált terhelés és alakváltozás időben változó, akkor reológiai<br />

modellekkel írhatjuk le a változások időfüggését. Olyan esetekben, amikor a<br />

terhelésváltozás nagyon lassú, azaz kvázistatikus és nem halad meg egy, az<br />

anyagra jellemző kritikus értéket, megelégedhetünk nem időfüggő modellek<br />

(statikus modellek) alkalmazásával is.<br />

A szilárd anyagok általában más mechanikai tulajdonságokat mutatnak kis<br />

terheléseknél, távol a tönkremeneteltől és más tulajdonságokat mutatnak nagyobb<br />

terheléseknél a tönkremenetel közelében, azaz a mechanikai tulajdonság függ az<br />

igénybevétel nagyságától is. Az alkalmazott ideálisan viselkedő anyagmodellek az<br />

anyagi tulajdonságok mellett mechanikai állapotokat is modelleznek. Gondoljunk<br />

csak arra, hogy a kőzetek egyaránt mutatnak rugalmas, képlékeny és reológiai<br />

tulajdonságokat, de az egyes tulajdonságok súlya, szerepe függ a mechanikai<br />

állapottól.<br />

Ahhoz, hogy a kőzetek mechanikai tulajdonságait a gyakorlat számára<br />

megfelelő pontossággal le tudjuk írni, meg kell találni a minél idealizáltabb, a<br />

kőzethez és a feladathoz illő anyagmodellt és kísérleti úton meg kell határozni az<br />

anyagjellemzőket. A számításoknál alkalmazott matematikai, számítástechnikai<br />

módszerek bármilyen korszerűek is, csak akkor lehetnek eredményesek, ha a<br />

felhasznált kőzetjellemzők, jól reprezentálják a vizsgált kőzettartomány<br />

tulajdonságait.<br />

A kőzetjellemzőket in situ állapotban kell ismerjük, így a legjobb az lenne,<br />

ha a kőzet valamennyi szilárdsági és rugalmassági jellemzőjét helyszíni mérésekkel<br />

határozhatnánk meg. Helyszíni mérésekre műszaki és gazdaságossági okokból igen<br />

korlátozottan van lehetőség, ezért általában a kőzetminták laboratóriumi<br />

vizsgálataira vagyunk utalva. A laboratóriumban meghatározott kőzetjellemzőket<br />

elméleti megfontolások, tapasztalati összefüggések valamint az in situ mérések és a<br />

112


Dr. Debreczeni Ákos<br />

laboratóriumi mérések eredményeiből számított arányossági tényezők alapján<br />

számíthatjuk át a repedezett kőzetkörnyezet jellemzőivé.<br />

A laboratóriumi vizsgálatok során egytengelyű nyomókísérletek ( 1 = c ,<br />

2= 3 =0), Brasil húzóvizsgálatok ( 1 =-3 3 , 2=0, 3= t 2 = 3 >0) segítségével a kőzet alábbi szilárdsági és<br />

rugalmassági jellemzőit határozhatjuk meg:<br />

egytengelyű nyomószilárdságát ( c ),<br />

folyáshatárát ( F ),<br />

húzószilárdságát ( t ),<br />

különböző palástnyomások mellett mért kompressziós triaxiális<br />

nyomószilárdságát ( tr ),<br />

rugalmassági modulusát (E),<br />

Poisson-tényezőjét (ν),<br />

belső súrlódási szögét ( ) és<br />

kohézióját (c).<br />

A felsoroltak közül c, t és tr nyomó- ill. húzószilárdsági, F<br />

képlékenységi, c és pedig nyírószilárdsági jellemzők. A kőzet rugalmas<br />

viselkedését E és ν jellemzi.<br />

Amennyiben viszkózus anyagmodellt kívánunk használni további<br />

kőzetjellemzők meghatározása is szükséges, de jelen tanulmányban erre nem térek<br />

ki, mert az ismertetett vizsgálataink során nem kellett ilyen modelleket<br />

használjunk. Ez nem jelenti azt, hogy a kőzeteknek nem lettek volna viszkózus<br />

tulajdonságai, de a vizsgált problémákhoz igazodó statikus modellek<br />

anyagjellemzői a felsorolt kísérletek kvázistatikus végrehajtásával<br />

meghatározhatók.<br />

2. A kőzetek tönkremeneteli határfeltételeiről<br />

A kőzetek tönkremeneteli határállapotát kezdetben a fémeknél alkalmazott<br />

kritériumok szerint írták le. Ilyen a Mohr-, a Huber–Mises–Hencky-, vagy a<br />

Murrel-féle kritérium.<br />

Mohr elmélete szerint törési állapot akkor következik be, ha a legnagyobb és<br />

a legkisebb főfeszültségek által meghatározott maximális csúsztató feszültség<br />

meghalad egy küszöbértéket. Ekkor a törési felületen az anyagrészecskék<br />

elcsúsznak egymáson. A feszültségállapotot un. Mohr-körökkel ábrázoljuk. A<br />

tönkremeneteli határgörbe a mértékadó legnagyobb ( 1 - 3 ) Mohr-körök<br />

burkológörbéje. mohr elméletében a középső ( 2 ) főfeszültség nem játszik<br />

szerepet. A triaxiális és poliaxiális kísérletek egyértelműen bizonyítják, hogy a<br />

középső főfeszültség is befolyásolja a szilárdságot, de mint a későbbiekben látni<br />

fogjuk, 2 szerepének elhanyagolásával az üregállékonyság biztonsága nő.<br />

A Huber-Mises-Hencky elmélet szerint egy anyag akkor kerül képlékeny<br />

állapotba, ha a feszültségállapot által előidézett fajlagos torzítási munka elér egy<br />

113


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

küszöbértéket. A Huber-Mises-Hencky elmélet figyelembe veszi a középső<br />

főfeszültség hatását is, így ez a feltétel a Mohr síkon egyetlen görbével nem, csak<br />

egy tartománnyal (görbesereggel) ábrázolható. Ez az elmélet olyan anyagoknál<br />

alkalmazható, melyek húzásra és nyomásra hasonlóan viselkednek. Mint tudjuk a<br />

kőzetek nem ilyen anyagok, így esetükben a Huber-Mises-Hencky kritérium csak<br />

általánosított formában alkalmazható. Ilyen általánosított kritérium a Drucker-<br />

Prager kritérium, amely figyelembe veszi, hogy az igénybevétel módjától függően<br />

eltérő fajlagos torzítási munkát képes elviselni a kőzet. A Drucker-Prager kritérium<br />

azonban túlbecsüli a középső főfeszültség szerepét, ami a biztonság kárára történő<br />

közelítést eredményezhet.<br />

A Murrel kritérium szerint a 1- 2 - 3 koordináta rendszerben a<br />

tönkremeneteli felületet egy olyan paraboloid ábrázolja, melynek tengelye a<br />

1= 2 = 3 egyenes. Ez a feltétel jól írja le mind az egytengelyű-nyomó- és húzó<br />

kísérletek, mind pedig a triaxiális és poliaxiális kísérletek eredményeit. A Murrel<br />

kritérium bár jól alkalmazható kőzetekre, nem általános kritérium, mert feltételezi,<br />

hogy az egytengelyű-nyomó- és húzó szilárdságok aránya: c / t=12.<br />

A gyakorlat azt igazolta, hogy kőzetekre a Mohr-féle határfeltétel jól<br />

alkalmazható. Amint korábban már említettem, bár nem veszi figyelembe a<br />

középső főfeszültség hatását, ez az elhanyagolás üregállékonysági feladatoknál a<br />

biztonság irányában hat. Gondot jelenthet azonban, ha mélyfúrások lyukstabilitását<br />

vizsgáljuk, ahol igen keskeny lehet a biztonsági sáv a lyukfal megtámasztásához és<br />

felrepesztéséhez szükséges nyomások között.<br />

A Mohr-féle határfeltétel számos tönkremeneteli határgörbe alkalmazása<br />

esetén vizsgálható. Ilyenek a Mohr-Coulomb határegyenes, a parabolikus és a<br />

hiperbolikus határgörbék. A manapság elterjedten, a repedezett kőzettest leírására<br />

is használt Hoek-Brown határgörbe is Mohr feltételén alapszik.<br />

Léteznek általánosabb megfogalmazású kritériumok is, amilyen például a<br />

Mogi, a Wiebols-Cook, vagy a Lade. Ezeket az összetettebb kritériumokat egyes<br />

speciális területek sikerrel használják. (Például a Lade kritériumot fúrólyukak<br />

stabilitásának vizsgálatánál.) Más esetekben azonban összetettségük ellenére sem<br />

használhatók jobban a Mohr-Coulomb lineáris határfeltételnél.<br />

2.1. Elméleti alapok<br />

A határfeltételek többnyire a feszültségtenzor, vagy a az abból<br />

származtatható deviátor-tenzor invariánsaival fejezhetők ki. Ennek az a<br />

magyarázata, hogy míg a feszültségtenzor elemei függenek a koordinátarendszer<br />

állásától, a határfeltételeknek a választott irányoktól függetlenül igaznak kell<br />

lenniük. Szintén használatosak még az ún. oktaéderes feszültségek, melyek egy<br />

kitüntetett állású (testátlói a három főfeszültségi irányba esnek) oktaéder lapján<br />

ébredő normál (σ oct ) és érintő irányú (τ oct ) feszültségek. Az oktaéder minden lapján<br />

a feszültségkomponensek abszolút értéke megegyezik (1. ábra).<br />

114


Dr. Debreczeni Ákos<br />

1. ábra: Az oktaéderes feszültségek<br />

Az oktaéderes normálfeszültség:<br />

oct<br />

3<br />

az oktaéderes csúsztató feszültség:<br />

2 1 J (<br />

1<br />

3 3<br />

1<br />

1 2 3<br />

I 1<br />

3<br />

, és<br />

2<br />

2<br />

2<br />

oct 2 3)<br />

(<br />

2 3)<br />

(<br />

3 1)<br />

,<br />

ahol:<br />

I<br />

1 – a feszültségtenzor első invariánsa<br />

I<br />

1<br />

1<br />

2<br />

3<br />

J<br />

2 – a deviátor-tenzor második invariánsa<br />

J<br />

2<br />

1 2<br />

2<br />

) ( ) ( )<br />

2<br />

1 2 2 3 3 1<br />

[(<br />

6<br />

]<br />

1 ; 2 ; – a főfeszültségek ( 3 1 2 3<br />

).<br />

A deviátor-tenzor második invariánsával a Huber-Mises-Hencky feltétel így<br />

írható fel:<br />

0 , azaz<br />

2<br />

J<br />

2 F<br />

115


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

1<br />

2<br />

2<br />

2 2<br />

[( 1 <br />

2<br />

) ( <br />

2<br />

<br />

3)<br />

( <br />

3<br />

1)<br />

] F<br />

6<br />

A Drucker-Prager kritérium az alábbi módon általánosítja a Huber-Misses-<br />

Hencky feltételt:<br />

J k <br />

ahol:<br />

k és α – anyagjellemzők.<br />

2<br />

I 1<br />

Az oktaéderes feszültségekkel Murell határfeltétele így írható fel:<br />

<br />

<br />

2<br />

oct<br />

2<br />

<br />

3<br />

c<br />

oct<br />

, azaz<br />

1 2<br />

2<br />

2 1<br />

<br />

2<br />

<br />

( ) ( ) ( )<br />

3<br />

1<br />

<br />

3<br />

<br />

2<br />

<br />

3<br />

<br />

3<br />

1<br />

<br />

c<br />

<br />

9<br />

3<br />

A középső főfeszültség hatását érzékelteti a következő ábra (2. ábra), melyen<br />

egytengelyű nyomó (σ 1 >0; σ 2 =σ 3 =0), biaxiális (σ 1 >0; σ 2 >0; σ 3 =0), konvencionális<br />

triaxiális (σ 1 >σ 2 =σ 3 >0) és poliaxiális (σ 1 ≥σ 2 ≥σ 3 ) kísérletek mérési eredményeit<br />

láthatjuk.<br />

Az ábra jól szemlélteti, hogy a tönkremenetel nem független a középső<br />

főfeszültségtől (σ 2 ) így a Mohr-elméletén alapuló tönkremeneteli kritériumok<br />

általános feszültségi állapotokban csak közelítő eredményt adnak. Összehasonlítva<br />

a Mohr és a Huber-Mises-Hencky elméletet egytengelyű nyomó igénybevételnél,<br />

ha a középső főfeszültség megegyezik valamelyik szélső főfeszültséggel ( 2 = 1 ,<br />

vagy 2 = 3 ) a két elmélet azonos eredményre vezet. Ha a középső főfeszültség a<br />

1<br />

<br />

3<br />

két szélső főfeszültség számtani középértékével azonos ( <br />

2<br />

), akkor a<br />

2<br />

Mohr elmélettel számított szilárdsági érték 86,6%-a a Huber-Mises-Hencky szerint<br />

számítottnak. A második esetben a legnagyobb a két elmélet közötti különbség,<br />

tehát, ha Mohr szerint számítunk, akkor a biztonság javára közelítünk.<br />

<br />

116


Dr. Debreczeni Ákos<br />

2. ábra: Mérési eredmények dolomit mintatesteken<br />

A tönkremeneteli feszültségek elegendő pontosságú számítása, esetenként<br />

viszonylag bonyolult összefüggések alkalmazását teszi szükségessé. A fúrólyukak<br />

körüli feszültségállapot leírására például előszeretettel alkalmazzák a módosított<br />

Lade kritériumot:<br />

ahol:<br />

S<br />

[(<br />

(<br />

c<br />

tg<br />

1<br />

1<br />

, és<br />

4 ( tg<br />

2<br />

S)<br />

(<br />

S)<br />

(<br />

)<br />

1<br />

2<br />

2<br />

(9 7<br />

sin<br />

S)<br />

(<br />

S)<br />

(<br />

sin<br />

)<br />

3<br />

3<br />

S)]<br />

S)<br />

3<br />

27<br />

,<br />

Nagymélységű fúrásoknál mind a fúrólyuk falának megtámasztása, mind a<br />

kőzetrepesztéshez szükséges nyomás meghatározása fokozott körültekintést és<br />

pontos számításokat igényel. Ekkor nincs lehetőségünk nagy biztonsági tényezők<br />

választásával ellensúlyozni a számítás pontatlanságát, ami indokolttá teszi a<br />

117


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

viszonylag összetett, de a fúrólyuk körüli feszültségállapotot megbízhatóan<br />

közelítő módosított Lade kritérium használatát.<br />

A kőzetmechanikai feladatok döntő többségénél azonban nem célszerű, a<br />

módosított Lade kritériumhoz hasonlóan összetett kritériumot használni. Ennek<br />

legfőbb oka, hogy a laboratóriumi kísérleteket ép kőzetdarabokon végezzük,<br />

melyek szilárdsági tulajdonságai lényegesen jobbak a repedezett kőzettesténél. A<br />

kőzettest repedezettsége és a repedések tulajdonságai lényegesen nagyobb hatással<br />

vannak a kőzetmasszívum szilárdságára, mint a középső főfeszültség. Ennek<br />

megfelelően, a gyakorlatban, Mohr tönkremeneteli feltételén alapuló kritériumok<br />

használata a leginkább jellemző. Ilyen kritérium a Mohr–Coulomb határegyenes, a<br />

különböző parabolikus és hiperbolikus határgörbék és ilyen a Hoek–Brown<br />

határgörbe is.<br />

Manapság előszeretettel alkalmazzák a Hoek–Brown határgörbét, amely<br />

közvetlenül a repedezett kőzettest leírására használható. Hoek és Brown többször<br />

módosított határgörbéje egy, a feldolgozott in situ megfigyelésekhez illesztett<br />

határgörbe, amely az alábbi alakban írható fel:<br />

m<br />

3<br />

1 3 c<br />

,<br />

c<br />

ahol m és s a kőzetminőség és a kőzettagoltság, GSI (Geológiai Szilárdsági<br />

Index) függvénye.<br />

Laboratóriumi vizsgálatoknál:<br />

1<br />

3<br />

s<br />

3<br />

c<br />

m<br />

i<br />

1 ,<br />

ahol m i az épp (intact) kőzettömbre jellemző állandó, értéke 5-35 között<br />

változik.<br />

Egyszerűsége mellett a Hoek–Brown határfeltétel ilyen széleskörű<br />

elterjedése annak köszönhető, hogy a szerzők igen sok tapasztalati adatot dolgoztak<br />

fel. Egy új telephelyen való alkalmazásnál azonban mindig felvetődik a kérdés,<br />

hogy az eltérő kőzettulajdonságok ellenére, mennyire adaptálható egy más<br />

telephelyről származó adatokra épülő, lényegében tapasztalati képlet.<br />

A kérdés eldöntésére – alternatív eljárásként – alkalmas a Miskolci Egyetem<br />

Bányászati és Geotechnikai Intézetében kifejlesztett módszer, az ME módszer.<br />

Az ME módszer Somosvári professzor vezetésével került kidolgozásra. Az<br />

eljárás lényege, hogy mérésekre alapozva határozzuk meg azt az ún. redukciós<br />

tényezőt, melynek segítségével a laboratóriumban mért adatokból a repedezett<br />

kőzetmasszívum szilárdsági jellemzőire lehet következtetni. A rugalmassági<br />

modulust meg tudjuk mérni laboratóriumban (statikusan és dinamikusan egyaránt),<br />

és szeizmikus módszerekkel közvetlenül a repedezett kőzettestben is. A<br />

laboratóriumban és az in situ mért rugalmassági modulusok aránya adja a<br />

redukciós tényezőt. A módszer részletes leírását a [10] irodalom tartalmazza.<br />

118<br />

c


Dr. Debreczeni Ákos<br />

3. A fúrólyukak körüli feszültségállapot leírása<br />

A fúrólyukak körüli feszültségállapotot henger-koordinátarendszerben<br />

célszerű leírni, hiszen ez a koordinátarendszer illeszkedik a fúrólyukak térbeli<br />

alakjához. A gyakorlati alkalmazásoknál – néhány különleges esettől eltekintve –<br />

élhetünk azzal a feltételezéssel is, hogy az egyik főfeszültség függőleges irányú és<br />

a kőzet önsúlyából származtatható. Álljon tehát a választott koordinátarendszer egy<br />

vízszintes polár síkból (R, φ) és egy függőlegesen lefelé mutató lineáris tengelyből<br />

(z). Ekkor a fúrólyuk körüli feszültségállapot az alábbi formában írható fel:<br />

<br />

<br />

2 <br />

R<br />

r<br />

<br />

<br />

<br />

R<br />

r<br />

<br />

<br />

2 <br />

4R<br />

r<br />

3R<br />

r<br />

H h<br />

H h <br />

r<br />

<br />

2<br />

2<br />

2 4<br />

<br />

1 pw<br />

1<br />

cos2<br />

2<br />

2<br />

2 4<br />

R R 3R<br />

<br />

<br />

r<br />

<br />

r<br />

<br />

r<br />

<br />

2 <br />

2 <br />

<br />

2 ( )cos2<br />

p , és<br />

H h<br />

H h <br />

<br />

2<br />

2<br />

pw<br />

<br />

4<br />

<br />

<br />

1 <br />

1 cos2<br />

2<br />

2<br />

4<br />

ahol:<br />

z<br />

v<br />

H<br />

h<br />

1<br />

σ z – a függőleges effektív feszültség,<br />

σ r – a radiális effektív feszültség,<br />

σ φ – a tangenciális effektív feszültség,<br />

σ v – a föggőleges (vertikális) primer főfeszültség,<br />

σ H – a nagyobbik vízszintes (horizontális) primer főfeszültség,<br />

σ h – a kisebbik vízszintes (horizontális) primer főfeszültség,<br />

(σ v , σ H , és σ h totális primer főfeszültségek)<br />

R – a fúrólyuk sugara,<br />

r – a fúrólyuk tengelyétől mért távolság,<br />

p w – a lyuk falát megtámasztó nyomás ( a fúróiszap nyomása),<br />

φ – a polár szög, melyet σ H irányától mérünk,<br />

p p – a kőzetben uralkodó pórusnyomás,<br />

β – Biot-koefficiens (rugalmas pórustényező),<br />

K – a kőzet kompresszibilitási modulusa,<br />

K S – a kőzetet alkotó szemcsék kompresszibilitási modulusa<br />

K<br />

K S<br />

p<br />

<br />

<br />

<br />

p<br />

p<br />

Állékonyság szempontjából mindig a fúrólyuk fala a kritikus, itt ébrednek a<br />

legnagyobb alakváltozási feszültségek és innen indulhat meg a tönkremenetel. A<br />

lyuk falán ébredő feszültségkomponensek:<br />

p<br />

p<br />

119


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

H<br />

h<br />

p p ,<br />

r<br />

w<br />

<br />

H<br />

<br />

h<br />

cos<br />

pw<br />

p<br />

p<br />

<br />

2 2<br />

és<br />

2 ( <br />

)cos2<br />

p .<br />

z<br />

v<br />

H<br />

h<br />

p<br />

p<br />

Amint látható a fúrólyuk környezetében ébredő feszültségeket alapvetően a<br />

primer feszültségállapot, a lyukfalat támasztó fúróiszap nyomása és a kőzetben<br />

uralkodó pórusnyomás-viszonyok határozzák meg.<br />

A primer feszültségállapot kutatása a legutóbbi évtizedekben a<br />

gyakorlati kőzetmechanika kiemelt jelentőségű területe. A legtöbb esetben<br />

élhetünk azzal a közelítéssel, hogy a függőleges primer főfeszültség a kőzet<br />

z<br />

( z)<br />

o<br />

önsúlyából származik ( gdz ), de a vízszintes főfeszültségek (σ H és σ h )<br />

v<br />

meghatározása koránt sem ilyen egyszerű.<br />

Ha a kőzetkörnyezetet homogén, izotróp kontinuumnak tekinthetjük, akkor<br />

rugalmas esetben a vízszintes főfeszültségek a Hooke-törvény segítségével<br />

kiszámíthatóak. Mivel vízszintes irányban üregnyitás előtt az alakváltozások értéke<br />

zérus:<br />

1 <br />

<br />

H<br />

<br />

<br />

<br />

v<br />

<br />

v h<br />

E 1<br />

<br />

<br />

1 <br />

<br />

h<br />

<br />

<br />

<br />

v<br />

<br />

v<br />

<br />

H<br />

<br />

E 1<br />

<br />

<br />

és az anizotrópia miatt: ,<br />

h<br />

H<br />

<br />

0<br />

0<br />

a vízszintes főfeszültségek az alábbi alakban írhatóak:<br />

<br />

<br />

H<br />

<br />

h<br />

<br />

v<br />

.<br />

1<br />

Ahol:<br />

ε H és ε h – a vízszintes főfeszültségek irányába eső alakváltozások,<br />

E – a Young-féle rugalmassági modulus és<br />

ν – a kőzet Poisson-tényezője.<br />

Lényegében hasonló eredményeket kapunk a talajmechanikában, geotechnikában<br />

használatos Jáky-féle összefüggésssel:<br />

<br />

H<br />

<br />

h<br />

<br />

v<br />

1<br />

sin<br />

.<br />

Az 1960-as évekig általánosan a fenti összefüggésekkel számították a<br />

vízszintes primer főfeszültségeket, hiszen – különösen nagy mélységben – nem<br />

volt lehetőség a feszültségállapot kimérésére, csak elméleti megfontolásokra<br />

120


Dr. Debreczeni Ákos<br />

hagyatkozhattak. Ma már tudjuk, hogy a fenti összefüggéseket csak üledékes, kis<br />

szilárdságú kőzetekben alkalmazhatjuk. Nagy szilárdságú vulkanikus kőzetekben a<br />

primer feszültségmérések más eredményt mutattak (3. ábra).<br />

Az ábrán<br />

3. ábra: Primer kőzetfeszültség-mérések eredményei<br />

H h<br />

k (a geotechnikában használatos nyugalmi nyomás<br />

v<br />

v<br />

tényezőhöz hasonlóan értelmezve).<br />

Látható, hogy ezekben a kőzetekben a vízszintes primer főfeszültségek<br />

lényegesen nagyobbak annál, amit a a Hooke-törvény, vagy a Jáky képlet ad<br />

eredményül. Az eltérés a felszín közelében a legnagyobb és a mélységgel<br />

fokozatosan csökken. A tendenciából következik, hogy 3-4 ezer méter alatt a<br />

Hooke-törvény szerint számított és a mérések alapján prognosztizálható értékek<br />

nagyon közel esnek. Megállapíthatjuk, hogy azon tényezők hatása, amelyek a<br />

számított és a mért értékek közötti eltérést okozza, a mélységgel fokozatosan<br />

csökken. Különböző elméletek vannak az eltérés magyarázatára, úgymint:<br />

kőzetlemez mozgások (az egymásra csúszó kőzetlemezek okozzák a<br />

vízszintes feszültség-többletet, pl. Skandináviában ebben látják a<br />

legfőbb okot)<br />

lepusztulások (a lepusztult kőzettömeg önsúlya okozta a vízszintes<br />

feszültség-többletet, ami a lepusztulást követően nem tudott leépülni)<br />

a magma kihűlése (a kőzet hőmérsékletének változása<br />

térfogatváltozással és emiatt feszültségváltozással jár; vertikális<br />

irányban ezek a feszültségek le tudnak épülni, de horizontálisan<br />

nem)<br />

anizotrópia (elsősorban a rugalmassági modulus anizotrópiája lehet<br />

jelentős). 121


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

Valószínűleg még nagyon sok kutatás kell ahhoz, hogy a jelenséget egzakt<br />

módon meg lehessen magyarázni. Az is valószínű, hogy nem egyetlen ok, hanem a<br />

különböző okok együttesen okozzák a jelentős anomáliákat. Az azonban az eddigi<br />

in situ mérési eredmények alapján kijelenthető, hogy különösen nagy szilárdságú<br />

magmás kőzetekben, néhány ezer métert meg nem haladó mélységben, az in situ<br />

feszültségeket meg kell mérni, vagy az eddigi mérések alapján kell megbecsülni.<br />

Laza üledékes kőzetekben, vagy igen nagy mélységben (pl. szénhidrogénbányászat)<br />

rugalmas kőzetkörnyezetben a Hooke-törvény közelítőleg helyes<br />

eredményre vezet.<br />

4. Az állékonyság számításához szükséges kőzetjellemzők<br />

A primer főfeszültségek, a fúróiszap nyomása és a pórusnyomás-viszonyok<br />

ismeretében a fúrólyuk falán ébredő feszültségkomponensek az előzőek szerint<br />

meghatározhatóak. Az állékonyság megítéléséhez azonban szükség van a<br />

kőzetkörnyezet, mégpedig a repedezett kőzetmasszívum jellemző paramétereire is.<br />

Továbbiakban a két általunk leggyakrabban használt módszerrel, a Hoek-Brown<br />

eljárással és az ME módszerrel foglalkozom.<br />

Hoek és Brown olyan határgörbét alkottak amely a repedezet<br />

kőzetmasszívumra közvetlenül alkalmazható. Határgörbéjük Mohr típusú, tehát<br />

lényegében a nyírási feszültségek maximumát írja le különböző<br />

feszültségállapotokban. Számításaikat többször pontosították. A határgörbe (lásd<br />

2.1. fejezet) kiszámításához a következő paraméterekre van szükség:<br />

σ c – a kőzetminta laboratóriumban meghatározott egytengelyű<br />

nyomószilárdsága<br />

E – a kőzetminta laboratóriumban meghatározott rugalmassági modulusa<br />

m i – a kőzetfajtától függő állandó (értéke közelítően megegyezik ez<br />

egytengelyű nyomó- és húzószilárdságok hányadosával, a Brinke számmal)<br />

D – zavartsági tényező (az alkalmazott jövesztési technológiától függő érték)<br />

GSI – Geológiai Szilárdsági Index (amely meghatározásához a<br />

kőzetkörnyezet repedezettségi állapotának in situ ismerete szükséges).<br />

A felsorolt paraméterek közül GSI meghatározására a repedezett kőzetfal<br />

szemrevételezése alapján, vagy elegendő mennyiségű magminta feldolgozásával<br />

van lehetőség. Nagymélységű fúrólyukakból rendszerint igen kevés magminta áll<br />

rendelkezésre, így GSI meghatározására nincs lehetőség.<br />

Az ME módszer esetében a statikus kőzetjellemzőket a magminták<br />

laboratóriumi vizsgálatával határozzuk meg. A laboratóriumban meghatározott<br />

jellemzőket egy arányszám segítségével számoljuk át in situ jellemzőkké. Ez az<br />

arányszám – a redukciós tényező (R) – az in situ mért szeizmikus rugalmassági<br />

modulus (E szeiz ) és a laboratóriumban mért dinamikus rugalmassági modulus (E d )<br />

hányadosa:<br />

122


Dr. Debreczeni Ákos<br />

Eszeiz<br />

R 1.<br />

Ed<br />

A szeizmikus rugalmassági modulust a fúrólyukban végzett geofizikai<br />

mérésekkel, a dinamikus rugalmassági modulust pedig laboratóriumban, a<br />

magmintákon végzett akusztikus mérésekkel lehet meghatározni. A redukciós<br />

tényező segítségével a laboratóriumi kísérleteken alapuló tönkremeneteli<br />

határgörbe a repedezett kőzetkörnyezetre átszámítható. Az eljárás erénye, hogy<br />

minden eleme mérési eredményeken alapszik.<br />

Az ME módszer alkalmazásánál elvileg lehetőségünk van többféle<br />

tönkremeneteli határgörbét használni. Gyakorlati szempontok alapján Mohr<br />

elméletén alapuló hiperbolikus határgörbéket határozunk meg. Az ilyen<br />

határgörbék viszonylag könnyen kezelhetőek és a teljes igénybevételi<br />

tartományban (nyomó és húzó igénybevételek) jól lehet velük közelíteni a mérési<br />

eredményeket.<br />

A határgörbék felvételéhez szükséges kőzetjellemzők: c , t és különböző<br />

palástnyomások mellett tr .<br />

A kísérletek során mérjük ill. számítjuk még: F , E és ν értékét.<br />

A mérési eredmények különböző feldolgozásával (σ-τ, σ 1 - σ 3 ) és c is<br />

meghatározható.<br />

5. A kőzetjellemzők laboratóriumi meghatározása és a méréseket legjobban<br />

közelítő hiperbolikus tönkremeneteli határgörbe<br />

A kőzetjellemzők közül c -t, F -et, E-t és ν-t egytengelyű<br />

nyomóvizsgálatokkal ( 1 = c , 2 = 3 =0), t -t közvetett húzóvizsgálatokkal vagy<br />

más néven Brasil-vizsgálatokkal ( 1 =-3 3 , 2 =0, 3 = t 2 = 3 >0) határozzuk meg. A kísérletekhez Kármán-féle triaxiális cellát, vagy<br />

Hoek cellákat használunk (4. és 5. ábra).<br />

Az utóbbi években igen jelentős fejlesztéseket hajtottunk végre a<br />

kőzetmechanikai laboratóriumban, így ma már akár 600 bar palástnyomás mellett<br />

tudjuk, előre programozott módon, a méréseket végrehajtani. A vizsgálóberendezés<br />

a 6. ábrán látható.<br />

Minden egyes kőzetparamétert több mérés alapján határozunk meg. A<br />

mérések számával növelhető a megbízhatóság, de az eredmények szórása<br />

alapvetően nem a mérési pontosságtól, hanem a kőzet inhomogenitásától függ. Ma<br />

már lényegesen pontosabb (egy-két nagyságrenddel pontosabb) mérőeszközöket<br />

használunk, mint amilyen nagy a kőzetjellemzők természetes szórása. Az előbbiek<br />

alapján kijelenthető, hogy megfelelően nagy számú mérés esetén (n>5), a<br />

laboratóriumi mérési eredmények szórása jellemzi a kőzettestet.<br />

123


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

4. ábra: A Kármán cella 5. ábra: A Hoek cellák<br />

Szintén a mérési eredmények szórásából következik, hogy még nagyszámú<br />

mérések átlagolásával meghatározott kőzetjellemzők használata esetén sem várható<br />

el, hogy a tönkremeneteli határgörbe tökéletesen illeszkedjen a mérési<br />

eredményekhez. Ez a gondolatmenet vezetett oda, hogy az ismert matematikai<br />

statisztikai módszerekkel keressük a mérési eredményeket legjobban közelítő<br />

határgörbét.<br />

Az általunk használt határgörbe Mohr elméleten alapuló hiperbolikus<br />

határgöbe. Mint ismeretes a Mohr-Coulomb lineáris határgörbe csak a<br />

nyomófeszültségek tartományában alkalmazható. A teljes feszültségtartományban<br />

(nyomó- és húzófeszültségek) csak legalább másodfokú határgörbét használhatunk<br />

a tönkremenetel jellemzésére. A húzófeszültségek és a kis nyomófeszültségek<br />

tartományában ez lehet parabola (pl. Griffith-parabola), de az ilyen határgörbék<br />

nem adnak jó közelítést nagy nyomófeszültségek esetén, ahol a lineárishoz közeli a<br />

kapcsolat a normálfeszültségek és a nyírófeszültségek között. Mindezek alapján a<br />

teljes feszültségtartományban a hiperbolikus tönkremeneteli határgörbe<br />

alkalmazása adhat jó megoldást.<br />

124


Dr. Debreczeni Ákos<br />

6. ábra: Kőzetmechanikai vizsgálóberendezés<br />

Amint a későbbiekben látni fogjuk, az általunk használt hiperbolikus<br />

tönkremeneteli határgörbénél egyetlen pontot, a hiperbola „csúcspontját”, fixen az<br />

egytengelyű húzószilárdság ( t ) helyén vesszük fel. Ilyen megkötés mellett a<br />

húzószilárdság pontos meghatározása különösen fontos.<br />

A következőkben két igen eltérő mintaanyagon mutatom be a<br />

függvényközelítés módszerével meghatározott hiperbolikus tönkremeneteli<br />

határgörbe alkalmazhatóságát. Az egyik minta nagy mélységből (~3200m)<br />

származó kis szilárdságú kis modulus viszonyszámú (DL), a másik viszonylag kis<br />

mélységből. (~200m) származó nagy szilárdságú nagy modulus viszonyszámú<br />

(BH) minta. A kőzetminták szilárdság és modulus viszonyszám szerinti<br />

osztályozását Deere és Miller ajánlásai szerint az 1. és a 2. táblázat tartalmazza.<br />

