2.0. Dobór systemu eksploatacji złoża węgla kamiennego

2.1. Określenie sposobu likwidacji zrobów

2.1.1. Określenie wskaźników deformacji powierzchni

• Obliczanie maksymalnego przemieszczenia pionowego

gdzie:

a – współczynnik osiadania tzw. współczynnik eksploatacji.

a=0,7

g – miąższość pokładu

• Obliczanie promienia zasięgu wpływów głównych r

gdzie:

H – głębokość eksploatacji

H_śr = 610[m]

tgβ - kąt zasięgu wpływów głównych

tgβ = 2

• Określenie maksymalnych odkształceń poziomych ε_max

Z uwagi na wyliczoną wartość która nie przekracza dopuszczalnych wartości dla IV kategorii ochrony terenu przedstawionej w tabeli 2 możemy stosować eksploatację z zawałem stropu.

2.1.2. Określenie stateczności stropu zawałowego tzw. liczby „L”

Na stateczność pakietu warstw skalnych stropu zawałowego ściany (tzw. liczbę L) mają wpływ następujące czynniki:

• rodzaj warstw,

• ich wzajemny układ,

• stopień zawilgocenia in situ,

• właściwości wytrzymałościowe,

• naturalna podzielność warstwowa.

Liczbę wskaźnikową „L”, dającą podstawę do prognozowania stateczności stropów oraz ich klasyfikację, określić można równaniem:

gdzie:

R_c ­– laboratoryjna wytrzymałość na ściskanie skał, [MPa]

k₁ – współczynnik efektywnego wykorzystania wytrzymałości w caliźnie,

k₂ – współczynnik reologicznych własności skał,

k₃ – współczynnik zmiany wytrzymałości wynikających z różnicy zawilgocenia skał w masywie i badanych próbek w odniesieniu do skał suchych.

Rodzaj skały	k1	k2	k3
piaskowiec	0,33	0,7	0,7 lub 0,8
mułowiec (łp. piaszczysty)	0,42	0,6
iłowiec (łp. ilasty)	0,5	0,6

Obliczenia liczby wskaźnikowej –dokonujemy dla wszystkich warstw stropu, tzw. „L_śr”, w/g profilu skał stropowych.

gdzie:

m_i – grubość kolejnej warstwy stropu,

L_i – liczba wskaźnikowa stropu kolejnej warstwy nad pokładem

Liczba wskaźnikowa dla piaskowca:

Liczba wskaźnikowa dla łupka piaszczystego:

Liczba wskaźnikowa dla łupka piaszczystego:

Liczba wskaźnikowa L dla wszystkich warstw stropu L_śr:

Tabela 3

Klasyfikacja skał stropowych pod względem tworzenia zawału stropu

Klasa stropu zawałowego	Liczba wskaźnikowa stropu zawałowego	Charakterystyka stropu zawałowego
I	0<L≤18	Stropy bezpośrednie, najsłabsze, odpadające natychmiast po odsłonięciu (przy dolnych wartościach wskaźnika), lub z pewnym opóźnieniem. Dla utrzymania tego stropu niezbędne jest przypinanie łaty węgla
II	18<L≤35	Stropy bezpośrednie bardzo trudne i trudne do utrzymania, stropy rozpadające się (do L=30), pełne dziur, obwałów i spękań. Stropy wiszące na obudowie, bardzo zawalające się, kruche, niebezpieczne.
III	35<L≤60	Stropy przy dolnej wartości L spękane z lokalnie występującymi obławami, słabe, stopniowo przechodzące w coraz mocniejsze. Przy górnej granicy L – dość mocne, łatwo przechodzące w stan zawału.
IV	60<L≤130	Stropy przy dolnej wartości L dobre, stopniowo coraz trwalsze, następnie bardzo dobre, stwarzające dobre warunki pracy, typowo zawałowe. W pobliżu górnej granicy L – przechodzą jednak w stan zawału.
Va	130<L≤250	Stropu bardzo mocne i trwałe. Prowadzenie ścian z zawałem stropu wymaga stosowania odpowiednich technik powodowania zawału (np. strzelanie).
VB	L>250	Stropy wybitnie mocne i trwałe. W obecnych warunkach technicznych nie przewiduje się przy takich stropach prowadzenia ścian z zawałem.

Liczba wskaźnikowa stropu L wyniosła 47,53, tak więc korzystając z tablicy mieści się ona w przedziale trzecim 35-69 bliżej dolnej granicy, można więc powiedzieć, iż strop będzie spękany z lokalnymi obławami i słaby.

2.2. Dobór systemu eksploatacji z uwagi na warunki górniczo -

geologiczne oraz klasyfikację systemów eksploatacji

w kopalniach węglowych oraz uzasadnienie jego wyboru

Podział ze względu na:	Grupy	Kryteria podziału na podgrupy	Podgrupy
Rodzaj wyrobiska eksploatacyjnego	1.ubierkowe	długość przodka	a.)ścianowe b.)filarowo-ubierkowe c.)ubierkowe pasami
	2.zabierkowe	długość zabierki	a.)długich zabierek b.)filarowo-zabierkowe
	3.komorowe	sposób wybierania złoża	a.)komorowe właściwe b.)komorowo-filarowe c.)ubierkowo-komorowe
	4.blokowe	sposób wypuszczania urobku	a.)z czołowym wypuszczaniem urobku b.)z wypuszczaniem urobku przez otwory wysypowe
Sposób kierowania stropem	1.z ochroną stropu	sposób utrzymania stropu	a.)utrzymanie przestrzeni poeksploatacyjnej(systemy komorowe) b.)z podsadzką(hydrauliczną suchą, utwardzaną) c.)z magazynowaniem urobku
	1.z zawałem	grubość stropu bezpośredniego	a.)zawał pełny b.)zawał częściowy
	3.z ugięciem stropu	własności skał stropowych i grubość złoża	a.)ugięcie całkowite b.)ugięcie częściowe
Kierunek wybierania	1.podłużne	-	-
	2.poprzeczne	-	-
	3.przekątne	-	-
Grubość złoża	1.na całą grubość złoża	-	-
	2.eksploatacja warstwami	Sposób podziału na warstwy	a.)warstwami równoległymi do uławicenia b.)warstwami poziomymi

Z uwagi na występujące zagrożenia naturalne w/w wymienione, wymogi czwartej kategorii ochrony powierzchni i otrzymaną liczbę wskaźnikową L=47,53 kwalifikującą strop do trzeciej klasy, wybieram system eksploatacji ubierkowy, z zawałem stropu, eksploatowany podłużnie na całą grubość złoża prowadzony od granic.

2.3. Sposób rozcięcia i udostępnienia złoża na mapie pokładu