Zagrożenia
górnicze

Rodzaje zagrożeń
górniczych

1. Zagrożenie metanowe

2. Zagrożenie wyrzutami gazów i
skał

3. Zagrożenie wybuchem pyłu
węglowego

4. Zagrożenie wodne

5. Zagrożenie tąpaniami

1. Zagrożenie metanowe

Szkodliwe działanie metanu CH

4

- jako gaz lżejszy od powietrza gromadzi się pod stropem
wyrobiska,
- wypiera tlen z atmosfery i czyni ją niezdatną do oddychania,
- jest gazem palnym i w odpowiednim stosunku do powietrza
daje
mieszankę wybuchową

Charakterystyczne parametry metanu:

740 kg/m

3

– gęstość w normalnych warunkach

650

0

C – tempertura zapłonu

1500

0

C – temeratura wybuchu

5% – 15% - zakres stężeńia wybuchowego przy udziale tlenu powyżej 12%
9,5% - udział procentowy metanu przy którym następuje najsilniejszy
wybuch

Metanowość – laboratoryjnie zbadana ilość metanu w m

3

przypadająca
na 1 t wydobycia czystej substancji węglowej.
Metanowość określana jest przez KD Barbara.

Kategorie zagrożenia metanowego:

Kategoria I – stwierdzona zawartość metanu pochodzenia naturalnego
wynosi
0,1 – 2,5 m

3

/t w przeliczeniu na czystą substancję

węglową, lub
wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych nie
przekracza
5 m

3

/t w przeliczeniu na średnie wydobycie dobowe.

Kategoria II - stwierdzona zawartość metanu pochodzenia naturalnego
wynosi
2,5 – 4,5 m

3

/t w przeliczeniu na czystą substancję

węglową, lub
wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych nie
przekracza
5 – 10 m

3

/t w przeliczeniu na średnie wydobycie dobowe.

Kategoria III - stwierdzona zawartość metanu pochodzenia
naturalnego wynosi
4,5 – 8,0 m

3

/t w przeliczeniu na czystą substancję

węglową, lub
wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych nie
przekracza
10 – 15 m

3

/t w przeliczeniu na średnie wydobycie

dobowe.
Kategoria IV - stwierdzona zawartość metanu pochodzenia
naturalnego wynosi
powyżej 8,0 m

3

/t w przeliczeniu na czystą substancję

węglową, lub
wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych nie
przekracza
powyżej 15 m

3

/t w przeliczeniu na średnie wydobycie

dobowe, lub
jeśli stwierdzono występowanie fontann metanowych lub
wyrzutów

1 – korpus ,iernika, 2 – uchwyt zaczepowy, 3 – styki do ładowania
akumulatora,
4 – miernik, 6 – obwód drkowany, 7 – akumulator, 8 – pompka w osłonie
gumowej,
9 – zawór, 10 – obwód drukowany, 11 – osłona plasikowa, 12 – otwór
ssawny,
13 – filtr, 14 – komora pomiarowa, 15 – otwór wylotowy

Metanomierz indywidualny
VM-1

Tarcza pomiarowa metanomierza VM-1 wersja 0 - 3% oraz 0 –
5%

1 – pole zielone do kontroli zera
2 – pole zielone do kontroli napięcia
3 – pole czerwone wskazujące stężenie 12 % CH

4

4 – pole czerwone wskazujące stężenie 3 – 12% CH

4

5 – pole czerwone wskazujące stężenie 5 – 12% CH

4

Uwaga: po kilkakrotnym naciśnięciu pompki należy odczekać 2 s, a
następnie naciskać przycisk pomiarowy przz 2 – 3 s. Następnie należy
odczytać na tarczy wynik pomiaru

Zasady zwalczania zagrożenia metanowego:
-

niedopuszczenie do gromadzenia się metanu w wyrobiskach w ilościach

przekraczających wielkości dopuszczalne,
- wyeliminowanie możliwości zapalenia metanu przez stosowanie
odpowiednich
nakazów i zakazów, odpowiedniej technologii wybierania złoża oraz
stosowanie
odpowiednich maszyn i urządzeń,
- zorganizowanie nadzoru nad całokształtem techniki zwalczania zagrożenia
metanowego i rygorystyczne przestrzeganie obowiązkowych zasad pracy w
polu
metanowym

Sposoby zwalczania zagrożenia metanowego:

1 – wentylacyjny odpowiednio dobrano ilość i prędkość przepływu
powietrza. Nie
powinno się dopuszczać by zawartość metanu w prądach rejonowych
przekraczała 1% powietrza zużytego a w szybach wydechowych
0,75%.
Prędkość przepływu powietrza nie powinna być mniejsza niż 0,3m/s.
Należy
zwalczać przystropowe nagromadzenia metanu.