125


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

Osztály Megnevezés c [MPa]<br />

A Igen nagy szilárdság 220<br />

B Nagy szilárdság 110 – 220<br />

C Közepes szilárdság 55 – 110<br />

D Kis szilárdság 27,5 – 55<br />

E Igen kis szilárdság 27,5<br />

1. táblázat: Kőzetek szilárdsági osztályai az egytengelyű nyomószilárdságok<br />

szerint (Deere, Miller)<br />

Osztály Megnevezés E/ c [MPa]<br />

H Nagy modulus viszonyszám 500<br />

M Közepes modulus viszonyszám 200 – 500<br />

L Kis modulus viszonyszám 200<br />

2. táblázat: Kőzetek mudulus viszonyszám (E/ c ) szerinti osztályozása<br />

(Deere, Miller)<br />

Az első (DL) mintaanyag kőzetmechanikai paraméterei:<br />

származási mélység: ~3200 m,<br />

egytengelyű nyomószilárdság: c=41,7 MPa,<br />

egytengelyű húzószilárdság: t =3,4 MPa,<br />

Young modulus: E=7,8 GPa,<br />

triaxiális nyomószilárdságok:<br />

3 =15 MPa, 1 =120,2 MPa,<br />

3 =30 MPa, 1 =195,9 MPa,<br />

A mérési erdményeket és a határgörbét a Mohr-síkon (σ-τ) ábrázolva<br />

láthatjuk a 7. ábrán. A mérési eredmények Mohr-köreit legjobban közelítő<br />

hiperbola egyenlete:<br />

X 11,92<br />

Y <br />

<br />

8,52 7,61<br />

2<br />

2<br />

1<br />

126


Dr. Debreczeni Ákos<br />

Nagy mélységbõl származó<br />

kis szilárdságú kõzet<br />

A hiperbola egyenlete: [(x+11,92)/8,52] 2 -(y/7,61) 2 =1<br />

A közelítés relatív hibája: 0,42%<br />

A kohézió: 7,4 MPa<br />

150<br />

[MPa]<br />

100<br />

50<br />

0<br />

-50 0 50 100 150 200 250<br />

[MPa]<br />

7. ábra: Nagy mélységből származó DL minta hiperbolikus tönkremeneteli<br />

határgörbéje<br />

Az második (BH) mintaanyag kőzetmechanikai paraméterei:<br />

származási mélység: ~200 m,<br />

egytengelyű nyomószilárdság: c=126,9 MPa,<br />

egytengelyű húzószilárdság: t =11,4 MPa,<br />

Young modulus: E=66,8 GPa,<br />

triaxiális nyomószilárdságok:<br />

3 =7,5 MPa, 1 =175,0 MPa,<br />

3 =15 MPa, 1 =221,8 MPa,<br />

127


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

A mérési eredményeket és a határgörbét a Mohr-síkon (σ-τ) ábrázolva<br />

láthatjuk a 8. ábrán.<br />

Kis mélységbõl származó<br />

nagy szilárdságú kõzet<br />

A hiperbola egyenlete: [(x+30,13)/18,73] 2 -(y/18,72) 2 =1<br />

A közelítés relatív hibája: 0,12%<br />

A kohézió: 23,6 MPa<br />

200<br />

150<br />

[MPa]<br />

100<br />

50<br />

0<br />

-50 0 50 100 150 200 250<br />

[MPa]<br />

8. ábra: Kis mélységből származó BH minta hiperbolikus tönkremeneteli<br />

határgörbéje<br />

128


Dr. Debreczeni Ákos<br />

A mérési eredmények Mohr-köreit legjobban közelítő hiperbola egyenlete:<br />

X<br />

30,13<br />

18,73<br />

2<br />

Y<br />

18,72<br />

2<br />

1<br />

A bemutatott mérési eredmények igazolják, hogy a tisztán mérési<br />

eredményeken nyugvó, a legjobb közelítés elvén meghatározott hiperbolikus<br />

határgörbéket a kőzettulajdonságok és az igénybevételek igen széles<br />

tartományában használhatjuk. A fúrómagok (kőzettömbök) szilárdsági<br />

jellemzésének ez a módszere nagyon jól illeszkedik az ME módszerhez, hiszen így<br />

a kőzetmasszívum jellemzésének minden eleme mérési eredményeken nyugszik.<br />

A méréseken alapuló tönkremeneteli határgörbék akkor adnak igazán<br />

megbízható eredményt, ha a triaxiális vizsgálatoknál alkalmazott palástnyomással<br />

eltudjuk érni az in situ horizontális feszültségek tartományát. Ezért van nagy<br />

jelentőssége, hogy ma már képesek vagyunk 600 bar palástnyomás mellett<br />

végrehajtani a kísérleteket. Ilyen vizsgálatokra csak olyan berendezések<br />

alkalmasak, amelyek a palástnyomást pontosan (1%-on belül) képesek tartani a<br />

kísérlet teljes ideje alatt. Jelenlegi berendezéseinkkel olyan tönkremeneteli<br />

határgörbéket tudunk kimérni, amelyek mintegy 5-6 ezer méteres mélységig<br />

megbízhatóan használhatóak.<br />

IRODALOM<br />

[1] Amadei, B.: Importance of Anisotropy when Estimating and Measuring In-<br />

Situ Stresses in Rock, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. No. 33. p. 293-325<br />

(1996).<br />

[2] Benz, T. – Schwab, R.: A Quantitatíve Comparison of Six Rock Failure<br />

Criteria Int. J. Rock Mech. Min. Sci. No. 45. p. 1176-1186 (2008)<br />

[3] Brown E. T. – Hoek. E. Trends in Relationships Between Measured In-Situ<br />

Stresses and Depth. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. No. 15. p. 211-215 (1978)<br />

[4] Colmenares, L. B.-Zoback, M. D.: A Statistical Evaluation of Intact Rock<br />

Failure Criteria Constrained by Polyaxial Test Data for Five Differenct<br />

Rocks. Int. J. Rock Mechn. Min. Sci. No. 39. p. 695-729 (2002)<br />

[5] Debreczeni Á.: Kőzetek tönkremeneteli határgörbéiről, XIII. Bányászati,<br />

Kohászati és Földtani Konferencia, Gyergyószentmiklós, Románia (2011)<br />

[6] Ewy, R. T.:Wellbore-Stability Predictions by Use of a Modefied Lade<br />

Criterion, SPE Drill. & Completion, Vol. 14. No. 2. (1999)<br />

[7] Hoek, E. – Brown, E. T.: Practical Estimates of Rock Mass Modulus, Int. J.<br />

Rock Mech Min. Sci, No. 34. (1997)<br />

[8] Jaeger, J. C. – Cokk, N. G. W.: Fundamentals of Rock Mechanics,<br />

Blackwell Publishing Ltd. (2007)<br />

[9] Somosvári ZS.: Geomechanika I. Tankönyvkiadó, Budapest, (1987)<br />

129


Kőzetes szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző kőzetkörnyezetben<br />

kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához<br />

[10] Somosvári ZS. – Debreczeni Á.: A repedezett kőzettest szilárdsági<br />

paramétereinek meghatározása és repedezett kőzetkörnyezetben nyitott<br />

vágatok utólagos megerősítésére irányuló kutatások a Miskolci Egyetem<br />

Bányászati és Geotechnikai Tanszékén, Mérnökgeológia Kőzetmechanika<br />

2006, Műegyetemi Kiadó, Budapest (2006)<br />

[11] Somosvári Zs.: A földkéreg primer feszültségei, Bányászat és Geotechnika,<br />

A Miskolci Egyetem Közleménye, A sorozat, Bányászat, 75. kötet p. 103-<br />

120 (2008).<br />

[12] Somosvári Zs.: Kőzetek képlékeny és tönkremeneteli határállapotainak<br />

kritériumai, Bányászat és Geotechnika, A Miskolci Egyetem Közleménye,<br />

A sorozat, Bányászat, 76. kötet p. 91-128 (2009)<br />

[13] Zoback, M. D. et al.: Determination of Stress Orientation and Magnitude in<br />

Deep Wells. Int. J. Rock mech. Min. Sci. No. 40. p. 1049-1076 (2003)<br />

130


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.131-153.<br />

DISZKONTINUITÁSOK BEFOLYÁSA KŐZETFALAK<br />

(RÉZSŰK) ÁLLÉKONYSÁGÁRA, ILLETVE A<br />

SZÜKSÉGES PARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA<br />

AUTOMATIKUS MÉRÉSI ADATGYŰJTŐ RENDSZER<br />

ALKALMAZÁSÁVAL<br />

Csuhanics Balázs<br />

doktorandusz<br />

Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtcsub@uni-miskolc.hu<br />

Áttekintés<br />

A rézsűszámítások alapvető paraméterei a magasság és rézsűszög mellett a<br />

repedezett kőzetmasszívum kohéziója (c mass ) és belső súrlódási szöge (Փ mass ).<br />

Ezeknek a meghatározásához egyrészt kőzetmechanikai laboratóriumi<br />

vizsgálatokra, másrészt az in situ repedezettségi, tagoltsági állapotot figyelembe<br />

vevő átszámítási képletekre van szükség. Ugyanis a laborvizsgálatoknál<br />

felhasznált kőzet-mintatestek mindig a repedések közötti kőzettömbökből<br />

származnak, ezért a laboratóriumi mérésekkel meghatározott kőzetparaméterek<br />

(c,Փ) a kőzettömböket jellemzik. A kőzetfalak állékonyságát pedig a repedezett<br />

kőzetmasszívumra jellemző kőzetparaméterek határozzák meg.<br />

Laboratóriumban az összeálló szilárd kőzetek tönkremeneteli határgörbéjét<br />

egytengelyű- és triaxiális nyomókísérletekkel állapítjuk meg.<br />

Az in situ kőzetrepedezettség meghatározására ebben a tanulmányban két<br />

alapvető módszer kerül bemutatásra. A Hoek-Brown-féle módszer 1980 után<br />

elterjedt a nemzetközi irodalomban. Ez a módszer a kőzet szilárdsági<br />

paramétereire (egytengelyű nyomószilárdság, kohézió, belső súrlódási szög) ad<br />

becslést a tapasztalat alapján. A kőzetszerkezetet a kőzetrepedezettséget az<br />

úgynevezett GSI (Geológiai Szilárdsági Index) alapján veszi számításba a Hoek-<br />

Brown módszer. Sajnos az in situ paramétereket méréssel ellenőrizni nem lehet,<br />

mert az in situ kőzetszilárdság méréssel nem meghatározható. Ezért a módszer a<br />

biztonság javára igyekszik alábecsülni a kőzetmasszívum szilárdsági paramétereit.<br />

Egy másik módszer, amely annak idején a Miskolci Egyetem<br />

Bányaműveléstani Tanszéken került kidolgozásra (1991-94) „komplex mérési<br />

eljárás”-ként (ma ME módszerként ismert) a rugalmassági moduluson alapul,<br />

amely rugalmassági modulus mérhető a laboratóriumban is több módszerrel és in<br />

131


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

situ is több módszerrel. A repedezettség nagymértékben érzékenyen befolyásolja a<br />

kőzetmasszívum rugalmassági modulusát (E mass ). A rugalmassági modulus arányos<br />

az egytengelyű nyomószilárdsággal, így át lehet térni a laboratóriumi és in situ<br />

mérések alapján a masszívum szilárdsági paramétereinek meghatározására.<br />

- A rugalmassági modulus laboratóriumban meghatározható<br />

- egytengelyű nyomóvizsgálattal,<br />

- geofizikai (akusztikus) méréssel.<br />

- A rugalmassági modulus in situ meghatározható<br />

- geofizikai szeizmikus méréssel,<br />

- fúrólyukban végzett terhelés méréssel.<br />

Ilyen módon tehát a ME módszer a kőzetrepedezettséget, a<br />

kőzetmasszívum állapotát mérésekkel tudja meghatározni, jellemezni.<br />

Kőbányai robbantásoknál a környezet szeizmikus terhelése felmérése<br />

érdekében igen gyakran végeznek rezgési sebesség (mm/s) méréseket. Ezekkel a<br />

mérésekkel a rezgés terjedési sebességét (km/s) is meg lehet határozni. A<br />

longitudinális hullámok terjedési sebessége pedig szoros összefüggésben áll a<br />

kőzet rugalmassági modulusával. Így kőbányák kőzetfalainak környezetében<br />

kézenfekvő a rezgési terjedési sebességgel jellemezni a repedezett<br />

kőzetmasszívumot. Ennek alapján és a laboratóriumi akusztikus mérések alapján<br />

jól jellemezhető a kőzetfalak környezetének repedezettségi állapota (MEmódszer).<br />

A tanulmányban ezt a módszert mutatjuk be kőzetfalak állékonyságának<br />

vizsgálatánál és a Hoek-Brown módszer alapján is értékeljük a kőzetrézsű<br />

állékonyságát.<br />

1. Bevezetés<br />

A sziklarézsűk stabilitásának meghatározása klasszikus feladatnak<br />

tekinthető a geo-mérnöki gyakorlatban, illetve jelentős szerepet játszik gátak, utak,<br />

alagutak és más mérnöki műtárgyak tervezése során. Habár világszerte folynak a<br />

rézsűállékonyságra koncentráló kutatások, a rézsűkhöz tartozó tervezési feladatok<br />

napjainkban is kihívást jelentenek.<br />

1.1 A repedezettség, tagoltság hatása a rézsűállékonyságra<br />

A kőzetfalak állékonyságának számítása során elkerülhetetlen feladat a<br />

kőzetszilárdság meghatározása. Általánosságban véve a rézsűt magában foglaló<br />

kőzetmasszívumok inhomogének, melyeket diszkontinuitásokkal tagolt<br />

kőzetanyag épít fel. (1. ábra) Az összeálló nagy szilárdságú kőzetek természetes<br />

helyzetükben (in situ állapotukban) repedezettek. A magmás mélységi, de<br />

különösen a kiömlési vulkanikus kőzetek a magma lehűlése során nagymértékben<br />

összerepedeznek. Andezit és más kiömlési kőzetre települt külszíni bányáinkban a<br />

132


Csuhanics Balázs<br />

kőzetfalakon keresztül tanulmányozhatók a tagoltság, repedezettség különböző<br />

típusai.<br />

1. ábra<br />

Az üledékes összeálló kőzetek (mészkő, dolomit) is általában repedezettek az<br />

őket ért tektonikai hatások következtében. A 2. ábra a tagoltság néhány jellemző<br />

típusát mutatja:<br />

2. ábra: A tagoltság néhány jellemző típusa: a) oszlopos-perlit-, b) rendszertelenandezit-,<br />

c) táblás-mészkő-, d) tömbös-mészkő-<br />

133


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A csak mikrorepedésekkel átjárt ép kőzetet, a kőzettömböt és a repedezett<br />

kőzetmasszívum, kőzettest közötti átmenetet az alábbi, 3. ábra szemlélteti.<br />

3. ábra: Ép kőzet – kőzettömb – repedezett kőzetmasszívum átmenete<br />

A kőzetmasszívum a rézsűben mutatott azonos kőzettulajdonságai alapján<br />

három szerkezeti csoportba sorolhatók: az I. Csoportba, II. Csoportba és III.<br />

Csoportba. Az ábra bemutatja az átmenetet egy izotróp ép kőzettől (I. Csoport) az<br />

erősen repedezett kőzetmasszívumig (III. Csoport), melynek végső soron a<br />

geomechanikai jellemzőit kell tudni meghatározni.<br />

A repedezett kőzetmasszívum tulajdonságait egyrészt a repedések által<br />

határolt kőzettömbök tulajdonságai határozzák meg. Mintavételkor kőzettömböket,<br />

vagy azokból fúrt magmintákat viszünk a laboratóriumba. A laboratóriumi<br />

vizsgálatokkal megállapított kőzetparaméterek tehát a kőzettömbökre<br />

vonatkoznak. Hoek és Brown kísérletekkel igazolta, hogy a mintatest átmérőjének<br />

növekedésével mint jut egyre meghatározóbbá a diszkontinuitások szerepe. A 4.<br />

ábra szemlélteti a mintatest méretének befolyását az egytengelyű<br />

nyomószilárdságra, [1] az 5. ábra pedig erősen palásodott, 61, 101, 146 és 300 mm<br />

átmérőjű szén mintatesteken elvégzett triaxiális mérés eredményét mutatja. [2] A<br />

repedezett kőzetmasszívum tulajdonságainak meghatározásához ebből kifolyólag a<br />

repedésrendszerek átfogó jellemzése is szükséges, amely segítségével redukáljuk a<br />

laboratóriumban meghatározott kőzetparamétereket.<br />

134


Csuhanics Balázs<br />

Mintatest átmérő d - mm<br />

4. ábra 5. ábra<br />

A gyakorlat számára megbízhatóan felhasználható kőzetparaméterek<br />

kimunkálásához:<br />

- a kőzettömböket jellemző laboratóriumi vizsgálati eredmények,<br />

- a repedésrendszert mennyiségi és minőségi szempontból jellemző paraméterek és<br />

- egy kiértékelő módszer szükséges.<br />

Ha a diszkontinuitásnak, repedezettségnek kitüntetett irányai vannak, azaz a<br />

kőzet vállaposodott, akkor ezt tervezés során figyelembe kell venni. Ha a<br />

repedések dőlésszögét ρ-val, a rézsűsík dőlésszögét φ-vel jelöljük, a 6. ábrán [3]<br />

láthatjuk a legáltalánosabb eseteket.<br />

6. ábra: A rézsű homloka és a kőzetrepedések helyzete<br />

135


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

2. A kőzetmasszívum szilárdságának meghatározására kifejlesztett<br />

eljárások<br />

2.1. Hoek-Brown módszer<br />

Széles körben elterjedt számítási módja összeálló kőzetmasszívumok<br />

szilárdság számítására a Hoek-Brown törési feltétel. [4] A Hoek-Brown kritérium<br />

triaxiális mérési adatokon alapuló empirikus egyenlet látható fizikai háttér nélkül.<br />

A módszer első publikálása óta (1980) több módosításon esett át, így az igazodva a<br />

közben felmerült igényekhez. Az 1995-ös, általánosított Hoek-Brown<br />

tönkremeneteli feltétel (Hoek, Kaiser és Bawden) a korábbi észrevételek<br />

figyelembevételével került kialakításra:<br />

1<br />

3<br />

ahol: σ 1 és σ 3 a legnagyobb és legkisebb főfeszültségek a tönkremenetel<br />

állapotában;<br />

σ ci az ép kőzet-a kőzettömb- egytengelyű nyomószilárdsága;<br />

m b az m i laboratóriumban mért egytengelyű<br />

nyomószilárdság/húzószilárdság hányadosát közelítő, a Szerzők által<br />

különböző kőzettípusokra összefoglalt anyagállandó csökkentett értéke:<br />

ci<br />

m<br />

b<br />

3<br />

ci<br />

GSI 100<br />

28 14D<br />

mb<br />

mi<br />

e<br />

s és a kőzetmasszívumra vonatkozó konstansok:<br />

GSI 100<br />

9 3D<br />

1 1<br />

s e<br />

, a e<br />

GSI /15<br />

e<br />

20 / 3<br />

2 6<br />

A Hoek-Brown tönkremeneteli feltétel 2002-es kiadásában került<br />

bevezetésre az előző egyenletekben is szereplő zavartsági tényező-D-, amely a<br />

fejtési módszer kőzettestre kifejtett zavaró hatását veszi figyelembe. Zavartalan<br />

kőzetkörnyezet esetén 0-t, igen zavart kőzetkörnyezet esetén 1-et vesz fel<br />

értékként. (a gyakorlatban pl. nagy volumenű külszíni bányászatban, mechanikai<br />

jövesztésnél D=0.7, robbantásos fejtéstechnológia esetén D=1)<br />

Ép kőzetek esetén az általánosított Hoek-Brown tönkremeneteli feltétel<br />

egyszerűbb formát vesz fel a σ 1 -σ 3 síkon:<br />

0.5<br />

1 3 ci m b<br />

3<br />

1<br />

ci<br />

Az egytengelyű nyomószilárdság σ 3 =0 helyettesítéssel alakítva át az<br />

a<br />

általánosított Hoek-Brown egyenletet: c ci s<br />

Az egyenletekben történt változtatásokon felül a szerzők felismerték, hogy<br />

az RMR módszer többé már nem megfelelő eszköz a törési feltétel és az in situ<br />

136<br />

s<br />

a


Csuhanics Balázs<br />

geológiai megfigyelések összekapcsolásához, kiváltképpen a leggyengébb<br />

kőzetmasszívumok esetén. Ez vezetett a Geológiai Szilárdsági Index (Geological<br />

Strength Index-GSI) megalkotásához. A jelenleg is használatos táblázatot mutatja<br />

a 7. ábra. A mátrix oszlopaiban a kőzettest tagoltsági viszonyai szerepelnek, azaz a<br />

kőzettestben lévő tagolófelületek állapota. A mátrix sorai a tagolófelületek<br />

kapcsolatát jellemzik. A GSI értéke ezek alapján 0-100 között változhat, minél<br />

nagyobb az értéke annál jobb minőségű a kőzettest.<br />

7. ábra: GSI alkalmazása repedezett kőzetekre<br />

137


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A GSI osztályozási rendszer azon a hipotézisen alapul, hogy a<br />

kőzetmasszívumok elegendő számú véletlenszerűen irányított diszkontinuitást<br />

tartalmaznak ahhoz, hogy izotróp masszívumként viselkedjenek. Ennek<br />

következtében a GSI rendszer nem alkalmazható azon kőzetmasszívumokon,<br />

melyekben a világosan meghatározott, uralkodó szerkezeti irányítottság nagyfokú<br />

mechanikai anizotrópiát eredményez. Ha a törésnél a kőzettest nyírószilárdsága<br />

helyett a tagoltság nyírószilárdsága hat, figyelmen kívül kell hagyni a GSI-t, azaz<br />

vetőzónában nem alkalmazható.<br />

A kőzetmasszívum deformációs modulusának megállapításához a Szerzők a<br />

σ ci = 100 MPa-os szilárdsági értéket vették alapul. Ha σ ci ≤ 100 MPa, akkor:<br />

E<br />

m<br />

D 1<br />

<br />

2 <br />

σ ci > 100 MPa esetén:<br />

E<br />

m<br />

D 1<br />

<br />

2 <br />

ci<br />

10<br />

<br />

100<br />

10<br />

<br />

<br />

GSI 10<br />

<br />

GSI10<br />

/ 40<br />

/ 40<br />

Ezen összefüggések nélkülözik a kőzettömb rugalmassági modulusának<br />

mérési eredményét, amely azért egyik meghatározója a kőzettest deformációs<br />

modulusának. A 8. ábra [6] a GSI és az ép kőzettest egytengelyű<br />

nyomószilárdságának függvényében mutatja E m értékeit:<br />

8. ábra<br />

138


Csuhanics Balázs<br />

Mivel a legtöbb geotechnikai szoftver még mindig a Mohr-Coulomb-féle<br />

tönkremeneteli kritérium alapján íródik, szükséges meghatározni az egyenértékű<br />

belső súrlódást és kohéziót a kőzetmasszívumokra [6]:<br />

sin<br />

1<br />

6a<br />

mb<br />

( s m<br />

<br />

<br />

2(1 a)(2<br />

a)<br />

6a<br />

m<br />

ci <br />

c <br />

(1 a)(2<br />

a)<br />

ahol: / <br />

3n<br />

<br />

3max<br />

ci<br />

b<br />

b<br />

<br />

)<br />

3n<br />

( s m<br />

a1<br />

b<br />

<br />

)<br />

3n<br />

a1<br />

1<br />

2as<br />

1<br />

a<br />

m <br />

<br />

s<br />

m <br />

1 (6a<br />

m<br />

b<br />

b<br />

( s m<br />

b<br />

3n<br />

<br />

3n<br />

)<br />

<br />

<br />

<br />

a1<br />

b<br />

3n<br />

a1<br />

) /((1 a)(2<br />

a))<br />

A c, Ф értékeit GSI függvényében m i figyelembe vételével a 9. és a 10.<br />

ábrákról [6] olvashatjuk le, melyeket 30 m-nél nagyobb mélységre fejlesztettek ki,<br />

azonban rézsűkkel kapcsolatos számításokra is korlátozások nélkül<br />

felhasználhatóak:<br />

9. ábra 10. ábra<br />

Hoek és Brown globális kőzetmasszívum szilárdságnak a Mohr-Coulomb<br />

2 cos<br />

összefüggésből származtatott értéket ajánl: c <br />

cm<br />

1<br />

sin <br />

c és Φ helyettesítésével a σ t


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A 11. ábra [6] a kőzettest egytengelyű nyomószilárdsága és a GSI közötti<br />

összefüggést mutatja be, amelyet 30 m-nél nagyobb mélységre fejlesztettek ki,<br />

azonban rézsűkkel kapcsolatos számításokra is korlátozások nélkül felhasználható:<br />

11. ábra<br />

A σ 3max Bishop-féle módszerrel, számos rézsűgeometriai-és kőzetmasszívum<br />

vizsgálat alapján a következő összefüggéssel fejezhető ki:<br />

3max<br />

0. 72<br />

cm<br />

cm<br />

h<br />

0.91<br />

ahol γ: térfogatsúly (=ρ·g) [kg·m -2·s -2 ],<br />

h: a rézsű magassága.<br />

A [7] tanulmány Szerzői az iménti összefüggés alkalmazását vizsgálva az<br />

egyszerűsített Bishop-eljárással és a SLIDE nevű 2D-s rézsűállékonysági<br />

vizsgálatra kifejlesztett szoftver alkalmazásával arra az eredményre jutottak, hogy<br />

az összefüggés által adott görbe nem alkalmazható minden rézsűszögre. Helyette<br />

az alábbi összefüggések használatát javasolták a Szerzők:<br />

140<br />

3max<br />

cm<br />

0.2<br />

cm<br />

h<br />

1.07<br />

1.23<br />

( meredek rézsű esetén ,<br />

3max<br />

cm<br />

0.41 ( lankás rézsű esetén ,<br />

h<br />

cm<br />

45<br />

45<br />

)<br />

)


Csuhanics Balázs<br />

2.2. ME módszer<br />

A kőzettest repedezettségére, tagoltságára irányuló vizsgálatainknál<br />

nemcsak a repedéseket jellemző mérőszámokra, hanem magára a kőzettest<br />

állapotára vagyunk kíváncsiak. Nagy volt az igény tehát egy olyan mérési<br />

módszerre, amely fizikai alapokon nyugszik.<br />

A Miskolci Egyetem Bányaművelés Tanszékén 1991-től kezdve folytak a<br />

repedezett kőzettest kőzetmechanikai alapokon álló, közvetlen méréssel<br />

ellenőrizhető értékelésére irányuló kutatások Somosvári Zsolt professzor<br />

vezetésével [8]. Az 1994-ben publikált módszer alapja a rugalmassági modulus<br />

(E), mely laboratóriumban és in situ állapotban is mérhető mind statikus<br />

terheléssel, mind szeizmikus módszerrel is.<br />

A laboratóriumban akusztikus mérésekkel kőzetmintákon meghatározott<br />

rugalmassági modulust dinamikus rugalmassági modulusnak (E d ), a természetbenin<br />

situ- meghatározott rugalmassági modulust szeizmikus rugalmassági<br />

modulusnak (E seis ) nevezzük, ahol E seis < E d .<br />

A laboratóriumban statikus terhelés alatt meghatározott (Young-féle)<br />

rugalmassági modulus (E), a repedezett kőzettestre jellemző statikus deformációs<br />

modulus (E mass ), ahol E mass < E. Igazak továbbá a következő relációk: E mass < E seis <<br />

E < E d .<br />

A kifejlesztett eljárás lényege, hogy a szokásos laboratóriumi<br />

kőzetmechanikai méréseken túlmenően laboratóriumi és in situ geofizikai<br />

méréseket végzünk, az előbbit a vizsgált kőzetkörnyezetből vett kőzet mintatesten,<br />

utóbbit a természetes állapotú kőzetkörnyezetben, mintegy átvilágítva a<br />

kőzettestet. A mérések:<br />

laboratóriumi kőzetparaméter meghatározás;<br />

laboratóriumi akusztikus sebesség mérések;<br />

in situ szeizmikus sebesség mérések;<br />

repedezettségi kőzetjellemzők (RQD, GSI) meghatározása;<br />

2.2.1. Laboratóriumi kőzetparméterek<br />

Kőzetek tulajdonságainak átfogó megismerését teszik lehetővé a Miskolci<br />

Egyetem Bányászati és Geotechnikai Intézetének kőzetmechanikai<br />

laboratóriumában rendelkezésre álló vizsgáló berendezések. Az átgondolt<br />

fejlesztések során beszerzésre került Hottinger-Baldwin Messtechnik fejlesztésű<br />

automatikus adatgyűjtési rendszer alkalmazásával leegyszerűsíti a mérési<br />

eredmények kiértékelését, meggyorsítja a kísérleteket.<br />

Az elvégezhető kísérletek közül a triaxiális kísérletek adják a legátfogóbb<br />

képet az adott kőzetről. A (kompressziós) triaxiális nyomókísérletek célja a<br />

tönkremenetelhez (maximális terhelhetőséghez) tartozó σ 1 >(σ 2 =σ 3 ) kapcsolat<br />

meghatározása, illetve a tönkremeneteli határgörbe, képlékenységi határgörbe,<br />

rugalmassági modulus (E [GPa]) és a Poisson-szám (m [-]) meghatározása.<br />

141


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A rézsűállékonysági vizsgálatokhoz elengedhetetlen továbbá a belső<br />

súrlódási szög (Ф [°]), a kohézió (c [MPa]), testsűrűség (ρ [kg/m 3 ]), egytengelyű<br />

nyomószilárdság (σ c [MPa]) és húzószilárdság (σ t [MPa]) ismerete. Ezek azok a<br />

paraméterek, amelyek felhasználásával a kőzettömbre és más paraméterek<br />

felhasználásával a repedezett kőzettestre vonatkozóan jellemző<br />

kőzetparamétereket, illetve tönkremeneteli határgörbéket adhatunk meg. A<br />

laboratóriumi egytengelyű nyomószilárdság és húzószilárdság hányadosa a<br />

Brinke-féle szám (B). Értéke 5-35 között, tág határok között változik, de gyakran<br />

8-12 körüli; nagy értéke a kőzet erős repedezettségére utal.<br />

2.2.2. Laboratóriumi akusztikus sebesség mérések<br />

A mérések fizikai hátterét a rugalmas homogén izotróp közegben érvényes<br />

hullámterjedési összefüggések adják [11]:<br />

V<br />

p<br />

<br />

E(1<br />

<br />

)<br />

<br />

(1<br />

<br />

)(1 2<br />

)<br />

2G(1<br />

<br />

)<br />

és V<br />

(1<br />

2<br />

)<br />

s<br />

<br />

E<br />

<br />

2(1<br />

<br />

)<br />

Továbbá rugalmas állapotban érvényesek az alábbi összefüggések:<br />

E<br />

E<br />

9KG<br />

3K<br />

2G<br />

G , K , E 3K(1<br />

2<br />

) , E 2G(1<br />

<br />

) , E , <br />

2 1<br />

3(1<br />

2<br />

)<br />

3K<br />

G 2(3K<br />

G<br />

)<br />

Vp<br />

2(1 )<br />

továbbá 2<br />

V (1 2<br />

)<br />

s<br />

ahol: V p – kompressziós hullám terjedési sebessége [km/s];<br />

V s – nyírási hullám terjedési sebessége [km/s];<br />

E – Young-féle rugalmassági modulus [GPa];<br />

G – csúsztató rugalmassági modulus [GPa];<br />

ν – Poisson-tényező (0 < ν


Csuhanics Balázs<br />

Néhány hazai összeálló szilárd kőzet előfordulásnál mért longitudinális<br />

hullámterjedési sebesség (V pmass ) értékeit mutatja be az 1. táblázat (andezitnél<br />

V p =6.5 km/s, bazaltnál V p =5.5 km/s, mészkőnél V p =4.5 km/s érték került<br />

behelyettesítésre). [9] Ezen terjedési sebességek jellemzik a repedezett<br />

kőzetmasszívum repedéssűrűségét, töredezettségét. A hullámterjedési sebesség<br />

négyzete arányos a repedezett, tagolt kőzetmasszívum rugalmassági modulusával<br />

(E mass ). Nagy hullámterjedési sebesség kisebb repedezettséget, nagyobb<br />

masszívumbeli rugalmassági modulust jelent. Az R redukciós tényező:<br />

R<br />

E<br />

E<br />

seis<br />

d<br />

E<br />

mass<br />

E<br />

V<br />

pmass<br />

V<br />

p<br />

2<br />

1<br />

segítségével a kőzettömbökre jellemző laboratóriumi szilárdsági adatokat a<br />

kőzetmasszívum szilárdsági adataira lehet redukálni. [10]<br />

V pmass [km/s]<br />

2<br />

V pmass<br />

Mérési hely Kőzet<br />

R Megjegyzés<br />

V<br />

repedések<br />

csapásirányban<br />

repedések<br />

csapásirányra<br />

merőlegesen<br />

Bercelbánya andezit 4.22 4.15 0.41-0.42 tömbös<br />

Komló andezit 5.0 3.3 0.26-0.59 nagytömbös<br />

Szandabánya andezit 2.37 2.37 0.13<br />

igen<br />

repedezett<br />

Szob andezit 6.24 4.03 0.38-0.92 tömbös<br />

Tarcal andezit 3.3 3.3 0.51 repedezett<br />

Uzsabánya bazalt 3.26 2.06 0.35-0.14 repedezett<br />

Uzsabánya bazalt 5.09 3.59 0.86-0.43<br />

közepesen<br />

repedezett<br />

Uzsabánya bazalt 5.42 4.87 0.97-0.78 homogén<br />

Vindornyaszőlős bazalt 3.63 3.35 0.44-0.37 repedezett<br />

Dorog mészkő 2.85 1.8 0.4-0.16 lemezes<br />

Bélapátfalva mészkő 3.25 2.7 0.52-0,36 lemezes<br />

Lábatlan mészkő 3.0 2.36 0.44-0.28 repedezett<br />

Nagykőmázsa mészkő 4.0 3.3 0.79-0.54 tömbös<br />

Vác mészkő 2.875 1.95 0.41-0.19 repedezett<br />

1. táblázat<br />

A redukciós tényező andezitnél 0.13-0.92 között, bazaltnál 0.14-0.97 között,<br />

mészkőnél 0.16-0.79 között változik az egyes szilárd összeálló kőzet<br />

előfordulásoknál, amely széles intervallum a vizsgált repedezett<br />

kőzetmasszívumok (előfordulások) lényeges eltéréseit jelzi a repedezettség<br />

tekintetében.<br />

Tekintettel arra, hogy a kőzettömb minőségére jellemző az E/σ c ill. σ c /E<br />

hányados, célszerűen ezt a repedezett kőzettest minőségére kiterjesztve írhatjuk,<br />

hogy<br />

143<br />

p


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

ahol: <br />

cmass c<br />

<br />

E E<br />

mass<br />

cmass<br />

: a kőzetmasszívum egytengelyű nyomószilárdsága;<br />

E: a repedezett kőzettest alakváltozási modulusa.<br />

Így a kőzetmasszívum egytengelyű nyomószilárdsága kifejezhető a következő<br />

formában:<br />

Emass<br />

cmass <br />

c R <br />

c<br />

E<br />

ahol R: redukciós tényező (R


Csuhanics Balázs<br />

L: a vizsgálat tárgyát képező fúrólyuk vagy fúrólyukszakasz teljes hossza [m]<br />

Felszíni bevágásban történő meghatározásának lehetőségével részletesen<br />

foglalkozó Priest és Hudson (1976) által meghatározott összefüggés alapján az<br />

RQD érték a következőképpen fejezhető ki:<br />

RQD = 100e -0.1λ (1+0.1λ)<br />

ahol: λ repedésfrekvencia értéke [m -1 ].<br />

Kőzettest minősítése az RQD értékeket alapul vevő EUROCODE 7-1 alapján:<br />

No. RQD [%] Kőzet minőség<br />

1.


