gornik eksploatacji podziemnej 711[02] z3 02 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Jacek Zagłówek

Rozpoznawanie i likwidacja zagrożeń w górnictwie
711[02].Z3.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr inż. Janusz Makówka
dr inż. Józef Parchański

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Jacek Zagłówek

Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z2.02
„Rozpoznawanie i likwidacja zagrożeń w górnictwie”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu górnik eksploatacji podziemnej.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Zagrożenia zawałami, tąpaniami oraz wyrzutami gazów i skał

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Zagrożenia gazowe w górnictwie

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Zagrożenia pyłowe

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Zagrożenia pożarowe

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Zagrożenia wodne i zagrożenia techniczne

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o zagrożeniach występujących

w kopalniach węglowych. Ułatwi wykonywanie badań i pomiarów umożliwiających ocenę
poszczególnych zagrożeń. Właściwie wykonana ocena zagrożenia pozwoli dobrać
odpowiednią profilaktykę, w celu likwidacji lub minimalizacji jego skutków. Umożliwi
kształtowanie właściwych zachowań w przypadku wystąpienia zagrożenia.

W poradniku zamieszczono:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś

mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej.
3. Materiał nauczania, który umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń i zaliczenie sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną
literaturę oraz inne źródła informacji. Obejmuje on również:

−

pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,

−

ćwiczenia wraz z poleceniem i sposobem wykonania,

−

wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,

−

sprawdzian postępów, który umożliwi Ci sprawdzenie poziomu umiejętności po
wykonaniu ćwiczeń. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na
pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie.

4. Sprawdzian osiągnięć sprawdzający Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu

całej jednostki modułowej.

5. Wykaz literatury, z jakiej możesz korzystać podczas nauki w celu pogłębienia wiedzy

z zakresu programu jednostki modułowej.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela

o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz określoną czynność.

Po opanowaniu umiejętności spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki

modułowej.

Jednostka modułowa: „Rozpoznawanie i likwidacja zagrożeń w górnictwie”, jest drugą

jednostką w module: „Eksploatacja złóż”.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni, obiektach kopalnianych na powierzchni, sztolni

i w wyrobiskach dołowych (pole szkoleniowe) musisz przestrzegać regulaminów, przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac, zachować szczególną dyscyplinę, utrzymywać porządek w miejscu
wykonywania ćwiczeń. Przepisy te poznałeś już podczas realizacji wcześniejszych jednostek
modułowych. Podczas realizacji ćwiczeń będą przypominane przepisy bezpieczeństwa
i higieny pracy do których musisz się stosować.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

711[02].Z3

Eksploatacja z

łóż

711[02].Z3.01

Rozpoznawanie

i udost

ępnianie złóż

711[02].Z3.03

Dobieranie

środków

strza

łowych

711[02].Z3.02

Rozpoznawanie i likwidacja

zagro

żeń w górnictwie

711[02].Z3.04

ążenie

wyrobisk

podziemnych

711[02].Z3.05
Wykonywanie

obudowy wyrobisk

711[02].Z3.06

Montowanie

urz

ądzeń

wentylacyjnych

i zabezpieczaj

ących

711[02].Z3.07

Eksploatowanie z

łóż

kopalin u

żytecznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

definiować, stosować i przeliczać jednostki układu SI,

−

obsługiwać podstawowe przyrządy do pomiarów gazów kopalnianych,

−

przestrzegać zasad bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej,

−

wykonywać schematy przestrzenne wyrobisk górniczych,

−

czytać mapy górnicze,

−

określać warunki zalegania pokładów węgla w złożu,

−

charakteryzować parametry i zasady eksploatacji maszyn i urządzeń górniczych,

−

dobierać maszyny urabiające i ładujące do określonych warunków górniczo-
geologicznych,

−

wiercić otwory przy pomocy różnych urządzeń wiertniczych,

−

charakteryzować sprężarki i wentylatory,

−

posługiwać się samodzielnie dokumentacją maszyn,

−

określić zasady bezpiecznej eksploatacji i obsługi przenośników górniczych,

−

charakteryzować środki łączności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

scharakteryzować zjawiska tąpań i ich skutki dla kopalni,

−

wymienić metody zapobiegania tąpaniom,

−

scharakteryzować zjawisko wyrzutów gazów i skał,

−

wskazać metody zapobiegania wyrzutom gazów i skał,

−

scharakteryzować zjawisko zagrożenia metanowego,

−

sklasyfikować zagrożenia metanowe,

−

wskazać sposoby zwalczania zagrożeń metanowych,

−

wskazać kategorie zagrożenia metanowego,

−

posłużyć się metanomierzem,

−

scharakteryzować i określić zakres stosowania urządzeń elektrycznych w poszczególnych

stopniach zagrożenia metanowego,

−

posłużyć się przyrządami do wykrywania gazów,

−

scharakteryzować zjawisko wybuchu pyłu węglowego,

−

wymienić sposoby zapobiegania wybuchom pyłu węglowego,

−

scharakteryzować konstrukcję i lokalizację zapór przeciwwybuchowych,

−

sklasyfikować pokłady węgla pod względem zagrożenia wybuchem pyłu węglowego,

−

wskazać miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego,

−

scharakteryzować techniczne środki zapobiegania pożarom,

−

objaśnić zasady zachowania się załogi w czasie pożaru – drogi ucieczkowe,

−

zastosować pochłaniacz ochronny,

−

określić zakres stosowania pochłaniacza ochronnego,

−

przekazać komunikat o zagrożeniu,

−

posłużyć się podstawowym sprzętem gaśniczym,

−

scharakteryzować system odwadniania kopalni,

−

sklasyfikować zagrożenia wodne,

−

określić źródła dopływu wody do kopalni,

−

omówić system odwadniania kopalni,

−

scharakteryzować wymagania stawiane maszynom i urządzeniom dopuszczonym do

stosowania w zakładach górniczych,

−

skorzystać z komputerowych programów specjalistycznych dotyczących prognozowania

zagrożeń,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, zabezpieczenia przeciwpożarowego

i ochrony środowiska na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Zagrożenie zawałami, tąpaniami oraz wyrzutami gazów

i skał

4.1.1. Materiał nauczania

Zagrożenia naturalne

Źródłem naturalnych zagrożeń górniczych są naturalne cechy i właściwości górotworu,

a czynnik techniczny jest jedynie siłą sprawczą ich ujawniania się w wyrobiskach górniczych.
W zależności od lokalnego charakteru środowiska (górotworu) oraz rodzaju i intensywności
prowadzonej działalności ich liczba i nasilenie mogą być bardzo zróżnicowane.

Do głównych zagrożeń naturalnych zalicza się: zagrożenia zawałami, tąpaniami,

wyrzutami gazów i skał, wybuchy gazów i pyłu węglowego, zagrożenia gazowe, metanowe,
wodne. W większości kopalń mamy współwystępowanie kilku zagrożeń jednocześnie.

Zagrożenia naturalne, których jednoczesna obecność może poprzez wzajemne na siebie

oddziaływanie wpływać na intensywność ich występowania nazywamy zagrożeniami
skojarzonymi. Teoretycznie zagrożenia skojarzone mogą występować wszędzie i zawsze tam,
gdzie występują co najmniej dwa zagrożenia naturalne. Wzajemne związki między
zagrożeniami naturalnymi w kopalniach są przyczyną największych katastrof górniczych (np.
wybuch metanu i pyłu węglowego w listopadzie 2006r. w kopalni „Halemba”).

Poziom zagrożeń naturalnych występujących w danym rejonie kopalni narzuca

stosowanie odpowiedniej profilaktyki dla zwalczania poszczególnych zagrożeń. Należy
pamiętać jednak, aby działania profilaktyczne prowadzone z uwagi na jedno zagrożenie, nie
powodowały wzrostu drugiego zagrożenia.

Zagrożenia zawałami

Zagrożenie zawałami jest podstawowym zagrożeniem występującym w górnictwie

podziemnym zarówno węglowym jak i innych surowców kopalnych. Rokrocznie notowanych
jest wiele wypadków z udziałem ludzi, powodowanych niekontrolowanym opadem skał do
przestrzeni roboczej wyrobisk górniczych. Na występowanie zawałów w wyrobiskach mają
wpływ czynniki zarówno naturalne jak i techniczne powodowane działalnością górniczą.

W przypadku większości zawałów można przyjąć, że o ich zaistnieniu zadecydowała

nieprawidłowo wykonana bądź dobrana obudowa wyrobiska lub jego fragmentu
w odniesieniu do warunków, w jakim zostało ono wykonane.

W górotworze zalegającym nad pokładem wyróżnia się dwa rodzaje warstw stropowych,

tj. strop bezpośredni oraz strop zasadniczy.

Przez strop bezpośredni rozumie się zespół warstw zalegających tuż nad pokładem

i załamujących się (rabujących się) do wybranej przestrzeni (za frontem wybierania) po
usunięciu obudowy. Strop bezpośredni tworzyć mogą jedynie warstwy zdolne do
samorabowania. Taką zdolność mają warstwy o niedużej grubości i o wyraźnej łupności, np.
słabe łupki. Często w literaturze górniczej strop bezpośredni zwany jest stropem zawałowym.

