Μποζίκης Ν., Μηχανικός Γεωτεχνολογίας & Περιβάλλοντος Τ.Ε.
Φραγγόπουλος Ε., Μεταλλειολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π. Msc

Συχνά πυκνά οι ιδιοκτήτες ή οι επιχειρηματίες λατομικής εκμετάλλευσης, εμπλέκονται σε ένα κικαιώνα γραφειοκρατίας, καθώς και άγνοιας ως προς τα τεχνικά θέματα εξοπλισμών και διαδικασιών για το στήσιμο ή λειτουργία – παραγωγική διαδικασία ενός λατομείου.

Παρότι η λεγόμενη άδεια λειτουργείας λατομείου, είναι μια πολύπονη και πολύχρονη διαδικασία θα αναφερθεί μόνο επιγραμματικά η διαδικασία για την έναρξη λειτουργίας.

Kάποιες από τις τεχνικές διαδικασίες για την έκδοση άδειας χρήσης και λειτουργίας λατομείου είναι :
• Η Γεωλογική μελέτη, με τα Κοιτασματολογικά στοιχεία
• Ο Τρόπος Εκμετάλευσης , και το χρονοδιάγραμμα εργασιών
• Ο Προυπολογισμός της επένδυσης
• Το Σχέδιο ασφάλειας εργασιών
• Την Μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων
• Την Μελέτη αποκατάστασης περιβάλλοντος
• Τοπογραφικά κλπ

Πριν την έναρξη εργασιών

Στο πρίν την έναρξη των εργασιών, πρώτα από όλα πρέπει να γίνει μια οικονομοτεχνική μελέτη, έχοντας εξασφαλίσει φυσικά και τις παραπάνω τεχνικές μελέτες:
• Άδεια παραχώρησης ή χρήσης του λάτομείου
• Γεωλογική μελέτη- αξιολόγηση ποιότητας του εξορυσώμενου υλικού
• Εκτίμηση του ύψους και συγκέντρωση των κεφαλαίων κίνησης
• Πιθανόν χρηματοδοτικά προγράμματα που να μπορούν να ενταχθεί η λειτουργία του λατομείου

Στην συνέχεια πρέπει να γίνει μια μελέτη εκμετάλλευσης η οποία πρέπει να περιλαμβάνει
• Τρόπος εκμετάλλευσης(μηχανικός ή σύνθετος )
• Πρσδιορισμός ανθρώπινου δυναμικού
• Μηχανολογικός εξοπλίσμός
Καθώς και μια μελέτη παραγωγής προιόντων (στην περίπτωση μας αδρανή) που έχει να κάνει με:
• Μέθοδο-διαδικακασία παραγωγής
• Προσδιορισμός ανθρώπινου δυναμικού
• Μηχανολογικός εξοπλισμός

Τέλος επειδή η συνυθέστερη περιπτωση λατομείων έχει να κάνει με μια ολοκληρωμένη επιχείρηση που περιλαμβάνει την εξόρυξη, επεξεργασία και διάθεση του τελικού προιόντος, θα γίνει λόγος ουσιαστικά για μια ολοκληρωμένη λατομική επιχείρηση.

Γενικά περί έναρξης εργασιών και κατά την λειτουργία ενός λατομείου

Η γεωμορφολογία και τα τεκτονικά δεδομένα της περιοχής παίζουν καθοριστικό ρόλο τόσο στην επιλογή της μεθόδου εκμετάλευσης όσο και στην επιλογή της τοποθεσίας εγκατάστασης της μονάδας σπαστηροτριβείου και της τοποθεσίας φόρτωσης του τελικού προϊόντος.
Για την αξιοποίηση του εξορυσσόμενου υλικού βασικά θέματα τα οποία θα πρέπει να απασχολούν στην λειτουργία του λατομείου αδρανών είναι:
• Ανοιγμα δρόμων μεταφοράς και προσπέλασης
• Εγκαταστάσεις
• Απομάκρυνση υλικού
• Η εξόρυξη
• Η φόρτωση και μεταφορά του εξορυσσόμενου υλικού
• Η θραύση του υλικού
• Η διαβάθμιση και μεταφορά του παραγόμενου υλικού
• Η αποθήκευση και διάθεση του υλικού