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

12. ábra: E mass becslése a rugalmassági modulus viszony, RQD és a kőzetmállási<br />

fok alapján<br />

3. Összeálló, szilárd kőzetekben kialakított rézsűfalak<br />

állékonyságvizsgálata a Cullmann-féle sík csúszólapos elmélet<br />

alkalmazásával<br />

A fenti számítások alapján, illetve a helyszínen mért rézsűhajlásszög (a<br />

rézsűsík esésvonalának a vízszintessel bezárt szöge, β) már végezhetünk<br />

rézsűállékonysági számításokat. A legegyszerűbb számítás a Cullmann-féle<br />

rézsűállékonysági számítás (1866), mely sík csúszólapot feltételez [12]. A<br />

Cullmann-féle rézsűelmélet szerint a rézsű akkor állékony, ha kőzetanyagának<br />

kohéziója (c mass ) meghaladja az állékonysághoz szükséges kohézió (c szüks ) értékét,<br />

azaz c mass >c szüks . A szükséges kohézió:<br />

146<br />

c szúks<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

g h 1<br />

cos <br />

<br />

, ahol <br />

4 sin cos


Csuhanics Balázs<br />

ahol : β a rézsű dőlésszöge [°]<br />

Φ a kőzet belső súrlódási szöge [°]<br />

ρ az anyagsűrűség [kg/m 3 ]<br />

h a rézsű magassága [m]<br />

Nagy szilárdságú összeálló kőzeteknél a valóságos görbe csúszólapja közel sík,<br />

ezért a Cullmann-féle elmélet jó közelítéssel alkalmazható.<br />

Taylor (1937) egy könnyen kezelhető grafikont alkotott a terheletlen<br />

felszínű, homogén rézsűk vizsgálatára. A módszerrel az egyensúlyi helyzetben<br />

lévő (ν=1,0) rézsű összetartozó nyírószilárdsági paraméterei (tgφ, c) határozhatóak<br />

meg. A grafikont Taylor egy eredményvonallal két zónára osztotta: a jobb oldali I.<br />

zónában (nagy- β>45°- rézsűszög) kizárólag talpponti csúszólap a veszélyes, így a<br />

nagy szilárdságú, összeálló kőzetek szempontjából ez a tartomány releváns. A<br />

kapott eredmények dimenzió nélküli kifejezésére Taylor bevezette az állékonysági<br />

tényező fogalmát, melyet a következőképpen definiált [13]:<br />

cmass<br />

cmass<br />

N c<br />

h h g<br />

ahol N c : állékonysági tényező, [-];<br />

h: rézsűfal magassága [m];<br />

γ: térfogatsúly (=ρ·g) [kg·m -2·s -2 ]<br />

ν: biztonsági tényező [-]<br />

Szabad rézsűk állékonyság vizsgálatára (Φ ≠ 0, c ≠ 0) Jáky (1944) a Taylorféle<br />

súrlódási körös megoldást fejlesztette tovább. Gyakorlati szempontból a Jákyféle<br />

eljárást közelítő<br />

1 4<br />

4 1.6 0.04<br />

N c<br />

egyenletű hiperbola kínál egy lehetséges megoldást [14].<br />

A következő diagramon az iménti összefüggésből számítható N c értékeinek<br />

és a Cullmann-féle rézsűállékonysági számításból kifejezhető<br />

1 cos( )<br />

N c<br />

4 sin cos<br />

értékeinek összehasonlítása látható ν=1,0-es biztonsági tényező mellett,<br />

β=15°…90°-os és Φ=15°…55°-os tartományokon ábrázolva (13. ábra):<br />

147


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

13. ábra: A görbék számozásának jelentése: 1-es görbepár: Φ=15°, 2-es:<br />

Φ=20°,…, 9-es görbepár: Φ=55°<br />

A kapott görbék közül folytonos vonal jelöli a Cullmann-féle<br />

rézsűállékonysági számítással kapott pontpárokra, szaggatott vonal a Jáky-féle<br />

eljárással számolt pontpárokra illeszkedőt Φ=15°-tól Φ=55°-ig, 5°-nként<br />

148


Csuhanics Balázs<br />

megjelenítve. A kapott eredményeket elemezve megfigyelhető, hogy az azonos<br />

belső súrlódási szöghöz tartozó, eltérő módszerrel számított N c tényezők által<br />

kirajzolt görbék N c =0 pont és a metszéspontjuk által közrezárt területe csökkenő<br />

tendenciát mutat. Ebből következően a Φ=50°-hoz tartozó görbék β=50° és β=75°<br />

között, a Φ=55°-hoz tartozó görbék β=55° és β=77° között kis elhanyagolással<br />

azonos értéket adnak az állékonysági tényezőre. Az azonos belső súrlódási<br />

szöghöz tartozó értékek közül az N c =0 és a metszéspontjuk által határolt szakaszon<br />

a Cullmann-féle rézsűállékonysági számítással, míg a közös ponttól a növekvő<br />

rézsűszög felé távolodva a Jáky-féle eljárással kapott eredmények adnak tartalékot<br />

a biztonság javára. Az azonos belső súrlódási szöghöz tartozó görbék β=90°-hoz<br />

(függőleges rézsűfalhoz) tartozó N c értékeiknek aránya a belső súrlódási szög<br />

növekedésével növekszik. Ebből levonható az a következtetés, hogy összeálló<br />

szilárd kőzetek esetén (jelentős Φ-értékeknél) az eredetileg laza kőzetekre<br />

kidolgozott Jáky-féle módszer nem használható.<br />

4. Gyakorlati példa összeálló szilárd kőzetben kialakított sziklarézsű<br />

dőlésszögének számításához<br />

4.1. Az ME módszer alkalmazása<br />

Repedezett és erősen repedezett (mállott) andezit kőzetmasszívumban<br />

kialakítandó generálrézsű dőlésszögének számításához a következő adatok állnak<br />

rendelkezésre:<br />

h = 200m<br />

c = 60MPa (labor)<br />

Φ = 43° (labor)<br />

ρ = 2.8 g·cm -3<br />

ν = 6<br />

c = 9 MPa (labor)<br />

A fenti értékekből meghatározzuk B Φ értékét:<br />

2<br />

B tg 45 , melyből B Φ = 5.29<br />

2<br />

Repedezett andezit kőzetmasszívumra a következő szilárdsági értékeket kapjuk<br />

2<br />

V pmass<br />

R 0.3 értékkel számolva:<br />

V<br />

p<br />

Φ mass = 38°<br />

c mass = 2.7 MPa<br />

cmass = 18 MPa<br />

N c<br />

2700000<br />

2800 9.81 200<br />

6<br />

0.082<br />

149


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A fenti táblázatból ezen állékonysági tényezőhöz Φ mass = 38° esetén akár 80° is<br />

lehet β generál . Igen repedezett andezit kőzetmasszívumra a következő szilárdsági<br />

V pmass<br />

értékeket kapjuk R<br />

0. 15 értékkel számolva:<br />

V<br />

p<br />

2<br />

Φ mass = 35°<br />

c mass = 1.35 MPa<br />

cmass = 9 MPa<br />

1350000<br />

N c<br />

0.041<br />

2800 9.81 200 6<br />

A fenti táblázatból ezen állékonysági tényezőhöz Φ mass = 35° esetén 62°-64°-os<br />

β generál tartozik. Igen repedezett, mállott andezit kőzetmasszívumra a következő<br />

V pmass<br />

szilárdsági értékeket kapjuk R 0. 1 értékkel számolva:<br />

V<br />

p<br />

2<br />

Φ mass = 30°<br />

c mass = 0.9 MPa<br />

cmass = 6 MPa<br />

900000<br />

N c<br />

0.027<br />

2800 9.81 200 6<br />

A fenti táblázatból ezen állékonysági tényezőhöz Φ mass = 35° esetén 50°-52°-os<br />

β generál tartozik.<br />

4.2. GSI meghatározása R = 0.3, 0.15 és 0.1 redukciós tényezők alapján<br />

Repedezett kőzet esetén a laboratóriumban mért húzószilárdság értékét σ t =<br />

5 MPa-nak véve σ c = 60 MPa egytengelyű nyomószilárdság érték mellett m i<br />

anyagállandó m i = 12-nek adódik. Ezen értéket felhasználva a 10. ábráról az R =<br />

σ cmass /σ c = 0.3 alapján leolvasható GSI értéke 70-re adódik. Az 5. ábra alapján GSI<br />

= 70 esetén blokkos illetve nagyon blokkos a kőzetszerkezet tűrhető felületi<br />

minősséggel.<br />

Igen repedezett kőzet esetén a laboratóriumban mért húzószilárdság értékét<br />

σ t = 5 MPa-nak véve σ c = 60 MPa egytengelyű nyomószilárdság érték mellett m i<br />

anyagállandó m i = 12-nek adódik. Ezen értéket felhasználva a 10. ábráról az R =<br />

σ cmass /σ c = 0.15 alapján leolvasható GSI értéke 41-44 közötti értékre adódik. Az 5.<br />

ábra alapján GSI = 41-44 esetén blokkos a kőzetszerkezet jó/tűrhető felületi<br />

minősséggel, illetve nagyon blokkos a kőzetszerkezet tűrhető felületi minősséggel.<br />

Igen repedezett, mállott kőzet esetén a laboratóriumban mért húzószilárdság<br />

értékét σ t = 2 MPa-nak véve σ c = 60 MPa egytengelyű nyomószilárdság érték<br />

mellett m i anyagállandó m i = 30-nak adódik. Ezen értéket felhasználva a 10.<br />

ábráról az R = σ cmass /σ c = 0.05 alapján leolvasható GSI értéke 1-10 közötti értékre<br />

150


Csuhanics Balázs<br />

adódik. Az 5. ábra alapján GSI = 1-10 esetén lemezes/deformált, illetve mállott a<br />

kőzetszerkezet nem meghatározható felületi minőség mellett.<br />

4.3. E mass meghatározása különböző mállottsági fokok esetén<br />

A laboratóriumi mérések alapján az andezit (Young-féle) rugalmassági<br />

modulus értéke 20-40 GPa közötti értéket vehet fel. Az előbbi példánál maradva<br />

repedezett kőzet esetén a laboratóriumban meghatározott rugalmassági<br />

modulusnak 30 GPa-t, az egytengelyű szilárdságnak 60 MPa-t mérve a modulus<br />

viszonyszám E/σ c = 500-ra adódik. Repedezett, gyenge minőségű kőzetek RQD<br />

értéke 50-25% közé esik. RQD = 30-cal számolva a Kayabasi-által<br />

megszerkesztett grafikonról -11. ábra- WD=1 esetén (legjobb minőség, legkevésbé<br />

mállott kőzet) E mass = 32 GPa, WD=2 esetén 8GPa, WD = 3 esetén 4 GPa, WD = 4<br />

esetén (legrosszabb minőség, erősen mállott kőzetösszlet) 2.5 GPa értéket<br />

olvashatunk le.<br />

Ezzel összehasonlításban az ME módszer alapján meghatározott R = 0.1<br />

(igen repedezett kőzet) redukciós értékkel számolva E mass = R·E = 0.1·30 = 3 GPa<br />

adódik, azaz a Kayabasi-féle diagramról leolvasott rugalmassági modulus értékek<br />

igen jó közelítést adtak.<br />

Összefoglalás<br />

A hatályos rendelkezések alapján a bányafalak (rézsűk) magasságát és<br />

dőlésszögét geológiai, hidrogeológiai és kőzetmechanikai jellemzők<br />

figyelembevételével kell megállapítani, a megengedett legnagyobb magasságát és<br />

dőlésszögét a műszaki üzemi tervben kell meghatározni. A hatályos rendelet<br />

alapján szálban álló, szilárd kőzetek esetén a rézsű dőlésszöge legfeljebb 90° lehet.<br />

[15] A rendelkezés alapján tehát a kőzetmechanikai jellemzőkön belül a<br />

repedezettséget, mint az egyik legfontosabb figyelembe veendő paramétert nem<br />

hagyhatjuk figyelmen kívül a szilárdsági paraméterek meghatározásánál.<br />

A rézsűszámítások alapvető paramétereinek meghatározásához egyrészt<br />

kőzetmechanikai laboratóriumi vizsgálatokra, másrészt az in situ repedezettségi,<br />

tagoltsági állapotot figyelembe vevő átszámítási képletekre van szükség ahhoz,<br />

hogy a laboratóriumi szilárdsági paramétereket a kőzetmasszívumra is<br />

kiterjeszthessük.<br />

Kőzetmechanikai szempontból a Hoek-Brown-módszer az egyik<br />

legteljesebb kőzettest értékelés, mert egyrészt magába foglalja laboratóriumi<br />

triaxiális mérések alapján a kőzettömb tönkremeneteli határgörbéjét és szilárdsági<br />

paramétereit, másrészt a GSI segítségével – amely a kőzet diszkontinuitásait<br />

jellemzi annak minőségével együtt – származtatja a repedezett kőzetmasszívum, a<br />

kőzettest tönkremeneteli határgörbéjét és szilárdsági paramétereit. A repedezett<br />

kőzettestre redukált értékek azonban nem meggyőzőek, mert a repedezett<br />

kőzetmasszívumban nem lehet ezeket a paramétereket „in situ” megmérni, ezért<br />

nincs mód mérésekkel történő ellenőrzésre.<br />

151


Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges paraméterek<br />

meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával<br />

A repedezett kőzettest kőzetmechanikai alapokon álló, közvetlen méréssel<br />

ellenőrizhető értékelése iránti igény járult hozzá az ME módszer megalkotásához.<br />

A ME (Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszék) módszer<br />

hasonlóan jár el, mint a Hoek-Brown módszer, de fizikai tartalommal bíró<br />

formulákkal végzi a kőzettömb szilárdsági paramétereinek redukcióját a repedezett<br />

kőzettestre.<br />

Köszönetnyilvánítás<br />

A kutató munka a TÁMOP 4.2.1.B 10/2/KONV 2010 0001 jelű projekt<br />

részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió<br />

támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.<br />

IRODALOM:<br />

[1.] Hoek, E., Brown,E. T. (1997): Practical Estimates of Rock Mass Strength.<br />

International Journal of Rock Mechanics and Mining Science Vol. 34, No.<br />

8., p. 1165-1186<br />

[2.] Medhurst T.P. and Brown E.T. (1996): Large scale laboratory testing of<br />

coal. In Proc. 7th ANZ Conf. Geomech., (Edited by Jaksa M.B., Kaggwa<br />

W.S. and Cameron D.A.), 203-208, Canberra, IE Australia<br />

[3.] Benedek Dénes: A kőzetrepedések és vállapok helyzetének legjobban<br />

megfelelő külfejtési homlokirány meghatározása Bányászati és Kohászati<br />

Lapok-Bányászat 114. évfolyam, 1981.5.sz.<br />

[4.] Hoek, E. and Brown, E.T. 1980. Empirical strength criterion for rock<br />

masses. J. Geotech. Engng Div., ASCE 106 (GT9), 1013-1035.<br />

[5.] Hoek, E. 1983. Strength of jointed rock masses, 23rd. Rankine Lecture.<br />

Géotechnique 33 (3), 187-223.<br />

[6.] Paul Marinos, Evert Hoek (2000): GSI: A Geologically Friendly Tool For<br />

Rock Mass Strength Estimation.<br />

[7.] Li, A. J., Merifeld, R. S., Lyamin, A. V. (2007):Stability charts for rock<br />

slopes based ont he Hoek-Brown failure criterion. International Journal of<br />

Rock Mechanics and Mining Science Vol. 45, p. 689-700<br />

[8.] Somosvári Zsolt (1994): Komplex mérési eljárás geotechnikai feladatok<br />

megoldásához. Geotechnika ’94 Konferencia kiadvány, p. 1-5., Ráckeve<br />

[9.] Földesi János (1988): Bányászati Robbantástechnika I. Tankönyvkiadó,<br />

Budapest<br />

[10.] Somosvári Zsolt-Földesi János (1995): A kőzetkörnyezet<br />

diszkontinuitásának befolyása a geotechnikai feladatok megoldásánál.<br />

Miskolci Egyetem Közleményei, Miskolc, A. Sorozat – Bányászat<br />

50.kötet, Bányászat és Geotechnika I. füzet, p. 129-145.<br />

[11.] Somosvári Zsolt: A repedezett kőzettest (kőzetmasszívum)<br />

geomechanikai paramétereinek meghatározása (Oktatási segédlet)<br />

152


Csuhanics Balázs<br />

[12.] Somosvári Zs. (1989): Geomechanika II. Budapest, Tankönyvkiadó<br />

[13.] Kézdy Árpád (1959): Talajmechanika I., Tankönyvkiadó, Budapest, p.<br />

466-468.<br />

[14.] Taylor, D. W. ~1937. Stability of Earth Slopes. J. Boston Soc. Civil Eng.,<br />

24~3. Reprinted in: Contributions to Soil Mechanics 1925 to 1940,<br />

Boston Society of Civil Engineers, 337–386.)<br />

[15.] Bányászati Közlöny XII. Évfolyam 1. szám, 2004. szeptember p. 106.<br />

153


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.155-195.<br />

MÉLYFÚRÁSOK ÁLLÉKONYSÁGA ÉS A<br />

HIDRAULIKUS KŐZETREPESZTÉS<br />

GEOMECHANIKÁJA<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

egyetemi tanár<br />

Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtszs@uni-miskolc.hu<br />

Függőleges fúrólyukakkal, mélyfúrásokkal foglalkozunk, amelyek ma már<br />

akár 5-6 km hosszúak, a fúrás közben a mélységgel pedig jelentősen változnak a<br />

fúrólyuk talpa közelében az állékonyság feltételei. Látni fogjuk, hogy a<br />

mélyfúrások kőzetköpenyének feszültségállapotát az üregnyitás előtti un. primer<br />

(geo-sztatikus) feszültségek alapvetően meghatározzák. Másrészt a hidraulikus<br />

kőzetrepesztést előidéző lyuknyomást is alapvetően a primer feszültségek<br />

határozzák meg. Így hidraulikus repesztés segítségével meg lehet a primer<br />

feszültségeket mérni. Ezért elöljáróban röviden a földkéreg primer<br />

feszültségállapotával foglalkozunk.<br />

1. A földkéreg primer feszültségei<br />

Ma már számos „in situ” mérés bizonyítja, hogy a földkéreg egy pontjában a<br />

függőleges irányú primer feszültség<br />

ahol:<br />

Pl.:<br />

<br />

v<br />

zg<br />

, ill. pontosabban <br />

v<br />

g<br />

(z) dz<br />

z – külszín alatti mélység,<br />

- a fedükőzetek átlagos testsűrűsége,<br />

g – nehézségi gyorsulás.<br />

= 2400 kg/m 3 testsűrűség esetén<br />

<br />

z<br />

0,024z,<br />

z<br />

o<br />

MPa;<br />

ha z-t m-ben helyettesítjük. Azaz a feszültséggradiens 24 MPa/km.<br />

A vízszintes feszültségek:<br />

alakban írhatók,<br />

k<br />

<br />

h<br />

v<br />

H<br />

K<br />

;<br />

v<br />

K / k<br />

q 1<br />

155


Dr. Somosvári Zsolt<br />

ahol: k, K – feszültséghányadosok<br />

q – a vízszintes feszültség aszimmetria hányadosa.<br />

Az „in situ” primer feszültségmérések azt mutatják, hogy:<br />

1. Kisebb külszín alatti mélységek esetében H > h > v , K>1, k>1.<br />

(Rátolódásos vetős feszültségtér, RF)<br />

2. Közepes külszín alatti mélységek esetében H > v > h , K>1, k H > h , K v ) a Mohr-Coulomb tönkremeneteli<br />

feltételből következően<br />

<br />

H<br />

2 <br />

K<br />

max<br />

B<br />

, B<br />

tg (45<br />

)<br />

<br />

2<br />

v<br />

ahol: - a kőzet belső súrlódási szöge<br />

Pl. =31°, B =3,1 homokkövekre jellemző értékeknél K max v > h ) a Mohr-Coulomb tönkremeneteli<br />

feltételből következően<br />

<br />

q H<br />

B<br />

<br />

A fenti paraméterekkel:<br />

h<br />

min<br />

156


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

q max<br />

3,1<br />

A 3. feszültségi relációban ( v > H > h ) a Mohr-Coulomb tönkremeneteli<br />

feltételből következőn<br />

1<br />

k<br />

min<br />

<br />

v<br />

<br />

<br />

h<br />

B<br />

<br />

,<br />

k<br />

min<br />

<br />

1<br />

B<br />

<br />

,<br />

K<br />

max<br />

1<br />

Így<br />

q<br />

max<br />

K<br />

<br />

k<br />

max<br />

min<br />

<br />

B <br />

A fenti paraméterekkel: q max<br />

3, 1<br />

Mindegyik feszültségi relációban érvényes tehát, hogy<br />

1<br />

q <br />

B <br />

abban az esetben, amikor nem kell pórusnyomással (p p ) számolni.<br />

, ill. B értéke a példában felhozottnál nagyobb is lehet, pl. =40°-nál<br />

B =4,6. Ennek ellenére mivel pórusnyomás jelenléténél az előbbi intervallum<br />

jelentősen szűkül, ezért általában 1q


Dr. Somosvári Zsolt<br />

<br />

H<br />

<br />

h R<br />

<br />

r<br />

1<br />

2<br />

2<br />

<br />

<br />

r<br />

<br />

H<br />

<br />

h <br />

4R<br />

1<br />

2<br />

2<br />

<br />

<br />

r<br />

2<br />

<br />

H<br />

<br />

h R <br />

H<br />

<br />

h 3R<br />

<br />

<br />

1<br />

1<br />

2<br />

<br />

4<br />

2 r 2<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

r<br />

2<br />

( <br />

)cos2<br />

z<br />

v<br />

H<br />

h<br />

2<br />

2<br />

4<br />

3R<br />

<br />

4<br />

r<br />

4<br />

<br />

cos2<br />

<br />

<br />

cos2<br />

<br />

2 4<br />

<br />

H<br />

<br />

h<br />

R R <br />

<br />

1 2 3 sin 2<br />

2 4<br />

2<br />

<br />

<br />

r<br />

r r <br />

ahol: - Poisson-tényező (


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

A fúrólyuk falán, r=R helyen a legkedvezőtlenebb tönkremenetel<br />

szempontjából a feszültségállapot, (biaxiális feszültségállapot), ahol<br />

0<br />

r<br />

2( <br />

)cos2<br />

<br />

2<br />

( <br />

)cos2<br />

z<br />

H<br />

v<br />

h<br />

H<br />

A 2.2. ábrán a tangenciális (gyűrűs) feszültségek és a függőleges (axiális)<br />

feszültségek eloszlását látjuk a függvényében. A 2.3. ábra ezen feszültségek<br />

értelmezését mutatja.<br />

H<br />

h<br />

h<br />

2.2. ábra:Tangenciális és axiális (függőleges) feszültségeloszlás függőleges<br />

tengelyű fúrólyuk kerületén<br />

2.3.ábra:Függőleges tengelyű fúrólyuk falán ébredő normálfeszültségek<br />

(effektív feszültségek)<br />

159


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A fúrólyuk falán r=R helyen =90°-nál jelentkeznek a maximális<br />

feszültségek:<br />

0<br />

<br />

<br />

r<br />

max<br />

z max<br />

3<br />

v<br />

H<br />

<br />

2<br />

( <br />

)<br />

A H =q h , q=K/k helyettesítéssel a maximális feszültségek:<br />

0<br />

<br />

<br />

r<br />

max<br />

z max<br />

v<br />

h<br />

(3q 1)<br />

<br />

h<br />

H<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

A , z feszültségek itt (=90°) minden esetben nyomófeszültségek és<br />

annál nagyobbak, minél nagyobb q. A feszültség különösen érzékeny q értékére.<br />

A r=R helyen az üreg felületén =0-nál jelentkeznek a minimális feszültségek:<br />

0<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

3<br />

<br />

v<br />

h<br />

H<br />

2<br />

( <br />

)<br />

A H =q h , q=K/k helyettesítéssel a minimális feszültségek:<br />

0<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

(3 q) <br />

v<br />

h<br />

H<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

A q=K/k1 értékeitől függően az üregfelületen =0 helyen a tangenciális<br />

feszültség ( ) q3 esetében húzófeszültség, q=3<br />

esetében zérus. Általában q


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

Ha a Poisson-szám m 2(K k) 2(q 1)<br />

k<br />

1 1<br />

ill. ,<br />

2(K k) 2(q 1)k<br />

m 1<br />

q 1<br />

1<br />

2k 2<br />

k<br />

akkor a függőleges feszültség z >0, nyomófeszültség.<br />

1 1<br />

Ha m 2(K k) 2(q 1)<br />

k ill. ,<br />

2(K k) 2(q 1)k<br />

m 1<br />

q 1<br />

1<br />

2k 2<br />

k<br />

akkor a függőleges feszültség z 10 MPa/km, de általában grad p p p p ), másrészt nagyobbnak kell lenni egy kritikus<br />

értéknél (p w >p wc ), amely a lyukstabilitást biztosítja. Ugyanakkor kisebbnek kell<br />

lennie a hidraulikus kőzetrepedést okozó nyomásnál (p w


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Ha az üreg felületét p w lyuknyomás (öblítőiszap-nyomása, kútnyomás)<br />

támasztja, akkor a kőzetköpenyben ébredő normálfeszültségek (tercier<br />

feszültségek):<br />

2<br />

2<br />

2 4<br />

<br />

H<br />

<br />

h R R <br />

H<br />

<br />

h <br />

4R 3R <br />

<br />

r<br />

1 p<br />

w<br />

1<br />

cos2<br />

2<br />

2<br />

2 4<br />

2<br />

<br />

r<br />

<br />

r 2<br />

<br />

r r<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

2<br />

<br />

H<br />

<br />

h R R<br />

<br />

<br />

1 p<br />

2<br />

<br />

2 w 2<br />

r<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

r<br />

2<br />

( <br />

)cos2<br />

z<br />

v<br />

H<br />

h<br />

2<br />

<br />

H<br />

<br />

h 3R<br />

1<br />

4<br />

2<br />

<br />

<br />

r<br />

4<br />

<br />

cos2<br />

<br />

A fúrólyuk felületén r=R helyen a tercier feszültségek (polyaxiális<br />

feszültségállapot):<br />

p<br />

r<br />

2( <br />

)cos2<br />

p<br />

<br />

2<br />

( <br />

)cos2<br />

z<br />

w<br />

H<br />

v<br />

h<br />

H<br />

H<br />

h<br />

h<br />

A fúrólyuk falán r=R helyen =90°-nál a maximális nyomófeszültségek<br />

ébrednek:<br />

p<br />

<br />

<br />

r<br />

max<br />

z max<br />

w<br />

3<br />

v<br />

H<br />

w<br />

<br />

p<br />

2<br />

( <br />

)<br />

H =q h , q=K/k helyettesítésekkel a maximális nyomófeszültségek:<br />

p<br />

<br />

r<br />

max<br />

w<br />

<br />

z max<br />

<br />

v<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

h<br />

Minél nagyobb a vízszintes főfeszültségek aszimmetricitása (q) annál<br />

nagyobb a és z főfeszültség. Amennyiben p w < v , akkor általában 3 = r =p w ,<br />

azaz r a legkisebb főfeszültség.<br />

A p w lyuknyomás a tangenciális feszültséget csökkenti, a radiális feszültséget<br />

növeli, a függőleges feszültséget nem változtatja. Ezért nagyobb p w -nél nagyobb az<br />

esély arra, hogy zmax = 1 legyen.<br />

h<br />

h<br />

H<br />

w<br />

(3q 1)<br />

p<br />

w<br />

h<br />

162


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

Ha<br />

Ha<br />

Ha<br />

k<br />

p<br />

akkor<br />

<br />

q(3<br />

2 ) 2<br />

1 <br />

w 1,<br />

v<br />

,<br />

2<br />

1<br />

<br />

max<br />

<br />

z max<br />

<br />

<br />

<br />

(1. eset)<br />

k<br />

p<br />

akkor<br />

<br />

q(3<br />

2 ) 2<br />

1 w<br />

1,<br />

,<br />

(2. eset)<br />

k<br />

2 z max, 1 max<br />

q(3<br />

2 ) 2<br />

1 w<br />

1,<br />

v<br />

p<br />

akkor<br />

<br />

, ,<br />

<br />

<br />

max<br />

(3. eset)<br />

2 max 1<br />

<br />

z<br />

v<br />

A r=R helyen az üreg felületén =0 helyen a minimális feszültségek<br />

ébrednek:<br />

<br />

q<br />

<br />

A H h<br />

h<br />

p<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

w<br />

3<br />

<br />

p<br />

v<br />

h<br />

2<br />

( <br />

)<br />

H<br />

K / k helyettesítéssel =0-nál a minimális feszültségek:<br />

p<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

w<br />

(3 q) <br />

v<br />

h<br />

H<br />

w<br />

p<br />

w<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

A lyuknyomás (p w ) növelése a minimális feszültségek vonatkozásában a<br />

tangenciális feszültséget csökkenti, a radiális feszültséget növeli, a függőleges<br />

feszültséget nem befolyásolja. A lyuknyomás növelésével elérhető, hogy a<br />

tangenciális feszültség húzófeszültség legyen (


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A kőzetek pórusait sokszor nyomás alatt álló víz, olaj vagy gáz tölti ki. Ilyen<br />

esetben ismerni szükséges a pórusnyomást (p p ), valamint effektív () és totális ( t )<br />

feszültségeket kell megkülönböztetni egymástól. A kőzetmátrixban effektív<br />

feszültségek keletkeznek.<br />

Terzaghi – aki talajokkal, nagy porozitású (n 30-40 %) laza kőzetekkel<br />

foglalkozott – adta meg a háromfajta feszültség ( t , p p , ) közötti kapcsolatot:<br />

t =+p p<br />

= t -p p<br />

A szilárdsági összefüggésekben a kőzetmátrixban ébredő effektív<br />

feszültségnek kell szerepelnie, ezért a Mohr-Cuolomb-féle tönkremeneteli feltétel<br />

pórusnyomás jelenléténél:<br />

=c+tg=c+( t -p p )tg<br />

ahol:<br />

c – kohézió<br />

belső súrlódási szög.<br />

Azaz a pórusnyomásnak szilárdságcsökkentő hatása van, annál nagyobb<br />

mértékben, minél nagyobb a belső súrlódási szög.<br />

Kis porozitású, tömött kőzeteknél a pórusnyomás korlátozottabban csökkenti<br />

a kőzetszilárdságot, ilyenkor<br />

t =+p p , = t -p p .<br />

=c+tg=c+( t -p p )tg<br />

ahol: - rugalmas pórustényező (Biot-koefficiens, 0≤≤1).<br />

A Biot-koefficiens () szerepe a porozitás változásban (n):<br />

p p<br />

n=-(-n) ;<br />

ahol:<br />

164<br />

n – kezdeti porozitás (>n)<br />

- hidrosztatikus külső terhelés<br />

p p – pórusnyomás<br />

K – kompresszibilitási modulus.<br />

A Biot-koefficiens:<br />

K E 1<br />

1<br />

, K , <br />

K<br />

s<br />

3(1 2<br />

) m<br />

E – rugalmassági modulus<br />

- Poisson-tényező<br />

K – a kőzet kompresszibilitási modulusa (bulk modulusa)<br />

K s – a kőzetalkotó szemcsék (kőzetmátrix) kompresszibilitási modulusa<br />

(K s >K)<br />

K


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

Üledékes, kis porozitású kőzetekben általában 0,7 körüli érték.<br />

Pórusnyomás (p p ) jelenléténél a fúrólyuk falán r=R helyen ébredő effektív<br />

feszültségek:<br />

r =p w -p p<br />

= H + h -2( H - h )cos2-p w -p p<br />

z = v -2( H - h )cos2-p p<br />

A v , H , h primer feszültségek totális feszültségek! A pórusnyomás mindegyik<br />

effektív feszültségkomponenst csökkenti.<br />

A fúrólyuk falán r=R helyen =90°-nál a maximális effektív feszültségek:<br />

r =p w -p p<br />

max =3 H -6 h -p w -p p<br />

zmax = v +2( H - h )-p p<br />

H =q h , q=K/k helyettesítésekkel a maximális effektív feszültségek:<br />

r =p w -p p<br />

max =(3q-1) h -p w -p p<br />

zmax = v +2( H - h )-p p<br />

A fúrólyuk falán r=R helyen =0-nál a kőzetmátrixban ébredő minimális<br />

effektív feszültségek:<br />

r =p w -p p<br />

min =3 h - H -p w -p <br />

zmin = v -2( H - h )-p p<br />

H =q h , q=K/k helyettesítésekkel a minimális effektív feszültségek:<br />

r =p w -p p<br />

min =(3-q) h -p w -p p<br />

zmin = v -2(q-1) h -p p<br />

165


Dr. Somosvári Zsolt<br />

3. A függőleges tengelyű fúrólyukak állékonysága<br />

Üregek állékonysági vizsgálatainál az üregfelület kritikus pontjában<br />

jelentkező főfeszültségeket ( 1 , 2 , 3 ) kell tudnunk meghatározni. A kritikus pont<br />

a tönkremenetel szempontjából legkedvezőtlenebb feszültségállapotú hely.<br />

A kőzet tönkremenetele szempontjából elsősorban a két szélső főfeszültség<br />

( 3 , 1 ) érdekes, bár a középső főfeszültség ( 2 ) is befolyásolja a tönkremenetelt. A<br />