Przez strop zasadniczy rozumie się warstwy skał zalegające powyżej stropu

bezpośredniego, które nie ulegają rabowaniu, lecz odkształcają się w kierunku wybranej
przestrzeni i załamują się jedynie wzdłuż płaszczyzn pomniejszonej wytrzymałości (tzw.
płaszczyzn łupności lub kliważu), zachowując przy tym ciągłość geometryczną. Załamywanie
się tych warstw występuje po wybraniu pokładu na większej przestrzeni, przekraczającej
z reguły kilkadziesiąt metrów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy wybieraniu pokładu systemem ścianowym zawał następuje systematycznie w ślad

za posuwającą się ścianą. Załamujące się skały, krusząc się zwiększają swoją objętość
i wypełniają wolną przestrzeń po wybraniu węgla. Następuje tu tzw. samopodsadzanie.
Dokładne samopodsadzanie przez zawał uzyskuje się wtedy, gdy w stropie znajdują się skały
kruche, łatwo łamiące się o grubości pięciokrotnie większej od grubości wybieranego
pokładu.

W trakcie prowadzenia ściany wybieranej na zawał, w przypadku braku pełnego zawału

występują niekorzystne wzrosty ciśnienia na obudowie ścianowej jak i na czole ściany.
W celu minimalizacji skutków braku zawału należy podejmować działania dla spowodowania
zawału poprzez szczelinowanie górotworu, roboty strzałowe.

Przy strzelaniu zawałowym, tj. mającym na celu wywołanie zawału w wybranej części

pokładu, można stosować otwory krótkie i długie. Otwory krótkie (2–3 m) wierci się
wówczas, gdy w stropie bezpośrednim zalegają skały słabsze lub cienka warstwa skały
bardziej zwięzłej. Strzelanie otworami krótkimi w stropie przy wybieraniu węgla
przeprowadza się przeważnie zaraz po wyrabowaniu obudowy w ścianie. Otwory długie
mogą być wiercone ze ściany albo z chodników. Otwory ze ściany mogą być wiercone
prostopadle do linii zawału lub pod pewnym kątem do tej linii. W celu uzyskania pełnego
zawału wierci się je w głąb stropu na głębokość równą czterokrotnej wysokości ściany.

Pojęcie zawału odnosimy do pewnego zdarzenia, którego skutkiem jest utrata stanu

technicznego danego wyrobiska lub jego części jako konstrukcji. Z reguły utrata
funkcjonalności związana jest z wypełnieniem części lub całości przekroju wyrobiska
rumoszem skalnym na ogół połączonego z lokalnym uszkodzeniem obudowy.

Przyczynami naturalnymi mającymi wpływ na powstanie zawałów ma budowa

geologiczna górotworu, zwłaszcza skał stropowych w otoczeniu wyrobiska górniczego.
Stropy słabe, o małej zwięzłości są bardziej podatne na wystąpienie zawałów. Występowanie
w sąsiedztwie wyrobisk zaburzeń geologicznych takich jak uskoki, wymycia, lub
zafałdowania warstw stropowych powoduje wzrost zagrożenia zawałami.

W fazie projektowania wyrobiska powinno się tak dobrać obudowę do panujących

w górotworze warunków górniczo geologicznych, aby nie występowała możliwość powstania
zawału w całym okresie użytkowania tego wyrobiska.

Rys. 1. Rodzaje stropów nad eksploatowanym pokładem, [1, str.138]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przyczynami górniczymi występowania zawałów może być między innymi:

−

niewłaściwie dobrana obudowa do warunków panujących w wyrobisku (brak rozeznania

do występujących zaburzeń geologicznych, nie uwzględnienie wzrostu ciśnienia
górotworu związanego z prowadzonymi w rejonie robotami górniczymi, okresu
użytkowania obudowy),

−

niewłaściwe wykonywanie obudowy wyrobiska (pustki za obudową, brak podparcia

stropu, brak przewidywanych wzmocnień obudowy, słabo dokręcone zamki obudowy
i inne),

−

wydłużany czas utrzymania wyrobiska,

−

brak koordynacji prowadzonych robót górniczych, powodujących wzrost ciśnienia

górotworu,

−

brak kontroli stanu obudowy wyrobisk,

Przez zawał w wyrobisku, w którym prowadzone są roboty górnicze (w sensie

zagrożenia), rozumie się niezamierzone grawitacyjne przemieszczenie się do wyrobiska mas
skalnych lub kopaliny ze stropu, albo ociosu w stopniu powodującym niemożność
przywrócenia pierwotnej funkcji wyrobiska w czasie krótszym niż 8 godzin.

Zagrożenie tąpaniami

Tąpaniami nazywamy zjawisko, w czasie którego następuje gwałtowne zruszenie

struktury skał pod wpływem ciśnienia przekraczającego ich wytrzymałość na ściskanie,
a objawiające się nagłym momentalnym przemieszczeniem gruzu skalnego do wyrobiska.

Tąpaniom towarzyszy potężny huk z podmuchem i wstrząs. Tąpania są poprzedzane

objawami wzmożonego ciśnienia, np. wyciskaniem spągu, łamaniem obudowy,
odpryskiwaniem węgla, trzaskami węgla oraz trzaskaniem i szmerami w górotworze.

Wstrząs górotworu to wyładowanie energii nagromadzonej w górotworze, objawiające

się drganiem górotworu i zjawiskami akustycznymi, nie powodujące pogorszenia
funkcjonalności wyrobisk i bezpieczeństwa ich użytkowania.

Odprężenie w wyrobisku to zjawisko dynamiczne spowodowane wstrząsem górotworu,

w wyniku którego wyrobisko lub jego odcinek uległo uszkodzeniu, nie powodując utraty jego
funkcjonalności lub bezpieczeństwa jego użytkowania.

Tąpnięcie jest to zjawisko dynamiczne spowodowane wstrząsem górotworu, w wyniku

którego wyrobisko lub jego odcinek uległo gwałtownemu zniszczeniu lub uszkodzeniu,
w następstwie czego nastąpiła całkowita lub częściowa utrata jego funkcjonalności lub
bezpieczeństwa jego użytkowania.

Przez zagrożenie tąpaniami rozumiemy możliwość wystąpienia tąpnięcia w rezultacie

niekorzystnych warunków górniczo– geologicznych w wyrobisku lub jego otoczeniu.

Skłonność górotworu do tąpań oznacza zdolność do kumulowania energii w górotworze

lub skałach i nagłego jej wyzwolenia w momencie zmiany lub zniszczenia ich struktury.

Przez odprężenie partii złoża (pokładu) rozumie się dokonanie takich zabiegów

technicznych w tej partii złoża (pokładu) lub jego sąsiedztwie, w szczególności eksploatację
sąsiednich pokładów lub wykonanie strzelań powodujących destrukcję górotworu, których
skutkiem jest pozbawienie tej partii złoża (pokładu) zdolności do kumulowania energii lub
obniżenia tej zdolności.

Przyczyny powstawania tąpań

Występowanie tąpań związane jest z pewnymi warunkami naturalnymi złoża, jak również

warunkami górniczymi, wytworzonymi przez eksploatację.

Do warunków naturalnych mających wpływ na występowanie tąpań zalicza się:

–

głębokość zalegania pokładu – w myśl przepisów od głębokości 400 m należy prowadzić
ocenę zagrożenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

budowę geologiczną złoża,

–

obecność mocnych warstw w stropie pokładu a także w spągu,

–

dużą skłonność niektórych pokładów do tąpań,

–

zaburzenia tektoniczne w budowie złoża (niecki, uskoki, nasunięcia, zmiany upadu,
grubości i inne).
Do najważniejszych warunków górniczych powodujących tąpania należą:

1. Koncentracja naprężeń, która może występować:

−

w pozostawionych resztkach eksploatowanego pokładu tąpiącego,

−

w partiach pokładu tąpiącego leżącego nad lub pod pozostawionymi resztkami

w sąsiednich pokładach,

−

pod lub nad krawędziami eksploatacji,

−

przy nadmiernym zagęszczeniu frontów eksploatacji,

−

przy równoczesnym prowadzeniu eksploatacji w kilku pokładach, w partiach

leżących nad sobą lub w odległości poziomej do 200 m, zwłaszcza w przypadku
różnych kierunków eksploatacji.

2. Osłabienie calizny węglowej na skutek:

–

nadmiernego rozcięcia złoża chodnikami,

–

prowadzenia wyrobisk w poprzek uławicenia,

–

nadmiernie rozwiniętego frontu eksploatacji,

–

zbyt intensywnego postępu eksploatacji,

–

nieszczelnej podsadzki hydraulicznej,

–

niewłaściwego zawału stropu lub źle wykonanej podsadzki.

Stopnie zagrożenia tąpaniami

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia

6 października 2003r. w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych [14, 15],
mamy trzy stopnie zagrożenia tąpaniami w podziemnych zakładach górniczych
wydobywających węgiel kamienny.

Do pierwszego stopnia zagrożenia tąpaniami zalicza się pokłady lub ich części zalegające

w górotworze skłonnym do tąpań, w których:
1) dokonano odprężenia:

a) przez wybranie pokładu odprężającego z zawałem stropu w odległości nie większej

niż 50 m pod pokładem odprężanym lub 20 m nad tym pokładem,

b) przez wybranie pokładu odprężającego z podsadzką hydrauliczną w odległości nie

większej niż 30 m pod pokładem odprężanym lub 15 m nad tym pokładem,

c) w przypadku grubego pokładu – przez czyste wybranie warstwy tego pokładu,
d) nie zachowując parametrów określonych w lit. a)–c), ale wyniki badań i opinia

rzeczoznawcy uzasadniają takie zaliczenie w związku z występującymi warunkami
geologiczno-górniczymi oraz własnościami geomechanicznymi pokładu i skał
otaczających a po odprężeniu tąpania nie występują,

2) nie dokonano odprężenia, ale wyniki badań i opinia rzeczoznawcy uzasadniają takie

zaliczenie w związku z występującymi warunkami geologiczno-górniczymi oraz
własnościami geomechanicznymi pokładu i skał otaczających.