2 – odmetanowanie górotworu, wiercenie otworów drenażomych w
pokładach lub
z powierzchni. Rurociągi odmetanowania należy zaznaczyć żółtą farbą.

3 – Odcięcie dopływu metanu przez uszczelnienie górotworu lub wykonanie
obudowy
powłokowej np. torkretowej

2. Zagrożenie wyrzutami gazów i skał

Def. Przez wrzut gazów i skał należy uważać gwałtowne oraz
niekontrolowane
wrzucenie z calizny do wyrobiska mas skalnych połączone z
równoczesnym
wypływem gazów. Mogą występować wyrzuty dwutlenku węgla CO

2

lub
metanu CH

4

Przyczyny wyrzutów gazów i skał:
- wysoka gazonośność złoża
- wysokie naprężenie w złożu spotęgowane eksploatacją górniczą,
- mała wytrzymałość węgla

Kategorie zagrożenia:
Kategoria I – nie występują wyrzuty gazów, lecz stwierdzono w otworze
badawczym
nadciśnienie gazów CO

2

– 0,3at, CH

4

– 0,8 at, lub stwierdzono

przynajmniej
1 wypływ gazu.
Kategoria II - stwierdzono w otworze badawczym nadciśnienie gazów
CO

2

–powyżej 0,3 at, CH

4

– powyżej 0,8 at, lub stwierdzono wyrzut

skał
o masie do 200 t
Kategoria III - stwierdzono choćby jeden nietłumiony wyrzut gazów i skał
w którym
została wyrzucona skała o masie powyżej 200 t
Kategoria IV – jeżeli istnieją warunki odpowiadającej Kategorii III, a
zagrożenie
występuje często i wydzielają się duże ilości gazów.

Profilaktyka:

- odprężanie pokładów zagrożonych wyrzutami prze wybranie sąsiednich
pokładów
- wykonywanie otworów odprężających
- strzelanie odprężające
- prowokowanie wyrzutów gazów i skał przez odpalanie zwiekszonych
ładunków
materiałów wybuchowych.

Krata zaporowa w wyrobisku chodnikowym

3. Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

Strefa 1 – obejmuje wyrobiska
górnicze znajdujące się
w zasięgu 300 m w polach
metanowych i 500 m w
polach
niemetanowych od miejsca
zapoczątkowania wybuchu.

Strefa 2 – obejmuje wyrobiska
górnicze znajdujące się poza
zasięgiem strefy 1

<10 %
części
lotnych

>10 %
części
lotnych

Klasy zagrożenia pyłowego:

Klasa A – do klasy zalicza się pokłady lub ich części oraz
wyrobiska
górnicze w których:
- nie występuje niebezpieczny pył,
- w strefie I nie ma odcinków wyrobisk dłuższych niż
30 m
z niebezpiecznym pyłem węglowym

Klasa B - do klasy zalicza się pokłady lub ich części oraz
wyrobiska
górnicze w których:
- występuje niebezpieczny pył węglowy
- w strefie I są odcinki wyrobisk z niebezpiecznym
pyłem
węglowym dłuższe niż 30 m

Profilaktyka:

- opylanie wyrobisk pyłem
kamiennym,
- zraszanie wyrobisk,
- budowa zapór
przeciwwybuchowych
a – pyłowe z pyłu kamiennego
b - wodne

Ilość pyłu na zaporze w

przeliczeniu na powierzchnię

przekroju poprzecznego:

- w pokładach metanowych 400kg/m

2

- w pokładach niemetanowych 200

kg/m

2

4. Zagrożenie wodne

Źródła dopływu wody do kopalni:

- z górotworu zależy od rodzaju i hydrogeologicznych własności oraz
ciągłości skał oddzielających wyrobiska górnicze od powierzchni,
wielkości i rozkładu opadów w ciągu roku, rzeźby i sposobu
użytkowania
obszaru górniczego kopalni. Na wielkość dopływu ma również
wpływ
sposób eksploatacji, rozcięcie złoża, kierunek eksploatacji i
wielkość
terenu objętego wpływem eksploatacji