Mohr-féle tönkremeneteli feltétel csak a két szélső főfeszültséggel számol ( 3 , 1 )<br />

a középső főfeszültség ( 2 ) hatást elhanyagolja. Az elhanyagolás a biztonság javára<br />

történik, ezért üregállékonysági vizsgálatoknál a Mohr-féle tönkremeneteli<br />

elméletet, a Mohr-Coulomb-féle tönkremeneteli határgörbét (határegyenest)<br />

alkalmazhatják általában a nyomóigénybevételek tartományában.<br />

3.1. Fúrólyuk állékonysága szimmetrikus horizontális feszültségeknél<br />

( h = H , q=1)<br />

Ez az eset üledékes kőzetekben áll elő, amikor a külszínhez közelfekvő<br />

rétegek a földtörténeti múltban letarolódtak. Így új, a megváltozott önsúlynak<br />

megfelelő kisebb primer vertikális feszültség ( v ) képződik. A h = H horizontális<br />

primer feszültségek azonban maradtak a régi takaráshoz tartozó mértékűek, így<br />

kisebb felszín alatti mélységeknél h = H > v , majd h = H = v , nagyobb külszín<br />

alatti mélységeknél h = H < v relációk fordulhatnak elő a primer feszültségek<br />

vonatkozásában (3.1.1. ábra).<br />

A r=R helyen ébredő feszültségek (bármely -nél):<br />

vagy<br />

Ha<br />

p<br />

p<br />

r<br />

r<br />

z<br />

z<br />

w<br />

2k<br />

p<br />

<br />

<br />

w<br />

2<br />

p<br />

<br />

v<br />

v<br />

,<br />

k>0,5 és p w =(2k-1) v<br />

h<br />

v<br />

w<br />

zg<br />

w<br />

166


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

akkor a feszültségek sorrendje:<br />

(1. eset)<br />

3<br />

<br />

r<br />

, 2<br />

1<br />

<br />

<br />

z<br />

Ha<br />

k>0,5 és p w


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A 3. esetben ( <br />

r<br />

<br />

z<br />

) a képlékenység feltétele:<br />

p<br />

v<br />

F<br />

B <br />

wc<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

<br />

B<br />

v F<br />

wc<br />

,<br />

<br />

<br />

v<br />

<br />

F<br />

p w p wc lyuknyomások alkalmazásával elérhető, hogy a fúrólyuk fala ne<br />

kerüljön képlékeny állapotba, ill. ne szenvedjen tönkremenetelt.<br />

3.2. Fúrólyuk-állékonyság aszimmetrikus horizontális feszültségeknél<br />

( H > h )<br />

H > h vízszintes főfeszültségek esetében az üregfelületi (r=R) kritikus pont<br />

a =90° hely, ahol a maximális és z keletkezik. Ebben a pontban kell<br />

vizsgálnunk a képlékenység feltételét.<br />

A maximális nyomófeszültségek (r=R, =90°):<br />

r =p w<br />

ill.<br />

max =3 H - h -p w<br />

zmax = v +2( H - h )<br />

r =p w<br />

max =(3q-l) h -p w<br />

zmax = v +2(q-1) h<br />

Az 1. esetben ( ) a képlékenység feltétele:<br />

<br />

r <br />

z<br />

<br />

v<br />

<br />

<br />

<br />

2 (q 1)<br />

h F<br />

B<br />

p<br />

wc<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

wc<br />

<br />

v<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

h<br />

<br />

B<br />

<br />

<br />

F<br />

168


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

A 2. esetben ) a képlékenységi feltétel:<br />

(<br />

r z<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

( 3q 1)<br />

h<br />

pwc<br />

F<br />

B<br />

p<br />

wc<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

wc<br />

(3q 1)<br />

<br />

h<br />

<br />

F<br />

<br />

B 1<br />

<br />

A 3. esetben ) a képlékenységi feltétel:<br />

( <br />

r z<br />

<br />

v<br />

<br />

<br />

<br />

2<br />

(q 1) <br />

F<br />

B<br />

p<br />

wc<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

wc<br />

<br />

v<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

h<br />

<br />

B<br />

<br />

<br />

F<br />

Természetesen q=1, h = H szimmetrikus horizontális feszültségek mellett<br />

vissza kell kapnunk a 3.1. pont összefüggéseit.<br />

p w p wc lyuknyomások alkalmazásával elérhető, hogy a fúrólyukak fala ne<br />

kerüljön képlékeny állapotba, ill. ne szenvedjen tönkremenetelt.<br />

Pórusnyomás (p p ) jelenléténél a maximális effektív feszültségek kisebbek. A<br />

r=R, =90° helyen az effektív feszültségek:<br />

r =p w -p p ;<br />

p w >p p<br />

max =3 H - h -p w -p p<br />

ill.<br />

zmax = v +2( H - h )-p p<br />

r =p w -p p<br />

max =(3q-1) h -p w -p p<br />

zmax = v +2(q-1) h -p p<br />

Az 1. esetben ( r < = z ) a képlékenység feltétele<br />

v +2(q-1) h -p p = F +B (p wc -p p )<br />

169


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

wc<br />

<br />

v<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

h<br />

pp<br />

(B<br />

<br />

B<br />

A 2. esetben ( r < z < ) a képlékenységi feltétel:<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

<br />

<br />

1)<br />

<br />

(3q-1)- h -p w -p p = F +B (p wc -p p )<br />

wc<br />

(3q 1)<br />

<br />

h<br />

pp(B<br />

<br />

B 1<br />

A 3. esetben ( r < < z ) a képlékenységi feltétel:<br />

A kritikus lyuknyomás:<br />

p<br />

wc<br />

<br />

<br />

1)<br />

<br />

v +2(q-1) h -p p F +B (p wc -p o )<br />

<br />

v<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

h<br />

pp(B<br />

<br />

B<br />

<br />

<br />

F<br />

1)<br />

<br />

A pórusnyomás jelenléte tehát növeli a kritikus lyuknyomás értékét. Ezért<br />

pórusnyomás jelenléténél nagyobb lyuknyomást (fúróiszap-nyomást) kell<br />

alkalmazni a tönkremenetel elkerüléséhez. Az állékonyság biztosításához<br />

szükséges lyuknyomást (p wc ) azonban nem szabad túlságosan meghaladni, mert<br />

felrepeszthetjük a fúrólyuk falát (hidraulikus repesztés).<br />

Itt jegyezzük meg, Mohr-féle tönkremeneteli kritérium mellett általános, a<br />

1 , 2 , 3 főfeszültségekkel egyaránt számoló kritériumok is léteznek. Ezek a<br />

feszültségtenzor ill. a deviátor tenzor invariánsaival, ill. az ezekkel arányos un.<br />

oktaéderes feszültségekkel fejezik ki a tönkremeneteli határállapotot [3, 4, 14, 15,<br />

16, 18]. Ezek közül a LADE-féle tönkremeneteli kritérium [5, 6] kimondottan<br />

fúrólyukak stabilitásának vizsgálatát szolgálja.<br />

A LADE-kritérium a 2 középső főfeszültség hatását a Mohr-kritériuménál<br />

nagyobb mértékben, a Drucker-Prager kritériuménál (amely túlbecsli 2 szerepét)<br />

kisebb mértékben veszi számításba. Jól közelíti különféle kőzeteken (mészkő,<br />

dolomit, homokkő, agyagpala, amfibolit) végzett polyaxiális, triaxiális és biaxiális<br />

terhelési kísérletek eredményeit. Biaxiális terhelési kísérletek szerint szilárd<br />

kőzeteknél a biaxiális nyomószilárdság cb (1,5-2,5) c , ahol c – egytengelyű<br />

nyomószilárdság. cb -nél 2 = 1 , 3 =0.<br />

F<br />

F<br />

170


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

A LADE kritériumhoz tartozik egy speciális laboratóriumi kísérlet, amelynél<br />

az átfúrt hengeres kőzetmintát sugárirányban nyomóterhelésnek teszik ki a fúrás<br />

köpenyének tönkremeneteléig. Ezzel a modell-kísérlettel határozzák meg a LADEkritérium<br />

egyik alapvető paraméterét.<br />

Amikor a mélyfúrás talpa nagy telepnyomásos (pórusnyomásos, p p ) térben<br />

halad, akkor szükségképpen nagy lyuknyomást (p w >p p ) kell alkalmazni. Ilyenkor<br />

különösen fontos, hogy a fúrás stabilitásához szükséges minimális lyuknyomást<br />

(p wc ) pontosan határozzuk meg, nehogy szándékunk ellenére hidraulikus repesztés<br />

jöjjön létre. Ilyen esetekben feltétlenül indokolt a LADE-kritérium alkalmazása.<br />

3.3. A fúrólyuk állékonyság számszerű paraméterei<br />

Az alábbiakban nézzünk meg néhány számszerű eredményt h = H , k=K, q=1<br />

esetében hidrosztatikus telepnyomásnál (grad p p =10 MPa/km) z=4 km külszín<br />

alatti mélységben, ahol F =30 MPa, =0,33.<br />

A 1 =B 3 tönkremeneteli feltétel h > v (rátolódásos vetős) feszültségtér<br />

esetében<br />

k<br />

max<br />

p<br />

B ( p<br />

v<br />

p<br />

v<br />

p<br />

)<br />

Ebből<br />

k<br />

max<br />

B<br />

<br />

p<br />

<br />

p<br />

(B<br />

<br />

<br />

v<br />

1)<br />

Grad v =2,5 MPa/m, grad p p =10 MPa/km, =0,7, B =3 paraméterek esetében z=4<br />

km-nél v =100 MPa, p p =40 MPa, k max =2,44.<br />

A 1 = B 3 tönkremeneteli feltétel h < v (normálvetős) feszültségtér<br />

esetében<br />

Ebből<br />

p<br />

B (k p<br />

v<br />

k<br />

min<br />

p<br />

<br />

1<br />

B<br />

<br />

min<br />

v<br />

pp<br />

(B<br />

1)<br />

<br />

B <br />

A már rögzített paraméterekkel z=4 km-nél k min =0,52.<br />

Az adott paraméterek mellett 0,52≤k≤2,44.<br />

Előbb számoljunk k=1 paraméterrel (eltolódásos vetős feszültségtér), így z=4<br />

km-nél h = v =100 MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus lyuknyomás<br />

<br />

v<br />

p<br />

)<br />

171


Dr. Somosvári Zsolt<br />

p wc =56,5 MPa-ra adódik. Ez a lyuknyomás megfelelő, hiszen 56,5 MPa>p p =40<br />

MPa. A p w =565 bar lyuknyomás z=4 km mélységben i =1,628/cm 3 sűrűségű<br />

fúróiszappal érhető el.<br />

=90°, r=R helyen a főfeszültségek:<br />

p<br />

<br />

z<br />

r<br />

p<br />

2<br />

p<br />

<br />

<br />

p<br />

v<br />

w<br />

h<br />

p<br />

p<br />

w<br />

72MPa<br />

<br />

28,5MPa<br />

<br />

p<br />

p<br />

2<br />

155MPa<br />

<br />

A továbbiakban k=1,5 paraméterrel (rátolódásos feszültségtér) számoljunk,<br />

így h =1,5 v , z=4 km-nél h =150 MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus<br />

lyuknyomás p wc =81,5 MPa-ra adódik. Ez a lyuknyomás megfelelő, hiszen 81,5<br />

MPa>p p =40 MPa. A p w =815 bar lyuknyomás z=4 km mélységben i =2,37g/cm 3<br />

sűrűségű fúróiszappal érhető el.<br />

=90°, r=R helyen a főfeszültségek:<br />

72MPa <br />

z<br />

53,5MPa <br />

r<br />

190,5MPa <br />

<br />

A továbbiakban k=0,7 paraméterrel (normál vetős feszültségtér) számoljunk,<br />

így h =0,7 v , z=4 km-nél h =70 MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus<br />

lyuknyomás p wc =41,5 MPa-ra adódik. Ez a lyuknyomás megfelelő, hiszen 41,5<br />

MPa>p p =40 MPa. A p w =415 bar z=4 km mélységben c =1,04 g/cm 3 sűrűségű<br />

fúróiszappal érhető el.<br />

72MPa <br />

z<br />

13,5MPa <br />

r<br />

70,5MPa <br />

<br />

Mindhárom vizsgált esetben a főfeszültségek sorrendje ugyanaz ( > z > r ),<br />

így mindhárom esetben a<br />

képlet érvényesül.<br />

p<br />

wc<br />

(3q<br />

1)<br />

<br />

h<br />

p<br />

p<br />

( B<br />

<br />

B 1<br />

<br />

2<br />

2<br />

<br />

3<br />

3<br />

1<br />

1<br />

1)<br />

<br />

F<br />

3<br />

1<br />

172


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

Az alábbiakban az előbbi paraméterekkel, de túlnyomásos, a hidrosztatikus<br />

feszültség 1,5-szeresét kitevő telepnyomással, grad p p =15 MPa/km-rel számoljunk.<br />

Ebben az esetben k-értéke 0,61≤k≤2,16 intervallumban változhat.<br />

Előbb számoljunk k=1 paraméterrel, így z=4 km-nél h = v =100 MPa, p p =60<br />

MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus lyuknyomás p wc =63,5 MPa-ra<br />

adódik. Ez a lyuknyomás megfelelő, hiszen 63,5 MPa>p p =60 MPa-nál. A p w =635<br />

bar lyuknyomás z=4 km mélységben i =1,59g/cm 3 sűrűségű fúróiszappal érhető el.<br />

A =90°, r=R helyen a főfeszültségek:<br />

p<br />

z<br />

p<br />

r<br />

v<br />

w<br />

p<br />

2<br />

p<br />

<br />

h<br />

p<br />

p<br />

w<br />

58MPa <br />

21,5MPa <br />

p<br />

p<br />

2<br />

94,5MPa <br />

A főfeszültségek sorrendje > z > r .<br />

A továbbiakban k=1,5 paraméterrel számoljunk, így h =1,5 v , z=4 km-nél<br />

h =150 MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus lyuknyomás p wc =88,5<br />

MPa-ra adódik. Ez a lyuknyomás megfelelő, hiszen 88,5 MPa>60 MPa-nál. A<br />

p w =885 bar lyuknyomás z=4 km mélységben i =2,21 g/cm 3 sűrűségű fúróiszappal<br />

érhető el.<br />

A =90°, r=R helyen a főfeszültségek:<br />

58MPa <br />

z<br />

46,5MPa <br />

r<br />

169MPa <br />

<br />

A főfeszültségek sorrendje > z > r .<br />

A továbbiakban k=0,7 paraméterrel számoljunk, így h =0,7 v , z=4 km-nél h =70<br />

MPa. A már rögzített paraméterekkel a kritikus lyuknyomás p wc =51,3 MPa-ra<br />

adódik. Ez a lyuknyomás azonban nem megfelelő, mert 51,3 MPa


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A főfeszültségek sorrendje itt z > > r , ezért itt a<br />

p<br />

wc<br />

<br />

v<br />

2 ( q 1)<br />

<br />

h<br />

p<br />

<br />

B<br />

<br />

p<br />

( B<br />

<br />

1)<br />

<br />

képlet érvényesül.<br />

Normál vetős feszültségtérben (k10<br />

MPa/km) tehát megvan az esélye annak, hogy helyesen beállított lyuknyomás<br />

esetén a fúrólyuk falán a r < < z feszültségi reláció érvényesüljön. Ezzek az az<br />

oka, hogy a pórusnyomásnál nagyobb lyuknyomást kell alkalmazni, amely a k0, ezért csak nagyobb<br />

igénybevétel esetén jön létre tönkremenetel, mint r=R helyen létrejövő<br />

kezdeti tönkremenetelnél.<br />

F<br />

174


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

<br />

<br />

A =90°-nál képződött repedés hossza a lyukátmérőhöz viszonyítva q-val<br />

növekszik.<br />

A kísérletek többször q>3 mellett történtek. =0 helyen mégsem számolnak<br />

be húzásos törésről. Ez azt jelenti, hogy ezek a kísérletek nem egészen hűen<br />

adják vissza a valóságot.<br />

4. Primer feszültségmérések hidraulikus kőzetrepesztéssel<br />

Fúrólyukakban, mélyfúrásokban végzett folyadékos (hidraulikus)<br />

kőzetrepesztést az olaj- és gáziparban az 1940-es évektől rendszeresen alkalmazzák<br />

a tároló termelékenységének növelésére, fluidumbesajtolásos kitermelés<br />

hatásfokának növelésére, a kútkörnyék károsodásának megszüntetésére. Mészkő,<br />

dolomit, homokkő, konglomerát tárolókban sikeresen alkalmazzák a folyadékos<br />

kőzetrepesztést. A fúrólyuk falának repedését előidéző folyadéknyomás (P b )<br />

alapvetően a horizontális primer feszültségek ( h , H ) függvénye. Ezek ismerete<br />

feltétlenül szükséges a folyadékos kőzetrepesztés mint technológia tervezéséhez.<br />

A folyadékos kőzetrepesztés kőzetmechanikai-geomechanikai<br />

összefüggéseinek kimunkálása aztán egy, a primer feszültségek „in situ” mérésére<br />

alkalmas mérési módszert eredményezett, amelyet az 1960-es évek végétől<br />

rendszeresen alkalmaznak a primer feszültségek meghatározására. Ezek a mérések<br />

tették lehetővé a primer feszültségek törvényszerűségeinek megismerését a k, K<br />

feszültséghányadosok nagyságának meghatározását egészen z=5-6 km külszín<br />

alatti mélységig.<br />

4.1. A kőzetfeszültség-mérések elmélete<br />

Az „in situ” feszültségméréseknél a hidraulikus mikro-repesztést<br />

alkalmazzák, amelynek elrendezési sémáját a 4.1.1. ábrán látjuk.<br />

175


Dr. Somosvári Zsolt<br />

4.1.1. ábra<br />

Két sajtoló packerrel először lezárják a fúrólyuk 1-1,5 m hosszú mérő<br />

szakaszát, ahová ezután olyan nagy nyomással folyadékot nyomnak, amely a<br />

fúrólyuk falát felrepeszti. A mérést kevésbé repedezett kőzettartományban lehet<br />

megvalósítani, mert nagy repedezettségű kőzettartományban a benyomott folyadék<br />

elszökik, nem lehet előállítani a repesztő nyomást. Ilyenkor az un. tokrepesztéses<br />

megoldást alkalmazzák.<br />

A tokrepesztéses (sajtoló-packeres) kőzetfeszültség mérés elrendezésének<br />

sémáját az 4.1.2. ábrán látjuk.<br />

176


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

4.1.2. ábra<br />

Itt a nagy folyadéknyomást, amely a fúrólyuk falát felrepeszti egy rugalmas<br />

sajtoló-packerben (tokban) állítják elő.<br />

Függőleges fúrólyukban végzett „in situ” feszültségmérés elméleti alapjai az<br />

alábbiak szerint foglalhatók össze.<br />

177


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Először számoljunk a vízszintes síkban szimmetrikus esettel, azaz H = h .<br />

Ebben az esetben a függőleges tengelyű fúrólyuk falán (r=R) az alábbi szekunder<br />

feszültségek ébrednek:<br />

r =0<br />

=2 h<br />

z =zg<br />

Ha a fúrólyuk falára folyadéknyomás (p w ) hat, akkor a tercier feszültségek a<br />

lyuk falán (r=R) az alábbiak:<br />

r =p w<br />

=2 h -p w<br />

z = zg<br />

Amikor a mérés során a folyadéknyomást p w =P>2 h értékre növelik, akkor a<br />

tangenciális feszültségből húzófeszültség lesz. Ebben az esetben a szélső<br />

feszültségek a vízszintes síkban:<br />

3 = =2 h -P


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

t a kőzet laboratóriumban meghatározott húzószilárdsága.<br />

Pontosabban<br />

t T > tmass<br />

ahol: tmass a repedezett kőzettest húzószilárdsága.<br />

Általánosabb, nem szimmetrikus esetben ( h , H , v ) a következő a helyzet.<br />

A tangenciális feszültségek minimum helyén (r=R, =0) van szükségünk a tercier<br />

feszültségállapotra. Itt<br />

0<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

(3 q),<br />

h<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

v<br />

Ha fúrólyuk falára p w folyadéknyomás hat, akkor a tangenciális feszültségek<br />

minimum helyén a tercier feszültségek:<br />

p<br />

<br />

<br />

r<br />

min<br />

z min<br />

w<br />

(3 q) p<br />

h<br />

v<br />

w<br />

2<br />

(q 1)<br />

<br />

A lyuknyomás (p w ) növekedésével a tangenciális feszültség ( ) csökken. A<br />

függőleges feszültséget nem befolyásolja a lyuknyomás.<br />

Amikor a mérés során a folyadéknyomást P> h (3-q) értékre növelik, akkor a<br />

tangenciális feszültség húzófeszültség lesz. A szélső feszültségek:<br />

<br />

3<br />

min<br />

(3 q) P 0<br />

<br />

1<br />

<br />

r<br />

P<br />

A tangenciális húzófeszültség növekedésének a kőzetköpeny „in situ”<br />

húzószilárdsága ( T ) szab határt,<br />

<br />

3<br />

min<br />

<br />

<br />

1<br />

<br />

r<br />

Pb<br />

Ebből a repesztő folyadéknyomás (lyuknyomás):<br />

T<br />

h<br />

(3 q) P<br />

Pb<br />

<br />

h<br />

(3 q) <br />

T<br />

3<br />

h<br />

<br />

H<br />

<br />

T,<br />

A nagyobbik vízszintes feszültség:<br />

<br />

H<br />

<br />

3<br />

h<br />

<br />

T b<br />

h<br />

P ,<br />

h<br />

h<br />

b<br />

,<br />

179


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Ilyen általános esetben ( H , h ) a kisebbik vízszintes primer feszültséget ( h )<br />

a felrepedt köpeny visszazáródásához tartozó folyadéknyomásból (P s


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

Másrészről kiindulhatunk a korábban felírt egyenletekből. A pórusnyomás<br />

jelenléténél a minimális effektív feszültségek (r=R, =0):<br />

ill.<br />

p<br />

<br />

r<br />

min<br />

p<br />

<br />

r<br />

min<br />

w<br />

p<br />

h<br />

p<br />

3<br />

<br />

p<br />

w<br />

p<br />

p<br />

H<br />

(3 q) p<br />

h<br />

w<br />

w<br />

p<br />

p<br />

Ezekből az egyenletekből is megkapjuk a fenti összefüggéseket:<br />

<br />

P<br />

P<br />

3<br />

b<br />

b<br />

min<br />

(3 q) p<br />

h<br />

3<br />

<br />

p<br />

h<br />

<br />

(3 q) P<br />

H<br />

T<br />

T<br />

T<br />

h<br />

p<br />

p<br />

b<br />

p<br />

p<br />

p<br />

A repesztő folyadéknyomás (P b ) a horizontális feszültségek aszimmetricitásának<br />

(q) növekedésével csökken. q>1 esetében vizsgálni kell, hogy P b


Dr. Somosvári Zsolt<br />

Az alábbiakban néhány mérési eredményt mutatunk be [10, 11].<br />

A 4.1.3. ábra egyrészt a testsűrűség integrálásával kapott vertikális<br />

feszültséget ( v ), másrészt a kisebbik horizontális feszültséget ( h ) és a becsült<br />

nagyobbik horizontális feszültséget ( H ), továbbá a pórus-nyomás (p p ) értékeit<br />

mutatja az Északi-tenger alatt.<br />

4.1.3. ábra: Mért horizontális ( h , H ) feszültségek és pórusnyomások<br />

a mélység függvényében az Északi-tenger alatt<br />

A 4.1.4. ábra egy ausztráliai medencében (Cooper) 4000 m mélységig mutatja<br />

a vertikális feszültségeket ( v ) a testsűrűség integrálásának eredményeként.<br />

Továbbá mutatja az ábra a kisebbik horizontális feszültséget ( h ), amely közel<br />

egyenlő a vertikális feszültséggel. Továbbá mutatja az ábra a pórusnyomást, amely<br />

2800 m mélységig hidrosztatikus.<br />

182


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

4.1.4. ábra: A kisebbik horizontális feszültség h és a pórusnyomás mérési<br />

eredményei<br />

Az ausztráliai Cooper-medencében (Cooper Basin) számos hidraulikus mérés<br />

eredményeként rendelkezésre állnak az „in situ” főfeszültségek ( h , H , z )<br />

csaknem 4 km külszín alatti mélységig [10, 11]. A vertikális főfeszültség gradiense<br />

z=1 km-nél v /z=16,8-19,8 MPa/km<br />

z=3 km-nél v /z=19,9-22,6 MPa/km<br />

A kisebbik horizontális főfeszültség gradiense:<br />

h /z=13,6-24,9 MPa/km<br />

183


Dr. Somosvári Zsolt<br />

A nagyobbik horizontális főfeszültség gradiense:<br />

H /z=37,9-38,6 MPa/km ill.<br />

H /z=41,9 MPa/km.<br />

A medencére jellemző, Brazil-kísérletekkel meghatározott húzószilárdságok<br />

t =3,8-15,1 MPa között változnak.<br />

A medencében három tároló (rezervoir) típust különböztetnek meg. Az 1.<br />

típus-nál az átlagos kisebbik feszültséggradiens h /z=22,4 MPa/km, alsó határ<br />

h /z=18,2 MPa/km, vertikális feszültség gradiense v /z=21,5 MPa/km, a<br />

húzószilárdság a laborban t >7 MPa, „in situ” T =0 a kőzetrepedezettség miatt. Az<br />

átlagos nagyobbik feszültséggradiens H /z=32,1 MPa/km. A 2. típus-nál t >7<br />

MPa, h /z=18,6-19,0 MPa/km. A 3. típus-nál t


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

4.1.5. ábra:A repedés záródási lyuknyomás (P c ) változása a mélységgel,<br />

ill. a kisebbik horizontális feszültség ( h =P c ) változása a mélységgel<br />

185


Dr. Somosvári Zsolt<br />

4.2. A repedések iránya (síkja) a függőleges tengelyű fúrólyuk<br />

kőzetköpenyében<br />

A hidraulikus repesztésnél lényeges kérdés a repedés iránya, mert ez a<br />

horizontális főfeszültségek ( h , H ) irányát meghatározza. Normál esetben<br />

függőleges repedéspár keletkezik a függőleges tengelyű fúrólyuk falán a<br />

=0°180° helyen. A repedések függőleges síkja a kisebbik horizontális<br />

feszültségre ( h ) merőleges, a nagyobbik horizontális feszültséggel ( H )<br />

párhuzamos. A keltett repedések helyzetének meghatározásával így ismertté válik a<br />

horizontális főfeszültségek iránya.<br />

4.2.1. Tengelyirányú (axiális) repedés<br />

A hidraulikus repesztéssel keltett repedés a függőleges tengelyű fúrólyuk<br />

falán legtöbbször függőleges (axiális) irányú. Ehhez az kell, hogy repesztéskor a<br />

fúrólyuk falán =0 helyen az effektív főfeszültségek sorrendje<br />

legyen, ahol z > <br />

1 = r =P b<br />

2 = z<br />

3 = = T<br />

Ilyenkor a szélső feszültségek ( r , ) a vízszintes irányúak, a kőzettönkremenetel<br />

síkja a Mohr tönkremeneteli elmélet szerint erre merőleges, tehát a<br />

tönkremeneteli sík függőleges irányú. A húzásos törés síkja merőleges a feszültség<br />

irányára.<br />

A fenti feszültség sorrend kialakulásának azonban feltételei vannak. Az<br />

effektív feszültségek a fúrólyuk falán hidraulikus repesztéskor:<br />

3 = =3 h - H -P b -p p = T


Csuhanics Balázs<br />

adódik. Az 5. ábra alapján GSI = 1-10 esetén lemezes/deformált, illetve mállott a<br />

kőzetszerkezet nem meghatározható felületi minőség mellett.<br />

4.3. E mass meghatározása különböző mállottsági fokok esetén<br />

A laboratóriumi mérések alapján az andezit (Young-féle) rugalmassági<br />

modulus értéke 20-40 GPa közötti értéket vehet fel. Az előbbi példánál maradva<br />

repedezett kőzet esetén a laboratóriumban meghatározott rugalmassági<br />

modulusnak 30 GPa-t, az egytengelyű szilárdságnak 60 MPa-t mérve a modulus<br />

viszonyszám E/σ c = 500-ra adódik. Repedezett, gyenge minőségű kőzetek RQD<br />

értéke 50-25% közé esik. RQD = 30-cal számolva a Kayabasi-által<br />

megszerkesztett grafikonról -11. ábra- WD=1 esetén (legjobb minőség, legkevésbé<br />

mállott kőzet) E mass = 32 GPa, WD=2 esetén 8GPa, WD = 3 esetén 4 GPa, WD = 4<br />

esetén (legrosszabb minőség, erősen mállott kőzetösszlet) 2.5 GPa értéket<br />

olvashatunk le.<br />

Ezzel összehasonlításban az ME módszer alapján meghatározott R = 0.1<br />

(igen repedezett kőzet) redukciós értékkel számolva E mass = R·E = 0.1·30 = 3 GPa<br />

adódik, azaz a Kayabasi-féle diagramról leolvasott rugalmassági modulus értékek<br />

igen jó közelítést adtak.<br />

Összefoglalás<br />

A hatályos rendelkezések alapján a bányafalak (rézsűk) magasságát és<br />

dőlésszögét geológiai, hidrogeológiai és kőzetmechanikai jellemzők<br />

figyelembevételével kell megállapítani, a megengedett legnagyobb magasságát és<br />

dőlésszögét a műszaki üzemi tervben kell meghatározni. A hatályos rendelet<br />

alapján szálban álló, szilárd kőzetek esetén a rézsű dőlésszöge legfeljebb 90° lehet.<br />

[15] A rendelkezés alapján tehát a kőzetmechanikai jellemzőkön belül a<br />

repedezettséget, mint az egyik legfontosabb figyelembe veendő paramétert nem<br />

hagyhatjuk figyelmen kívül a szilárdsági paraméterek meghatározásánál.<br />

A rézsűszámítások alapvető paramétereinek meghatározásához egyrészt<br />

kőzetmechanikai laboratóriumi vizsgálatokra, másrészt az in situ repedezettségi,<br />

tagoltsági állapotot figyelembe vevő átszámítási képletekre van szükség ahhoz,<br />

hogy a laboratóriumi szilárdsági paramétereket a kőzetmasszívumra is<br />

kiterjeszthessük.<br />

Kőzetmechanikai szempontból a Hoek-Brown-módszer az egyik<br />

legteljesebb kőzettest értékelés, mert egyrészt magába foglalja laboratóriumi<br />

triaxiális mérések alapján a kőzettömb tönkremeneteli határgörbéjét és szilárdsági<br />

paramétereit, másrészt a GSI segítségével – amely a kőzet diszkontinuitásait<br />

jellemzi annak minőségével együtt – származtatja a repedezett kőzetmasszívum, a<br />

kőzettest tönkremeneteli határgörbéjét és szilárdsági paramétereit. A repedezett<br />

kőzettestre redukált értékek azonban nem meggyőzőek, mert a repedezett<br />

kőzetmasszívumban nem lehet ezeket a paramétereket „in situ” megmérni, ezért<br />

nincs mód mérésekkel történő ellenőrzésre.<br />

187


Dr. Somosvári Zsolt<br />

q<br />

k rit<br />

1 Feszültség-mező<br />

típus<br />

q<br />

1,0 0,5 1 NF(k< q<br />

1 )<br />

1,2 0,59 0,83 NF(k< q<br />

1 )<br />

1,4 0,71 0,71 NF(k= q<br />

1 )<br />

1,6 0,91 0,62 SSF(k> q<br />

1 )<br />

1,8 1,25 0,55 RF(k>1)<br />

2,0 2,0 0,5 RF(k>1)<br />

2,2 5,0 0,45 RF(k>1)<br />

Tehát a szóban forgó feltétel igen gyakran kielégül normál vetős (NF) primer<br />

feszültség mezőnél ( v > H > h ), valamint rátolódásos vetős (RF) primer<br />

feszültségmezőnél ( H > h > v ), ritkán eltolódásos vetős (SSF) feszültségmezőnél<br />

( H > v > h ) is, azaz tehát az esetek túlnyomó többségében fennáll, hogy r=R<br />

helyen =0-nál hidraulikus repesztésnél<br />

1 = r<br />

2 = z<br />

3 =


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

4.2.1.1. ábra:Axiális (függőleges) repedést okozó tangenciális feszültség<br />

( < 0) a = 0 helyen és a feszültség eloszlása<br />

=0 helyen


Dr. Somosvári Zsolt<br />

4.2.1.2. ábra:Axiális (függőleges) repedések a<br />

fúrólyuk falán<br />

4.2.2. Vízszintes irányú (tranzverzális) repedés<br />

Az ausztráliai West Tuna régióban (Cooper-medence) horizontális<br />

(tranzverzális) repedés képződött függőleges fúrólyukban fúrás közben. Itt a primer<br />

feszültségekre jellemző, hogy H= 2 h v (q=2, k1) azaz a feszültségviszonyok az<br />

