1.

KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO

TECHNOLOGIE GÓRNICZE – TECHNOLOGIE PODSTAWOWE

TECHNOLOGIE EKSPLOATACYJNE

- SYSTEM UBIERKOWY POPRZECZNY

Z PODSADZKĄ HYDRAULICZNĄ

SYMBOL

PEU2

1. WYRÓśNIKI TECHNOLOGII

SYSTEM UBIERKOWY:
- długość frontu: 10÷50 m,
- mechanizacja: kompleksowa (obudowa zmechanizowana, maszyna urabiająca, przenośnik
zgrzebłowy),
- likwidacja wybranej przestrzeni za postępem przodka.
SYSTEM UBIERKOWY POPRZECZNY:
- wyrobiska przyubierkowe (pochylnie lub diagonale) nachylone do ~30

0

.

SYSTEM UBIERKOWY POPRZECZNY Z PODSADZKĄ HYDRAULICZNĄ:
- likwidowanie wybranej przestrzeni poprze wypełnienie jej materiałem podsadzkowym.
MASZYNY I URZĄDZENIA:
- kombajn ścianowy,
- przenośnik zgrzebłowy.

2. SZKIC TECHNOLOGII

System ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną

3. OPIS TECHNOLOGII

Charakterystyka stanu obecnego
System aktualnie stosowany niezwykle rzadko. W kraju ostatnie przodki ubierkowe z podsadzką
hydrauliczną (o długości 30-40) prowadzono w KWK „Kazimierz-Juliusz” w latach 80-tych obrębie
resztkowych obszarach złóż węgla kamiennego w pokł. 510. Technologia robót eksploatacyjnych
jest analogiczna jak w przypadku poprzecznego systemu ścianowego z podsadzką hydrauliczną.
System polega na urabianiu pokładu węgla kombajnem ścianowym pomiędzy dwoma pochylniami
przyubierkowymi wykonanymi w odległości od 10 do 50 m. Dla obniżenia kosztów robót
przygotowawczych istnieje możliwość prowadzenia wyrobiska eksploatacyjnego wzdłuż
pojedynczej pochylni („ślepy przodek”). Technologia eksploatacji systemem ubierkowym z
podsadzką hydrauliczną ze „ślepym przodkiem” nie była stosowana w Polsce, ale i nie ma także
przykładów jej stosowania poza granicami kraju.

Opis wyposażenia
Wyposażenie przodka jest analogiczne jak w systemie ścianowym. Dobór typu maszyny urabiającej
zależy głównie od miąższości pokładu oraz długości przodka wybierkowego. Dla ubierek
dłuższych, tj. 30-50 m, urabianie calizny może być realizowane kombajnem dwuorganowym. Dla
krótszych frontów, urabianie może być prowadzone kombajnem jednoorganowym (do niedawna
stosowano w górnictwie polskim kombajny KGU). Zabezpieczenie przodka stanowią sekcje
obudowy zmechanizowanej sprzężone z przenośnikiem zgrzebłowym. Sekcje zazwyczaj budowane
są w odstępach do 1,5 m dla umożliwienia wprowadzenia drewna do przestrzeni poeksploatacyjnej
w celu jej zabezpieczenia na okres wykonywania tamy czołowej oraz procesu podsadzania pustki.

Organizacja robót
Na pełny cykl produkcyjny, podobnie jak w systemie ścianowym, składa się:

−

mechaniczne urabianie calizny węglowej,

−

przesuwaniu obudowy zmechanizowanej,

−

przesuwaniu przenośnika,

−

zabudowie wybranej przestrzeni oraz czynnościach związanych z podsadzaniem (budowa
tam podsadzkowych, przekładka przenośnika i podsadzanie).

Czynności te zwane cyklem produkcyjnym następują kolejno po sobie a realizuje je załoga
zatrudniona w ścianie składająca się z: przodowego, kombajnisty, obsługi przenośnika i operatorów
obudowy zmechanizowanej. Najczęściej dwie lub trzy zmiany są zmianami produkcyjnymi a
zmiana kolejna zmianą konserwacyjno-remontową, która zazwyczaj przeznaczona jest do
podsadzania wybranej przestrzeni.

Wentylacja
W rozwiązaniu typowym, wentylacja przodka odbywa się obiegowym prądem powietrza w
systemie na „U”, „Y”, „Z” gdzie świeże powietrze płynie chodnikiem odstawczym, przepływa
przez ubierkę i jako zużyte odprowadzane jest chodnikiem wentylacyjnym w kierunku szybu
wydechowego. W sytuacji prowadzenia przodka wzdłuż pojedynczego chodnika przyubierkowego,
wentylacja przodka ma charakter odrębny.