Skuteczność odprężenia, o którym mowa w pkt. 1 lit. a)–c), powinna być potwierdzona

badaniami geofizycznymi lub metodami analitycznymi, z częstotliwością określoną przez
kierownika ruchu zakładu górniczego na podstawie opinii kopalnianego zespołu do spraw
tąpań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Do drugiego stopnia zagrożenia tąpaniami zalicza się pokłady lub ich części zalegające

w górotworze skłonnym do tąpań, w których nie dokonano odprężenia przez wybranie
pokładu sąsiedniego, ale wyniki badań i opinia rzeczoznawcy uzasadniają takie zaliczenie
w związku z występującymi warunkami geologiczno-górniczymi oraz własnościami
geomechanicznymi pokładu i skał otaczających.

Do trzeciego stopnia zagrożenia tąpaniami zalicza się pokłady lub ich części zalegające

w górotworze skłonnym do tąpań, w których nie dokonano odprężenia przez wybranie
pokładu sąsiedniego lub wystąpiło tąpnięcie, pomimo dokonanego wcześniej odprężenia.

Ustalono również trzy stopnie zagrożenia tąpaniami w podziemnych zakładach

górniczych wydobywających rudy miedzi [14 § 6]

Ocena stanu zagrożenia tąpaniami

Ocenę stanu zagrożenia tąpaniami prowadzi się w dwóch zasadniczych grupach.
Ocenę potencjalnego stanu zagrożenia tąpaniami, dokonuje się metodą rozeznania

górniczego. Jest ona przede wszystkim wykorzystywana na etapie projektowania robót
górniczych, dla doboru długookresowych metod zwalczania bądź ograniczania stanu
zagrożenia poprzez optymalizację kolejności wybierania pokładów, lokalizacji wyrobisk,
doboru systemu eksploatacji, metod i środków drążenia, obudowy wyrobisk, itp.

Grupą metod oceny rzeczywistego zagrożenia tąpaniami, to jest metodą sejsmologiczną,

sejsmoakustyczną i wierceń małośrednicowych oraz ich wspólnej interpretacji w metodzie
sumarycznej. Metody te służą do bieżącego badania stanu zagrożenia i jego zmian w trakcie
prowadzenia robót górniczych oraz doboru doraźnych, aktywnych metod i środków
ograniczania stanu zagrożenia. Potencjalny stan zagrożenia uwzględnia się przy ocenie
rzeczywistego stanu zagrożenia.

O zaliczeniu pokładów do poszczególnych stopni zagrożeń decyduje naturalna skłonność

pokładów do tąpań, stan naprężeń w nich występujących oraz fakt uprzedniego występowania
tąpań. Fakt zaliczenia określonej części pokładu do danego stopnia zagrożenia jest dosyć
luźno związany z rzeczywiście stwierdzanym później zagrożeniem. Konsekwencją zaliczenia
jest jedynie wymuszenie stosowania pewnych ograniczeń w prowadzeniu robót górniczych
i zabezpieczeń techniczno - organizacyjnych, które mogą wstępnie ograniczać zagrożenie
tąpaniami.

Realnie istniejący stan zagrożenia tąpaniami ocenia się metodą kompleksową, na którą

składają się metody szczegółowe:

−

rozeznania górniczego, (ocena potencjalnego zagrożenia tąpaniami),

−

sejsmologiczna,

−

sejsmoakustyczna,

−

wierceń małośrednicowych.
W uzasadnionych przypadkach, do oceny zagrożenia metodą kompleksową można

również

wykorzystać

inne

metody,

jak:

wzbudzonej

aktywności

sejsmicznej,

sejsmoakustyczną

skałach

otaczających

pokład,

sejsmiczną,

elektrooporową,

grawimetryczną, tensometryczną, konwergencji i analityczne.

Stan rzeczywistego zagrożenia tąpaniami określa się o punktację jednostkową podanej

dla każdej metody szczegółowej lub metody uzupełniającej, posiadającej określone wartości
kryterialne podziału na odpowiednie stany zagrożenia tąpaniami, to jest od stanu a do stanu d.
Suma punktów jednolitej punktacji metod szczegółowych – stanowi podstawę określenia
metodą kompleksową oceny rzeczywistego stanu zagrożenia tąpaniami.

Metoda sejsmologii górniczej polega na rejestracji i analizie wstrząsów górotworu

występujących w kopalni. Podstawą fizyczną stosowania tej metody do oceny stanu
zagrożenia tąpaniami jest występowanie związku między wstrząsami a tąpaniami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metoda sejsmoakustyczna polega na pokładowym badaniu emisji sejsmoakustycznej

(mikropęknięcia i pęknięcia w węglu o niskiej energii) w rejonach zagrożonych tąpaniami.
Zmiany aktywności sejsmoakustycznej korelują się ze zmianami naprężeń i mogą wcześniej
sygnalizować moment nagłego wyzwolenia energii np. wstrząsu lub tąpnięcia.

Metoda wiercenia otworów małośrednicowych polega na wierceniu otworów

w przyociosowych częściach pokładu i mierzeniu objętości uzyskanych zwiercin z każdego
metra otworu. Sondaż ten pozwala na wykrywanie w pokładach węglowych stref
wzmożonych naprężeń w przyociosowej części wyrobiska . Pozwala również na obserwację
przemieszczania się tych stref. Metodą tą określa się odległość strefy koncentracji naprężeń
od ociosu wyrobiska, zwaną w skrócie strefą.

Odległość dopuszczalna strefy od ociosu wyrobiska uzależniona jest od wysokości

wyrobiska M wyrażonej w metrach. Obecność strefy w trakcie wiercenia w pokładzie
stwierdza się w oparciu o burzliwy przebieg wierceń (stuki, trzaski, wciąganie wiertła, wzrost
granulacji zwiercin, częściowe lub całkowite zakleszczenie wiertła, lub występowanie
krytycznego wychodu zwiercin, Q

> 6 l/m przy średnicy raczka 42 mm i Q

> 8 l/m przy

średnicy raczka 48 mm.

Geotomografia sejsmiczna polega na prześwietleniu złoża w celu określenia

wyprzedzającej oceny stanu zagrożenia tąpaniami.

Tabela 1. Skala oceny metodą wiercenia otworów małośrednicowych stanu zagrożenia tąpaniami.[17]

Stan

zagro

żenia

Wyniki wierceń małośrednicowych w wyrobisku górniczym lub jego

odcinku w jednym cyklu wierceniowym

Stan

zagrożenia

tąpaniami w

wyrobisku
górniczym

Jeżeli w żadnym z otworów wykonanych do głębokości 3,4 M nie
stwierdza się strefy wzmożonych naprężeń.

niezagrożone

Jeżeli tylko w jednym pasie* pomiarowym stwierdza się występowanie
strefy pomiędzy 1,5 M i 3,4 M, a w pozostałych nie stwierdza się jej
występowania do głębokości 3,4 M.

słabo

zagrożone

Jeżeli co najmniej w dwóch pasach pomiarowych stwierdza się
występowanie strefy pomiędzy 1,5 M i 3,4 M, ale w żadnym z otworów
nie stwierdza się strefy w odległości mniejszej od 1,5 M.

średnio

zagrożone

Jeżeli co najmniej w jednym z wykonanych otworów stwierdza się
występowanie strefy do głębokości 1,5 M potwierdzonej otworem
kontrolnym.

silnie

zagrożone

Zasady postępowania w zależności od stwierdzonego zagrożenia tąpaniami

wyrobiska:

−

wyrobisko niezagrożone tąpnięciem (stan a), wszelkie roboty mogą być prowadzone

zgodnie z ustaloną technologią,

−

wyrobisko słabo zagrożone tąpnięciem (stan b), wszelkie roboty mogą być prowadzone

zgodnie z ustaloną technologią, należy wzmóc nadzór nad obserwacjami stanu zagrożenia
tąpaniami i technologią wykonywania robót górniczych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

wyrobisko średnio zagrożone tąpnięciem (stan c), dalsze prowadzenie robót powinno

odbywać się z zastosowaniem profilaktyki ustalonej dla takiego stanu oraz
dokumentowaniem wyników obserwacji i pomiarów kontrolnych przynajmniej metodą
w oparciu o którą określono stan zagrożenia i nie stwierdzeniu dalszego wzrostu
zagrożenia,

−

wyrobisko silnie zagrożone tąpnięciem (stan d), należy zatrzymać roboty technologiczne,

a załogę niezwłocznie wycofać w miejsce bezpieczne. Kierownik Ruchu Zakładu
Górniczego powinien ustalić metody i środki ograniczenia stanu zagrożenia oraz metody
kontroli skuteczności zastosowanej profilaktyki i określić liczbę załogi zatrudnionej przy
pracach profilaktycznych.

Sposoby zapobiegania tąpaniom

Zasadniczym środkiem walki z tąpaniami jest obniżenie ciśnienia eksploatacyjnego.