190


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

eltolódásos vetős (SSF) és rátolódásos vetős (RF) határán vannak. A primer totális<br />

feszültségek H 40,5 MPa/km> h v =21 MPa/km értékűek.<br />

A tranzverzális (horizontális) repedés képződésének két feltétele van:<br />

A r=R, =0 helyen a függőleges (axiális) effektív feszültség z ≤0.<br />

<br />

A függőleges effektív feszültség kisebb, mint a tangenciális (gyűrűs)<br />

feszültség z ≤ .<br />

Tehát 3 = z , 2 = , 1 = r , az effektív feszültségek sorrendje a fúrólyuk falán =0<br />

helyen. A feltételek:<br />

3 = z = v -2( H - h )-p p ≤0 és<br />

v -2( H - h )-p p ≤ =3 h - H -p w -p p<br />

Ezt az állapotot tehát a v , H , h , , p w paraméterek determinálják. v 21<br />

MPa/km h v , H 2 h , a telepnyomás hidrosztatikus (p p =10 MPa/km), 0,26, a<br />

lyuknyomás p w =10 MPa/km.<br />

Az alábbi fúrásokban kaptak tranzverzális (vízszintes) repedést:<br />

West Tuna W39<br />

West Tuna W08<br />

z=2672-2686 m<br />

z=3191-3194 m<br />

2,675 km mélységben v = h =21 MPa/km, H =42 MPa/m, p w =p p =10<br />

MPa/km, =0,26 paraméterek érvényesülnek. Ezekkel az értékekkel itt<br />

feszültségek jellemzőek (r=R, =0).<br />

Így a r=R, =0 helyen<br />

v = h =56,17 MPa<br />

H =112,34 MPa, (q=2)<br />

p p =p w =26,75 MPa<br />

z = 0,21 MPa z<br />

Azaz a fentebb leírt kritériumok teljesülnek.<br />

A feszültségállapotot a fúrólyuk falán a 4.2.2.1. ábrán látjuk.<br />

191


Dr. Somosvári Zsolt<br />

4.2.2.1. ábra:Vízszintes (transzverzális) repedést okozó függőleges feszültség<br />

( z < 0) a = 0 helyen és a feszültségek eloszlása<br />

Az ábra mutatja a tangenciális és axiális (függőleges) effektív feszültségek<br />

eloszlását a fúrólyuk kerületén. =0 helyen z


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

4.3.1. ábra: Nevezetes lyuknyomások hidraulikus repesztésnél<br />

A folyadéknyomás (p w ) egyenletes fokozásával elérik a lyukfal repedését P b<br />

– repesztő nyomásnál. Ezután hirtelen csökken a folyadéknyomás, mert a<br />

keletkezett repedéseken lyukfolyadék távozik. A lyukfolyadék nyomásának<br />

csökkenése miatt záródni kezd a repedés és bezáródáskor a folyadéknyomás<br />

állandó értéken marad, ez P s – a pillanatnyi zárónyomás. Ez után csökkentik, majd<br />

újra növelik a lyuknyomást. P r – repedés újranyitási nyomásnál nyílnak a<br />

bezáródott repedések. A repedés helyén ilyenkor a lyukfalnak már zérus a<br />

húzószilárdsága ( T =0), ezért p b >p r >p s reláció érvényesül. Ezután csökkenő<br />

lyuknyomás mellett újból záródnak a repedések (P s ), majd leállítják a szivattyúzást<br />

és a tovább csökkenő lyuknyomás beáll P o – a formáció pórusnyomásának értékére.<br />

193


Dr. Somosvári Zsolt<br />

IRODALOM<br />

[1] Amadei B. et al.: Gravity-induced Stresses in Stratified Rock Masses. Rock<br />

Mechanics and Rock Engineering 21, 1-20 (1988).<br />

[2] Amadei B.: Importance of Anisotropy When Estimating and Measuring.<br />

Insitu Stresses in Rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 33, 293-325 (1996).<br />

[3] Benz, T.-Schwab, R: A quantitatíve comparison of six rock failure criteria.<br />

Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 45(2009) 1176-1186.<br />

[4] Colmenares, L. B.-Zoback, M. D.: A statistical evaluation of intact rock<br />

failure criteria constrained bí polyaxial test data for five differenct rocks. Int.<br />

J. Rock Mechn. Min. Sci. 39(2002) 695-729.<br />

[5] Ewy, R. T. et al.: Wellbore-Stability Predictions bí Use of a Modified Lade<br />

Criterion. SPE Drill. & Completion 14 (2), June 1999.<br />

[6] Ewy, R. T. et. al.: Openhole Stability and Sanding Predictions by 3D<br />

Extrapolation from Hole-Collapse Tests. SPE Drilling & Completion.<br />

December 2001.<br />

[7] Haimson, B. C.–F. H. Cornet: ISRM Suggested Methods for rock stress<br />

estimation – Part 3: hydraulic fracturing (HF) and/or hydraulic testing of preexisting<br />

fractures (HTPF). International Journal of Rock Mechanis & Mining<br />

Sciences 40 (2003) 1011-1020.<br />

[8] Haimson, B.-Lee, H.: Borehole breakouts and compaction bands in two highporosity<br />

sandstones. International Journal of Rock Mechqanics & Mining<br />

Scineces 41 (2004) 287-301.<br />

[9] Haimson, B.: Micromechanisms of borehole instability leading to breakouts<br />

in rocks. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 44<br />

(2007) 157-173.<br />

[10] Nelson, E. J. et al.: Transverse drilling-induced tensile fractures int he West<br />

Tuna area, Gippsland Basin, Australia: implications for the in situ stress<br />

regime. International Journal of Rock Mechanis & Mining Sciences 42<br />

(2005) 361-371.<br />

[11] Nelson, E. J, et al:. The relationship between closure pressures from fluid<br />

injection tests and the minimum principal stress in strong rocks. International<br />

Journal of Rock Mechanis & Mining Sciences 44 (2007) 787-801.<br />

[12] Schmitt D. R.- Zoback M.D.: Poroelastic Effects int he Determination of the<br />

Maximum Horizontal Principal Stress in Hydraulic Fracturing Tests – A<br />

Proposed Breakdown Equation Employing a Modified Effective Stress<br />

Relation for Tensile Failure. International Journal of Rock Mechanis &<br />

Mining Sciences & Geomech. Abstr. Vol. 26. No. 6, 499-506, 1989.<br />

[13] Zoback M. D. et al.: Determination of stress orientation and magnitude in<br />

deep wells. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 40, 1049-1076 (2003).<br />

194


Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája<br />

[14] Somosvári Zs.: Geomechanika II. (Kézirat) Tankönyvkiadó Bp., (1989.)<br />

[15] Somosvári Zs.: A kőzetek képlékenységi és tönkremeneteli határállapotai II.<br />

rész. Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 123. évf. (1990) 3. sz.<br />

p. 159-168.<br />

[16] Somosvári, Zs.: A kőzetek képlékenységi és tönkremeneteli határállapotai<br />

III. rész. Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 123. évf. (1990) 4.<br />

sz. p. 226-234.<br />

[17] Somosvári Zs. A földkéreg primer feszültségei. Bányászat és Geotechnika. A<br />

Miskolci Egyetem Közleménye. A sorozat, Bányászat, 75. kötet (2008). p.<br />

103-120.<br />

[18] Somosvári, Zs.: Kőzetek képlékeny és tönkremeneteli határállapotainak<br />

kritériumai. Bányászat és Geotechnika. A Miskolci Egyetem Közleménye. A<br />

sorozat, Bányászat, 76. kötet (2009). p. 91-128.<br />

195


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.197-203.<br />

VÍZTELENÍTŐ KUTAK HOZAMVÁLTOZÁSA<br />

LIGNITKÜLFEJTÉSEKBEN<br />

Dr. Kovács Ferenc<br />

egyetemi tanár, MTA rendes tagja<br />

Miskolci Egyetem,Bányászati és Geotechnikai Intézet<br />

bgtkf@uni-miskolc.hu<br />

A lignitkülfejtések nyitását megelőzően és a művelés során a víztartó fedő<br />

rétegeket és a telepeket vízteleníteni, a fekürétegekben a nyomást csökkenteni kell.<br />

A külfejtés területét határkútsorok védik, a homlok előrehaladását un. ejtőkutak<br />

biztosítják. A víztelenítés hatásfoka, a kútsorok-kutak paramétereinek<br />

meghatározása érdekében – különösen ha az emelt vizek külső vízellátást<br />

szolgálnak – ismerni kell, hogy a kutak működési (üzem) idejének előrehaladásával<br />

milyen mértékben változik/csökken a kutak vízhozama. A kutatások eredményei<br />

alapján a hozam változás vonatkozásában számottevő hatása van a kutak kezdő<br />

vízhozamának is.<br />

A Mátra- és Bükkalja-i területen működő külfejtések – Visonta Keleti-II.<br />

bánya, Bükkábrány bánya és a tervezett Keleti-III. bányaterület – a bányászati<br />

feltáró és termelő tevékenység biztonsága érdekében, a fekü víztároló rétegek<br />

vízszint csökkentése/víztelenítése, a feküben települt rétegekben uralkodó<br />

hidrosztatikus nyomás csökkentése céljából, már hosszabb idő – az 1970-80-as<br />

évek – óta jelentős vízmennyiséget emelnek, jelen időszakban is évi 40-42 millió<br />

m 3 -t. Ez a vízemelés, a széntermelés szinten tartása, avagy erőmű bővítés okán, a<br />

műveletek DK-i irányú kiterjesztése/mélyülése folytán még tovább emelkedhet,<br />

meghaladva az 50 Mm 3 /év értéket is.<br />

A Mátra-Bükkalja-i bányászati tevékenység vízemelése a Tarna, illetőleg a<br />

Bükk és Borsodi-mezőség vízgazdálkodási tervezése alegység területén döntő<br />

módon a sekély porózus (sp.2.9.1) és porózus (p.2.9.1) víztesteket érinti, amely<br />

víztestekből történő összes (ivóvíz- mezőgazdasági- ipari) vízemelésnek 75-85%-át<br />

teszik ki, a jövőt érintő fontos kérdés a vízemelés-vízgazdálkodás<br />

természet/környezet-védelmi szempontból történő vizsgálata.<br />

Mivel a külfejtéses bányászati tevékenység műszaki-biztonsági szempontok<br />

miatt a víztelenítés/vízemelés fentebb említett mértéke nélkül aligha folytatható, a<br />

vízgazdálkodási célok megvalósítása érdekében arra kell törekedni, hogy az<br />

elővíztelenítés és a külfejtési üregek védelme érdekében hosszabb távon is<br />

emelendő víz más irányú (ivóvíz, öntözés, halgazdaság, stb.) hasznosításával az<br />

197


Víztelenítő kutak hozamváltozása lignitkülfejtésekben<br />

egyéb célú vízemelés mérsékelhető legyen, javítva ezzel a jelenleg a Vízgyűjtő-<br />

Gazdálkodási Terv-ben „nem jó” állapotú sp2.9.1 és p.2.9.1 víztestek természeti<br />

állapotát.<br />

A bányászati tevékenység vitele során az elővíztelenítésben, illetőleg a<br />

külfejtési térségek védelmében (határvédő kutak) emelt működő kutakból emelt víz<br />

(hozam) „külső” hasznosítása során, az ellátás biztonsága érdekében, egyik<br />

alapvető kérdés a kutak vízhozama, a kutak működési/üzemeltetési időtartama,<br />

továbbá a vízhozam időbeli alakulása.<br />

A külfejtések „előkészítése” során egyrészt a művelésre tervezett terület<br />

elővíztelenítése (depressziós terület létrehozása), másrészt a letakarítási/termelési<br />

homlok-rézsűk víztelenítése, harmadrészt a nyitott üregek, majd bizonyos ideig a<br />

hányótér védelme a feladat. A regionális védelmet, illetőleg a határokat/nyitott<br />

üreget védő un. határkútsorok kútjai hosszabb időn át (10-15-20 év) üzemelnek, a<br />

homlok előrehaladását, a jövesztett rétegek (anyag víztartalmának csökkentését<br />

szolgáló un. ejtőkutak azonban csak rövidebb (max. 3-5 év) ideig üzemelnek. Ezt<br />

figyelembe véve a külső vízszolgáltatásba való bekötés műszaki- gazdasági<br />

célszerűsége elsődlegesen a hosszabb élettartamú határvédő kutaknál lehet meg.<br />

A határvédő kutak vízhozam alakulását a Visonta bánya Déli bánya és<br />

Keleti-II. bánya, továbbá Bükkábrány bánya kútjai adatai alapján elemeztük.<br />

A kút telepítés<br />

éve<br />

Kútszám<br />

db<br />

Induló<br />

vízhozam<br />

l/perc<br />

Vízhozam<br />

2010-ben<br />

l/perc<br />

A 2010 évi<br />

hozam a<br />

kezdő érték<br />

%-ában<br />

%<br />

1994 3 185,0 191,8 106,1<br />

1995 3 210,8 138,9 75,6<br />

1998 11 192,1 95,3 54,4<br />

1999 19 444,8 180,4 53,6<br />

Összes/átlag 36 326,4 287,6 60,1<br />

1. táblázat: A Déli bánya K-i és ÉNy-i határvédő kutak vízhozam adatai<br />

A Déli bánya víztelenítése során először a K-i és ÉNy-i kútsorok üzemeltek.<br />

A területen 1994-2000 években üzemelt 47 kút adatait az 1. táblázat adja. A<br />

korábban üzembe állított kisebb kezdő vízhozamú kútjai 2010-es „maradó”<br />

vízhozama magasabb arányú (106%-os), mint a később telepített magasabb kezdő<br />

hozamú (445 l/perc) kutak 2010-es maradó hozama (54%). A vízhozam<br />

alakulás/csökkenésnek a kezdő vízhozam függvényében való alakulását az 1. ábra<br />

szemlélteti.<br />

198


Dr. Kovács Ferenc<br />

Az elemzés eredménye: A viszonylag alacsony (200 l/perc) vízhozamú kutak<br />

vízhozama 12-16 év alatt az induló év vízhozamának „csak” 80%-ra csökkent,<br />

nagyobb vízhozam (445 l/perc) mellett 11 év alatt is jelentősen nagyobb (54%-ra)<br />

hozamcsökkenés jelentkezett.<br />

A Déli bánya D-i határkútsor üzemelő 68 kút 2001-2010 években adódó<br />

vízhozam alakulását is elemeztük. A bánya D-i oldalán a nagyobb mélységben,<br />

nagyobb vastagságú víztartó rétegeket csapoló kutak (62 db) átlagos kezdő<br />

vízhozam 544 l/perc, a 2010 évi átlagos hozam 257 l/perc, a kezdő érték 51,4%-a.<br />

1. ábra: A Déli bányaüzem K-NY-i határkútsor 1994 (□), 1995 (O), 1998 ( ) és<br />

1999 ( ) években indított kútjai 2010 évi vízhozam %-os aránya a kezdő vízhozam<br />

függvényében (16, 15, 12 és 11 év üzemelés után)<br />

A 2. ábrán bemutatott adathalmaz, a változás tendenciája is határozottan<br />

mutatja, hogy nagyobb kezdő vízhozam mellett nagyobb a hozamcsökkenés<br />

mértéke.<br />

199


Víztelenítő kutak hozamváltozása lignitkülfejtésekben<br />

2 ábra: A déli bánya D-i határkútsor kútjai kezdő vízhozama függvényében a 2010.<br />

évi egyedi vízhozamok %-ában. (2001-2009-ben mélyített kutak adatai együtt)<br />

A 3. ábra azt is szemléletesen mutatja, hogy a működés előrehaladtával a<br />

csökkenés mértéke nő, a régebbi (2001-2002-2003 évi) kutaknál 2010-ben „már<br />

csak” a kezdő hozam 32-45%-a maradt meg, a 2007 és 2008-ban épített kutaknál<br />

50-90% ez az arány.<br />

A három kútcsoport jellemző adatait külön is leírom.<br />

A kutak induló éve Kezdő vízhozam 2010 évi vízhozam<br />

a kezdő hozam arányában<br />

helye l/perc %<br />

1994,1995,1998<br />

K-i, ÉNy-i 200 68<br />

1999<br />

K-i, ÉNy-i 445 54<br />

2001-2007<br />

D-i 544 51<br />

200


Dr. Kovács Ferenc<br />

3. ábra: A Déli bánya D-i határkútsor kútjai évi átlagos kezdő vízhozama %-ában<br />

a 2010. évi átlagos vízhozam<br />

Hasonló módon vizsgáltuk a Bükkábrány bánya D-i határkútsor jellemzőinek<br />

alakulását is. Összesen 42 kút havi adatai alapján évi átlagos hozamokat<br />

határoztunk meg, elemeztünk. A vizsgálat az 1997 után telepített kutak adatai<br />

elemzésére terjedt ki.<br />

A különböző években telepített kutak hozam adatait, ill. a hozam csökkenés<br />

mértéket, a telepítés évétől függően 6 csoportban elemeztük. A 2. táblázat adatai<br />

szerint a kezdő évek átlagos hozama (a 2002-2007-ben telepített 39 kútnál) 504<br />

l/perc, a „beüzemelés” második évében az átlagos hozam 506 l/perc-nek adódott.<br />

201


Víztelenítő kutak hozamváltozása lignitkülfejtésekben<br />

A kút telepítés<br />

éve<br />

Az adott években<br />

telepített kutak<br />

száma<br />

A kutak átlagos<br />

kezdő vízhozama<br />

[l/perc]<br />

A kutak átlagos<br />

vízhozama a<br />

második évben<br />

[l/perc]<br />

2002 5 646 588<br />

2003 6 517 480<br />

2004 6 430 428<br />

2005 6 361 456<br />

2006 8 506 507<br />

2007 8 564 576<br />

A 39 db kút átlagos vízhozama<br />

[l/perc]<br />

504 506<br />

2. táblázat: Az egyes években telepített kutak átlagos vízhozama a vízemelés kezdő<br />

(1.) és második (2.) évében<br />

A 3. táblázat a kutak telepítési éve (2002, 2003,…2007), ill. az üzemeltetés<br />

évei (2., 3., …, 8.) „függvényében” mutatja a hozamcsökkenés mértékét. A<br />

szemléletesen „beszédes” adathalmaz lényegét, az utolsó sor adatait a 4. ábrán<br />

bemutatva lényeges megállapítás tehető: a határvédő kutak 350-650 l/perc,<br />

átlagosan 500 l/perc kezdő vízhozama az üzemidő6. – 8. éve után átlagosan a<br />

kezdő hozam 60%-ára csökken. (Visonta Déli bánya D-i határkútjai 544 l/perc<br />

vízhozama 3-10 év átlagában 51%-ra csökkentek, a K-i és ÉNy-i kutak 200 l/perc<br />

vízhozama azonban 14-16 év után is csak az eredeti hozam 68%-ára csökkent.)<br />

A kút<br />

telepítési<br />

éve<br />

A vízemelés ideje<br />

[év]<br />

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.<br />

2002 91 65 63 54 58 63 53<br />

2003 93 82 71 76 66 60 67<br />

2004 100 84 70 85 76 58 -<br />

2005 126 131 115 87 76 - -<br />

2006 100 79 59 52 - - -<br />

2007 102 93 59 - - - -<br />

A vízhozam csökkenés<br />

%-os aránya<br />

102 89 72 71 69 60 60<br />

3. táblázat: A kutak átlagos vízemelésének %-os alakulása a kezdő vízhozam<br />

(1. év) %-ában.<br />

202


Dr. Kovács Ferenc<br />

4. ábra: A Bükkábrány-i H-7 jelű kutak vízhozam %-os aránya a kezdő vízhozam<br />

csökkenés arányának (%-a) alakulása a vízemelés időtartamának (a kezdő évtől<br />

számított működési idejének) függvényében<br />

Kérdés természetesen, hogy a nagyobb kezdő vízhozamú (500-650 l/perc)<br />

kutak vízhozama 8-10 év után milyen mértékben csökken, a 4. ábrán látható<br />

tendencia alapján milyen mértékű/időtartamú extrapoláció engedhető meg.<br />

IRODALOM<br />

Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Intézet: A víztelenítő kutak<br />

vízhozamának elemzése, a várható értékek meghatározása. Kutatási részjelentés a<br />

Mátrai Erőmű Zrt. részére, Miskolc, 2011.<br />

203


Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.205-228.<br />

SELMECI BÁNYÁSZOK MINAS GERAIS ÁLLAMBAN,<br />

BRAZÍLIA EGYIK LEGJELENTŐSEBB<br />

BÁNYAVIDÉKÉN ÉS A SZAKMAI KAPCSOLATOK<br />

ALAKULÁSA A 18-19. SZÁZAD FOLYAMÁN<br />

Borbély Anikó<br />

Politológus, PhD hallgató<br />

Pécsi Tudományegyetem, Földrajz tanszék<br />

Földtudományok Doktori Iskola<br />

borbelyani@yahoo.com.mx<br />

A magyarországi bányászati akadémia a hozzá kapcsolódó Born - metódus<br />

révén kiterjedt és értékes latin-amerikai szakmai kapcsolatokkal rendelkezik,<br />

jelentős hatása volt a régió bányászat - és technikatörténetére, annak egyik<br />

fejezetére, elsősorban spanyol nyelvterületen. Ugyanakkor ez a jelenlét, ha kisebb<br />

mértékben is, de Brazíliában is érzékelhető. A dél-amerikai ország jelentős szerepet<br />

tölt be a kialakult kapcsolati hálóban, mivel földrajzi értelemben is tovább szélesíti,<br />

megnöveli az akadémia kapcsolatait a térséggel. A selmeci bányászok brazíliai<br />

gyakorlati és szakmai munkája révén az Akadémia már latin-amerikai vagy<br />

naprakészebben és még pontosabban fogalmazva ibero-amerikai kapcsolatokkal<br />

rendelkezik. Míg Spanyol-Amerikában a selmecbányai bányászok-kohászok<br />

kezdetben fő célként elsősorban az ezüskitermelési munkákba tudtak aktívan<br />

bekapcsolódni már (bár nem kizárólagosan) a gyarmati korszak idején, a Brazil<br />

Császárság területén Minas Gerais államban leginkább az aranybányászat<br />

munkáját segíthették. Ezáltal is gyarapítva az akadémia közvetett, tágabb<br />

értelemben vett szakmai kapcsolatait.<br />

Rövid tanulmányomban a legfontosabb tényezőket és jellemzőket mutatom<br />

be, melyek befolyásolták, alakították a közép-európai szakemberek brazíliai<br />

lehetőségeit, és összefoglalom a kinti tevékenységükkel kapcsolatos jelenlegi<br />

ismereteinket. Emellett fontos kiemelnünk azt is, hogy brazil-portugál szakemberek<br />

is megfordultak a magyarországi bányákban a 18. század folyamán, hogy<br />

szélesítsék szakmai látókörüket, kiegészítsék tanulmányaikat.<br />

Kulcsszavak: Brazília, Minas Gerais, arany- és gyémántbányászat, Carl Hocheder,<br />

Bernhaus Ferenc, Selmecbánya, Imperial Brazilian Mining Association (IBMA),<br />

205


Borbély Anikó<br />

Manuel Ferreira da Câmara, José Bonifácio de Andrada e Silva, Joaquim Pedro<br />

Fragoso.<br />

A 16. század során a spanyolok fejlett bányászati-kohászati ismeretekkel<br />

rendelkeztek, melyet elsősorban a gyakorlati tapasztalatok alapján gyűjtöttek össze<br />

a kitermelés során. [CSERNA, de Gömbös Zoltán: La evolución de la geología en<br />

México ~1500-1929. UNAM, Instituto Geología, Revista, vol. 9., 1. szám, 1990.<br />

pp. 2-3.]<br />

Mindezt megalapozták a konkviszta idején itt talált fejlett társadalmak, és az<br />

őslakosok által végzett bányászati eljárások. A spanyol expedíciók elsősorban<br />

Mexikóban és Peruban olyan fejlett, indián civilizációkat találtak, melyek már nagy<br />

tapasztalattal és ügyességgel bírtak a fémek (réz, arany, ezüst) megmunkálásában.<br />

Így a hispánok az amerikai megérkezésük után szinte azonnal kincsekkel térhettek<br />

haza az anyaországba, ami tovább erősítette a misztikus El Dorado legendáját is.<br />

Emellett tovább vihették azokat a technikákat, amelyeket már az őslakosok is<br />

használtak, azonban ezek a társadalmak még nem ismerték az olvasztást és a vasat<br />

sem. A gyarmatosítás után kötelezték az indiánokat, hogy munkájukkal segítsék és<br />

biztosítsák az értékes fémek kitermelését az anyaország, valamint elöljáróik<br />

számára. Az elnyomó jellegű adózás és a szigorú kereskedési szabályozás révén<br />

lényegében hosszú időre Spanyolország kezébe került a gyarmati nyersanyagok<br />

bányászata, feldolgozása és kereskedelme is. [HABASHI, Fathi: Química y<br />

Metalurgia en Nueva España y las Colonias Españolas en América del Sur. Revista<br />

Informativa. No. 1. 1986. április, Ingeniería, Universidad de Atacama, Chile. p. 5.<br />

(Spanyolra fordította a szerző irányításával José Palacios G.) Mindez biztosította a<br />

gyarmatok kizsákmányolását, mint negatív tényt (gazdasági, kulturális, természeti<br />

stb. értelemben egyaránt). Azonban, amennyire lehetséges, ha tisztán a<br />

felvilágosult uralkodók tudománypolitikáját vizsgáljuk, melynek fontos céljává<br />

vált, hogy a korszak legmodernebbnek tartott technikáit alkalmazzák minél<br />

szélesebb körben, hogy expedíciók indításával felderítsenek ismeretlen területeket,<br />

segítsék az oktatást stb., mindez tudománytörténetileg hatalmas fejlődést hozott<br />

magával, pozitív tendenciának tekinthető, ha ennek hátterében különféle érdekek<br />

(gazdasági, politikai stb.) is álltak, és a gyarmatok kiaknázásával párhuzamosan<br />

történtek meg.]<br />

Amerikában nagy volumenű ezüstöt először a „patio módszerrel” tudtak<br />

elérni, amit a spanyolok fejlesztettek ki és terjesztettek el a gyarmatokon a 16.<br />

század folyamán. Fathi Habashi szerint az amalgamáció még a 18. századi<br />

kohászatban is uralkodó módszernek számított. A higany ugyanolyan fontossággal<br />

bírt a korszakban, mint napjainkban a kőolaj, hiszen ezt az anyagot használták az<br />

ezüst és az arany kivonásához, így a pénzveréshez is. (HABASHI, Fathi: Schools<br />

of Mines. TRAUX, Vol. 30. 2003. No. 34. Hungarian National Committe of<br />

206


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

ICSOBA at the Hungarian Mining and Metallurgical Society „OMBKE”,<br />

Budapest, 2003. p. 162.)<br />

Az öreg kontinensen a közép-európai bányák a modern kor kezdetétől a<br />

fémkitermelés és a hozzá kapcsolódó technológiák fejlődésének fontos színterei<br />

voltak (Sánchez, 1995). Szászország, Csehország és Magyarország térségére<br />

koncentrálódtak a kohászati szektor legfontosabb fejlesztései. Ez az elsőbbség<br />

annyira vitathatatlan és megkérdőjelezhetetlen volt, hogy a hosszú gyarmati<br />

bányászati múlt, az elért eredmények ellenére is Spanyolország az 1780-as évek<br />

elejétől fontos szerepet játszó kapcsolatokat kezdett el kiépíteni az említett<br />

térséggel, hogy továbbfejlesszék a szakterületet. (SÁNCHEZ, Picón Andrés:<br />

Modelos tecnológicos en la minería del plomo andaluza durante el siglo XIX.<br />

Revista de Historia Industrial, No.7, 1995. pp. 13-14.)<br />

Az itt megszerzett tapasztalatok annyira fontos szerepet játszottak, hogy az<br />

anyaország területén, számos régióban még a 19. század elején is használt<br />

bányászati-kohászati technikák, és a 16-18. században megvalósított kisebb<br />

fejlesztések is közép-európai örökségnek tarthatók. Az Akadémia nemzetközi<br />

kapcsolatrendszerére erősen pozitívan ható tudományos esemény volt a Born<br />

Ignác-féle európai amalgamáció módszerének kifejlesztése, ami lényegében döntő<br />

lökést adott a Magyarországgal meginduló konkrét, hatásában évtizedekig tartó<br />

spanyol szakmai kapcsolatoknak a közép-európai térségen belöl. Az amerikai<br />

amalgamációt úgy alkalmazták a hispánok hosszú időn át, hogy komolyabb<br />

fejlesztését a módszernek nem tudták általánosan bevezetni, nagyüzemi módon<br />

elterjeszteni, bár voltak próbálkozásaik a technika továbbfejlesztésében. Az<br />

alapmódszer pedig egyre kevésbé volt hatékony, ahogy a földfelszínhez közeli<br />

nemesfémkészletek kimerültek. Ezért kapóra jött a spanyoloknak az európai<br />

amalgamáció világhírneve, hiszen úgy gondolták, ha ezt meg tudják honosítani a<br />

gyarmatokon, viszonylag kis anyagi ráfordítással, rövidebb idő alatt újra még több<br />

ezüsthöz tud majd jutni az anyaország. Megvalósítható lesz az amerikai nemesfém<br />

készletek újabb növekvő mennyiségű kitermelése a gyarmatok legfontosabb<br />

bányászati régióiban, vagyis egy gazdasági konjunktúra indítható el, fokozható a<br />

gyarmatok kizsákmányolása. A közép-európai régióban, ill. a Monarchián belől is<br />

Magyarországnak évszázadokon át egyedüli vezető szerepe volt a szektor<br />

szakembereinek oktatásában, ezenkívül egy fontos tudományos központ is volt a<br />

Selmecbányai Bányászati Akadémia (eredeti nevén k. u k. Bergakademie,<br />

Academia Montanistica) révén. Ezért a Monarchia uralkodójának engedélyére<br />

hazánkban szervezték meg az új, európai metódus pontosítását, és bemutatását.<br />

Magyarország így egy technikai innováció prezentációs központjává vált néhány<br />

hónapra, ennek kapcsán is számos kíváló tudós számára jelentett úticélt, ahol<br />

207


Borbély Anikó<br />

tudományos-szakmai tevékenységet végezhetett és részt vehettek a világ első<br />

bányászati-kohászati nemzetközi konferenciáján 1786-ban. [Lásd Borbély Anikó:<br />

A Selmeci Bányászati Akadémia spanyol és latin-amerikai kapcsolatai. Acta<br />

Scientiarium Socialium. (Historia, oeconomia, paedagogia, philosophia,<br />

sociologia). Szerk. Horváth Gyula. XXV. Kötet/2007, Kaposvári Egyetem, pp.<br />

149-169. A korszak egyik legfontosabb tudományos-oktatási centrumaként<br />

Selmecbánya hosszú évtizedek alatt számos kutatót és ösztöndíjast, világlátott<br />

utazókat látott vendégül hosszabb-rövidebb ideig Európa számos országából. Az<br />

iskola fénykorához, vagyis a 18. század második feléhez kapcsolható az európai<br />

amalgamáció és az ehhez kapcsolódó spanyol érdeklődés megindulása is. A<br />

spanyol Korona révén kialakult latin-amerikai szakmai jelenlét, majd a brazil<br />

kapcsolat is jól példázza, ill. tovább erősítette Selmecbánya, ezzel Magyarország<br />

szerepét a nemzetközi bányászati-kohászati kapcsolatokban, ill. a<br />

természettudományok területén meginduló fejlődésben. Meglátásom szerint, az<br />

eddigi ismereteink alapján is kijelenthető, hogy az évek alatt elmélyült iberoamerikai<br />

kapcsolat az akadémia legszerteágazóbb, legjelentősebb nemzetközi<br />

hatását eredményezte.]<br />

Az Akadémia spanyol- és latin-amerikai kapcsolati hálóját, hálózatát,<br />

későbbi szakmai hatását az ibero-amerikai térséggel két nagy szakaszra oszthatjuk,<br />

melyek egymással összefüggnek, és időben követik egymást, egymásra épülnek:<br />

A közvetlen kapcsolatok lényegét, tartalmát az európai ötvözési eljárás, tehát<br />

a Born-féle amalgamáció kifejlesztése, annak megismerésére irányuló anyaországi<br />

törekvések, a magyarországi szklenófürdői szakmai prezentáció és kongresszus,<br />

valamint ennek az új metódusnak a gyarmatokon való meghonosítási kísérletei<br />

adják. A próbálkozások három fő helyszínen: Új-Spanyolországban, Új-<br />

Granadában és a Perui Alkirályságban folytak a spanyol Korona által<br />

leszerződtetett, ill. az anyaországi adminisztrációban tevékenykedő kimagasló<br />

szakemberek vezetésével. A latin-amerikai kapcsolati háló közvetlen, elsődleges<br />

szakasza lényegében az anyaországot és Spanyol-Amerikát érinti, elsősorban<br />

bányászati-kohászati jellegű, a műszaki tudományok területéről indult ki. Az új<br />

metódus meghonosításának próbálkozása beleilleszkedett, bekapcsolódott az<br />

anyaország, a Bourbon uralkodók gyarmatokat érintő reformtörekvéseibe, a<br />

gyarmati korszak végére meginduló fejlesztésekbe, az általános<br />

természettudományos haladásba, ezáltal kiszélesítette Selmecbánya hatását.<br />

Ennek révén már újabb területeken, vagyis az oktatás, a kultúrtörténet, a<br />

tudománytörténet és egyéb természettudományok meggyökeresedésében is fontos<br />

szerepet tudott játszani Európa egyik legrégibb bányászati iskolája. [Több magyar<br />

szerző szerint az Akadémia az első felsőfokú intézmény Európában és a világon is,<br />

mivel elődintézményének az 1735-ben induló Bergschule (Berg-Schola) tekinthető,<br />