Μέθοδος εκμετάλευσης

Η εκμετάλλευση λαμβάνει χώρα συνήθως σε πρανή λόφων από όπου δεν υπάρχει οπτική επαφή με κοντινές κατοικημένες περιοχές, αρχαιολογικούς χώρους κ.τ.λ. Γενικά το συχνό απότομο ανάγλυφο ευνοεί την ανάπτυξη λατομείων αδρανών.
Η συνηθέστερη μέθοδος εκμετάλευσης σε λατομείο αδρανών στον ελληνικό χώρο είναι αυτή των ορθών βαθμίδων, ανοικτών μετώπων. Η εξορυκτική διαδικασία πρέπει να προχωράει ταυτόχρονα σε τουλάχιστον δύο μέτωπα, δηλαδή σε ζευγάρι βαθμίδων. Με αυτόν των τρόπο πετυχαίνεται μεγαλύτερη ευεληξία, δυνατότητα μεγαλύτερης παραγωγής, μείωση των νεκρών χρόνων κ.α.
Η εξορυκτική διαδικασία του πετρώματος λαμβάνει χώρα συνήθως σε απόσταση από την μονάδα του σπαστηροτριβείου. Ένας σημαντικός παράγοντας στην εξορυκτική διαδικασία είναι ο τρόπος και χρόνος μεταφοράς του εξορυσσόμενου υλικού. Οι δρόμοι πρέπει να έχουν κλίση κατά μέσο όρο 6% και όχι μεγαλύτερη από 12%, ενώ το πλάτος πρέπει να είναι τουλάχιστον 12 μέτρα. Είναι σημαντικό η μονάδα σπαστηροτριβείου πρώτης θραύσης να βρίσκεται σε σημείο βολικό για όλα τα πιθανά μέτωπα εξόρυξης.
Από τα παραπάνω είναι κατανοητό ότι ο σχεδιασμός του λατομικού χώρου θα παίξει καθοριστικό ρόλο, τόσο στην αύξηση της παραγωγής όσο και στην ορθολογική και οικονομική χρήση του εξοπλισμού.

Φόρτωση & Μεταφορά υλικού

Από την δυνατότητα παραγωγής και την δυνατότητα τροφοδοσίας της μονάδας σπαστηροτριβείου θα εξαρτηθεί η επιλογή εξοπλισμού για την φόρτωση και μεταφορά του υλικού.
Είναι σημαντική η ύπαρξη όσο το δυνατό λιγότερων νεκρών χρόνων. Η μεταφορά του υλικού θα πρέπει να είναι συνεχής, χωρίς να υπάρχουν κενά στην τροφοδοσία της μονάδας, αλλά και χωρίς να υπάρχει καθυστέρηση στα μέσα μεταφοράς, αναμονή δηλαδή των φορτηγών μεταφοράς.
Η φαινομενικά απλή διαδικασία μεταφοράς, αναδεικνύεται σε σύνθετο πρόβλημα καθώς εξαρτάται από παράγοντες όπως η απόσταση και ο χρόνος κύκλου μεταφοράς για κάθε όχημα, ο αριθμός μετώπων εξόρυξης και το φορτίο του κάθε οχήματος, όσον αφορά την ποσότητα και το είδος.
Αν η συνολική δυνατότητα τροφοδοσίας της μονάδας είναι 200 τόνοι και ο κύκλος μεταφοράς, δηλαδή ο χρόνος φόρτωσης – μεταφοράς – απόθεσης υλικού και μετάβασης στο σημείο φόρτωσης είναι 20 λέπτά για φορτίο 25 τόνων ώρα, τότε απαιτούνται 8 φορτία την ώρα και θεωρητικά 3 φορτηγά μεταφοράς.
Η πλατεία φόρτωσης του υλικού και ο χρόνος πρόσβασης σε αυτή παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση του χρόνου του κύκλου μεταφοράς. Ο χρόνος μανούβρας και φόρτωσης εξαρτάται από το μέγεθος της πλατείας σε σχέση με τα μηχανήματα την ταχύτητα του φορτωτή και το μέγεθος του κάδου του φορτωτή σε σχέση με την καρότσα του φορτηγού μεταφοράς. Σε περίπτωση που τα μέτωπα εξόρυξης βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις ο αριθμός των φορτηγών πρέπει να μεταβάλλεται.
Συνεχής και σταθερή μεταφορά επιτυγχάνεται και με χρήση ταινιόδρομου. Συνήθως χρησιμόποιείται μετά την Α’ θραύση, για να μεταφερθεί το υλικό στην μονάδα Β’ θραύσης

