Teljes szöveg (PDF) - Matarka
Teljes szöveg (PDF) - Matarka
Teljes szöveg (PDF) - Matarka
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