208


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

majd ebből fejlődve tovább, már 1762-ben megszületett a döntés arról, hogy<br />

akadémiává fejlesszék az intézményt, ami ténylegesen 1770-ben nyitotta meg a<br />

kapuit, bár első tanszékét már 1762-ben létrehozták. Lásd többek között: Dr. Bőhm<br />

József: A felsőfokú bányászati szakemberképzés fejlődése és átalakulása,<br />

Bányászati Kohászati Lapok (BKL)-Bányászat, 2006. 1. szám, p. 3; Dr. Vitális<br />

György: Száz éve lett főiskola a selmecbányai m. kir. Bányászati és Erdészeti<br />

Akadémia. BKL-Bányászat, 2005. 1. szám, p. 5; A másik világhírű, kiemelkedő<br />

jelentőségű európai akadámiát Freibergben 1765-ben alapították. A legtöbb<br />

külföldi tanulmány ezt az intézményt tekinti Európa első bányászati felsőoktatási<br />

intézményének, bár vannak tanulmányok, melyek külföldön is az 1762-es dátumot<br />

jelölik meg a selmeci akadémia indulási évszámának.]<br />

Ezt a folyamatot tükrözi a Real Seminario de Minería megszervezése és<br />

ezzel a tudományos-műszaki oktatás főiskolai szintű megindulása Új-<br />

Spanyolországban. A tudatosan európai példák nyomán megszervezett<br />

Szeminárium működése, és tanárainak tudományos–oktatói tevékenysége révén is<br />

Mexikóváros egy fontos fordítói és kiadói központja lett a korszakban született<br />

nagy tudománytörténeti jelentőséggel bíró, a kémia és az ásványtan területén<br />

íródott művek spanyolra fordításában, illetve publikálásában. [HABASHI, Fathi:<br />

Química y Metalurgia en Nueva España y las Colonias Españolas en América del<br />

Sur .pp. 5-6.]<br />

A példák sorába tartoznak a teljesség igénye nélkül például Lavoisier,<br />

Chaptal, Berzelius vagy del Río könyvei, munkái, melyek több esetben a kémia<br />

tudományához kapcsolódtak, hiszen ez az időszak egybeesett a „kémiai<br />

forradalommal” is. A gyarmatokon Mexikóban tudott leginkább elmélyülni<br />

Selmecbánya hatása, az újszerű európai megközelítések, ismeretek itt találtak<br />

leginkább termékeny talajra az anyaország által kiküldött európai szakemberek,<br />

közöttük sokszor spanyolok irányításával. (Ebben a folyamatban megnyílvánuló<br />

magyar-osztrák, német ill. közép-európai hatásról, Selmecbánya szerepéről lásd a<br />

szerző egyéb tanulmányait.)<br />

A direkt kapcsolatok előmozdítói és működtetői kiváló szakemberek és<br />

tudósok voltak, akiknek munkáját az anyaországi uralkodók, és a gyarmatok<br />

előljárói, egyéb felvilágosult nemesemberek is sok esetben támogatták, ugyanakkor<br />

a történelmi események erősen meghatározták tevékenységük lehetőségeit. A<br />

selmeci akadémia ibero-amerikai kapcsolatainak fontos szakmai működtetői voltak<br />

másokkal együtt, többek között az Elhuyar testvérpár, Andrés Manuel del Río és a<br />

selmecbányai intézmény oktatói, különösen Ruprecht Antal, a korszak világhírű<br />

magyarországi születésű kémikusa. A személyükhöz kötődő Latin-Amerikát,<br />

Spanyolországot érintő oktatói, oktatásszervezői és publikációs tevékenység, mely<br />

209


Borbély Anikó<br />

tanulmányok, cikkek megszületését is eredményezte, és ezáltal segítette a<br />

tudományok terjedését, megalapozták az új metódus meghonosításának kísérletét,<br />

szintén a közvetlen kapcsolatok területére sorolhatjuk be. Ezek a külföldi tudósok<br />

személyesen részt vettek a szklenófürdői bemutatón, jártak Magyarországon,<br />

munkájuk (egyik) központi témája volt az amalgamáció. Általánosságban is<br />

elmondható, hogy több spanyol résztvevő szakmai karrierjének csúcsa a<br />

gyarmatokhoz kötődik. A folyamatokat katalizálta, a kapcsolati háló további<br />

fejlődését alapozta meg a Societät der Bergbaukunde, a világ első tudományosbányászati<br />

egyesülete, ami megnövelte, kitágította a lehetséges kapcsolatok<br />

színterét. Keretet adott ahhoz, hogy a konferencia résztvevői, közöttük a<br />

spanyolok is túllépjenek az érdekorientáción és meginduljon a tudományosszakmai<br />

eszmecsere is. [Lásd még Borbély Anikó: A Selmeci Bányászati<br />

Akadémia spanyol és latin-amerikai kapcsolatai. Acta Scientiarium Socialium.<br />

(Historia, oeconomia, paedagogia, philosophia, sociologia). Szerk. Horváth Gyula.<br />

XXV. Kötet/2007, Kaposvári Egyetem, pp. 149-169.]<br />

A létrejött bányászati társaság, a tudományos kapcsolatok fóruma lett, majd<br />

Bergbaukunde néven két évkönyvet is megjelentettek 1789-ben és 1790-ben, ami<br />

publikációk, vélemények megjelentetésének lehetőségét biztosította. Nézetem<br />

szerint ezek közül azok a cikkek, amelyek közvetlenül a bemutatón résztvevő<br />

spanyolok tollából születtek meg és az európai, valamint az amerikai amalgamáció<br />

történetével, értékelésével foglalkoznak, azok a közvetlen, szorosan vett szakmai<br />

kapcsolatok körébe sorolhatóak. A Selmecen megfordult további spanyol<br />

ösztöndíjasok által írt (általuk írhatott) egyéb levelek, jelentések, beszámolók,<br />

melyek az új metódusról szólnak, más kiadványban, könyvben megjelenhettek,<br />

vagy napjainkban különféle levéltárakban találhatók, ezek szintén a közvetlen<br />

kapcsolatok körébe tartoznak. Az általánosabb témájú, gyakran a bányászattal, a<br />

(magyarországi) bányavidékekkel, geológiai feltárásokkal, munkaszervezéssel<br />

foglalkozó levelek, tanulmányok, melyek szerzői Selmecbányához kötődnek (tehát,<br />

akik itt születtek, itt tanultak, vagy megfordultak az akadémián), vagy az újspanyolországi<br />

bányászati iskolához kötődnek, átvezetnek bennünket az<br />

általánosabb, közvetett kapcsolatokhoz. Azok az ösztöndíjasok, tudósok, akik az<br />

akadémián a Born metódus megismerése céljából jártak, ugyancsak a direkt<br />

kapcsolatok megjelenéséhez járultak hozzá. Egyéb témákat érintő írásaik, ill. azon<br />

hispán diákok, akik a bemutató utáni évtizedekben tanultak az akadémián már<br />

szintén a közvetettebb időszak szereplőinek tarthatóak.<br />

A közvetett kapcsolatok keretében az Akadémia hatása tovább szélesedik,<br />

másrészt plasztikusabbá válik. Alapvetően az első szakasz lezárulása környékén<br />

indul el, bár a két szakasz között vannak időbeli, tartalmi és térbeli átfedések. Már<br />

nem kizárólag a kohászatot, az amalgamáció területét érintik a szakmai hatások,<br />

210


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

hanem még általánosabb értelemben és még erősebben kapcsolódnak a bányászat,<br />

mint iparág általános történetéhez, a technika- és tudománytörténethez, a<br />

kultúrtörténethez. Ezek a területek veszik át az indirekt kapcsolatokban az<br />

elsődleges szerepet, bár az indirekt hatásokhoz sorolom az amalgamációról írott<br />

publikációk további nyelvekre való lefordítását, más kiadványokba való<br />

beszerkesztését is. Az európai amalgamáció amerikai kudarca miatt az egyéb<br />

természettudományos, kulturális hatások lesznek igazán életképesek az Újvilágban.<br />

Ha a közvetlen hatások, kapcsolódási pontok néhány év múlva kudarccal is<br />

végződtek, a közvetett kapcsolatok szálai szinte a jelenbe érnek. Az 1790-es évek<br />

elejére-közepére teljesen nyilvánvalóvá vált, hogy a Born-metódus (legalább is<br />

eredeti változatában) nem vezethető be a gyarmatokon, egyik helyszínen sem lett<br />

igazán sikeres. [Ennek okairól, körülményeiről lásd Borbély Anikó: Selmeci<br />

szakemberek a gyarmati Mexikóban a 18. század második felében. Acta<br />

Scientiarium Socialium. (Historia, oeconomia, paedagogia, philosophia,<br />

sociologia). Szerk. Horváth Gyula. XXVI. Kötet/2008, Kaposvári Egyetem]<br />

Ennek következtében a kapcsolatokat alakító legkiemelkedőbb hispán<br />

szakemberek is legfontosabb tevékenységüknek az új, fiatal szakembergárda<br />

kinevelését tartották, munkájukkal az oktatás és az általánosabb tudományos<br />

tevékenységek felé is fordultak. Kettős szerepüknek megfelelően e<br />

tevékenységeiket úgy gyakorolták, hogy mindvégig megmaradtak a spanyol<br />

Koronát képviselő hivatalnokoknak, tehát végezték a gyakorlati és hivatali<br />

munkájukat is. Az indirekt kapcsolatok további főszereplői a selmecen járt spanyol<br />

ösztöndíjasok, a fiatal, tanulmányaik elején járó diákok, akik az 1790-es évek<br />

közepétől jelentek meg az akadémián, vagy Európa más iskoláiban is (Bécs,<br />

Freiberg, Párizs említhető még meg). Ők már elsődleges célként, kiegészítő, egyéb<br />

hasznos ismereteket hallgattak Selmecbányán, általános bányászati, ásványtani,<br />

kémiai kurzusok formájában. A kapcsolati háló közvetett szálainak másik fontos<br />

aktorai a Selmecbányához (az Akadémiához) köthető bányászok voltak. Munkájuk,<br />

tudásuk külföldi hasznosítása, megbecsülése a mai Latin-Amerika területén is<br />

megjelent, nemcsak spanyol nyelvterületen, hanem Brazíliában is. Érkezésük újabb<br />

hullámai azok voltak, amikor nagyobb számú szakembergárda keretében ismét<br />

érkeztek ill. feltételezhetően érkezhettek az Újvilágba már a függetlenné váló<br />

egykori gyarmati területekre is, pontosabban Mexikóba az 1820-as években, majd<br />

később a 19. század további évtizedeiben. Gyakran kerültek itt is angol bányászati<br />

vállakozások alkalmazásába. Ebben a korszakban egy újabb csoport a Brazil<br />

Császárság legfontosabb bányavidékén, Minas Gerais államban kezdett el<br />

dolgozni. Míg az előbbinél általánosságban elmondható, hogy már nevet szereztek<br />

magunknak a Selmecbányai Akadémiához kapcsolódó szakemberek, megvolt a jó<br />

211


Borbély Anikó<br />

hírneve a közép-európai szakmai tudásnak, hiszen annak részeként a selmeciek<br />

(vagyis az Akadémiához köthető szakemberek) már kisebb-nagyobb tisztségeket<br />

láttak el a gyarmati spanyol-amerikai területeken, részt vettek a gyakorlati és<br />

tudományos fejlesztésekben. A hispán nyelvű területeken való csoportos<br />

megjelenésük kezdete (legalább is az általunk vizsgált kapcsolati hálóban) az<br />

európai amalgamálás amerikai bevezetéséhez kapcsolódik, legföképpen az<br />

ezüstbányászathoz, kisebb mértékben a rézkitermeléshez, majd ezután válik<br />

munkájuk amerikai alkalmazása általánossabbá. Brazíliában más az alaphelyzet, itt<br />

eredendően a selmeciek szaktudásának kezdetektől fogva egy általánosabb<br />

hasznosítása történik, elsősorban az aranybányászat területén, esetleg kiegészítőleg<br />

a gyémántkitermelésben is. Ezzel egy új kultúrkörben, a luzitán-brazil<br />

körülmények között kell bizonyítaniuk, munkájukat ellátniuk, már kezdetektől<br />

fogva külföldi, angol irányítás alatt álló vállalkozások alkalmazottaiként,<br />

vezetőiként. [Dolgozatomban a selmeci szakemberek alatt, elsősorban azok a<br />

bányamérnökök és bányászok értendőek, akik a Bányászati Akadémia<br />

megalakulása utáni évtizedekben jutottak ki az Újvilágba ill. Európa más részeibe,<br />

az akadémia ibero-amerikai kapcsolatainak segítségével, vagy az iskola hírneve, a<br />

Born módszer ismertsége révén (is) kerültek külföldi alkalmazásba. Az 1760-as 70-<br />

es évek előtti (esetleges) szakmai kapcsolatok Selmecbánya mint bányaváros és<br />

bányavidék nemzetközi hírnevéhez kapcsolódnak, melyekről még kevesebb<br />

tudományos forrás áll rendelkezésünkre. A kettő természetesen a gyakorlatban<br />

összefonódik.]<br />

A brazil és portugál szakmai kapcsolatok<br />

Pedro Álvares Cabral vezetésével az első portugál expedíció 1500-ban lépett<br />

Dél-Amerika földjére a mai Porto Seguro helyén, Északkelet-Brazíliában. [A<br />

Tordesillas-i Szerződés már 1494-ben megtervezte az Újvilágban Spanyolország és<br />

Portugália pozícióit, felosztotta a déli kontinenst a két nagyhatalom között. Ebből<br />

kifolyólag lényegében ez a vonal jelentette Brazília első határvonalát az európaiak<br />

számára, habár formális felfedezése csak 1500-hoz kötődik.<br />

http://www.embajadabrasil.org/pe/pdf/Brasil%20en%20Sintesis.pdf p. 13.]<br />

Itt a felfedezőket nem fogadta nagy gazdagság, arany és drágakövek, a ritkán<br />

lakott partvidéken még a rabszolga-munkára fogható indiánok is kevesen voltak. A<br />

gyarmatosítók a 16. század elején honosították meg a cukornádat, ami szinte két<br />

évszázadon át a gazdálkodás alapját jelentette. Így a cukor lett a legfontosabb<br />

exporttermék, amelyet a brazilfa, különféle bőrök, a dohány és a gyapot<br />

egészítettek ki. (PROBÁLD Ferenc: Amerika regionális földrajza. Trefort Kiadó,<br />

2005. p. 316)<br />

212


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

A 17. század derekára a Holland- és Angol-Antillák is jelentős<br />

cukortermelővé léptek elő, mindez magával vonta a termék világpiaci árának<br />

visszaesését, és csökkentette a piacokat a portugál gyarmat számára. Az ipar 18.<br />

század végéig tartó visszaesése új térségek feltárására és új ágazatok fejlesztésére<br />

ösztönözte a gyarmatosítókat. Csak ekkor került igazán előtérbe a bányászati<br />

tevékenység. A mai Minas Gerais és Goiás államok arany-és gyémántbányái<br />

válltak a gazdaság fókuszpontjaivá. ( Uo. p. 316.) Az értékes nemesfémek az addig<br />

jelentéktelen Rio de Janeiro felé özönlöttek, ezzel gyors fejlődést hozva a város<br />

számára. A 18. század elejéig a portugál és spanyol gyarmatokról kivitt<br />

aranymennyiségnek több mint fele Brazíliából származott. A század végére<br />

azonban itt is válsághelyzet alakult ki, mivel a felszínközeli aranylelőhelyek<br />

kimerültek. Amikor a folyami arany elfogyott, sok esetben csak fáradságos gépi<br />

munkával lehetett volna a hegyek mélyéből kibányászni az aranyat. Sok esetben<br />

ennek még nem következett el az ideje, még nem fejlődött odáig az ország<br />

[ZWEIG, Stefan: Brazília a jövő országa. Ford. Halász Gyula. Béta Irodalmi Rt.,<br />

1941, p. 117.]<br />

Így a bányászat hanyatlásával újra a mezőgazdaság felé terelődött a figyelem. A<br />

cukornád mellett a gyapot termesztése is elterjedt. A korán kibontakozó exportorientált<br />

árutermelés hatására a 19. század közepére Brazíliát ellentétben Latin-<br />

Amerika spanyol gyarmataival-, diverzifikáltabb gazdasági szerkezet, nagyobb<br />

fokú belső integráció jellemezte. (PROBÁLD Ferenc: Amerika regionális<br />

földrajza. Trefort Kiadó, 2005. p. 317.)<br />

Ebben a gazdaságban a bányászat csak az egyik szegmense volt a<br />

termelésnek. A gyarmati rendszer elleni küzdelem Brazíliában „felülről” indult el<br />

és fegyveres harcok nélkül is elérte a függetlenséget (1822). Az ország majd 1889-<br />

ben tér át a szövetségi köztársasági államformára, lép át az államiság egy újabb<br />

fejlődési szakaszába. 1888-ban törlik el a rabszolgaságot, tovább erősödik az<br />

exporttevékenység, aminek alapját elsősorban a kávétermesztés teremtette meg. A<br />

mai latin-amerikai területeken egyedül a portugálok kezén lévő Brazíliára volt<br />

jellemző a tengerparti városok kiemelkedő gazdasági és területszervezési szerepe.<br />

( Uo. p. 21.)<br />

A luzitán-brazil relációk két oldalról közelíthetők meg, mint ahogy ez a<br />

hispán területek esetében is megjelenik a közvetett kapcsolatokban: egyrészt ezen<br />

térségek szakembereinek szakmai utazásai a magyar bányavidékeken, sokszor ez<br />

magában foglalja a selmecbányai bányászati akadémián tett látogatásaikat;<br />

másrészt a selmeci bányamérnökök, vagyis akik itt végezték tanulmányaikat,<br />

tényleges külföldi tevékenysége, és szakmai életútjuk amerikai állomásainak<br />

történései.<br />

213


Borbély Anikó<br />

Selmecbánya és az Akadémia brazil és portugál kapcsolatainak egyik<br />

leggazdagabb időszaka eddigi ismereteink alapján körülbelül a 18. század utolsó<br />

évtizedére és a 19. század első harmadára tehető, vagyis a gyarmati időszak végére,<br />

valamint az első és a második császárság időszakára. Ebben az időszakban a brazil<br />

és portugál szakemberek is megfordultak Magyarországon, ugyanakkor selmeci<br />

bányamérnökök is dolgoztak Brazíliában. Ezzel együtt is nagyon fontos<br />

hangsúlyoznunk, amit már más szerzők is megemlítettek munkáikban, vagyis, hogy<br />

bizonyos szakmai kapcsolatoknak a jelenléte már a gyarmati korszak során<br />

korábban is elindult, elindulhatott, azonban eddig erről nincsennek részletes<br />

információink. Azt sem tudjuk pontosan, hogy a portugál Korona esetleges selmeci<br />

kapcsolatai mennyiben érinthették gyarmatait, mennyiben lehettek hatással az<br />

ottani, ill. az anyaországi technikai fejlődésre. Nincsenek forrásaink arról, hogy a<br />

portugál Korona képviselői közvetlenül részt vettek volna a Born-metódus<br />

szklenófürdői bemutatóján, ami ennek ellenére természetesen tudományosan ma<br />

még nem kizárható. Ugyanakkor az is elmondható, hogy sem a portugálok, sem a<br />

gyarmataik képviselői nem szerepelnek a Societät Bergbaukunde alapító tagjai<br />

között, nem hoztak létre ehhez a régióhoz kötődő igazgatóságot a társaság<br />

szervezetén belől, alapvetően hivatalosan semmi sem utal a prezentáción való<br />

részvételükre.<br />

A technika- és tudománytörténetet Brazíliában tágabban értelmezve<br />

beilleszthetjük a gyarmati országok tudománytörténeti fejlődésének témakörébe.<br />

Elmondható, hogy a koloniális Amerika természeti kincseinek kiaknázása<br />

megkövetelte és egyben magával is hozta a térség tudományos felemelkedését. Ezt<br />

az európai hajósok, tengerészek indították el, így szerezve újabb földrajzi<br />

ismereteket, ami elvezetett a kartográfia elindulásához. Mindez folytatódott a<br />

kontinens növény- és állatvilágának felfedezésével, később az ásványok felé is<br />

meginduló érdeklődéssel. [CARNEIRO, S. Henrique: História de Ciência, da<br />

Técnica e do Trabalho no Brasil. Nuevo Mundo Mundos Nuevos, Bibliografías,<br />

2005. http://www.nuevomundo.revues.org/index573.html (2008. július 18.)]<br />

Az amerikai területek elsősorban az információk és ismeretek forrásául<br />

szolgáltak, mindez hozzájárult az európai tudományosság formálódásához, és ezzel<br />

együtt magával hozta a gyarmati területek tudománytörténetének Európacentrizmusát<br />

is (a kezdetekben mindenképpen). Hiszen sok latin-amerikai kutató,<br />

tudós a gyarmati korszaktól kezdve európai családi gyökerekkel rendelkezett, vagy<br />

az anyaország megbízásából járt a gyarmatokon tudományos céllal, esetleg európai<br />

iskolákban végezte tanulmányait stb. Például az atlanti-szigeteken (Kanáriszigetek)<br />

fejlesztették tovább a cukornád ültetvények technikáját, amit tovább<br />

terjesztettek a trópusokon, majd a későbbi gyarmatosítással egész sor európai<br />

újítást ültettek át ill. adaptáltak itt is a gyarmatokra, mint Spanyol-Amerikában. A<br />

214


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

technikai innováció, a természettudományok fejlődése a 18. század második felétől<br />

indult el, igazi lendületet itt csak a századfordulón kapott. (A 18. század folyamán<br />

fontos történések voltak többek között, melyek hatással voltak a tudományostechnikai<br />

fejlődésre, hogy 1759-ben kiűzték a jezsuitákat, 1772-ben újraszervezték<br />

a Coimbrai Egyetemet Portugáliában, mint a tudományos ideák „otthonát”, majd<br />

elindították az első portugál tudományos expedíciókat Brazíliába. Ezek közül talán<br />

a legismertebb Alexandre Rodrigues 1783-1791-ig tartó amazóniai expedíciója.<br />

Útjával kapcsolatban tudományos gyűjtéseket végzett, és publikációkat is írt.<br />

Forrás: http://www.nuevomundo.revues.org/index573.htm és PARANHOS, Clarete<br />

da Silva: Uma contribuicão para a divulgacão da memória científica do Brasil.<br />

Revista Técnica IPEP, São Paulo, SP., 2006. augusztus-december, 2. szám, p. 77.)<br />

A 18-19. század átmenetének időszakában Portugál-Amerika (is) a<br />

tudományos kutatások forgószinpadává vált. Számos expedíció indult el a<br />

természettudományokhoz kapcsolódóan, az ásványok, a növény- és állatvilág<br />

tanulmányozására, melyek kutatását nagyra értékelték a társadalom és az állam<br />

prosperitásában. (PARANHOS, Clarete da Silva: Uma contribuicão para a<br />

divulgacão da memória científica do Brasil. Revista Técnica IPEP, São Paulo, SP.,<br />

2006. augusztus-december, 2. szám, p. 75.)<br />

Ezek a tudományos (vagy filozófiai) utazások („viagens filosóficas”)<br />

beleolvadtak az anyaország azon törekvéseibe, hogy a gazdasági erőforrások<br />

hatékonyabb kiaknázása érdekében területének természeti kincseit minél jobban<br />

megismerjék és minél hatékonyabban hasznosítsák. Ezáltal a két földrész közötti<br />

tudományos kapcsolatokba a portugál birodalmat is bekapcsolták a hispán<br />

expedíciók mellett (kisebb késéssel). (Uo.: p. 727.) 1808-ban a luzitán királyi<br />

udvar Rio de Janeiroba települése számított mérföldkőnek, ez indította el az igazi<br />

szellemi fejlődést, annak egyik fontos hullámát. Ez már az az időszak, amikor<br />

régóta és egyértelműen nyilvánvalóvá vált a spanyol-amerikai területeken, hogy az<br />

európai metódus nem igazán életképes az Újvilágban. Emellett a 18. század<br />

végének reformtörekvései, a meginduló innovációk gyakran más iparágakat<br />

érintettek első körben, nem a bányászatot, valamint azt is elmondhatjuk, hogy a<br />

portugál nyelvű területeket bizonyos tekintetben a tudományos és kulturális<br />

lemaradás bélyegezte meg. Ezenkívül a legintenzívebb az arany- és gyémánt<br />

kitermelése volt, így az ezüstbányászat elenyésző mértékű, ill. egyáltalán nem volt<br />

jellemző, mindez a spanyol gyarmati területekhez viszonyítva egyértelműen<br />

megállapítható. (Az ezüstbányászat témájához fontos megjegyezni, hogy a 16.<br />

századtól szórványosan megjelenő tudományos expedícióknál gyakori cél volt az<br />

arany, ametiszt vagy gyémánt lelőhelyek, egyéb értékes ásványok és ércek mellett<br />

az ezüstlelőhelyek kutatása is Brazíliában. Emellett a bányászati szabályozásban is<br />

215


Borbély Anikó<br />

találhatunk ezüstkitermelésre vonatkozó szabályokat, tehát bizonyos területeken az<br />

ezüstkitermeléssel is próbálkozhattak, de ez nem olyan nagy volumenben történt<br />

mint Spanyol-Amerikában. A bányászatban az arany és gyémánt kitermelése vált<br />

uralkodóvá. Brazília Portugáliával együtt a spanyol Korona fennhatósága alá<br />

tartozott 1580-1640 között, ami szintén elősegíthette az ezüst iránti érdeklődést.<br />

Forrás: MACHADO, Iran F. – FIGUEIRÔA, Silvia F. de M: 500 years of mining<br />

in Brazil: a brief review. Resources Policy, 2001, január, p. 11.)<br />

Born Ignác és a Monarchia vezetői elsősorban gazdasági érdekek miatt a<br />

higanyos ezüstkitermelés fellendítésére szánták az új metódust, hogy a Monarchia<br />

higanybányái jobban jövedelmezzenek. (Lásd a szerző egyéb munkáit a témával<br />

kapcsolatban.) Ezenfelül a portugál gyarmatokon az anyaország sokkal erősebben<br />

tudta visszatartani a haladó, felvilágosult, európai eszmék terjedését, hosszabb<br />

ideig tudta visszavetni gyarmatai szellemi fejlődését. Mindezt jól jelzi, hogy a<br />

felvilágosodás sem érte el a fejlettebb spanyol gyarmatok színvonalát és a 19.<br />

század elejéig még nyomda sem volt Brazíliában. Az anyaországi kultúra is<br />

elmaradt a Spanyolországitól. Mind a kereskedelemben, mint az iparban a<br />

leghatározottabb tilalmi rendszert vezették be, ami erősen megkötötte a brazil<br />

vállalkozók kezét. (WITTMAN Tibor: Latin-Amerika története, Gondolat, 1971,<br />

pp. 202-203.)<br />

Brazília csak Portugálián keresztül érintkezhetett a külpiaccal, ugyanakkor az<br />

angol befolyásolás, az angol ipari áruk beözönlése a 18. században itt még jobban<br />

akadályozta az ipar fejlődését, mint a spanyol gyarmatokon. A brazil<br />

felvilágosodásra is jellemző hasznos ismeretek terjesztésére „akadémiák” jöttek<br />

létre, melyek kezdetben a történetírásban jeleskedtek. 1772-ben alapították a Rio de<br />

Janeiro-i Tudományos Társaságot, ami a természettudományokat hivatott<br />

terjeszteni és gazdasági kérdésekkel is foglalkozott. A század végére azonban az<br />

„akadémiák” gyanússá váltak, így a hatóságok inkább akadályozták a<br />

tevékenységüket, de üldözték a szabadköműves páholyokat is, mert azok a portugál<br />

abszolutizmusban látták a haladás fő akadályát. (Uo. p. 204.) A gyarmati<br />

monopóliumok, a monokultúrák, az alacsony népsürűség és más körülmények sem<br />

kedveztek a brazil gazdasági életnek (Wittman T). (Uo. p. 203.)<br />

A termelés súlypontja egyik termékről a másikra, az egyik vidékről a másikra<br />

tolódott át. Virágzó területek elhagyatottá váltak vagy éppen fordítva, az ősi<br />

állapotból kiemelkedve gyorsan felvirágoztak, ami a bányászati szektorra is igaz<br />

volt. Ha egy bánya kimerült, elhagyták a lakosai, visszefejlődött a körülötte<br />

kialakult település és új területeken próbálkoztak a kitermeléssel, ami<br />

leggyakrabban aranymosással valósult meg, vagy más termelési szektorokhoz<br />

fordultak. (Mindez talán erősebben jellemezte a portugál területeket, mint Spanyol-<br />

Amerikát. Portugália sokáig a tudományos élet perifériáján helyezkedett el, míg<br />

politikai szerepe meghatározóbb volt.)<br />

216


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

Az anyaország, Portugália a 18. század idején még a spanyolnál is<br />

egyoldalúbb és fejletlenebb gazdasággal rendelkezett. Lényegében a felsorolt<br />

körülmények hozzák magukkal, hogy a Born metódus nem igazán jelenhetett meg<br />

közvetlenül Brazíliában, ill. a luzitán területeken, habár elméleti szakmai hatása itt<br />

is kikristályosodik. Meglátásom szerint mindezek a hiányos szakirodalmi források<br />

ellenére is már kijelenthetőek, azonban végleges, tudományos megerősítésükhöz<br />

további kutatásokra lesz szükség a jövőben. Ebből következőleg Brazília szerepe<br />

inkább a közvetett kapcsolatokban tudott megnyílvánulni, mindazonáltal meg tudta<br />

jeleníteni a Selmeci Akadémia és Magyarország szellemi kisugárzását a portugálbrazil<br />

kultúrkörben is.<br />

Az amalgamáció elméleti hatásai és gyakorlati alkalmazása Brazíliában<br />

A bányászat történetéről nagyszámú könyv és tanulmány született már meg,<br />

jelen van a brazil történettudományban, mivel alapvető szerepet játszott az ország<br />

megszületésében. (SERRANO, Pinto Manuel: Aspectos da história da mineraçao<br />

no Brasil colonial. In.: Brasil 500 anos. A Construçao do Brasil e da América<br />

Latina pela Mineração. CETEM-Centro de tecnologia mineral kiadványa. pp. 27-<br />

29.)<br />

Az arany felfedezése Brazíliában 1560-as években indult el, amit újabb<br />

aranylelőhelyek felfedezése követett a későbbiekben. Kezdetben nem készítettek<br />

semmiféle feljegyzést a kitermelésről. Manuel Serrano Pinto tanulmányában<br />

olvashatjuk, hogy az első hiteles adataink 1699-ből származnak, amelyből<br />

megtudjuk, hogy 725 kg aranyat küldtek Lisszabonba abban az évben. A 17.<br />

században megkezdődik a bányászat törvényi szabályozása, és elkezdték a<br />

kitermelés adminisztrációját is. 1700 és 1822 között Minas Gerais volt a<br />

legfontosabb bányászati régió, kiemelkedő jelentőségre tett szert, majd mellé<br />

Goiás, Mato Grosso és São Paulo is felzárkózott a későbbiekben. Ezt a periódust<br />

„aranyciklusnak” („ciclo do ouro”) is nevezik. A gyémántbányászat 1730-1740<br />

között teljesen nyitottan folyhatott, 1740-1771-ig lényegében a portugál Korona<br />

kezében volt az irányítása. Ezután a császárság idején a bányászati tevékenység<br />

újra nyitottá, szabaddá vált. Minas Gerais és Goiás régiók voltak a legfontosabb<br />

gyémántkitermelési helyek a 18. század folyamán. A következő században Bahía is<br />

bekapcsolódott a drágakőkitermelésbe. A 19. század elején az anyaországnál<br />

nyolcvanszor nagyobb Brazília azonban gyakorlatilag kicsúszott Portugália<br />

ellenőrzése alól. Nagymértékben csökkent a lisszaboni import és a Portugáliába<br />

irányuló kivitel, a brazil kereskedelem jelentős része angol kézbe került.<br />

(WITTMAN Tibor: Latin-Amerika története, Gondolat, 1971. p. 205.) 1808-<br />

London vette át Lisszabon szerepét, a brazil áruk fő lerakodó helye lett. Az angol tól<br />

217


Borbély Anikó<br />

tőkétől való függés a függetlenség elnyerése után is jellemző maradt, az országnak<br />

jelentős államadóssága is volt. Majd a 20. század idején indul el az iparosodási<br />

folyamatban, ami a bányászati szektort is komolyan érintette. (MACHADO, Iran –<br />

FIGUEIRÔA, Silvia F de M.: 500 years of mining in Brazil: a brief review.<br />

Resources Policy, 2001, január, p. 9.)<br />

Ha a Born módszer, úgy tűnik nem is igazán jutott el a portugál Korona<br />

területeire, azonban az amalgamáció és az olvasztás itt is ismert és elismert<br />

bányászati technikának számított és bizonyos régiókban alkalmazták is vagy<br />

megpróbálták alkalmazni az értékes fémek kinyerésére a folyami aranymosás<br />

mellett. Megemlíthető, hogy az aranykohászatban az ún. Casas de Fundição<br />

elnevezésű, a kormány ellenőrzése alatt álló bányászati intézményekben folyt<br />

higanyos amalgamáció az arany kinyerésére a 19. század folyamán, amit<br />

pontatlanul és kisebb hatásfokkal végeztek. Néhány luzitán gyarmati tudós<br />

feljegyzéseiben viszont utal brazíliai ezüstkohászat létére is a 17-18. század idején.<br />