- ze zbiorników powierzchniowych takich jak rzeki, stawy, jeziora
kanały,

- dopływy z procesów technologicznych takich jak podsadzka
hydrauliczna,
zraszanie wyrobisk, przeróbka mechaniczna

System odwadniania kopalń:

-

Odwadnianie przodków,

- Odwadnianie oddziałowe
-System ścieków
-Zbiorniki wodne i komory pomp z odpowiednią siecią
rurociągów

Komora pomp głównego odwadniania z dwoma chodnikami
wodnymi

Przekrój pionowy przez komorę pomp głównego odwadniania z

dwoma chodnikami wodnymi

Tamy wodne pełne
wielostopniowe
a – stożkowa
b - walcowa

Tama bezpieczeństwa

betonowa

z drzwiami stalowymi

5. Zagrożenie tąpaniami

Podział pokładów węgla ze względu na zagrożenie
tąpaniami

Pokład węgla

Nie zagrożony tąpaniami

Zagrożony tąpaniami

I kategoria

II Kategoria

III kategoria

Tąpnięcie – jest o gwałtowne i
przebiega-jące w krótkim czasie
naruszenie struktury skał,
spowodowane przekroczeniem ich
wytrzymałości oraz wyładowaniem
energii sprężystej nagromadzonej w
górotworze otaczającym wyrobisko

Kategorie tąpnięć:

I Kategoria – (tąpnięcie słabe) które spowodowało
dynamiczne przemieszczenie się skał do wyrobiska
górniczego i spowodowało uszkodzenie lub zniszczenie
obudowy na odcinku do 20 m wzdłuż czoła wyrobiska
wybierkowego lub osi wyrobiska chodnikowego

II Kategoria – (tąpnięcie średnie) – które spowodowało
dynamiczne przemieszczenie się skał do wyrobiska i
spowodowało uszkodzenie lub zniszczenie obudowy na
odcinku 20 – 50 m wzdłuż czoła wyrobiska wybierkowego lub
osi wyrobiska korytarzowego

III Kategoria – (tąpnięcie silne) które spowodowało
dynamiczne przemieszczenie się skał do wyrobiska i
spowodowało uszkodzenie lub zniszczenie obudowy na
odcinku powyżej 50 m wzdłuż czoła wyrobiska
wybierkowego lub osi wyrobiska korytarzowego

Warunki naturalne sprzyjające wystąpieniu tąpnięcia:

- Skała jest dostatecznie wytrzymała i sprężysta oraz nie jest
spękana,
a także nie występują płaszczyzny poślizgu,
- Strop pokładu stanowią grube warstwy skał sprężystych o dużej
wytrzymałości, nie spękane i bez płaszczyzn poślizgu
- spąg pokładu stanowią skały o dużej wytrzymałości i
sprężystości, nie
spękane i bez płaszczyzn poślizgu

Przyczyny tąpań:

- Warunki naturalne (głębokość zalegania złoża, budowa geologiczna,
zaburzenia tektoniczne takie jak niecki, nasunięcia, zmiany nachylenia,
zmiany
grubości pokładu
- Warunki górniczo-techniczne:
Koncentracja naprężeń spowodowana występowaniem oddziaływaniem
resztek
pokładów, krawędzi eksploatacyjnych, prowadzenie eksploatacji
w kilku
pokładach jednocześnie
Nadmierne osłabienie calizny spowodowane nadmiernym rozcięciem
złoża
wyrobiskami chodnikowymi, nieregularne fronty eksploatacji, zbyt
intensywna eksploatacja, nieszczelna podsadzka, niewłaściwy
zawał
stropu

Schemat statyczny warunków tąpnięcia w pokładzie

w

z

k











s

w

– rozpad pokładu na strukturę słupową, s

k

– naprężenie

potrzebne do rozpadu słupów, s

z

– naprężenie wynikła z

eksploatacji

Schemat tąpnięcia

spągowo-pokładowego

Profilaktyka:

Nie dopuszczanie do

powstawania stref

koncentracji naprężenia

Określenie stanu zagrożenia:

- sondaż górotworu
- badanie aktywności
sejsmicznej
właściwe rozpoznanie
warunków
- geologiczno-górniczych

Sposoby zabezpieczania chodników przed skutkami
wystąpienia tąpnięcia