Efekty produkcyjne
Stosunkowo

niewielka

długość

przodka

oraz

konieczność

podsadzania

przestrzeni

poeksploatacyjnej powodują, dla przedmiotowych ubierek realnym jest uzyskanie produkcji
dobowej na poziomie do 1500 t.

4. SCENARIUSZ ROZWOJU MECHANIZACJI TECHNOLOGII DO ROKU 2020

Systemy ubierkowe dominowały w górnictwie węglowym do lat 70-tych ubiegłego stulecia i wyparte
zostały przez zmechanizowane systemy ścianowe o długich przodkach. Systemy te aktualnie stosowane
są sporadycznie dla wybierania nieregularnych parcel eksploatacyjnych, pól resztkowych itp.

Jest prawdopodobnym, że kilka czynników, głównie związanych z kurczącą się bazą zasobową we
ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat spowoduje wzrost zainteresowania tym systemem. Najistotniejsze
czynniki mogące mieć wpływ na rozwój technologii zostały omówione poniżej.

1.

Baza zasobowa. W obszarach górniczych kopalń w schyłkowej fazie istnienia zakładu
górniczego, systematycznie spadają zasoby węgla mogące być przedmiotem eksploatacji
ś

cianowej. Pozostają jednak istotne zasoby węgla zalegające w obrębie pól resztkowych, filarów

ochronnych oraz w polach o silnie rozwiniętej tektonice. Zasoby takie zazwyczaj traktowane są
jako straty lub mogą zostać wyeksploatowane systemami wąskofrontowymi (ubierkowymi) lub
chodnikowymi.

2.

Warunki górniczo-geologiczne. Istotna część zasobów węgla w rejonie GZW zalega w
strefach o rozwiniętej siatce zaburzeń tektonicznych oraz w zasięgu wpływów krawędziach
eksploatacyjnych. Czynniki te czasami mogą uniemożliwiać eksploatację ścianową. Systemy
krótkofrontowe ze względu na mniejsze długości przodków mogą pozwolić na ograniczenie
strat eksploatacyjnych spowodowanych powyższymi czynnikami.

3.

Zagrożenia. Technologia wybierania systemami ścianowymi i ubierkowymi jest bardzo
zbliżona. Systemy ubierkowe nie intensyfikują istniejących zagrożeń, a w niektórych
przypadkach zmniejszają poziom zagrożenia. Dotyczy to głównie zagrożenia metanowego i
pyłowego, które są ściśle uzależnione od wielkości wydobycia.

4.

Czyste wybieranie. Systemy ubierkowe pozwalają na znaczne obniżenie strat eksploatacyjnych
w stosunku do systemów chodnikowych, w których koniecznym jest pozostawianie filarów lub
płotów ochronnych dla chodników eksploatacyjnych.

5.

Koszty wydobycia i wydajność. Przodkowe koszty operacyjne procesu wydobycia systemami
ubierkowymi są znacznie niższe niż w przypadku systemów chodnikowych, a to głównie za
sprawą znacznie wyższej wydajności dołowej. Głównym czynnikiem hamującym rozwój
przedmiotowej technologii są stosunkowo wysokie koszty przodkowe w porównaniu z
wysokowydajnymi ścianami. W tym wypadku systemy ścianowe przy takim samym lub nieco
większym obłożeniu pozwalają na uzyskanie kilkukrotnie wyższego poziomu produkcji.

6.

Uniwersalność technologii. Technologia eksploatacji systemami ubierkowymi jest analogiczna
jak w systemach ścianowych. W większości przypadków jest możliwość adaptacji istniejącej
bazy maszynowej systemów ścianowych dla potrzeb systemów ubierkowych.

7.

Bezpieczeństwo. Wdrożenie systemów ubierkowych nie zmienia poziomu bezpieczeństwa w
stosunku do systemów ścianowych.

8.

Ochrona środowiska. Systemy ubierkowe z podsadzką hydrauliczną pozwalają na bezpieczną
eksploatację złóż także w rejonach o wysokim stopniu ochrony powierzchni. Systemy
ubierkowe z podsadzką hydrauliczną nie zmieniają poziomu wpływu na środowisko w stosunku
do systemów ścianowych z zawałem stropu. W tradycyjnej technologii (z tradycyjnym
wygradzaniem przestrzeni poeksploatacyjnej) system ten wiąże się z dużym zapotrzebowaniem
na drewno. Bez zmiany technologii w tym aspekcie, może to okazać się jednym z dwóch
głównych powodów do jego zaniku. Drugim powodem jest stosunkowo duże zapotrzebowanie
na materiał podsadzkowy, tj. gł. piasek.