Majd az angol bányászati vállalkozások megjelenésével és munkájával a 19.<br />

század folyamán indul el egy komolyabb technikai és szakmai fejlődési folyamat,<br />

egy „innovációs hullám”, mely (újra) magával hozza külföldi szakemberek<br />

csoportos megjelenését a térségben, melyek között Selmecbányán tanult<br />

bányamérnökök is előfordultak. Ezáltal egy nemzetközi alapokon nyugvó<br />

technológiai és technikai fejlesztési próbálkozásba kapcsolódnak be a csoportokban<br />

megérkező bányászok, egy politikailag független, de gazdaságilag és pénzügyileg<br />

erősen Angliától függő ország aranybányászatában.<br />

Ugyanakkor az amalgamáció, mint az ibero-amerikai bányászat egyik<br />

meghatározó bányászati technikája a luzitán-brazil tudományos reflexiókban is<br />

helyet kapott, a tudományos értekezések témájául szolgált évszázadokon át.<br />

Többek között Alonso Barba „A fémek művészete” (Arte de los metales) című<br />

1640-ben megjelent munkája, vagy Georgius Agricola Re de Metallica című műve<br />

a luzitán-brazil tudományban és bányászatban is éreztette hatását. Ismerték ezeket<br />

a tudományos munkákat.<br />

Brazilok és portugálok a 18. századi Magyar Királyság területén és<br />

selmeci bányamérnökök Brazíliában<br />

A Felvilágosodás időszakának ösztöndíjasai, megbízottjai, utazói úgy<br />

tanultak, szereztek új ismereteket, hogy mindeközben eszközei voltak az új<br />

tudományos eredmények terjesztésének, az újítások bevezetésének<br />

Spanyolországban vagy másutt is. (GARCÍA, Belmar Antonio – BERTOMEU,<br />

Sánchez José Ramón: Viajes a Francia para el estudio de la química, 1770 y 1833.<br />

Asclepio-Vol. LIII-1-2001. pp. 95-96.)<br />

A személyes kapcsolatok és a tudományos jellegű utazások fontos csatornái<br />

voltak a gyakorlati és elméleti ismeretek terjesztésének, melyeket gyakran nehéz<br />

218


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

volt írásban rögzíteni. Így terjedtek szét többek között az intézményszervezési<br />

modellek is, (Uo.: p. 100.) itt említhetjük meg példaként egyik résztémánkat, a<br />

selmeci akadémia oktatás- és tudománytörténeti hatását, ill. szakmai<br />

kizugárzásának megjelenését az amerikai gyarmatokon. A spanyol utazók,<br />

ösztöndíjasok egyik legnagyobb kiáramlása az 1780-as évek közepére-végére<br />

tehető. A Sociedad Vascongada nevű társaság (Ez a társaság, melyet 1764-ben<br />

alapítottak ma is létezik. A társaság segítette a tehetséges fiatalok külföldi<br />

tanulmányait, hogy a francia felvilágosult eszmék szerint tevékenykedjenek.<br />

Többek között támogatták Juan José Elhuyar európai utazásait is a kormányzati<br />

segítség mellett.) támogatta kiváltképpen ezeket a tanulmányutakat, elsősorban<br />

acélból, hogy az ösztöndíjasok legfőképpen bányászati-kohászati technikákról<br />

szerezzenek ismereteket. Ezért sok diák utazott Freibergbe és Selmecbányára, hogy<br />

az ottani iskolákban tanuljanak tovább. III. Károly kormányzata szintén anyagilag<br />

támogatta ezeket az utazásokat, ugyanakkor néhány esetben különböző kémkedési<br />

célokat is becsempésztek a tudományfejlesztési elképzelésekbe. (Uo.: pp. 106-107.<br />

Lásd a szerző további tanulmányait a témában.)<br />

Antonio García Belmar és José Ramón Bertomeu Sánchez tanulmányában is<br />

olvashatjuk, hogy többek között José Miaja, Manuel de Angulo és Enrique<br />

Schenellenbühel Selmecre érkeztek 1788. júliusában, később Freibergbe utaztak,<br />

ahol találkoztak José Ricartéval és Andrés M. del Río-val. Ennél a csoportnál<br />

tudjuk megemlíteni még Juan López de Peñalvert, aki miután Selmecbányán tanult,<br />

utána Párizsban foglalkozottt hidraulikával Agustín de Betancourt (1758-1824)<br />

vezetésével több spanyol társával egyetemben. Azonkívül, hogy tanulmányokat<br />

folytattak, Schenellenbühel, a spanyol Korona szolgálatába állt német fiatalember<br />

elkészített egy „teljes rajzkollekciót és leírást minden alkalmazott gépről,<br />

szerkezetről, olvasztókohóról”, melyeket karintiai útja során látott. Angulonak<br />

felajánlották azt a megbízást, hogy szerezzen információkat az új amalgamációs<br />

eljárásról. Később 1791 tavaszán elrendelték, hogy látogassa meg Alsó-<br />

Magyarországon a legfontosabb bányákat, gyárakat és olvasztókat azzal a céllal,<br />

hogy tájékozódjon a különböző munkafolyamatokról, azok költségeiről, a<br />

kitermelésről. Ősszel Szászországba ment tanulmányait folytatni, majd<br />

Csehországban a réz- és ónbányászat területén szerzett újabb tapasztalatokat. (Uo.:<br />

p. 108. A szerzőpáros több más tanulmányhoz hasonlóan azon az állásponton van,<br />

hogy ezen információk megszerzése a mai értelemben vett ipari kémkedésnek felel<br />

meg. p. 109. Ezáltal egyre nyilvánvalóbbá válik, hogy az anyaországi<br />

elképzelésekben keveredhettek a titkosabb jellegű információszerzési és a valóban<br />

tudományos jellegű célok. Selmecbánya itt is kiemelhető abban a tekintetben, hogy<br />

a hispán kutatók körútjában ezen a helyszínen volt legkevésbbé szükséges a<br />

219


Borbély Anikó<br />

kémkedési tevékenység, a szívélyes vendéglátást Fausto Elhuyar is többször<br />

kiemeli leveleiben.)<br />

A Selmecbányán is tanult Andrés Manuel del Río, aki később kimagasló<br />

mexikói karriert ért el, egy feljegyzésben számolt be hazánkban szerzett<br />

tapasztalatairól, Értekezés egy gépről, amellyel a selmecbányai bányákból, Alsó-<br />

Magyarországon, kiemelik a vizet címmel (Memoria sobre una máquina con la<br />

cual se extraen las aguas de las minas de Shemnitz, en la baja Hungría). (1788.<br />

július 25-e a feljegyzés dátuma, megtalálható az Archivo General de Indias<br />

levéltárban, Mapas y Planos, Minas, 48, e Indiferentes. URIBE, Salas José Alfredo:<br />

Labor de Andrés Manuel del Rio en México: Profesor en el Real Seminario de<br />

Minería. Asclepio, 2006. vol. LVIII, n. 2, július-december. p. 250.)<br />

A legkevésbé ismert ösztöndíjasok közé tartozik Francisco Antonio Codón,<br />

aki azt állította, hogy 14 évig utazgatott III. Károly és IV. Károly megbízásából<br />

Franciaországban, a Brit-szigeteken, majd Észak-és Közép-Európában (többek<br />

között Selmecen is). (Uo.: p. 113.)<br />

Azt is érdemes megemlítenünk, hogy a hispán utazók, ösztöndíjasok Európa<br />

számos területére érkeztek a 18. század második harmadától, többek között Nagy-<br />

Britanniába, Svédországba, Hollandiába, Franciaországba, Olaszországba, valamint<br />

a német nyelvterületekre, így Freibergbe és Selmecbányára is. Az utazások témái is<br />

változatosak voltak, foglalkoztak bányászati technológiákkal, kohászati<br />

ismeretekkel, tüzérségi technikákkal (ágyúöntéssel), kémiával,<br />

orvostudományokkal, természettudományokkal, gyógyszerészettel stb. A francia<br />

felvilágosodással megjelenő „haszonelvű tudományos kutatással” Spanyolország<br />

tehát igyekezett minél hatékonyabban kihasználni természeti erőforrásait,<br />

fejleszteni a tudományos állapotokat. Ebbe az elméleti-tudományos áramlatba, a<br />

tudományos peregrinációba a Portugál anyaország és gyarmati területei is többékevésbe<br />

be tudtak kapcsolódni, habár úgy tűnik nem olyan nagy volumenben, mint<br />

a hispánok. Példaként említhetőek a térség tudományos utazói közül néhányan,<br />

akik szakmai képzésük egyik állomásaként látogattak a Magyar Királyság<br />

területére. Mindegyikük tanult a portugáliai Coimbrai Egyetemen<br />

természettudományokat, majd európai körútba kezdtek, melynek befejezése után az<br />

anyaországi vagy a gyarmati adminisztráció alkalmazottaiként lettek sikeresek<br />

vagy a bányászati kitermelés vezető szakembereivé váltak. (A portugál<br />

gyarmatokon általánosságban is elmondható, hogy a tudományos karrier és a<br />

gyarmati adminisztrációban való alkalmazás menetéhez tartoztak hozzá a coimbrai<br />

tanulmányok, majd az azt követő többéves európai tudományos tanulmányutak,<br />

tapasztalatszerzések, a képzések során megszerzett gyakorlati tapasztalatok<br />

bővítése, a kapcsolatrendszerek kiépítése, tudományos eredmények elérése. Majd<br />

ezen lépcsőfokok elérése után kerültek pozíciókba a korabeli értelmiségi fiatalok az<br />

anyaországban vagy a brazil területeken egyaránt.)<br />

220


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

Joaqium Pedro Fragoso de Sequeira Portugáliából, tehát az anyaországból<br />

származott, míg José Bonifácio de Andrada e Silva (1763-1838) és Manoel<br />

Ferreira de Câmara de Bittencourt e Sá (1762-1835) brazíliai születésűek voltak.<br />

Mindkét brazil járt a legfontosabb európai oktatási-gazdasági centrumokban, így<br />

Párizsban, Freibergben, Magyarországon, Skandináviában stb. Elsődlegesen a<br />

tudományos és technikai újítások, az oktatási módszerek érdekelték őket. Tíz év<br />

múlva tértek vissza Lisszabonba és azonnal az anyaországi adminisztrációban<br />

kerültek alkalmazásba. Andrada az anyaországban maradt, míg Câmara Minas<br />

Gerais állam gyémánt kitermelésében dolgozott. (MACHADO, Iran –<br />

FIGUEIRÔA, Silvia F de M.: 500 years of mining in Brazil: a brief review.<br />

Resources Policy, 2001, január, p. 16.)<br />

Az is elmondható, hogy a portugál Korona is támogatta külföldi<br />

szakemberek, elsősorban németek alkalmazását a gyarmati bányavidékeken a 18-<br />

19 század fordulója környékén vagy már előbb is. [Uo. p. 16 Például Wilhelm-<br />

Christian Gotthelft von Feldner, Friedrich-Ludwig-Wilhelm Varnhagen vagy a<br />

brazil geológia megteremtésében kulcsfontosságú szerepet játszó Wilhelm-Ludwig<br />

von Eschwege (1775-1855) említhető meg. Német szakemberek megjelenése a<br />

gyarmatok kitermelésében, mely tényleges tudományos eredményekkel is járt a 18.<br />

század közepétől indult el (de jelenlétük, vagy technikai eredményeik megjelenése<br />

előbb is elképzelhető). A portugál Koronának voltak kapcsolatai a német nyelvű<br />

tudományos szakemberekkel, azonban egyelőre nincsenek forrásaink arról, hogy<br />

közvetlenül a Born-metódus meghonosítására lettek volna kísérleteik.]<br />

Câmaráról tudjuk, hogy tudományos munkákat jelentetett meg a Lisszaboni<br />

Királyi Akadémiában, közép-és észak-európai útjai során feljegyzéseket készített a<br />

legfontosabb bányászati régiókról, gyakorlati és tanácsosi munkája során<br />

lejegyezte tapasztalatait a különféle bányászati és kohászati ügyekről. Külön<br />

megemlíthető a Feljegyzés Erdély legfontosabb bányászati kitermeléséről („Nota<br />

sobre a extraçao das minas do Principado da Transilvânia) című munkája, amit<br />

1796. március 5-én írt Zalatnán. (VARELA, Alex Gonçalves:<br />

cientificas no Império portugués: um estudo da obra do “metalurgista de Atividades profissão”<br />

Manuel Ferreira da Câmara – 1783-1820. Historia, Ciências, Saúde<br />

Rio de Janeiro, v. 15, n. 4, 2008. október-december, pp. 1202 - 1203. – Manguinhos,<br />

Itt is megállapítható, hogy tudományos párbeszéd indul meg ) a korszak<br />

szakemberei között, levelezéseket folytatnak egymással, vitatkoznak szakterületük<br />

aktuális kérdéseiről, szakemberek leszerződtetését javasolják anyaországi<br />

előljáróiknak, vagy fejlesztési javaslatokat dolgoznak ki a bányászati<br />

kitermelésben.<br />

221


Borbély Anikó<br />

A legmagasabb szintű szaktudást itt is a „németek”, az európaiak<br />

képviselték, a tömeges munkaerőt 1888-ig az afrikai rabszolgák biztosították, míg<br />

a kitermeléshez, a bányászati vállalkozásokhoz szükséges tőkét pedig az angolok,<br />

ami tehát különböző angol bányatársaságok megjelenését hozta magával a 19.<br />

században. Az angol társaságok Brazília különböző régióiban kezdték meg a<br />

kitermelést, így ebben a században indult el újabb bányászati tevékenység a minas<br />

gerais-i Gongo Socco, Morro Velho, Morro das Almas ércmedencékben is,<br />

elsősorban az aranykitermelésre szakosodva. A vállakozások alkalmazásában újabb<br />

európai szakemberek, csoportos migrációja indult meg a gyarmatok irányába,<br />

közöttük a selmeci akadémia egykori hallgatói is megjelentek. Közülük Hocheder<br />

János Károly emelhető ki, mint az Akadémia egyik legkiválóbb diákja, aki ebben a<br />

régióban tevékenykedett és az egyik legismertebb és legjelentősebb karriert futotta<br />

be bő 10 éves amerikai tartózkodása alatt. Javaslatára további európai<br />

bányamérnököket hozattak a minas gerais-i bányákhoz. Az Imperial Brazilian<br />

Mining Association elnevezésű vállalkozás volt a legelső ilyen jellegű próbálkozás,<br />

amikor 1824-ben Catas Altas báró eladta a gonco socco-i területeit a vállalat<br />

számára. A Londonban alapított vállalkozás 1826 és 1856 között működött, 1856-<br />

ban visszaesett a termelés, majd fel is hagyták a bányát, megszűnt a társaság.<br />

Működési<br />

periódus<br />

A vállalkozás megnevezése<br />

A kitermelt<br />

arany<br />

mennyisége<br />

(grammban)<br />

12.887.000<br />

1824-56 Imperial Brazilian Mining Association (Gongo<br />

Soco)<br />

1828- ? General Mining Association (São José d’el Rey) ?<br />

1830-1960 St. John d’el Rey Mining Company, Limited 72.840.000<br />

(Morro Velho)<br />

1833-44 Brazilian Company, Limited (Cata Branca) 1.181.291<br />

1833-46 National Brazilian Mining Association (Cocais) 207.900<br />

1834- ? Serra da Candonga Gold Mining Company, ?<br />

Limited (Serra da Candonga)<br />

1861-76 East Del Rey Mining Company, Limited (Morro ?<br />

das Almas)<br />

1862-96 Don Pedro North Del Rey Gold Mining Company 2.427.000<br />

(Morro de<br />

Santa Ana & Maquiné<br />

1862-98 Santa Bárbara Gold Mining Company, Limited<br />

(Pari)<br />

2.682.453<br />

222


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

1863-73 Anglo-Brazilian Gold Mining Company, Limited 753.500<br />

(Passagem)<br />

1864- ? Roça Grande Brazilian Gold Mining Company ?<br />

(Roça Grande)<br />

1868-74 Anglo-Brazilian Gold Syndicate, Limited (Itabira) ?<br />

1873-75 Brazilian Consols Gold Mining Company ?<br />

(Taquara Queimada)<br />

1876-87 Pitangui Gold Mines Limited, (Pitangui) 285.000<br />

1880-87 Brazilian Gold Mines Company, Limited ?<br />

(Descoberta)<br />

1880-1927 Ouro Preto Gold Mines Company, Limited 8.210.119<br />

(Passagem)<br />

1886- ? São José d’el Rey Gold Mining Company, ?<br />

Limited (Caçula)<br />

1898-1905 São Bento Gold Estates, Limited (São Bento) 922.739<br />

TOTAL 102.397.002<br />

1. táblázat. Minas Geraisban működő angol bányatársaságok és kitermelési<br />

adataik<br />

Forrás: Souza, Tânia Maria Ferreira de (2004):"Onde O Sol Nunca Brilha:<br />

Investimentos Britânicos E Mudança Tecnológica Nas Minas De Gongo Soco,<br />

Passagem E Morro Velho," Anais do XI Seminário sobre a Economia Mineira<br />

[Proceedings of the 11th Seminar on the Economy of Minas Gerais], In: João<br />

Antonio de Paula & et alli (ed.), Anais do XI Seminário sobre a Economia Mineira<br />

[Proceedings of the 11th Seminar on the Economy of Minas Gerais] Cedeplar,<br />

Universidade Federal de Minas Gerais.<br />

Spanyol-Amerika területén az anyaország erősebb és hatékonyabb fejlesztési<br />

elképzeléseket tudott megvalósítani, melyek a gyarmati időszak végén indultak el,<br />

ezért is csak részben jöhettek létre. A selmeci akadémia egykori diákjai ebbe a<br />

reformsorozatba tudtak bekapcsolódni munkájukkal és tudásukkal már a 18. század<br />

végén. Ennek részeként próbáltak konkrét bányászati-kohászati innovációt is<br />

megvalósítani. A Born-módszer nemcsak az európai tudományos világot<br />

pezsdítette fel, hanem az akadémia ismertségét is megnövelte és önmagában egy<br />

ibero-amerikai szakmai kapcsolati hálózat kialakulást eredményezte, mely végül<br />

többféle területen kristályosodott ki és lehetővé tette nagyobb számú selmeci<br />

szakember megjelenését a gyarmatokon. A portugál Korona esetében a gyarmati<br />

reformok nem voltak ennyire előrehaladottak, ezért az akadémia diákjainak<br />

csoportos formában való megjelenése, bekapcsolódása a brazil bányászati<br />

223


Borbély Anikó<br />

tevékenységbe kisebb mértékű volt, legfőképpen az aranybányászatban történt, és<br />

csak általánosabb formában. Itt konkrétan egy angol vállakozás beindulásához és<br />

minél nagyobb rentábilitásához volt szükség a technikai újításokra, a képzett<br />

munkaerőre, amikor az akadémiához kötődő szakemberek, mint képzett munkaerő<br />

megjelentek Minas Geraisban, hogy irányítsák a munkálatokat. Ennek ellenére be<br />

tudtak kapcsolódni a térség tudományos felfedezésébe is. Tudjuk, hogy Hocheder<br />

mint az első brazíliai angol vállalkozás egyik vezetője, 1830-1840 között dolgozott<br />

Brazíliában, maga is részt vett az újabb munkaerő toborzásában és<br />

leszerződtetésében. 1835-ben tért vissza Londonba rövidebb időre, majd 1836-ban<br />

egy kisebb utazás keretében szülőföldjére utazott, hogy osztrák (magyar)<br />

szakembereket szerződtessen le, akik az aranykitermelésben dolgozhatnak<br />

Brazíliában. Többek között barátját, a salzburgi gyökerű Virgil von Helmreichent<br />

is felfogadta az amerikai munkára, aki szintén a selmecbányai akadémián is tanult,<br />

és végül 1836 és 1852 között élt kint. [Friedrich E. Renger: Obras várias de Virgil<br />

von Helmreichen (1805-1852). Contribuiçoes á geologia do Brasil. pp. 15-16.]<br />

Selmecbányáról másokkal együtt utaztak vissza Londonba, ahonnan hajóval<br />

indultak el Amerikába, ahol Helmreichen a Morro das Almas-i bányához került,<br />

amit számos utazó tekintett meg. Munkásságával a brazil geológia<br />

megteremtésében vállalt aktív szerepet. Az 1840-es években kezdte meg<br />

tudományos utazásait Minas Gerais államban, aranylelőhelyeket térképezett fel,<br />

melyben barátja Hocheder is segítségére volt. (Uo. p. 18.)<br />

Az angol társaság 1835-ben 35 európai, és 110 néger férfi és női munkaerőt<br />

(rabszolgát) alkalmazott, anyagilag is támogatta a tudományos kutatásokat, újabb<br />

bányászati lelőhelyek felfedezését. Helmreichen végül gyakorlati munkája mellett<br />

többször tett tudományos utazásokat a környékbeli bányákban, például 1846-ban<br />

egy kisebb, 5 fős csoporttal indult kutatásokat folytatni, járt Rio de Janeiróban,<br />

közétette tudományos eredményeit és kollekciókat is gyűjtött a Bécsi Múzeum<br />

számára. (Uo. p. 21.)<br />

Nem tudhatjuk pontosan az ibero-amerikai utazók és ösztöndíjasok pontos<br />

számát. Ehhez további kutatásokra van szükség. (A témával kapcsolatban<br />

elsősorban a spanyol és a magyar tanulmányok alapján próbáltam átfogó képet<br />

adni, a legfontosabb irányvonalakat kijelölni a kapcsolati hálóban, amelyek tényleg<br />

példát jelentenek számunkra, hogy az innováció, egy újítás milyen meghatározó,<br />

továbbmutató, hatásaiban messzebbre nyúló következményeket hozhat magával,<br />

hogyan jelenhet meg az országok közötti kapcsolatokban is. Az utóbbi években,<br />

évtizedben megjelenő szlovák nyelvű szakirodalom, valamint a német nyelvű<br />

korabeli forrásmunkák és további levéltári kutatások hozhatják majd magukkal az<br />

elsődleges, átfogó megállapítások további megerősítését és/vagy pontosítását.)<br />

224


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

Sajnos, a korszakban nem készítettek pontos és mindenre kiterjedő<br />

feljegyzéseket sem, ezért nem is alakíthatunk ki egy mindent magába foglaló<br />

elképzelést. A német hangzású nevek is lehetetlenné teszik a pontos beazonosítást,<br />

esetleges magyar gyökerek felfedezését. Mégis a megemlített nevek, tudósok és<br />

tevékenységeik, és a selmeci akadémia ibero-amerikai hatásának átfogó jellegű<br />

összeírása is megmutathatja nekünk a 18-19. századi tudományos kapcsolatok<br />

alakításának módszereit, nehézségeit, választ ad a tudományos és technikai újítások<br />

terjedésének általános elméletére. Összefoglalásként megállapíthatjuk Wittman<br />

Tibor szavaival élve, hogy „a spanyol felvilágosodás elmaradt a franciától, a<br />

portugál a spanyoltól, a brazíliai a portugáltól.” (WITTMAN Tibor: Latin-Amerika<br />

története, Gondolat, 1971, p. 204.) Ez az állítás az európai amalgamáció révén<br />

kialakult szakmai kapcsolati hálózatra is kiterjeszthető. Ebből a gondolatmenetből<br />

is kiindulva tovább erősödik az a feltételezés, miszerint a Born-amalgamáció<br />

közvetlenül nem igazán jelenthetett meg a brazil területeken, hiszen a portugál<br />

Korona nem volt jelen a szklenófürdői bemutatón, ezt – ahogy láttuk - számos<br />

tényező akadályozta és sem az anyaországi, sem a brazíliai területek még nem<br />

voltak alkalmasak haladó színvonalú bányászati-kohászati technika gyakorlati<br />

megvalósítására, átültetésére. Amíg Spanyol-Amerika eljutott arra a szintre, hogy<br />

egy nagy visszhangot kiváltó európai újítást megpróbáljon meghonosítani<br />

gyarmatain, habár ott sem jártak sikerrel, mindez a luzitán területeken abban az<br />

időszakban, vagyis a 18. század utolsó időszakában fel sem merült igazán.<br />

A luzitán-brazil kapcsolatok a selemeci akadémia szakmai-tudományos<br />

kisugárzását földrajzilag és tárgykörében is újabb területeken tudták hasznosítani,<br />

ezzel tovább szélesítették az intézmény külföldi szakmai-tudományos kisugárzását,<br />

de a közvetlen kapcsolatokban nem tudtak olyan mélységben megjelenni, mint a<br />

spanyol nyelvű területek. Ha a direkt kapcsolatokban nem is jutottak szerephez, a<br />

tágabb, szélesebben értelmezett relációkban ugyanúgy megjelentek elsősorban a<br />

technika- és tudománytörténet területén. Az is nyilvánvalóvá válik, hogy a délamerikai<br />

bányászati technológia is több forrásból ered, melyben az Ibériaifélszigeten<br />

keresztül átplántált közép-európai tudás is manifesztálódik. A brazil és<br />

luzitán utazók magyarországi tapasztalatai is gazdagították szakmai és tudományos<br />

látókörüket, későbbi munkáikban megjelent az amalgamáció témája, mint a<br />

korszak egyik „divatos” technikája vagy éppen a magyarországi eredmények,<br />

bányászati újítások. Remélhetően a Selemecbányai Bányászati Akadémiát is<br />

meglátogatták.<br />

225


Borbély Anikó<br />

IRODALOM:<br />

1. Dr. BŐHM József (2006): A felsőfokú bányászati szakemberképzés<br />

fejlődése és átalakulása. Bányászati Kohászati Lapok (BKL)-Bányászat, 1.<br />

szám, pp. 3-5.<br />

2. CSERNA, de Gömbös Zoltán: La evolución de la geología en México<br />

(~1500-1929). UNAM, Instituto Geología, Revista, vol. 9., 1. szám, 1990.<br />

3. CARNEIRO, S. Henrique: História de Ciência, da Técnica e do Trabalho no<br />

Brasil. Nuevo Mundo Mundos Nuevos, Bibliografías, 2005.<br />

http://www.nuevomundo.revues.org/index573.html (2008. július 18.)<br />

http://www.embajadabrasil.org/pe/pdf/Brasil%20en%20Sintesis.pdf<br />

(2011.07.12)<br />

4. FIGUEIRÔA, Silvia F. de M.: Mineração no Brasil: Aspectos técnicos e<br />

científicos de sua história na colonia e no império (séculos XVIII-<br />

XIX).América Latina en la Historia Económica, núm. 1., enero-junio de<br />

1994.pp. 41-53.<br />

5. FIGUEIRÔA, Silvia F. de M.: "Metais aos pés do trono": exploração mineral<br />

eo início da investigação da terra no Brasil. Rev. USP [online]. 2006, n.71,<br />

pp. 10-19.<br />

Internet: http://www.revistasusp.sibi.usp.br/pdf/revusp/n71/03.pdf (2011.<br />

07. 06.)<br />

6. FIGUEIRÔA, Silvia F. de M.-DA SILVA, Clarete P.-PATACA, M.<br />

Ermelinda: Aspectos mineralógicos, das „Viagens Filosóficas” pelo territorio<br />

brasileiro na transiçao do século XVIII para o século XIX. Historia, Ciências,<br />

Saúde – Manguinhos, vol. 11. 2004. szeptember-december. p. 714.<br />

Internet:Internet:http://www.scielo.br/pdf/hcsm/v11n3/08.pdf<br />

(2011.06.29.)<br />

7. GARCÍA, Belmar Antonio – BERTOMEU, Sánchez José Ramón: Viajes a<br />

Francia para el estudio de la química, 1770 y 1833. Asclepio-Vol. LIII-1-<br />

2001.<br />

8. HABASHI, Fathi: Schools of Mines. TRAUX, Vol. 30. 2003. No. 34.<br />

Hungarian National Committe of ICSOBA at the Hungarian Mining and<br />

Metallurgical Society „OMBKE”, Budapest, 2003.pp. 161-171.<br />

Internet: (Abstracts): http://www.icsoba.org/tra/vol-30-2003-no34.pdf<br />

(2011-07-11)<br />

9. MACHADO, Iran – FIGUEIRÔA, Silvia F de M.: 500 years of mining in<br />

Brazil: a brief review. Resources Policy, 2001, január, pp. 9-24.<br />

Internet:<br />

http://www.globalmercuryproject.org/database/Upload/Brazil%202001%20<br />

Machado%20Mining%20Review.pdf<br />

226


Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a szakmai<br />

kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán<br />

10. PARANHOS, Clarete da Silva: Uma contribuicão para a divulgacão da<br />

memória científica do Brasil. Revista Técnica IPEP, São Paulo, SP., 2006.<br />

augusztus-december, 2. szám, pp. 75-84.<br />

11. PROBÁLD Ferenc (2005): Amerika regionális földrajza. Trefort Kiadó.<br />

12. RENGER, Friedrich E.: Obras várias de Virgil von Helmreichen (1805-<br />

1852). Contribuiçoes á geologia do Brasil.<br />

13. SÁNCHEZ, Picón Andrés: Modelos tecnológicos en la minería del plomo<br />

andaluza durante el siglo XIX. Revista de Historia Industrial, No.7, 1995.<br />

14. SERRANO, Pinto Manuel: Aspectos da história da mineraçao no Brasil<br />

colonial. In.: Brasil 500 anos. A Construçao do Brasil e da América Latina<br />

pela Mineração. CETEM-Centro de tecnologia mineral kiadványa<br />

Internet: http://www.cetem.gov.br/publicacao/500anos_BLOCO%20I.pdf<br />

(2011.06.21.)<br />

15. SOUZA, Tânia Maria Ferreira de (2004):"Onde O Sol Nunca Brilha:<br />

Investimentos Britânicos E Mudança Tecnológica Nas Minas De Gongo<br />

Soco, Passagem E Morro Velho," Anais do XI Seminário sobre a Economia<br />

Mineira [Proceedings of the 11th Seminar on the Economy of Minas Gerais],<br />

In: João Antonio de Paula & et alli (ed.), Anais do XI Seminário sobre a<br />

Economia Mineira [Proceedings of the 11th Seminar on the Economy of<br />

Minas Gerais] Cedeplar, Universidade Federal de Minas Gerais.<br />

Internet:<br />

http://www.cedeplar.ufmg.br/diamantina2004/textos/D04A052.<strong>PDF</strong><br />

(2010. 05.19.)<br />

16. URIBE, Salas José Alfredo: Labor de Andrés Manuel del Rio en México:<br />

Profesor en el Real Seminario de Minería. Asclepio, 2006. vol. LVIII, n. 2,<br />

július-december.<br />

Internet:<br />

http://asclepio.revistas.csic.es/index.php/asclepio/article/view/15/15<br />

(2011.07.05)<br />

17. VARELA, Alex Gonçalves: Atividades cientificas no Império portugués: um<br />

estudo da obra do “metalurgista de profissão” Manuel Ferreira da Câmara –<br />

1783-1820. Historia, Ciências, Saúde – Manguinhos, Rio de Janeiro, 2008.<br />

vol. 15, n. 4, október-december.<br />

Internet: http://homolog.scielo.br/pdf/hcsm/v15n4/16.pdf (2011.07.13.)<br />

18. Dr. VITÁLIS György: Száz éve lett főiskola a selmecbányai m. kir.<br />

Bányászati és Erdészeti Akadémia Bányászati és Kohászati Lapok-<br />

BKL, 2005. 1. szám pp. 5-7.<br />

227


Borbély Anikó<br />

19. WITTMAN Tibor: Latin-Amerika története, Gondolat Kiadó, 1971. pp. 196-<br />

236.<br />

20. ZWEIG, Stefan: Brazília a jövő országa. Ford. Halász Gyula. Béta Irodalmi<br />

Rt., 1941.<br />

228


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.229-239.<br />

ENVIRONMENTAL AND ECONOMIC ASPECTS OF<br />

COALFIRING IN ELECTRIC POWER GENERATION<br />

Summary<br />

Cost Management in mining<br />

Torsten Uwe Hauck<br />

certificated economist<br />

Mátrai Erőmű Zrt.<br />

torsten.hauck@mert.hu<br />

Today the most electricity production in Europe is based on coal and it is<br />

behind nuclear electricity production the cheapest energy resource. But the CO2<br />

emission per kWh by using coal for energy production is much higher than with<br />

other energy resources.<br />

To reduce CO2 emission Europe has introduced the European Emission<br />

Trading System (EU-ETS) on 1. January 2005. From 2013 on there will be no free<br />

quota anymore and the companies have to pay for every ton CO2 they emit. The<br />

cost structure of coal-fired power plants will be changed and this effects the<br />

competitiveness of coal as a energy resource. In dependency of CO2-prices and<br />

electricity-prices gas as energy resources will be the main competitor of coal.<br />

1. Introduction of present situation<br />

1.1. Market-share of coal based energy-production<br />

The coal-heating power plants produce 40% of the world’s energy-supply,<br />

( http://www.iea.org/papers/2010/power_generation_from_coal.pdf; p.13.) a much higher<br />

share than any other energy source has. Only this proportion shows already, how<br />

inevitable coal is for the world’s economic development. From gas is 21% of the<br />

global energy-demand covered, while nuclear energy reaches 14%.<br />

The environmental load of the coal-fired power plants is more and more in<br />

focus, because these plants are responsible for more than 28% of the global carbondioxide<br />

(CO2) emission.<br />

(http://www.iea.org/papers/2010/power_generation_from_coal.pdf; p.13.)<br />

However, the sustainability of the coal-based energy production’s<br />

competitiveness in the developed countries is undermined by the global intention to<br />

reduce greenhouse-gas emission and by the European Emission Trading System,<br />

229


Torsten Uwe Hauck<br />

developed with the same goal. Nevertheless, the competitiveness of coal is pointing<br />

beyond itself, because the exclusion of the energy produced from coal with low<br />

costs means directly the rise of the electricity-prises. This can lead to<br />

competitiveness-problems for the whole European economy by the advancing<br />

industrial operational costs.<br />

The proportion of coal in the primer energy-mix of Europe is significant, in<br />

average 32%. This cannot be replaced in 5-10 year terms by gas or nuclear energy.<br />

At the moment, 22% of the European energy-supply is produced from firing gas,<br />

and 26% is the part of the nuclear energy. Water-energy reaches 14%, and<br />

renewables give 4% of all demand. In case of replacement coal by gas would the<br />

import-dependency of EU even increase, while hard coal and lignite have an 80%<br />

share in the European fossil energy resources. (Guaranteeing Energy for Europe –<br />