Można to uzyskać przy właściwej eksploatacji poszczególnych pokładów, powodującej
wyłączenie lub minimalizację przyczyn wzrostu zagrożenia tąpaniami, poprzez:

–

unikanie pozostawiania nie wybranych resztek,

–

stosowanie wybierania jednoskrzydłowego, a nie dwuskrzydłowego, które prowadzi do
pozostawiania resztki przy pochylni,

–

prowadzenie eksploatacji w kierunku od starych zrobów ku caliźnie, a nie odwrotnie,
gdyż ten ostatni sposób stwarza resztkę; z tego też powodu w systemie poprzecznym nie
należy prowadzić ściany aż do starych zrobów wyższego piętra, lecz należy ją zatrzymać
w odległości równej przynajmniej długości ściany; a każdym razie nie mniejszej niż
40 m, zaś resztkę wybrać posuwając się frontem po rozciągłości w kierunku calizny,

–

stosowanie systemów eksploatacji o prostej linii frontu, z pozostawieniem chodników
w podsadzce; przepisy górnicze nakazują, aby wybieranie pokładów węgla zagrożonych
tąpaniami prowadzić systemami ścianowymi,

–

stosowanie odprężania pokładów, w pierwszej kolejności wybieramy pokład odprężający,

–

nie dopuszczanie aby przy eksploatacji pokładów węgla zagrożonych tąpaniami
dochodziło do krzyżowania się, wyprzedzania lub mijania frontów eksploatacyjnych
w pokładach zalegających we wzajemnej odległości mniejszej niż 200 m,

–

właściwa koordynacja robót górniczych (często kolejność wykonywania robót
górniczych należy uzgadniać pomiędzy sąsiednimi kopalniami),

–

stosowanie w pokładach węgla zaliczonych do II i III stopnia zagrożenia tąpaniami,
w wyrobiskach korytarzowych, obudowy stalowej podatnej lub z ograniczoną
podatnością,

–

stosowanie przy drążeniu wyrobiska korytarzowego w poprzek uławicenia grubego
pokładu węgla zaliczonego do II i III stopnia zagrożenia tąpaniami, obudowy zamkniętej
lub odpowiednio wzmocnionej,

–

utrzymywanie w pokładach węgla lub ich częściach, zaliczonych do II lub III stopnia
zagrożenia tąpaniami, rozpiętości wyrobiska ścianowego nie przekraczającego:

1. 6 m – przy wybieraniu pokładu z zawałem stropu licząc od ociosu węglowego do linii

zawału,

2. 6 m – przy wybieraniu z podsadzką suchą,
3. 10 m – przy wybieraniu z podsadzką hydrauliczną, licząc od czoła ściany do linii

szczelnej podsadzki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Profilaktyka prowadzenia robót górniczych w rejonach o dużym zagrożeniu tąpaniami
polega między innymi na:

–

wyznaczaniu stref szczególnego zagrożenia tąpaniami,

–

wyznaczaniu odcinków wyrobisk, w których obowiązuje całkowity zakaz przebywania
załogi w czasie prowadzenia robót eksploatacyjnych,

–

ustaleniu zasad przebywania i poruszania się załogi w zagrożonym rejonie,

–

stosowaniu telewizji przemysłowej w celu wyeliminowania stałych stanowisk pracy
w zagrożonym rejonie,

–

prowadzeniu cyklicznych jak i doraźnych strzelań odprężających, które mają
sprowokować występowanie wstrząsów,

–

nawadnianiu pokładów, szczelinowaniu,

–

ciągłej kontroli rzeczywistego stanu zagrożenia tąpaniami metodą kompleksową.

Skutki

zagrożenia

wentylacyjne

spowodowane

tąpnięciem

wyrobisku

przewietrzanym wentylacją odrębną:
1. Wyrobisko, w którym nastąpiło tąpnięcie, ulega zniszczeniu, podobnie jak znajdujący się

w nim sprzęt, urządzenia, rurociągi wraz z lutniociągami.

2. W wyrobisku pozbawionym przewietrzania może wystąpić atmosfera niezdatna do

oddychania, załoga powinna być wyposażona w tlenowe aparaty ucieczkowe
(w pokładach metanowych i tąpiących przepisy zabraniają stosować aparaty ucieczkowe
filtrujące).

3. Prowadząc akcję ratowniczą należy w pierwszej kolejności przywrócić wentylację

lutniową; do wyrobisk nie przewietrzanych mogą wchodzić tylko ratownicy wyposażeni
w tlenowe aparaty ratownicze, w czasie akcji ratowniczej za zgodą kierownika akcji i na
warunkach przez niego ustalonych.

Skutki i zagrożenia wentylacyjne spowodowane tąpnięciem w wyrobiskach
w opływowym prądzie powietrza:
1. Odcinek wyrobiska w którym wystąpiło tąpnięcie ulega zniszczeniu, podobnie jak

znajdujący się tam sprzęt, maszyny i urządzenia.

2. W wyrobisku tym, jak również w całej bocznicy obejmującej to wyrobisko, może

wystąpić brak przepływu powietrza, a w konsekwencji wszystkie wyrobiska w tej
bocznicy zostaną zagazowane.

3. Wyrobisko, które uległo zniszczeniu (powstała tama wentylacyjna), może spowodować

poważne zaburzenia w sieci wentylacyjnej poprzez wypchnięcie jednorazowe, jak
również stale zwiększone wyciskanie gazów zrobowych do czynnych wyrobisk
z wentylacją opływową, w tym rejonie lub rejonach mających połączenia poprzez zroby,
uskoki itp.

4. Odcinek wyrobiska (tama wentylacyjna) może również spowodować zmiany kierunków

przepływu powietrza w innych wyrobiskach górniczych, przyczynić się do wzrostu
zagrożenia pożarowego.

5. Prowadząc akcję ratowniczą trzeba dokładnie ustalić strefę zagrożenia i zabezpieczyć ją

posterunkami obstawy; zwrócić szczególną uwagę na zmiany wentylacyjne, aby
przypadkowo nie wejść do wyrobisk, gdzie atmosfera jest niezdatna do oddychania;
pamiętać należy, że w przypadku tąpnięcia prowadzimy przede wszystkim akcję
przywrócenia właściwej wentylacji wyrobisk.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zagrożenie wyrzutami gazów i skał

Przez wyrzut gazów i skał rozumie się dynamiczne przemieszczenie rozkruszonych skał

lub węgla z calizny do wyrobisk przez energię gazów wydzielonych z górotworu w wyniku
działania czynników geologiczno – górniczych, które mogą spowodować efekty akustyczne,
podmuch powietrza, uszkodzenie obudowy i urządzeń, powstanie kawerny powyrzutowej,
zaburzenie w przewietrzaniu wyrobisk, powstanie wybuchowego nagromadzenia metanu lub
atmosfery niezdatnej do oddychania.

Przez wypływ gazów rozumie się przebiegające w krótkim czasie intensywne

wydzielanie się gazów z górotworu, które może spowodować w wyrobisku wybuchowe
nagromadzenie metanu lub powstanie atmosfery niezdatnej do oddychania, nie związane ze
skutkami zawału, tąpnięcia i odgazowania urobionych skał albo węgla lub z zaburzeniami
w przewietrzaniu wyrobiska.

Kawerna powyrzutowa to pustka w stropie, spągu lub ociosie wyrobiska powstała po

wyrzucie gazów i skał.

Objawami wskazującymi na zwiększone zagrożenie wyrzutami gazów i skał są:

a) zwiększone ilości zwiercin, wydmuchy zwiercin i gazów, zakleszczenie lub wypychanie

wiertła w czasie wiercenia otworów,

b) odpryskiwanie węgla z ociosów i czoła przodka oraz trzaski w głębi górotworu,
c) zwiększone wydzielanie gazów po robotach strzałowych,
d) zwiększenie ilości urobku i jego rozrzucenie na większą odległość od przodka przy tej

samej technologii wykonywania robót strzałowych,

e) zmniejszenie zwięzłości i zmiany struktury węgla w czasie prowadzenia wyrobiska.

Dla kopalń wydobywających węgiel kamienny ustalono dwie kategorie zagrożenia

wyrzutami gazów i skał.

Do pierwszej kategorii zagrożenia wyrzutami gazów i skał zalicza się pokłady lub ich

części, w których nie wystąpiły wyrzuty gazów i skał.

Do drugiej kategorii zagrożenia wyrzutami gazów i skał zalicza się:

1) pokłady lub ich części, w których wystąpiły wyrzuty gazów i skał,
2) pokłady lub ich części, w których nie wystąpiły wyrzuty gazów i skał, ale istnieją objawy

wskazujące na zwiększone zagrożenie wyrzutami gazów i skał.
Dla zakładów górniczych wydobywających węgiel kamienny ustalono również dwie

kategorie zagrożenia wyrzutami metanu i skał.

Do kategorii skłonnych do występowania wyrzutów metanu i skał zalicza się pokłady

węgla lub ich części, w których:
1) metanonośność wynosi powyżej 8 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową,

a zwięzłość węgla jest mniejsza niż 0,3, lub

2) metanonośność wynosi powyżej 8 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową,

a zwięzłość węgla wynosi co najmniej 0,3, ale intensywność desorpcji metanu jest
większa niż 1,2 kPa.

Do kategorii zagrożonych wyrzutem metanu i skał zalicza się pokłady węgla kamiennego

lub ich części, w których:
1) wystąpił wyrzut metanu i skał, lub
2) wystąpił nagły wypływ metanu, lub
3) stwierdzono występowanie objawów wskazujących na wzrost zagrożenia wyrzutami

metanu i skał.