Θραύση υλικού

Με τον όρο θραύση περιλαμβάνεται και η Πρωτογενής θραύση κατά την εξόρυξη. Στη συνέχεια ακολουθεί η μηχανική θραύση στις μονάδες σπαστηροτριβείων.
Πρωτογενής θραύση κατά την εξόρυξη:
Το φορτίο και το ύψος των βαθμίδων, η ποσότητα και το είδος των εκρηκτικών υλών καθώς και οι ιδιότητες του πετρώματος καθορίζουν τον τελική μορφή και τον τεμαχισμό του πετρώματος το οποίο θα φορτωθεί για να οδηγηθεί στην διαδικασία της Α’ θραύσης.
Βασικός στόχος είναι το εξορυσσόμενο υλικό να έχει μέγεθος τεμαχίων τέτοιο ώστε να μην καταπονεί τον σπαστήρα της Α’ θραύσης. Σε περίπτωση μεγάλων τεμαχίων γίνεται χρήση υδραυλικού σφυριού, επιβαρύνοντας όμως την διαδικασία σε χρόνο και σε κόστος. Η χρήση εκρηκτικών υλών απαιτεί ειδική μελέτη. Η γόμωση των εκρηκτικών υλών γίνεται σε πυκνά διατρήματα με χρήση κατάλληλων τύπων ε.υ. και εφαρμογή κατάλληλων χρόνων πυροδότησης έτσι ώστε να επιτυγχάνεται πλήρης και κατακόρυφη όρυξη του τμήματος της βαθμίδας εκμετάλευσης και το προϊόν να είναι ομοιογενές και να έχει την προαναφερθήσα μορφή.

Κύρια Θραύση του πετρώματος

Η εγκατάσταση του συγκροτήματος Α’ θραύσης πρέπει να βρίσκεται σε τέτοιο επίπεδο ώστε να μην γίνεται ανύψωση του υλικού προς τροφοδοσία. Συνήθως το συγκρότημα Α’ θραύσης βρίσκεται περίπου στο ίδιο επίπεδο με την περιοχή που λαμβάνει χώρα η εξορυκτική διαδικασία. Αντίθετα το συγκρότημα Β’ θραύσης είναι δυνατό να βρίσκεται σε αρκετά κατώτερο επίπεδο τέτοιο ώστε να αποτελεί κατάλληλη θέση για την φόρτωση. Η μεταφορά του υλικού γίνεται με ταινιόδρομο και διευκολύνεται λόγω βαρύτητας. Το συγκρότημα Α’ θραύσης συνήθως είναι μεγαλύτερης δυναμικότητας από την τελική δυνατότητα παραγωγής του συγκροτήματος Β’ θραύσης με ύπαρξη μεγάλου αποθηκευτικού χώρου. Επιτυγχάνεται με αυτό τον τρόπο η ανεξαρτητοποίηση τον δύο μονάδων.
Κατά την τροφοδοσία του υλικού στο συγκρότημα Α’ θραύσης, γίνεται αποχωρισμός του χώματος και των αργιλικών στοιχείων με κατάλληλη τροφοδοτική διάταξη με προδιαλογέα. Σημαντικό πρόβλημα για ένα λατομείο είναι η απόθεση του υλικού προς απόρριψη. Γίνεται χρήση επιπλέον μεταφορικών μέσων και πολλές φορές ο χώρος απόθεσης είναι αρκετά μακριά.