Poniżej przedstawiono prawdopodobne kierunki rozwoju technologii eksploatacji system
ubierkowym poprzecznym z podsadzką hydrauliczną do roku 2020.

Ze względu na brak przesłanek technicznych mogących ograniczać stosowanie tej technologii,
głównym warunkiem jej rozwoju będzie konieczność obniżenia dołowych kosztów wydobycia.
Redukcja tych kosztów może odbywać się dwutorowo poprzez: zwiększenie wydajności oraz
zmniejszenie nakładów na roboty przygotowawcze.

1.

Zwiększenie wydajności. Wzrost wydajności będzie warunkowany rozwojem mechanizacji
systemów ubierkowych, co omówiono w zadaniu 4. Aktualne rozwiązania szczególnie w
zakresie małogabarytowych kombajnów ścianowych nie pozwalają na uzyskanie
zadawalających postępów przodków, a co za tym idzie znacznie ograniczają możliwości
wydobywcze. Z drugiej strony wzrost wydajności będzie związany z ograniczeniem załóg
przodkowych do niezbędnego minimum. Przy zastosowaniu automatyki pozwalającej na
dyspozytorski nadzór nad pracą przodka (tak jak w ścianach strugowych) realnym jest
zmniejszenie liczby zatrudnionej załogi w obrębie krótkiego przodka ubierkowego do 3-4
pracowników. Drugim elementem mogącym poprawić wydajność jest wprowadzenie
udoskonalonych technologii z mechaniczną tamą czołową dla podsadzki hydraulicznej i
wyeliminowanie załogi niezbędnej w tradycyjnym rozwiązaniu z tamą drewnianą.

2.

Stosowanie systemów podsadzkowych jest warunkowane m.in. odpowiednio dobrymi
warunkami stropowymi, a to ze względu na konieczność utrzymywania przy froncie
stosunkowo dużego otwarcia stropu (niejednokrotnie ~10 m od linii ociosu przodka do linii
podsadzki. Jednym z wariantów poprawy wydajności w szczególnie dobrych warunkach
stropowych będzie możliwość zwiększenia zabioru w przodku poprzez zastosowanie
kombajnów o szerszych organach urabiających lub przejścia na technologię z urabianiem
kombajnem chodnikowym typu continius miner z kotwieniem ścieżki stropowej (technologia
zbliżona do systemu zabierkowo-ubierkowego).

3.

Jednym z podstawowych czynników wpływających na koszty wydobycia jest koszt robót
przygotowawczych. Okonturowanie parceli ubierkowej w sposób analogiczny, jak w przypadku
systemu ścianowego, tj. poprzez wykonanie dwóch wyrobisk przyścianowych, w dużej mierze
ogranicza celowość rozwoju tej technologii. Podstawowym, jeśli nie najistotniejszym,
kierunkiem

rozwoju

systemów

ubierkowych

będzie

redukcja

ilości

wyrobisk

przygotowawczych do pojedynczego chodnika odstawczego. Takie rozwiązania znane w
górnictwie światowym, wymagać będą pewnych nowelizacji polskiego prawa górniczo-
geologicznego. Ślepy przodek eksploatacyjny w takim wypadku posiada bowiem tylko jedno
wyjście. Na takie rozwiązanie nie zezwala aktualnie obowiązujące prawo.

5. KIERUNKI PRAC BADAWCZO-ROZWOJOWYCH GWARANTUJĄCE ROZWÓJ
TECHNOLOGII

Najistotniejsze kierunki prac badawczych powinny dotyczyć określenia możliwości i uwarunkowań
prowadzenia eksploatacji systemem ubierkowym wzdłuż pojedynczego wyrobiska eksploatacyjnego w
warunkach GZW.

Niezwykle istotnym będzie konieczność prowadzenia prac badawczych w zakresie mechanizacji i
automatyzacji robót w obrębie przodka ze szczególnym uwzględnieniem skutecznego rozwiązania
zmechanizowanej tamy czołowej.

Ważnym elementem prac badawczo-rozwojowych będzie analiza możliwości zwiększenia zabioru, m.
in. poprzez zastosowanie kombajnów urabiających liniowo typu continius miner z kotwieniem przodka.