Dla każdego wyrobiska zaliczonego do odpowiedniego stopnia zagrożenia wyrzutami

gazów i skał wyznaczane są granice pól zagrożonych skutkami wyrzutu, które obejmują to
wyrobisko jak również wyrobiska odprowadzające powietrze z tych wyrobisk łącznie
z szybem wydechowym i strefą na powierzchni wokół tego szybu. Granice te należy
przedstawiać na przestrzennym schemacie wentylacyjnym.

Ustalono również trzy kategorie zagrożenia wyrzutami gazów i skał w podziemnych

źródłach górniczych wydobywających sól [14 § 922]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stosowane sposoby zapobiegania zagrożeniom związanym z wyrzutami gazów i skał
w kopalniach węglowych, to:

−

wyprzedzające wybieranie pokładu odprężającego – znajdującego się w pobliżu pokładu
chronionego – uznanego za silniej wyrzutowy,

−

prowadzenie eksploatacji systemami ścianowymi z chodnikami wyprzedzającymi,

−

stosowanie metody otworów wyprzedzających,

−

stosowanie strzelań odprężających,

−

stosowanie strzelań prowokujących.

Schemat przestrzenny sieci wentylacyjnej

Mapy

pokładowe

umożliwiają

sporządzenie

schematu

przestrzennego

sieci

wentylacyjnej.

Schemat przestrzenny (rys. 2) ma za zadanie przedstawić przestrzenny obraz wszystkich

czynnych wyrobisk w kopalni.

Ze schematu przestrzennego sieci ma jasno wynikać wznoszący czy schodzący charakter

prądów powietrza w kopalni. Sposób wykonania tego schematu należy dostosować do
lokalnych warunków, jak np. nachylenie pokładów, zmiana rozciągłości pokładu, lokalna
niecka, uskoki itp., przy czym na ogół należy przestrzegać następujących zasad:

–

szyby i szybiki rysuje się pionowo, najczęściej liniami podwójnymi,

–

przekopy poziome i chodniki węglowe wykonane po rozciągłości kreśli się poziomymi
liniami, przy czym chodniki rysuje się liniami pojedynczymi, przekopy natomiast liniami
pojedynczymi lub podwójnymi,

–

przecznice oraz wyrobiska pochyłe wykonane w kamieniu rysuje się liniami pojedynczymi lub
podwójnymi wykonanymi pod kątem 30

w stosunku do przekopów i chodników,

–

wyrobiska pochyłe (dowierzchnie i upadowe) kreśli się pojedynczymi liniami pod kątem
60

w stosunku do chodników i przekopów oraz

–

w miarę możliwości należy zachować proporcje w długościach poszczególnych wyrobisk.

Rys. 2. Schemat przestrzenny kopalnianej sieci wentylacyjnej, [10, s.43]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Znajomość dołu kopalni oraz zmysł przestrzenny ułatwiają wykonanie schematu

przestrzennego sieci wentylacyjnej. Niekiedy kopalniana sieć wentylacyjna jest do tego
stopnia skomplikowana, że schemat przestrzenny sieci jest nieczytelny. Wówczas kreśli się
uproszczony schemat przestrzenny sieci, przy czym uproszczenie polega na tym, że niektóre
części kopalni przedstawia się na schemacie w formie kółek z odpowiednimi napisami
(rys. 2). Wówczas do uproszczonego schematu przestrzennego sieci załącza się schematy
rejonów uprzednio podanych jako kółka. Węzły sieci wentylacyjnej na schemacie
przestrzennym numeruje się tak, aby prąd powietrza płynął od węzła o numerze niższym do
węzła o numerze wyższym.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie są kryteria zaliczenia pokładu do odpowiedniego stopnia zagrożenia tąpaniami?
2. Jaka jest różnica między odprężeniem a tąpnięciem w wyrobisku?
3. Jaka jest definicja zawału w wyrobisku górniczym?
4. Jakie są naturalne przyczyny wzrostu zagrożenia tąpaniami?
5. Na czym polega ocena zagrożenia tąpaniami?
6. Jaka jest profilaktyka przy zwalczaniu zagrożenia tąpaniami?
7. Jakie aparaty ucieczkowe należy stosować w pokładach metanowych zagrożonych tąpaniami?
8. Na czym polega zjawisko wyrzutów gazu i skał?
9. Jakie są kategorie zagrożenia wyrzutami metanu i skał w podziemnych zakładach

górniczych wydobywających węgiel kamienny?

10. Jakie są zasady wyznaczania granic pól zagrożonych skutkami wyrzutu gazów i skał?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W chodniku nadścianowym (rysunek do ćwiczenia 1) odprowadzającym powietrze ze

ściany prowadzonej w IV kategorii zagrożenia metanowego wystąpiło tąpnięcie, w wyniku
którego wyrobisko zostało całkowicie zniszczone (brak przepływu powietrza). Wskaż
wyrobiska, w których mogą wystąpić zagrożenia wentylacyjne. Na czym te zagrożenia
polegają i jakie należy podjąć działania dla przywrócenia sytuacji pierwotnej?

Zroby ść

TR 1

TR 2

Miejsce tąpnięcia

Rysunek do ćwiczenia 1

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym zagrożeń związanych z tąpaniami,
2) powtórzyć zasady wykonywania schematów przestrzennych przewietrzania,
3) określić co będzie się działo w bocznicy 3–ściana–4,
4) ustalić czy mamy jakąś drogę powietrza pomiędzy szybem wdechowym a wydechowym,

gdzie nie ma zabudowanych tam wentylacyjnych,

5) określić jakie zaburzenia wentylacyjne i w których bocznicach mogą wystąpić,
6) określić, czego możemy się spodziewać w węźle nr 5, do którego dochodzi wyrobisko

izolowane tamą izolacyjną TI,

7) określić jakie zmiany spowoduje otwarcie tam wentylacyjnych TR 1 oraz TR 2,
8) wskazać miejsca zabudowy wentylatorów do przewietrzania wyrobisk, aby dotrzeć do

miejsca tąpnięcia, w celu wykonania przebudowy wyrobiska,

9) zaprezentować wykonaną pracę,
10) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura z zakresu zagrożenia tąpaniami oraz zwalczania zagrożeń wentylacyjnych,

−

zeszyt, przybory do pisania.

Ćwiczenie 2

Objaśnij, co to jest pokład odprężający. Opisz na rysunku krawędzie eksploatacji ściany 1

w pokładzie odprężającym 506 i krawędzie odprężonej przez nią ściany 1 w pokładzie 507.
Zaznacz na rysunku pole wybierania ściany 1 w pokładzie 510 odprężonym przez te ściany.

Rysunek do ćwiczenia 2

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym zagrożenia tąpaniami,
2) opisać krawędzie eksploatacji ścian w pokładzie 506 i 507,
3) wyznaczyć maksymalne pole eksploatacji ściany 1 w pokładzie 510,
4) zaprezentować wykonaną pracę,
5) dokonać oceny poprawności wykonanej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

zeszyt, przybory do pisania,

–

przepisy górnicze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Zabuduj podciąg drewniany na stojakach Valent w celu wzmocnienia obudowy

w wyrobisku za ścianą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przypomnieć sobie zasady budowy podciągów wzmacniających wyrobisko,
3) przypomnieć sobie sposób zabudowy, rozparcia stojaka Valent,
4) przedstawić plan wykonania ćwiczenia,
5) skontrolować stan obudowy w miejscu zabudowy podciągu, pomierzyć gazy kopalniane,
6) przygotować narzędzia i sprzęt potrzebny do wykonania zadania,
7) podwiesić w osi wyrobiska stropnicę drewnianą do obudowy wyrobiska za pomocą drutu

lub łańcucha,

8) wybrać odpowiednie gniazdo do „twardego” w miejscu stawiania stojaka,
9) przygotować stojak Valent do zabudowy, rozsunąć go na spągu wyrobiska na długość, na

jaką należy go zabudować, zabić wstępnie kliny zamka stojaka, tak aby rdzennik nie
przesuwał się względem spodnika, postawić stojak, założyć podciągarkę na stojak, wybić
kliny w zamku, podciągnąć rdzennik stojaka podciągarką hydrauliczną (rozparcie
stojaka) nadając mu podporność wstępną, zabić kliny w zamku stojaka, zabezpieczyć
stojak przed przewróceniem za pomocą łańcucha gospodarczego, linki lub drutu,
zdemontować podciągarkę,

10) zwrócić uwagę na dokładność wykonywania ćwiczenia, a zwłaszcza na właściwe

rozparcie stojaka, może zachodzić konieczność kilkukrotnego podciągania stojaka,

11) zaprezentować efekty swojej pracy,
12) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

pole szkoleniowe lub sztolnia,

−

potrzebny materiał do wykonania zadania: drewno, stojaki Valent wraz z podciągarką,
drut lub łańcuch,

−

zestaw narzędzi, kilof, łopata, piła do drewna, calówka, przymiar,

−

tlenowy aparat ucieczkowy, metanomierz, wykrywacz gazów WG-2M.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać

przyczyny

powstawania

zawału

wyrobiskach

korytarzowych?

2) wskazać, na czym polega kompleksowa ocena stanu zagrożenia

tąpaniami?

3) wskazać górnicze i techniczne przyczyny wzrostu zagrożenia tąpaniami?

4) określić, jakie zadania mają kopalniane stacje geofizyki górniczej? ¨

5) wskazać jakie zagrożenia wentylacyjne może spowodować tąpnięcie

w ścianie?

6) określić, co to są zagrożenia skojarzone?

7) określić do czego służy metoda wierceń małośrednicowych?