Εξοπλισμός Μονάδας Σπαστηροτριβείου

Τα κοιτασματολογικά στοιχεία του υλικού και η απαιτούμενη παραγωγή θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στην επιλογή του εξοπλισμού μιας μονάδας σπαστηροτριβείου.
Ιδιαίτερα φθοροποιά συστατικά στο προς εξόρυξη υλικό μπορούν να κάνουν μέχρι και απαγορευτική την εκμετάλευση του.
Η απαιτούμενη ποσότητα του παραγόμενου υλικού θα καθορίσει το μέγεθος του σπαστηροτριβείου.
Η επιλογή κινητών μονάδων σπαστηροτριβείου είναι μια αρκετά οικονομική λύση δίνοντας μεγαλύτερο φάσμα επιλογής σε διαφορετικά μέτωπα εξόρυξης και ενδείκνυται για παραγωγή αδρανών μέχρι 150 tn/ώρα.
Ανάλογα με τις ποιοτικές προδιαγραφές των αδρανών υλικών απαιτούνται 1 ή περισσότερες φάσεις θραύσης. Συνήθως χρησιμοποιούνται δύο ή τρεις φάσεις θραύσης.

Κατά την Α’ θραύση:
Η θραύση των πετρωμάτων γίνεται με σύνθλιψη ή με κρούση.
Χαρακτηριστική μηχανή θραύσεως με σύνθλιψη είναι ο σιαγονοφόρος σπαστήρας. Αποτελείται συνήθως από μία κινητή σιαγόνα η οποία εκτελεί κίνηση ελειπτικής μορφής πραγματοποιόντας 150-400 κρούσεις ανά λεπτό και προκαλεί θραύση στο υλικό με λόγο κατάτμησης 3 έως 6. Η θραύση γίνεται με θλίψη και τριβή και το παραγόμενο υλικό έχει μεγαλύτερο ποσοστό λεπτού υλικού. Συνιστάται όταν το υλικό έχει λίγα ψιλά, δεν έχει αργιλικά στοιχεία είναι σκληρό και συνεκτικό.

Κατά την Α’ και Β’ θραύση
Μηχανή που χρησιμοποιείται κατά κανόνα σε λατομία αδρανών είναι ο περιστροφικός κρουστικός θραυστήρας. Η θραύση πραγματοποιείται με κρούση στα ταχέως περιστρεφόμενα μέρη (μαχαίρια) του τυμπάνου καθώς και με εκσφενδονισμό στις πλάκες θραύσεως. Το τύμπανο περιστρέφεται με ταχύτητα 500 – 1500 στροφών ανά λεπτό, προσδίδοντας γραμμική ταχύτητα στα μαχαίρια 25 – 50 m/s και προκαλεί θραύση στο υλικό με λόγο κατάτμισης ως 20. Συνιστάσται όταν το υλικό είναι έντονα φαθυρό, τα τεμάχια του τροφοδοτούμενου υλικού έχουν μεγάλο εύρος μεγέθους και απαιτείται μικρή παραγωγή πολύ λεπτομερών υλικών. Η κρουστική θραύση δίνει υλικό με ευνοϊκή μορφή κόκκων για την παραγωγή σκυροδέματος.

Κατά την Β΄ θραύση
Η θραύση του είδη θραυσμένου υλικού γίνεται με μηχανές κρούσης. Συνηθέστερη μηχανή Β’ θραύσης στα λατομεία αδρανών για την παραγωγή άμμου είναι ο περιστροφικός σφυρόμυλος. Αποτελείται από περιστρεφόμενο κύλινδρο στον οποίο υπάρχουν συνδεδεμένα αρθρωτά, ελεύθερα κρουστικά στοιχεία (σφυριά) σε σειρές. Η θραύση γίνεται σε τρεις φάσεις. Αρχικά με κρούση στα περιστρεφόμενα σφυριά, στη συνέχεια με εκσφενδονισμό στις πλάκες θραύσεως και τέλος με τριβή μεταξύ σφυριών και σχαρών ελέγχου μεγέθους προϊόντων που βρίσκονται περιμετρικά. Το τύμπανο περιστρέφεται με ταχύτητα 600 – 1500 στροφών ανά λεπτό και προκαλεί θραύση στο υλικό με λόγο κατάτμισης ως 20. Αποτελεί κλειστό κύκλωμα κατάτμησης και δεν απαιτείται (θεωρητικά) ανακύκλωση.