How can coal contribute? by EURACOAL; 2010; p.4.)<br />

On the base of our technological knowledge the intensity of alternative<br />

energy-resources (such as solar-, wind-, water-, biomass-energy) lags much behind<br />

the efficiency of the coal- (oil-, gas-) heating power-generation. From the realistic<br />

point of view only a fraction of demands can be covered with alternative energy<br />

resources.<br />

Coal plays also a leading role in the availability of the fossil energyresources:<br />

according the researches of HSBC the global oil-stocks will run out in<br />

49 years, gas-stocks can be enough for a bit more, but counting with the present<br />

energy-demand the coal-reserves of the Earth will serve for 176 years .<br />

http://www.moneynews.com/StreetTalk/HSBC-Oil-May-un/2011/03/24/id/390626<br />

The present power-generation of both, Germany and Hungary, builds on<br />

large scale on the coal-assets, which they still possess even on long-term.<br />

230


Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation<br />

Source: RWE Factbook; Generation Capacity in Europe, June 2007<br />

http://www.rwe.com/web/cms/contentblob/108844/data/11802/de-Factbook-juni-2007-<br />

2.pdf; p. 39<br />

Concentrating on the German situation the proportion in production and the<br />

large reserves show clear the importance of coal in the county. This situation will<br />

in mid-term surely be fixed taking the freight from nuclear energy and the present<br />

coal-heated plant developments into account.<br />

Hungary covers 38% of its energy-demand with nuclear energy from its<br />

single nuclear power station of the country, operating in Paks. The second largest<br />

energy-resource is gas, which must be imported, such as in case of nuclear fuel<br />

elements. Its dependency on imported energy-resource can be lessened by lignitebased<br />

power-generation, why it available in large scale in the mines belonging to<br />

Mátra Power Plant, the second largest electricity-production capacity of the<br />

country. According the information of MAVIR, Mátra generated 16% of the<br />

Hungarian electricity-production in 2010.<br />

231


Torsten Uwe Hauck<br />

100%<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

0%<br />

Energy-mix in the electricity-supply<br />

5% 3% 2%<br />

10%<br />

20%<br />

11%<br />

34%<br />

15%<br />

6%<br />

29%<br />

47%<br />

21%<br />

31% 29%<br />

38%<br />

EU-25 Germany Hungary<br />

nuclear coal renewables gas oil and others<br />

All this shows that the coal-fired power generation plays a significant role in<br />

the European, and within that in the German and Hungarian market, too. But the<br />

European regulation creates a sharp competition between it and the electricity<br />

based on other energy resources.<br />

1.2. ETS as a more and more important factor of coal-based energyproduction<br />

The global CO2-emission was 28 245 Mt in 2005, with a 15% proportion of<br />

the EU-27. The European Union handles as a task with outstanding importance the<br />

reduction of CO2-emission from the plants operating on its area. The first step<br />

would be the lowering of environmental load of industry – especially powergeneration<br />

and transport - basically air transport.<br />

As a measure for cutting carbon-dioxide emission was the emission-trading<br />

system launched on 1 January 2005. In compliance with the EU-directive<br />

(2003/87/EK) from this day on power plants have to own emission rights in an<br />

amount as much carbon-dioxide they emit during production. In the first years a<br />

significant part of the emission rights was allocated free for the companies, but this<br />

preference will be deleted in most countries of Europe by 2013, and in some new<br />

members by 2020 at last.<br />

As coal-heated power plants emit the most CO2, the quotas appear as the<br />

greatest cost-factor in their situation. This cost will be made acknowledged by the<br />

producers as much as possible in their prices, but there exists a point, where the<br />

increasing CO2-costs grow the producer prices so much that they loose their<br />

competitiveness.<br />

232


Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation<br />

1.3. Incompatibility of world’s energy-demand and environmentprotection<br />

The world’s energy-hunger and demand grew significantly in the past 15<br />

years, and the growth is expected to continue after the stop because of the global<br />

economic crises. This process leads unavoidable to the further development of<br />

CO2-emission. That can be read even from the World Energy Outlook 2010<br />

published by International Energy Agency, forecasting the dominancy of coalbased<br />

energy production in 2035, although its proportion falls to 31%. It can be<br />

explained with the process that developing countries take over this kind of powergeneration<br />

from OECD-countries. Gas-fired energy-production will have a<br />

proportion of 21% on global scale, but the distribution will shift even in this case<br />

from the developed to the rising countries. Growth is unexpected till 2035, only<br />

their lifetime will be prolonged.<br />

(http://www.worldenergyoutlook.org/docs/weo2010/WEO2010_ES_English.pdf; p.8.)<br />

The world's primer energy-need<br />

20000<br />

18000<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

Mte<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

1990 2005 2015 2030<br />

coal oil gas nuclear water bio other<br />

Source: IEA – World Energy Outlook, 2007. p. 592.<br />

Although the usage of renewable energy-resources are mentioned as a<br />

possible breaking point, but it is not a real option to replace the large power plants<br />

able to produce huge amounts of electricity in base load with them even in longer<br />

term. Beside the achievement of the ambitious target of EU (20% of energy-supply<br />

233


Torsten Uwe Hauck<br />

should be covered by renewables by 2020) 80% of the energy-demand must still<br />

come from fossil energy-resources. This means that the energy-resource available<br />

in the greatest amount, coal is further needed, in order to reduce the energydependency<br />

of EU.<br />

In case third countries will not take serious measures to reduce their<br />

greenhouse-gas emissions, EU can loose its competitiveness because of carbonleakage,<br />

while not achieving any result in the fight against climate-change.<br />

The technology of coal-fired power-generation itself has to be still developed. The<br />

EURACOAL has set a three-point plan for that. First in the existing capacities the<br />

best available technologies should be used. Part of this is the shut down of out-of –<br />

date capacities and the retrofit of the still improvable ones. The second step would<br />

be the development of such a technology, by which the efficiency of coal-fired<br />

power plants can be increased above 50%. The third step could be the carbon<br />

capture and storage (CCS), also have been researched for years. (Guaranteeing<br />

Energy for Europe – How can coal contribute? by EURACOAL; 2010; p.7.)<br />

Solar- and wind parks depending on weather changes is still need to be<br />

completed with fossil-fired power plants, for example with fast-starting gascapacities;<br />

while coal-fired power-plants should increase the proportion of biomass<br />

among the fuels. It must be noted that small-capacity biomass-power stations (up to<br />

20 MW) supported nowadays have an efficiency of 20%, while they emit 185g<br />

CO2/kWh. If this biomass is fired in the coal-based big power plants featured with<br />

much higher efficiency, the specific emission per kWh would be reduced near to<br />

the half. (Guaranteeing Energy for Europe – How can coal contribute? by<br />

EURACOAL; 2010; p.23.)<br />

234


Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation<br />

2. Future trends<br />

2.1. Expected development of commodity prices and their effects on<br />

energy-producer prices<br />

TWh<br />

4500<br />

4000<br />

3500<br />

3000<br />

2500<br />

2000<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

Development of energy-production in EU-27<br />

492<br />

887<br />

1073<br />

1232<br />

1021 1052<br />

1061 1045<br />

682 833<br />

908 966<br />

990 884<br />

791 737<br />

2006 2015 2020 2025<br />

nuclear gas coal<br />

oil<br />

renewables<br />

Source: Orsolya Fazekas (editor): A magyar villlamosenergia-szektor működése és<br />

szabályozása I. 2010.; p. 464<br />

The competition among the energy-resources will be won principally on the<br />

base of the producer prices. Presently no fuels can compete with the low price of<br />

nuclear energy. Technologies based on renewables are not only expensive, but they<br />

are still not able to replace huge amounts of electricity produced from traditional<br />

energy-resources. Considering the production costs the second cheapest energy is<br />

that generated in coal-fired power plants, although expenses can be significantly<br />

higher with the obligatory purchase of CO2 emission rights and the development of<br />

their prices. Depending on these and the gas-prices the coal-fired plants can find as<br />

serious competitors in gas power stations.<br />

Oil- and gas-prices increased further in EU during the past years, and this<br />

tendency is followed by the price of electricity. Because of the global demand for<br />

fossil fuels, the long supply-chains and the high import-dependency are oil- and<br />

gas-prices expected to stay high.<br />

235


Torsten Uwe Hauck<br />

Energy prices, 1980-2030 (2006 dollars per million Btu)<br />

Source: Annual Energy Outlook with Projection to 2030 (Early release) EIA 2007.<br />

December<br />

The price of electricity – as shown on the diagram above – follows the trends<br />

of price-developments of oil and other energy-resources, but it is significantly<br />

affected by the operational costs of networks, equipments, and because of the<br />

expected retrofit-boom in the next decade by the development of interest-rates. In<br />

case of electricity labour force has much higher weight than in case of other powerresources.<br />

That’s why the development of electricity prices can be approached<br />

through the weighted average of energy (gas)-prices, producer prices and the<br />

expected development of labour force expenses.<br />

236


Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation<br />

€/MWh<br />

75<br />

70<br />

65<br />

60<br />

55<br />

50<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

Energy prices on exchange market<br />

31.08.2010 30.09.2010 29.10.2010 30.11.2010 31.12.2011 31.01.2011 28.02.2011<br />

PHELIX base PHELIX peak HUPX base HUPX peak<br />

Source: EEX and HUPX databases<br />

Producer prices on German and Hungarian site improve nearly the same. The<br />

situation is the same with the Czech and Slovakian prices. Even Austria holds<br />

electricity-price around EUR 69 with 9000 MW water capacity, which shows<br />

similarly that not the production costs but the regional price-level defines the prices<br />

in the adequate countries. Hungarian prices are not likely even in the future to<br />

develop from the neighbouring countries different.<br />

2.2. Effects of acknowledgement of emission rights’ prices in producer<br />

prices<br />

According to the present forecasts, the trends of futures on exchange markets<br />

and the one-sided undertaking of the EU the continuous growth of CO2-prices can<br />

be expected. Authorities of some countries want to avoid the possible low CO2-<br />

prices through introducing minimum quota-prices, because their sale means a good<br />

source for their budgets. For example in United Kingdom the threshold price will<br />

be defined at level of 16 English pounds (presently 18,5 EUR), which will be<br />

obligatory deployed for all British energy-units affected by the EU ETS from 1<br />

April 2013 on. This means that in case of EUA prices falls under this level, the<br />

British companies of the energy-sector would have to pay the difference. The state<br />

budget declared the target price being at 30 pounds in 2020.<br />

237


Torsten Uwe Hauck<br />

Examining the composition of price-elements of a lignite Power Plant it can<br />

be shown very well, how the proportion of CO2-costs grows in the product-prices,<br />

and will become the most significant factor in a decade.<br />

Comparison of price-compositions<br />

100%<br />

200 MW lignite-block GUD-gasblock<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

0%<br />

2010 2020 2010 2020<br />

CO2 costs capacity fee energy fee<br />

The competitor of the coal-fired power plants is the gas-based production, in<br />

case of which only one-third of the lignite production’s CO2 is emitted during the<br />

generation of 1 kWh electricity. Beyond this the new generation of gas power<br />

plants have even much better specific heat-consumption values and efficiency.<br />

The dominant part of gas-based power generation’s costs is the energy fee.<br />

Expenses of building a power generating capacity in comparison with a lingite<br />

power plant reach only 40% of that, the labour needed for operation only 20-30%,<br />

so the capacity fee is lower than in case of lignite technology. The graphics above<br />

shows that CO2 will never play a dominant role in the producer price of electricity<br />

generated from gas. The CO2 regulation increases the price of electricity generated<br />

from lignite, so it suffers a competitive disadvantage after 2012.<br />

Whether it looses its competitiveness depends on the development of CO2 quota<br />

and gas-prices. Beside middle-high CO2-prices and high gas-prices the<br />

competitiveness can stay.<br />

If we assume high gas-prices, they will be followed by high CO-prices, as it<br />

happened at the beginning of 2008, when because of the jumping oil and gas-prices<br />

the quota-prices increased to 25€/q instead of the expected 19€/q level. As a result<br />

of the relative low electricity prices in years 2009-10-11 the price of CO2 stayed<br />

238


Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation<br />

also low (12-17 €/q). High CO2-prices are likely, when oil- and gas-prices are<br />

increasing. In this case the power-generation from lignite is competitive till the<br />

middle of the 2020ies even with its existing technology.<br />

If EU answers the resent Japanese events with the shut-down of nuclear plants and<br />

deleting the nuclear developments, the average market-price will increase, because<br />

the cheapest production capacities fall out from the system. This allows a greater<br />

space for both, coal and gas-based production, so coal-fired power-generation can<br />

operate competitive even with higher quota price-level, and it will be possibly<br />

worth to use gas-turbines not only at peak-times.<br />

References:<br />

1. Guaranteeing Energy for Europe – How can coal contribute? by EURACOAL;<br />

2010<br />

2. RWE Factbook; Generation Capacity in Europe, June 2007<br />

3. Annual Energy Outlook with Projection to 2030 (Early release) EIA 2007.<br />

December<br />

4. Orsolya Fazekas (editor): A magyar villlamosenergia-szektor működése és<br />

szabályozása I. 2010<br />

5. http://www.iea.org/papers/2010/power_generation_from_coal.pdf;<br />

[downloaded: 25.03.2011]<br />

6. http://www.moneynews.com/StreetTalk/HSBC-Oil-May-<br />

Run/2011/03/24/id/390626 [downloaded: 28.03.2011.]<br />

7. http://www.worldenergyoutlook.org/docs/weo2010/WEO2010_ES_English.<br />

pdf [downloaded: 25.03.2011]<br />

239


A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 80 . kötet (2011), p.241-249.<br />

POSSIBILITY OF LONG-TERM COSTS REDUCTION AT<br />

THE MÁTRA POWER PLANT<br />

Cost Management in mining<br />

Torsten Uwe Hauck<br />

certificated economist<br />

torsten.hauck@mert.hu<br />

Summary<br />

For economical success and for managing a company a detailed planning is<br />

an important factor. The business plan is not only for cost control, it is also a basis<br />

for investments and for strategic decisions.<br />

Mátra Power Plant is the second largest electricity producer in Hungary. It is<br />

mainly lignite fired and operates two opencast mines. Because of the different<br />

structure a complex and detailed planning process and cost-controlling is absolute<br />

necessary. This can only fulfilled with an adequate and modern IT-System.<br />

1. Introduction<br />

One of the key for the companies’ competitiveness in the 21st century is a<br />

cost-effective operation. The basic condition for it is a modern, well-operating<br />

information background, which makes cost-planning and the check of achieved<br />

plan-indicators possible. The comprehensive overview of the total operations<br />

contributes to the development of innovative new solutions as well, through which<br />

the efficiency of cost-management can be improved. As the single components are<br />

fully integrated in the information system, all data are available anywhere, which<br />

guarantees the high-standard work for employees and users. Considering all this<br />

the information system is an essential supporter for the administration, for the<br />

preparation for managerial decisions and the rationalisation of the company’s<br />

processes. Big companies are able to give fast and definite answers to the<br />

continuously changing market-conditions only with the usage of a high-scale<br />

integrated enterprise software application, through which they can boost their<br />

competitiveness.<br />

1.1 Mátra Power Plant<br />

Mátra Power Plant operates with 950 MW built-in capacities in Visonta,<br />

Hungary. It is basically a lignite-fired power plant – which fuel comes from its own<br />

241


Possibility of long-term costs reduction at the Mátra Power Plant<br />

opencast mines in Visonta and Bükkábrány. But it co-fires biomass in 10%, and<br />

further 4% of the fuel is natural gas for the operation of its adapted gas-turbines. It<br />

supplies 13% of the Hungarian electricity demand which makes it to the second<br />

largest electricity-producer in Hungary. In 2010 it has fired 6,5 PJ biomass for<br />

generating 500 GWh electricity that meant almost half of the Hungarian renewable<br />

energy-production. The company’s integrated mining capacity ensures the<br />

exploitation of 8,5 million ton of coal with using open-cast mining technology.<br />

Mátra became a determining part of the Hungarian economy by 2010, not only as<br />

one of the biggest employers (the average staff number last year was 2424), but as<br />

the 18-20th biggest producers of the Hungarian GDP and even as tax-payer with its<br />

paid tax in amount of 16 billion Forint. Thanks all this Mátra was noted as a<br />

Superbrand in 2010.<br />

Figure 1. Mátra Power Plant<br />

Regarding all this it is evidence that Mátra Power Plant adds great values and<br />

gives work not only for many employees but also for a large number of<br />

subcontractors. Its operation is divided to four subsidies: Power Plant Visonta,<br />

Visonta mine, Bükkábrány mine and administration. The sizes and the separated<br />

subsidies are the main causes for the preparation of a long-term strategic plan and<br />

the usage of a complex enterprise software application. It give a great help in the<br />

adaption of the changing political and economical circumstances, in bringing<br />

decisions for the long-term sustainability, as well as in the cost-effective and<br />

profitable operation. In consideration to this Mátra Power Plant has developed an<br />

own business planning model in the middle of 1990ies and it has launched the SAP<br />

242


Torsten Uwe Hauck<br />

R/3 system in 1999. The IT-architecture is an important supporter of the profitable<br />

cost-management of the company.<br />

2. Business planning at Mátra<br />

2.1 Aim of business planning<br />

The company determines through the business planning process its future<br />

targets and the way of achieving them. Mátra gives great emphasis to the planning,<br />

which can be reasoned by its bigness among companies measured on Hungarian<br />

scale and by necessity of co-ordination of the two different activities – mining and<br />

power-generation.<br />

The business plan is prepared for the full lifetime of the company, but its first<br />

five years functions as a mid-term plan, its first years as an operative plan. While<br />

the long-term plans are more aggregated, the yearly operative plan assigns the tasks<br />

broken down to persons in charge.<br />

The business plan sets goals for the whole organisation and its departments.<br />

The goals fix the performance-requirements for the single managers in order to<br />

make clear for everybody what is expected from them. The plan prepares the<br />

organisation for the foreseeable changes in the regulatory and economical<br />

circumstances and for the potential demands for developments or reductions in<br />

some areas and activities. The business plan determines the budget on a complex<br />

way. It gives information how much money can be used for the implementation of<br />

operational tasks, for the activities and it prescribes the income-requirements as<br />

well.<br />

2.2 Process of business planning<br />

The macroeconomic indicators delivered by Mátra’s biggest parent-company<br />

(RWE) are taken as basis for the planning. The indicators are f. e. inflationexpectation,<br />

exchange courses, commodity-prices and banking rates.<br />

Macroeconomic expectations are to be completed with prognoses about the<br />

Hungarian economy at the beginning of the planning process. The other essential<br />

basic point for planning are the production capacities of the mines and the power<br />

plant. For mapping the opportunities for sales, the responsible department leaders<br />

estimate the expectable energy-demand, as well as the achievable prices in the<br />

competition against other electricity-suppliers and the disposable amounts in the<br />

market.<br />

The aggregated production and sales plan is based strongly also on the<br />

already accepted electricity production and sales agreements. But it calculates with<br />

the disposal of surplus energy from the higher load of the existing equipments.<br />

243


Possibility of long-term costs reduction at the Mátra Power Plant<br />

Revenues are planned regarding to the algorithm of the signed disposal agreements,<br />

incomes from selling the surplus production and the SPOT market prices.<br />

After the production is planned the requirements of the human resources with the<br />

necessary cut-backs or hires has to developed.<br />

The next step is the planning of costs and expenses, taking into account the<br />

inflation expectations and the production plan, as well as the demands of the single<br />

departments is the cost-level. Are the costs fixed in the yearly plans the detailed<br />

broken down to cost-accounts has to made. The iteration process has to be checked<br />

continuously, whether enough liquid financial assets are available for the company,<br />

while long term development credit instalments are paid regularly and financial<br />

interest incomes are maximised. In order to meet its legal liabilities the company<br />

builds up provisions for the stopping of the power plant and the mining activities at<br />

the end of lifetime. The calculation of these provisions is also part of the business<br />

plan.<br />

For planning the different items of the balance sheet the working capital<br />

(inventories, trade accounts receivable and payable, other receivables and<br />

liabilities) must be forecasted. The distribution of profit must also be planned.<br />

After all this the profit and loss calculation and the balance-sheet are complied.<br />

From these are the cash-flow statement, calculation of return and other indicators<br />

are generated. On the base of the income and cost-plan taxes are also forecasted.<br />

The profit after taxation will be extended from the retained earnings – taking into<br />

account the requirements for ensuring liquidity - and paid for the owners as<br />

dividends, securing the expected rate of return of their investments.<br />

As the plan stands up as a comprehensive system it is easily to measure<br />

what effects the changes of some factors have on the rate of return and on<br />

dividends. Some sensitivity calculations based on this demonstrate the effects of<br />

several risk factors. From many variations the management chooses the adequate<br />

plan. From this plan-version detailed cost-placement, project-number and worknumber<br />

and cost-responsibility-plans have to be developed.<br />

The plan itself is created in an excel-based business model. The accepted and final<br />

detailed plan-numbers were also entered into the enterprise software, the SAP.<br />

2.3 Part-strategies based on the company’s business plan<br />

In compliance with the results of business planning the company determines<br />

the ways of achieving its strategic goals. These solutions cover the whole company<br />

as well as its functional units. Part-strategies are written separately for sales, for<br />

financial matters, for human resources, for operations, purchase, information<br />

systems and quality management, too.<br />

244


Torsten Uwe Hauck<br />

The marketing and sales-strategy determines the company’s and its products<br />

(electricity, lignite, heat, flue-ash, gypsum) positioning on the market, their<br />

desirable composition and it appoints the main directions of the sales network’s<br />

improvements.<br />

The liquidity and financial strategy plan shows the available resources and<br />

their usage. The different plan-variations analyse the advantages and disadvantages<br />

of each solution according the consistence of credit, own resources and returns.<br />

The human resources strategy contains all solutions in connection to the<br />

enrolment, training, motivation and performance evaluation of the employees. The<br />

aim of Mátra is to build up staff from multi-skilled labourers. Technical leaders<br />

should speak more languages and using information systems on a high level.<br />

Part of the operational strategy with each other has to harmonise strategies of<br />

the power plant and mines. It contains also the technologies, methods and directing<br />

solutions necessary for achieving the goals, as well as the needed developments of<br />

the information systems. The investment and renewal plans. The planed<br />

depreciations of the tangible assets are also important parts of the business plans.<br />

The purchasing strategy contains new possible sources of purchase and even<br />

the outsourcing opportunities. The main point is to enhance competition among the<br />

suppliers and agreeing contracts for longer period with them in order to get some<br />

discounts on the base of the higher amounts.<br />

The information strategy determines the informational system for operation<br />

and managing. The usage of SAP R3 is quite important on all administrative fields<br />

and also for steering production and in maintenance.<br />

The ready business plan can be used easily as a background of some<br />

investment decisions, because the effects on the company’s operation can be fully<br />

analysed.<br />

3. Cost-management system of Mátra<br />

At Mátra Power Plant the department leaders are responsible for the costs at<br />

the same time. They receive their total premium only if they were able to stay<br />

strictly in their department regulated framework of costs. In case of exceeding the<br />

framework or not achieving the indicators of the set goals for that year the sum of<br />

the paid premium for the cost-responsible leader decreases similarly. This means a<br />

strong motivation for all leaders to take an active part in the planning process and<br />

to show results in the cost-savings program. This is the so called MBO-system or<br />

“performance evaluation motivation system”.<br />

245


Possibility of long-term costs reduction at the Mátra Power Plant<br />

Managerial Board<br />

Chariman of the Managerial Board; Member of<br />

Board in charge of Power Plant<br />

Member of Board in charge of Mining<br />

Member of Board in charge of Business<br />

Manager of the Power<br />

Plant<br />

Manater of<br />

Mining Strategy<br />

Manager of<br />

Visonta Mine<br />

Business<br />

Manager<br />

HR Manager<br />

Manager in charge of<br />

Power Generation<br />

Manager in charge of<br />

Technology<br />

Manager in charge of<br />

Maintenance in Power<br />

Plant<br />

Department of Quality<br />

Assurance and<br />

Internal Audit<br />

Secretary and PR<br />

Department<br />

Law Department<br />

Manager of<br />

Bükkábrány<br />

Mine<br />

Strategy Department<br />

Figure 2.: Managerial Board<br />

Cost-frameworks in SAP are fixed to the names of each responsible person.<br />

At the time of signing an agreement or receiving accounts it is also controllable<br />

how far the leader is in its accepted cost-framework. The cost-framework and its<br />

break-down can be modified during the year only with managerial allowance.<br />

The yearly operational plan is sent by the controlling department to the<br />

leaders of other departments broken down to months. Later its numbers are<br />

comprised with the fact-data with help of the Business Warehouse System (BW).<br />

The deviations are declared regularly to the managerial board, so it is possible to<br />

intervene in order to stop any negative process. On the other hand the incoming<br />

fact-data are helpful for an more and more accurate forecast of the results during<br />

the year and for the making the next-year plan exacter.<br />

Every single draft-agreement for purchase is supervised by the financial<br />

department. This is the first-level control in usage of the accepted cost-framework<br />

of the cost-responsible department. On the base of cost-framework and the already<br />

spent sums is entered into the SAP. In the next step contracts were signed always<br />

on a higher level of the management for controlling the contracted sum.<br />

The received accounts to which letter of performance has already been<br />

attached are sent back again to the cost-bearing department for confirmation and<br />

they are connected to their agreements in the information system. This makes<br />

checking of usage of the contracted sum more possible. Beside that the fixed<br />

246


Torsten Uwe Hauck<br />

payment deadlines in the agreements are connected to the accounts almost<br />

automatically. It makes the daily planning of the company’s liquidity easier.<br />

Beyond the operative costs all investment, renewal and maintenance related<br />

expenses are strongly checked related to the cost-responsible leaders.<br />

The excess of the monthly and cumulated cost-framework (and savings too)<br />

is collected by the controlling department at every monthly closure. After<br />

collecting the controlling department discuss deviations from the plan with the<br />

leaders and ask about the reasons for this. The compiled table is presented to the<br />

operative meeting of the managers in order to give regular feedback to the costresponsible<br />

leaders and gives information to the managers about the actual<br />

situation of cost-management.<br />

4. Information system-support for planning and cost-management<br />

As companies like Mátra cannot develop special software on its own,<br />

because it needs a great-scaled programming background, they have to look for an<br />

IT-system which fulfils all its needs. Today every great software-house is<br />

continuously working on keeping their systems up-to-date and during this work<br />

they use all the experiences collected in different parts of the world. Regarding to<br />

this reasons Mátra introduced SAP R/3 system.<br />

The SAP R/3 system has client-server architecture. This means that data are<br />

stored and worked on a central server. The users work on their own computers and<br />

get all necessary data from the server computers. The integrated system was shaped<br />

to the company’s special needs by an IT supporting team, so it can support the<br />

work of different departments adequately at the same time. Although the company<br />

tried to introduce the standard system, programming was necessary in order to<br />

meet the special cost-booking requirements of the Hungarian Energy Office.<br />

247


Possibility of long-term costs reduction at the Mátra Power Plant<br />

Source: SAP AG publication<br />

Figure 3.<br />

SAP is a so called client serving architecture. After log in into the system the<br />

client can work on his own tasks in his own powers. The users can get information<br />

from the central data-base, and they have to enter new data there, too. As it’s a<br />

central data-base all users can work with actual data.<br />

An important point regarding this system is to get every information from the<br />

system, because it contains all data about the company. Because of this all users<br />

have their own user-name and secret password. Among powers each transaction<br />

types can be allowed separately or forbidden. So it can be clearly determined who<br />

has which type of data access or creation or modification authority.<br />

To improving the information system for managers the company has<br />

introduced the Business Warehouse (BW) module, which works closely together<br />

with the SAP R/3 system. This module made much quicker the data-collection for<br />

the leadership and for the controlling department. Its basic information resource is<br />

the SAP R/3 system. Those ground-data, which are not available in SAP are from<br />

external data-stores or other systems read into the SAP R/3, and than they get<br />

248


Torsten Uwe Hauck<br />

decant into SAP BW. The leaders can achieve from BW comprehensive wellorganized<br />

account-based information.<br />

A enterprise software like SAP can support the general administration tasks<br />

of the company, from planning to feedback, as well as assisting in strategic<br />

decisions, stopping disadvantageous process and strengthening the advantageous<br />

ones. It is an supporting system for strategic decisions as it shows the effect on<br />

companies accounts when changing relevant data. For this the business model<br />

should be developed by each company in order to be able to cover all their fields of<br />

activity with all the possible influencing factors.<br />

249


A kiadásért felelős a Miskolci Egyetem Rektora<br />

Megjelent a Miskolci Egyetemi Kiadó gondozásában<br />

Felelős vezető: Dr. Péter József<br />

Műszaki szerkesztő: Kulcsárné Szabó Katalin<br />

Közlemény készítése: Műszaki Földtudományi Kar<br />

Példányszám: 250<br />

Készült: DUPLO fóliáról<br />

A sokszorosításért felelős: Kovács Tibor üzemvezető<br />

TU. 2011-340-ME<br />

HU ISSN 1417 - 5398


A Miskolci Egyetem Közleményeinek rövid története<br />

A Miskolci Egyetem soproni jogelődje indította el az Egyetemi Közlemények sorozatát<br />

A soproni M. Kir. Bányamérnöki és Erdőmérnöki Főiskola Bányászati és Kohászati<br />

Osztályának Közleményei címmel (I.-VI. kötetek) 1929-ben. Az 1934-től 1947-ig terjedő<br />

időszakban M. Kir. József Nádor Műszaki és Gazdaságtudomány Egyetem, Bánya-, Kohóés<br />

Erdőmérnöki Kar Sopron volt az intézmény neve. Ennek megfelelően változott a<br />

közlemények címe: Bánya és Kohómérnöki Osztály Közleményei (VII.-XVI. kötetek).<br />

Az 1950 előtti utolsó kötetnek - az intézmény nevének további változása miatt - Műszaki<br />

Egyetem, Bánya-, Kohó- és Erdőmérnöki Kar, Sopron, Bánya és Kohómérnöki Osztály<br />

Közleményei volt a címe.<br />

A közlemények kiadása 1950 után átmenetileg szünetelt.<br />

A Gépészmérnöki Kar 1949-es miskolci megalapítását, illetve a soproni Bánya és<br />

Kohómérnöki Karok Miskolcra történő költözését követően 1955-ben a Miskolci<br />

Nehézipari Műszaki Egyetem Közleményei címmel újra indult a közlemények kiadása mind<br />

magyar, mind pedig idegen nyelven.<br />

1976-ban, a kari struktúrához is igazodva, négy sorozat indult - A Sorozat (Bányászat),<br />

B Sorozat (Kohászat) C Sorozat (Gépészet) és D Sorozat (Természettudományok).<br />

Ezek magyarul és idegen nyelveken (angol, német, orosz) is megjelentek.<br />

1990-ben, újabb karok alapítását követően, Miskolci Egyetem lett az intézmény neve és<br />

Miskolci Egyetem Közleményei lett a közlemények címe. Egyidejűleg kibővítették a<br />

Közleményeket, oly módon, hogy továbbra is igazodjon a kari szerkezethez. Ennek<br />

megfelelően három új sorozat indult: E Sorozat (Jogtudomány), F Sorozat<br />

(Gazdaságtudomány) és G Sorozat, (Bölcsész és Társadalomtudományi Közlemények).<br />

Ennek a kötetnek az anyagát Dr. Somosvári Zsolt egyetemi tanár 70. születésnapja<br />

tiszteletére állítottuk össze.


B Á N Y Á S Z A T É S G E O T E C H N I K A<br />

2011. A sorozat, Bányászat, 80. kötet<br />

TARTALOM<br />

1. Rektori köszöntő …….…………………………………………….………................................<br />

Dr.Patkó Gyula<br />

2. Köszöntő Somosvári Zsolt professzor 70. születénapja alkalmából…………...….……………..<br />

Dr.Tihanyi László<br />

3. Visszaemlékezés dr. Somosvári Zsolt professzor dékáni éveire…………………………………<br />

Dr. Bőhm József<br />

4. Somosvári Zsolt, a Bányászati és Geotechnikai Intézet professzora 70. éves……………….<br />

Dr. Molnár József<br />

5. Dr. Somosvári Zsolt életútja, munkássága...……….................................................................... 19<br />

6. Csaknem ötven év………….………………..……………..…………………………….……...<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

7. A Mecseki Szénbányák és a Miskolci Egyetem kapcsolata Dr. Somosvári Zsolt tudományos<br />

munkássága tükrében …………..……………………….............................................................<br />

Dr. Nyers József – Dr.Turza István<br />

8. A Bátaapátiban létesítendő kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladéktároló felszín alatti<br />

földtani kutatási, tervezési, beruházás előkészítési és térkiképzési munkái ……………………<br />

Benkovics István – Szúdy Béla – Csicsák József – Berta József – Hámos Gábor<br />

9. Dr. Somosvári Zsolt bauxitbányászattal kapcsolatos munkássága…………...............................<br />

Dr. Kovacsics Árpád<br />

10. Dr. Somosvári Zsolt professzor úr munkásságáról az oroszlányi szénmedencében…………......<br />

Dr. Havelda Tamás – Dr. Katics Ferenc<br />

11. Kőzetek szilárdsági és rugalmassági jellemzőinek meghatározása különböző<br />

kőzetkörnyezetben kialakított fúrólyukak állékonyságának vizsgálatához……………………...<br />

Dr. Debreczeni Ákos<br />

12. Diszkontinuitások befolyása kőzetfalak (rézsűk) állékonyságára, illetve a szükséges<br />

paraméterek meghatározása automatikus mérési adatgyűjtő rendszer alkalmazásával……….....<br />

Csuhanics Balázs<br />

13. Mélyfúrások állékonysága és a hidraulikus kőzetrepesztés geomechanikája……………………<br />

Dr. Somosvári Zsolt<br />

14. Víztelenítő kutak hozamváltozása lignitkülfejtésekben……………………................................<br />

Dr. Kovács Ferenc<br />

15. Selmeci bányászok Minas Gerais államban, Brazília egyik legjelentősebb bányavidékén és a<br />

szakmai kapcsolatok alakulása a 18-19. század folyamán………………………………………<br />

Borbély Anikó<br />

16. Environmental and economic aspects of coalfiring in electric power generation……………….<br />

Torsten Uwe Hauck<br />

17. Possibility of long-term coasts reduction at the mátra Power Plant……………………………..<br />

Torsten Uwe Hauck<br />

3<br />

5<br />

9<br />

17<br />

39<br />

65<br />

83<br />

99<br />

107<br />

111<br />

131<br />

155<br />

197<br />

205<br />

229<br />

241

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!