8) wskazać jakie są objawy wzrostu zagrożenia wyrzutami gazów i skał?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Zagrożenia gazowe w górnictwie

4.2.1. Materiał nauczania

Powietrze kopalniane

Powietrze

kopalniane

jest

mieszaniną

powietrza

atmosferycznego

gazów

wydzielających się w kopalni. We wszystkich dostępnych wyrobiskach i pomieszczeniach
[12, Dział IV paragraf 187] powietrze kopalniane powinno zawierać minimum 19 % tlenu
a najwyższe dopuszczalne stężenia gazów szkodliwych dla człowieka nie mogą przekraczać
wartości podanych w tabeli.

Tabela 2. Najwyższe dopuszczalne stężenia gazów szkodliwych dla człowieka w powietrzu kopalnianym. [12]
Rodzaj gazu

NDS [mg/m

]

[% obj]

NDS [mg/m

]

[ppm]

NDSCh
[ % obj]

NDSCh

[ppm] [mg/m

]

Dwutlenek węgla - CO

Tlenek węgla - CO
Tlenki azotu - NO, NO

Dwutlenek siarki – SO

Siarkowodór - H

1,0

0,0026

0,00026

0,000075

0,0007

5
2

1,0

0,015

0,00052
0,00019

0,0014

180

Skróty wymienione w tabeli oznaczają:

NDS – najwyższe dopuszczalne stężenie średnioważone
NDSCh – najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe w czasie nie dłuższym niż 30 minut
w okresie zmiany roboczej.

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r.

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia
w środowisku pracy [13], określa najwyższe dopuszczalne stężenia dla czynników
chemicznych i pyłów oraz najwyższe dopuszczalne natężenia dla czynników fizycznych.

Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) – to wartość średnia ważona stężenia, którego

oddziaływanie na pracownika w ciągu 8–godzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego
wymiaru czasu pracy, określonego w Kodeksie pracy, przez okres jego aktywności
zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie
zdrowia jego przyszłych pokoleń.

Najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh), to wartość średnia stężenia, które

nie powinno spowodować ujemnych zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje
w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż 2 razy w czasie zmiany
roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż 1 godzina.

W tabeli nr 2 podano również stężenia gazów w ppm, tj. jednostkach udziału

objętościowego stosowanych w krajach anglosaskich w analizie gazów. W górnictwie
posługujemy się tymi jednostkami analizując stężenia gazów.
1 ppm = 1 cm³ / 1m³ = 10

–6

m³/m³

1 ppm = 0,0001 % objętości = 10

-4

[%]

W razie stwierdzenia w wyrobisku, że skład powietrza nie odpowiada wymogom

określonym powyżej, należy niezwłocznie wycofać ludzi z zagrożonych wyrobisk, wyłączyć
sieć elektryczną, unieruchomić maszyny i inne urządzenia a wejście do tych wyrobisk
zagrodzić, oraz zawiadomić najbliższą osobę dozoru ruchu.

Granice wybuchowości gazów kopalnianych jak również ich działanie na organizm

ludzki podano w tabeli poniżej. Dokładniej własności poszczególnych gazów omówione
zostaną w jednostce modułowej dotyczącej montowania urządzeń wentylacyjnych
i zabezpieczających (711[02].Z3.02).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 3. Własności gazów występujących w podziemnych zakładach górniczych.

Nazwa gazu

symbol

Granice [%]

wybuchowości

Barwa

Zapach

Działanie na

organizm ludzki

Tlen

–

bezbarwny

bez zapachu

niezbędny

życia

Azot

–

bezbarwny

bez zapachu

obojętny

Dwutlenek węgla

–

bezbarwny

bez zapachu

duszący

Tlenek węgla

12–72

bezbarwny

bez zapachu

trujący

Siarkowodór

4,5–45

bezbarwny

zgniłych jaj

trujący

Dwutlenek azotu

–

żółtej do

brązowej

ostry

trujący

Dwutlenek siarki

–

bezbarwny

ostry

trujący

Metan

5–15

bezbarwny

bez zapachu

obojętny

Wodór

4–72

bezbarwny

bez zapachu

obojętny

węglowodory

2–15

–

Nafty (za wyj.
etanu)

Stacje pomiarowe

Dla określenia poziomu zagrożenia gazowego w wyrobiskach górniczych wyznacza się

stacje pomiarowe na wlocie i wylocie z danego rejonu, przodka, ściany w których to analizuje
się przyrosty lub ubytki poszczególnych gazów kopalnianych. W tych miejscach oblicza się
między innymi przekrój wyrobiska, mierzy prędkość powietrza, określa procentowe stężenia
poszczególnych gazów (pomiary stężeń na miejscu lub pobranie próbek powietrza do analizy
chemicznej). Mając powyższe dane bilansujemy udział poszczególnych gazów na stacji
wylotowej i wlotowej. Na podstawie zachodzących zmian poszczególnych gazów możemy
określać poziom zagrożenia.

Przyrost metanu mówi nam o poziomie metanowości w danym rejonie. Ubytek tlenu

wskazuje nam, między innymi, jak przebiegają procesy utleniania węgla. Przyrost tlenku
węgla mówi nam o poziomie zagrożenia pożarami.

Obliczanie przekroju wyrobiska w obudowie łukowej

W wyrobiskach korytarzowych naszych kopalń najczęściej stosowana jest obudowa

łukowa podatna o profilu korytkowym lub „V”.

Przekrój takiego wyrobiska obliczamy według wzoru

gdzie,

h – wysokość wyrobiska [m],
s – szerokość wyrobiska [m]
F – pole przekroju wyrobiska[m²]

Pomiar wydatku powietrza na stacji pomiarowej

Wydatek powietrza zgodnie z układem SI wyznacza się w m³/s. W górnictwie analizując

niektóre zagrożenia wentylacyjne wydatek powietrza określamy w m³/min.
Ilość powietrza przepływająca przez wyrobisko jest wprost proporcjonalna do przekroju tego
wyrobiska i prędkości przepływu powietrza w tym wyrobisku.

Pomiar prędkości przepływu powietrza wykonujemy najczęściej za pomocą

anemometrów skrzydełkowych. Podstawową częścią tych anemometrów jest wirnik
napędzany strumieniem powietrza płynącego wyrobiskiem. Obroty tego wirnika
przekazywane są na mechanizm zegarowy. Liczba obrotów wirnika w jednostce czasu jest
proporcjonalna do prędkości przepływu powietrza.

Po uruchomieniu przyrządu należy wolnym ruchem przesuwać anemometr po całym

przekroju poprzecznego wyrobiska. Po upływie 60 sekund anemometr samoczynnie się
wyłączy. Wynik pomiaru w m/min (lub w m/s), należy odczytać na zegarze przyrządu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odczytaną wartość pomiaru mnożymy przez powierzchnię przekroju wyrobiska, w wyniku
czego otrzymujemy wydatek powietrza m

/min. (lub m

/s).

W czasie pomiaru należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby anemometr w czasie

pomiaru był trzymany prostopadle do kierunku przepływu powietrza. Pomiary wykonujemy
w wyrobisku, gdzie nie ma żadnych przewężeń przekroju wyrobiska, poza tamami
bezpieczeństwa. Pomiar ten należy powtórzyć minimum 3 razy i wyciągnąć średnią
arytmetyczną.

Pomiary gazów kopalnianych za pomocą wykrywacza gazów WG – 2M

Powszechnie stosowanym przyrządem do pomiarów gazów kopalnianych jest wykrywacz

gazów WG–2M stosowany łącznie z rurkami wskaźnikowymi. Zasada działania wskaźnika
rurkowego polega na zasysaniu pompką harmonijkową powietrza badanego w odpowiedniej
ilości i odczytaniu ze skali stężenia gazu, na podstawie długości zabarwienia wskaźnika.

Wskaźnik rurkowy to rurka szklana, której wnętrze wypełnione jest substancjami

chemicznymi a końce rurek są zatopione. Substancje chemiczne są tak dobrane, że tworzą
podczas reakcji z odpowiednimi gazami, związki barwne. Długość zabarwienia względem
skali naniesionej na rurce wskaźnika jest miernikiem stężenia gazu.

Za pomocą wykrywacza i rurek wskaźnikowych określamy stężenia: tlenku węgla;

dwutlenku węgla, tlenu, siarkowodoru, tlenków azotu, wodoru. Na chwilę obecną są to
przyrządy najprostsze w użyciu, jednak błąd pomiaru wynosi ±25%.

Rurki do pomiaru CO

są opisane kolorem czarnym. Po 1. zaciągnięciu odczytujemy

wynik pomiaru w [ %], rurka barwi się na fioletowo.

Rurki do pomiarów CO mamy opisane są kolorem czerwonym. Po jednym zassaniu, o ile

rurka zabarwi się na kolor zielony, w sposób wyraźnie widoczny na skali, to odczytujemy
wynik pomiaru, natomiast gdy zabarwienie jest minimalne, wtedy dodatkowo zasysamy 9
razy. W przypadku rurek niskostężeniowych wynik po jednym zassaniu odczytujemy
w setnych procenta, a po 10 zaciągnięciach wynik odczytujemy w tysięcznych procenta. Gdy
mamy rurki wysokostężeniowe to po jednym razie odczytujemy w dziesiętnych procenta a po
dziesięciu zaciągnięciach w setnych procenta.