Η πιθανότητα και η συχνότητα φθοράς των τμημάτων των μηχανημάτων και ο χρόνος ζωής των αναλωσίμων τμημάτων σε ένα συγκρότημα σπαστηροτριβείου πρέπει να παίζει πρωταρχικό ρόλο τόσο για την αρχική επιλογή του εξοπλισμού όσο και για τον καθορισμό του σωστού τρόπου λειτουργίας του συγκροτήματος.
Παρακάτω δίνονται παραδείγματα τα οποία δημιουργούν καλύτερες συνθήκες για την λειτουργία της μονάδας. Επίσης πετυχαίνεται καλύτερος διαχωρισμός.
Η κανονική και ομοιόμορφη τροφοδοσία είναι αναγκαία διότι με αυτόν τον τρόπο καταπονούνται λιγότερο τα μηχανήματα του συγκροτήματος.
Η πρόληψη για την απομάκρυνση ξένων στοιχείων από το υλικό και ειδικότερα των σιδηρών αντικειμένων μειώνει την πιθανότητα πρόκλησης μεγάλων ζημιών και σταμάτημα της λειτουργείας της μονάδας.
Η μείωση του λόγου κατάτμησης έχει ως αποτέλεσμα την μη υπερφόρτωση, την αύξηση της δυναμικότητας και τελικά τη μικρότερη φθορά.
Η απομάκρυνση του υλικού υπομεγέθους της τροφοδοσίας με κόσκινο, αυξάνει τη δυναμικότητα και την απόδοση και μειώνει τη φθορά.
Τέλος η συχνή αντικατάσταση ή αναγόμωση των φθαρτών τμημάτων αυξάνει την παραγωγή της μονάδας.
Για παράδειγμα η μεγάλη δύναμη θραύσης στον περιστροφικό θραυστήρα προκαλεί φθορά στους κρουστικούς ράβδους του τυμπάνου (μαχαίρια) ώστε να κάνει αναγκαία την συχνή επικάλυψη σκληρού μετάλλου με ειδικά μαγγανιούχα ηλεκτρόδια, ακόμα και την συνεχόμενη αντικατάσταση των μαχαιριών. Η εργασία επικάλυψης αποτελεί χρονοβόρα διαδικασία. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι για θραυστήρα τεσσάρων μαχαιριών με παραγωγή 170 tn/h απαιτούνται 6 ώρες υπερωριακή απασχόληση την εβδομάδα. Τα σφυριά επίσης αποτελούν μέρη τα οποία αλλάζουν εύκολα και συχνά.
Η απαιτούμενη κατανομή της κοκκομετρίας του υλικού θα καθορίσει και τον αριθμό των βαθμίδων θραύσεως και την ενδιάμεση διαβάθμιση του υλικού. Τα επιμέρους κυκλώματα αποτελούνται από συστήματα ταινιόδρομων, κοσκίνων, αναβατορίων, χώρων αποθήκευσης υλικών, μεταφορικών κοχλίων κ.α.

Η αντιμετώπιση της σκόνης στο χώρο εγκατάστασης, τόσο για την προστασία του προσωπικού όσο και για την προστασία των μηχανημάτων και κυρίως για λόγους όχλησης γειτονικών οικισμών, πρέπει να αντιμετωπίζεται στο μέγιστο βαθμό. Αποτελεί σίγουρα ένα σημαντικό μέρος στην διαμόρφωση του κοστολογίου. Χρησιμοποιούνται αναρροφητικά φίλτρα ξηρού τύπου με φανέλες των οποίων τα στόμια αναρροφήσεως τοποθετούνται κοντά στο θραυστήρα, τα κόσκινα, στην έξοδο των τριβείων και στην κορυφή των αναβατορίων και των χώρων αποθήκευσης.
Η μη σωστή λειτουργία του συστήματος αποκονίωσης σε περίπτωση ύπαρξης αρκετής σκόνης δημιουργεί πρόσθετα προβλήματα κατά την επικάθιση της και ανάγκη συνεχούς απασχόλησης εργατικού δυναμικού για την απομάκρυνση της.
Σημαντική είναι επίσης και η πρόβλεψη για την αφαίρεση μεγάλων βραχοτεμαχίων τα οποία είναι δυνατό να σφηνώνουν μέσα στο χώρο θραύσεως και να προκαλέσουν διακοπή της λειτουργίας. Είναι σημαντική η ύπαρξη κατάλληλης διάταξης (μικρής γερανογέφυρας, γερανού ή μικρού βραχίονα με υδραυλικό σφυρί) που να αντιμετωπίζει τέτοιες καταστάσεις στον ελάχιστο χρόνο και με τη μέγιστη ασφάλεια.

Παρακάτω αναφέρεται ενδεικτικά ο κινητός μηχανικός εξοπλισμός για εργασίες εξόρυξης για την τροφοδοσία μονάδας σπαστηροτριβείου δυναμικότητας παραγωγής 400 tn/h:
1. 1 Αυτοκινούμενο διατρητικό μηχάνημα (wagon drill) με ενσωματωμένο αεροσυμπιεστή
2. 1 Φορητός αεροσυμπιεστής για βοηθητικές διεργασίες
3. 1 Ελαστιχοφόρος φορτωτής μεγέθους κάδου 5 m3 για φόρτωση εξορυγμένου υλικού
4. 2 Ελαστιχοφόροι φορτωτές μεγέθους κάδου 3,5 m3 για φόρτωση ετοίμων προϊόντων και βοηθητικών εργασιών
5. 3 ανατρεπόμενα φορτηγά αυτοκίνητα (dumpers) δυναμικότητας μεταφοράς εξορυγμένου υλικού 35 tn
6. 1 ανατρεπόμενο τριαξονικό αυτοκίνητο δυνατότητας μεταφοράς 20 tn εφεδρικό
7. 1 Υδροφόρο φορτηγό αυτοκίνητο χωρητικότητας 10 m3 για μεταφορά νερού και διαβροχή.

Τα αναλώσιμα θα μπορούσαν να αναλυθούν
Καύσιμα και λιπαντικά 35%
Ηλεκτρική ενέργεια 40%
Καψύλια, εκρηκτικές ύλες, υλικά διάτρησης 17%
Διάφορα άλλα αναλώσιμα 8%
Σύνολο Αναλωσίμων 100%

Η Δαπάνες ενός λατομείου της παραπάνω δυναμικότητας θα μπορούσε να αναλυθεί:
Αποσβέσεις 4%
Συντηρήσεις, επισκευές 4%
Αναλώσιμα, καύσιμα 62%
Μισθοδοσία προσωπικού 17%
Γενικά & απρόβλεπτα έξοδα 8%
Μισθώματα 5%
Σύνολο Δαπανών 100%

Κλείνοντας εδώ την παρουσίαση κάποιων ενδεικτικών στοιχείων, καθώς και μια απλή τεχνική αναφορά, που πραγματεύεται τις διαδικασίες και την σειρά των εργασιών-λειτουργιών ενός λατομείου αδρανών, θα θέλαμε να αναφέρουμε ότι επί πραγματικού τα, πράγματα στην αγορά δεν αντιμετωπίζονται, όπως θα έπρεπε. Και αυτό οφείλεται κυρίως στο μη σωστό έλεγχο από την πολιτεία, καθώς και λόγω του ερασιτεχνισμού που συνήθως υπάρχει και βλέπουμε. Για το λόγο αυτό, πιστεύουμε ότι το παρόν, είναι μια πολύ καλή αφορμή για βελτίωση, καθώς και μια ενδεικτική διαδικασία το πώς σφαιρικά πρέπει να αντιμετωπίζεται και να λειτουργεί, μια πλήρης εργασιών και διαδικασιών, λατομική επιχείρηση.