W celu wykonania pomiaru wykrywaczem WG–2M należy:

1. Sprawdzić szczelność wykrywacza. W tym celu należy w gniazdo wykrywacza włożyć

bez ułamanych końcówek wskaźnik rurkowy, następnie ścisnąć do oporu mieszek
wykrywacza i zwolnić nacisk. Wykrywacz jest szczelny, jeżeli w ciągu 1 minuty nie
nastąpi samoczynne rozprężenie się mieszka na długość łańcuszka.

2. Wyjąć z gniazda wskaźnik rurkowy i odłamać obydwa końce w specjalnym oczku na

denku wykrywacza.

3. Odłamać końcówki rurki wskaźnikowej i włożyć ją do gniazda zgodnie ze strzałką

namalowaną na wskaźniku.

4. Zassać powietrze wykrywaczem. Liczba zassań zależy od stężeń gazów w wyrobisku

i rodzaju zastosowanych rurek.

Rys. 3. Sposoby wykonywania
pomiarów prędkości powietrza
w wyrobiskach górniczych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Dokonać odczytu stężenia gazu na skali wskaźnika (na granicy zabarwienia).
6. Wskaźnik rurkowy zużyty wyjąć z gniazda a wykrywacz przedmuchać wykonując kilka

zassań.

Zagrożenia metanowe

Metan jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Jest gazem znacznie lżejszym od

powietrza. Przy bezruchu powietrza w wyrobisku gromadzi się w jego górnych częściach.
Metan jest gazem obojętnym dla procesów oddychania. Jest gazem palnym a więc
i wybuchowym.

Temperatura wybuchu metanu wynosi w wolnej przestrzeni 2146,15 K (1875

C),

dochodząc w przestrzeni zamkniętej do 2921,15 K (2650

C). Przy koncentracji do 5% metanu

wypala się on spokojnie w zetknięciu ze źródłem termicznym, a po usunięciu czynnika
termicznego spalanie zostanie przerwane. W przedziale od 5% do 15% występuje zjawisko
wybuchu, a powyżej 15% mieszanina jest palna. Najłatwiej zapala się mieszanina metanu
o koncentracji od 7% do 8%. Najsilniejszy wybuch, ma miejsce przy 9,5% metanu i 19%
tlenu. Taką koncentrację (w warunkach dołowych 9,5% CH

wypiera 2% O

) nazywamy

stechiometryczną, wypala się przy niej cały tlen i metan zawarty w powietrzu kopalnianym.

Przy koncentracjach metanu powyżej wybuchowych metan pali się płomieniem, przy

czym proces ten nie przerywa się także po usunięciu inicjału zapłonu. Minimalna energia
iskry zapalającej metan wynosi 0,28 mJ.

Można mówić o:

−

łagodnym spalaniu metanu, gdy prędkość rozprzestrzeniania się płomienia nie przekracza
0,5 m/s,

−

wybuchu metanu, czyli gwałtownemu wypaleniu się metanu, któremu towarzyszą wzrost

ciśnienia gazów i fala wybuchowa,

−

eksplozji metanu przebiegającej bardzo szybko przy prędkości rozprzestrzeniania się

płomienia kilku km/s, dochodzi do niej w długich wyrobiskach chodnikowych objętych
wybuchem,

−

wypalaniu się metanu – ma ono miejsce przy zapłonie mieszanin ponad wybuchowych,

prędkość płomienia nie przekracza 10 m/s,
Pomiędzy momentem ogrzania środowiska metanowego i samym zapłonem istnieje tzw.

opóźnienie zapłonu metanu. Opóźnienie to jest odwrotnie proporcjonalne do
temperatury zapłonu i przedstawia się dla koncentracji 11% metanu następująco: dla
700

C – 14 s, 750

C – 3 s, 775

C – 1, 6 s, 825

C – 0,67s, 1170

C – 0,002 s.

Temperatura zapłonu metanu wynosi powyżej 600

C, czasami podawana jest jako 632

Kategorie zagrożenia metanowego

Przy zaliczaniu pokładu węgla do odpowiedniej kategorii zagrożenia metanowego

uwzględnia się jego metanonośność, czyli objętościową ilość metanu pochodzenia
naturalnego, zawartą w jednostce wagowej w głębi calizny węglowej. Ustalone są cztery
kategorie zagrożenia metanowego w poziemnych zakładach górniczych wydobywających
węgiel kamienny. Udostępnione pokłady lub ich części zalicza się do:
1) Pierwszej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu

pochodzenia naturalnego w ilości od 0,1 do 2,5 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą

substancję węglową.

2) Drugiej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu

pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 2,5 m

/Mg, lecz nie większej niż 4,5 m

/Mg,

w przeliczeniu na czystą substancję węglową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) Trzeciej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu

pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 4,5 m

/Mg, lecz nie większej niż 8 m

/Mg,

w przeliczeniu na czystą substancję węglową.

4) Czwartej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu

pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 8 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję

węglową, lub wystąpił nagły wypływ metanu albo wyrzut metanu i skał.

Granice pola metanowego

Granice pola metanowego w podziemnym zakładzie górniczym wydobywającym węgiel

kamienny powinny być tak ustalone, aby pole to objęło pokład lub jego część, a także
wyrobiska, którymi odprowadzane jest powietrze z tego pola, oraz wyrobiska, w których
może nastąpić zmiana kierunku przepływu powietrza powodująca dopływ metanu.

Wyrobiska kamienne przecinające pokłady zaliczone do różnych kategorii zagrożenia

metanowego, którymi odprowadzane jest powietrze do innych wyrobisk, powinny być wraz
z tymi wyrobiskami objęte granicami pola metanowego o najwyższej kategorii zagrożenia
metanowego.

Stopnie zagrożenia wybuchem wyrobisk w polach metanowych

W zależności od stopnia zagrożenia wybuchem wyrobiska w polach metanowych

w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny zalicza się do
wyrobisk:
1) niezagrożonych wybuchem metanu, stanowiących wyrobiska ze stopniem „a”

niebezpieczeństwa wybuchu metanu, jeżeli nagromadzenie metanu w powietrzu powyżej
0,5% jest wykluczone,

2) ze stopniem „b” niebezpieczeństwa wybuchu metanu, jeżeli w normalnych warunkach

przewietrzania nagromadzenie metanu powyżej 1% jest wykluczone,

3) ze stopniem „c” niebezpieczeństwa wybuchu metanu, jeżeli nawet w normalnych

warunkach przewietrzania nagromadzenie metanu w powietrzu może przekroczyć 1%.

Pomiary metanu w wyrobiskach górniczych

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, zawartość metanu w powietrzu kopalnianym

kontroluje się przeprowadzając pomiary:

−

pod stropem wyrobiska,

−

nad obudową wyrobiska,

−

w miejscach możliwych wypływów lub gromadzenia się metanu.
Pomiar metanu pod stropem wyrobiska wykonuje się nie niżej niż 10 cm od najwyższego

miejsca niezabudowanego stropu, szczelnej obudowy lub okładziny obudowy.

W przypadku, gdy w wyrobisku zawartość metanu wynosi powyżej 2% należy

niezwłocznie:
1) wycofać ludzi z zagrożonych wyrobisk,
2) wyłączyć sieć elektryczną,
3) unieruchomić maszyny i urządzenia,
4) zagrodzić wejście do wyrobisk,
5) zawiadomić najbliższą osobę dozoru ruchu.

Obowiązek wyłączenia nie dotyczy urządzeń elektrycznych, które mogą być

eksploatowane w dowolnej koncentracji metanu.

Pomiar zawartości metanu nad obudową wyrobiska wykonuje się w najwyższym

dostępnym miejscu wyrobiska nad obudową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W przypadku stwierdzenia w wyniku pomiarów nad obudową zawartości 5% metanu lub

powyżej:
1) niezwłocznie wstrzymuje się roboty w wyrobisku,
2) przeprowadza dodatkowe pomiary dla ustalenia rozmiarów nagromadzenia metanu

i miejsc wypływu metanu,

3) podejmuje działania mające na celu likwidację zagrożenia.

Zwalczanie przystropowych nagromadzeń metanu

Jednym z najskuteczniejszych sposobów likwidacji przystropowych nagromadzeń

metanu jest zapewnienie odpowiedniej prędkości przepływu powietrza w wyrobisku oraz
prowadzenie właściwego odmetanowania. W przypadkach doraźnych stosowane są:

−

przegrody wentylacyjne stawiane w poprzek wyrobiska w miejscach intensywnego
wydzielania metanu,

−

przysłony, których zadaniem jest skierowanie części powietrza (płynącego wyrobiskiem)
w kierunku stropu,

−

strumienice zasilane sprężonym powietrzem,

−

lutniociągi specjalne z różnymi otworami, którymi wypływa powietrze; odpowiednio
dobrana wielkość, kształt i liczba otworów ukierunkowuje wypływ powietrza
z lutniociągu rozrzedzając metan.

Metanometria automatyczna

W polach metanowych II–IV kategorii zagrożenia metanowego stosuje się kontrolę

zawartości metanu w powietrzu oraz zabezpieczenia urządzeń elektrycznych za pomocą
urządzeń

metanometrii

automatycznej.

Metanomierzami

wyłączająco-rejestrującymi

zabezpiecza się urządzenia elektryczne zainstalowane w ścianie oraz w wyrobiskach
przyścianowych. W razie przekroczenia zawartości 2% metanu w powietrzu wypływającym
ze ściany lub zawartości 1% metanu w powietrzu dopływającym do ściany, metanomierze
powinny wyłączać z pod napięcia urządzenia elektryczne zabudowane w:

−

ścianie,

−

wyrobisku przyścianowym z prądem powietrza wypływającym ze ściany,

−

wyrobisku przyścianowym z prądem powietrza dopływającym do ściany, na odcinku co

najmniej 10 m od wlotu do ściany.

Czujniki metanomierzy kontrolujące zawartość metanu w prądzie powietrza

wypływającego ze ściany zabudowuje się pod stropem w:

–

wyrobisku przyścianowym – w odległości nie przekraczającej 10m od wylotu ze ściany,
jeżeli na wylocie nie łączą się prądy powietrza,

–

ścianie – w odległości 2 m od wyrobiska przyścianowego, jeżeli na wylocie łączą się
prądy powietrza.

Czujnik metanomierza kontrolujący zawartość metanu w prądzie powietrza

dopływającym do ściany zabudowuje się pod stropem w ścianie w odległości nie większej niż
10 m od wyrobiska przyścianowego.

Zabezpieczenie metanometrią automatyczną wyrobisk przewietrzanych wentylacją
lutniową

W wyrobiskach przewietrzanych za pomocą lutniociągów zabudowuje się metanomierze

wyłączająco-rejestrujące, kontrolujące zawartość metanu pod stropem wyrobiska:
1) przy przewietrzaniu przodka lutniociągiem tłoczącym – w odległości nie większej niż

10 m od czoła przodka, w miejscu stwierdzonych największych zawartości metanu,

2) przy przewietrzaniu przodka lutniociągiem ssącym między wlotem do lutni ssącej

a czołem przodka – w odległości nie większej niż 6 m od czoła przodka,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) w odległości od 10 m do 15 m od skrzyżowania z wyrobiskiem z opływowym prądem

powietrza.
Czujniki metanomierzy, o których mowa w punktach 1 i 2 powinny powodować

wyłączenie:

–

kombajnów chodnikowych, przy przekroczeniu zawartości 1% metanu w powietrzu,

–

maszyn i urządzeń z napędem elektrycznym, zainstalowanych w wyrobiskach
przewietrzanych za pomocą lutniociągów, przy przekroczeniu zawartości 2% metanu
w powietrzu.
Czujniki metanomierzy, o których mowa w punkcie 3, powinny powodować wyłączenie:

–

urządzeń elektrycznych zabudowanych w wyrobisku przewietrzanym lutniociągiem
tłoczącym, przy przekroczeniu zawartości 2% metanu w powietrzu,

–

urządzeń elektrycznych zainstalowanych w wyrobisku przewietrzanym lutniociągiem
ssącym, przy przekroczeniu zawartości 1% metanu w powietrzu.
W wyrobiskach korytarzowych przewietrzanych wentylacją lutniową kombinowaną,

z zastosowaniem instalacji odpylającej, dodatkowo zabudowuje się metanomierze
wyłączające urządzenia elektryczne w tym wyrobisku, przy przekroczeniu 1% zawartości
metanu w powietrzu. Czujniki metanomierzy wyłączających urządzenia elektryczne
zabudowuje się:

–

w strumieniu powietrza wypływającego z instalacji odpylającej,

–

pod stropem wyrobiska, w strefie między wylotem strumienia powietrza z instalacji
odpylającej i wylotem powietrza z lutniociągu tłoczącego.

Kombajny chodnikowe w polach II, III i IV kategorii zagrożenia wyposaża się

w metanomierze kombajnowe, o ciągłym pomiarze, których czujniki montowane są na
wysięgniku, w pobliżu organu urabiającego. Metanomierze te zabezpieczają nas przed
urabianiem kombajnem w stężeniu metanu przekraczającym 2% CH

Metanomierze

Metanomierze stosowane w górnictwie działają na zasadzie:

a) wykorzystania zjawiska interferencji fal świetlnych przenikających przez badany gaz

i powietrze czyste, stosowane obecnie najczęściej głównie do pomiarów wysokich stężeń
metanu (rurociągi odmetanowania).

b) katalitycznego spalania:

−

metanomierze ręczne (osobiste) typu: VM-1p, VM-1z, VM-1m i inne z tej serii

−

stacjonarne alarmujące np.: Signal – 2, MTS -1.

Pomiar metanu za pomocą metanomierza VM–1

Metanomierze indywidualne M–1c, M–1ca są urządzeniami do pomiaru metanu

w powietrzu kopalnianym w zakresie od 0,3 do 5% CH

. Powyżej stężenia 5% CH

metanomierze te działają jako wskaźniki.

Dane techniczne:

Zasada działania – katalityczne spalanie
Zakres pomiarowy – 0,3 do 5% CH

Zakres wskazań – 5 do 9,9% CH

, powyżej 9,9% – orientacyjne wskazanie,

sygnalizowane czerwoną diodą

Dokładność pomiarów
w zakresie

– do 2% CH

0,2% CH

– do 3% CH

0,3% CH

– do 5% CH

– 0,3 +1% CH

– 5 do 9,9% CH

nieokreślona

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Technika pomiarów

Wprowadzenie badanego powietrza do metanomierza celem dokonania pomiaru odbywa

się poprzez co najmniej trzykrotne naciśnięcie i zwolnienie osłony gumowej metanomierza
stanowiącej jednocześnie pompkę (+ 5 razy na mb wężyka). Następnie należy przycisnąć
przycisk pomiarowy na czas 4 sekund. Na wyświetlaczu wyświetlony zostaje stan
przepełnienia (/EE/ – w metanomierzu M–1c, a w metanomierzu typu M–1c/a zapala się
zielona dioda, bez liter /EE/). Następnie wyświetla się aktualne stężenie metanu (przy
wprowadzeniu do metanomierza powietrza bez metanu wyświetli się odczyt: (od 0,0 do 0,3).

Wyłączenie zasilania komory pomiarowej po dokonaniu pomiaru znacznie zwiększa jej

żywotność oraz zmniejsza pobór prądu z akumulatora. Wygaszenie wyświetlacza i zapalanie
się diody czerwonej informuje, że wartość metanu przekracza 9,9% CH

. Dioda żółta daje

możliwość oceny stopnia naładowania akumulatora. Jest on w pełni naładowany, jeżeli dioda
żółta nie świeci. W przypadku, gdy dioda ta po naciśnięciu przycisku pomiarowego zapala się
na czas 5 sekund i gaśnie – akumulator jest częściowo rozładowany, jeżeli zaś po naciśnięciu
przycisku pomiarowego dioda ta świeci ciągle, świadczy to o rozładowaniu akumulatora
i wymaga on koniecznie ładowania. Od momentu wystąpienia sygnalizacji częściowego
rozładowania do sygnalizacji rozładowania akumulatora można wykonać jeszcze około 20
poprawnych pomiarów.

Spotyka się jeszcze na kopalniach metanomierze VM-1p, VM-1z, w których stężenia

metanu odczytujemy na podstawie maksymalnego wychylenia wskazówki na skali
pomiarowej. Skala przyrządu ma zakres od 0 do 5% CH

. Gdy stężenie metanu wynosi od 5%

do 15% metanu, to wskazówka metanomierza ustawia się na czerwonym polu poza cyfrą 5%.
Gdy zaś stężenie metanu przekroczy ok. 15%, wskazówka ustawia się na czerwonym polu
poniżej zera. Czas wskazania maksymalnego, a więc czas pomiaru, wynosi 3 – 4 sekund.

M – 1c M – 1ca

Rys. 4. Widok metanomierza z góry

Metanomierze należy bezwzględnie chronić przed:

−

zalaniem wodą,

−

udarami mechanicznymi i nadmiernymi wstrząsami,

−

oddziaływaniem substancji zatruwających takich jak pary silikonów, związków ołowiu,

kadmu, chloru i pyłów.
Metanomierzy katalitycznych serii VM, nie należy używać do pomiarów metanu, zza tam

izolacyjnych, zza tam pożarowych, ładowniach akumulatorów, gdyż na ich wskazania mają
wpływ:

–

dwutlenek węgla CO

– przy stężeniu powyżej 10% zaniża wskazania na skutek

tłumiącego oddziaływania na spalanie metanu,

–

tlenek węgla CO oraz wodór H

– „zaniżają” wskazania (pomimo, że są to gazy palne)

w wyniku spalania na spiralce kompensacyjnej umieszczonej w innej gałęzi mostka
pomiarowego aniżeli spiralka spalania katalitycznego, na której spala się metan do około
15% objętości,

–

obniżona koncentracja tlenu do około 10% powoduje zaniżenie wskazania na skutek
utrudnionych warunków spalania metanu.

0 0

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W kopalniach występuje duża grupa metanomierzy przenośnych do ciągłego pomiaru

metanu, w których ustawione są progi sygnalizacyjne i alarmowe, których przekroczenie
sygnalizowane jest sygnałami akustycznymi i świetlnymi. W przyrządy te obowiązkowo
wyposażani są między innymi kombajniści w ścianach, spawacze (Signal–2, MTS–1).

Czujniki do pomiaru metanu są również w detektorach wielogazowych będących

aktualnie na wyposażeniu kopalń.

Metanomierze stacjonarne do pomiarów metanu w opływowym prądzie powietrza jak

i w rurociągach odmetanowania podłączone do systemu metanometrii automatycznej.

W systemach metanometrii automatycznej i zabezpieczeń metanometrycznych urządzeń

elektrycznych stosuje się metanomierze:

−

wyłączające spod napięcia urządzenia elektryczne,

−

rejestrujące wyniki pomiarów,

−

wyłączająco-rejestrujące.

Odmetanowanie górotworu

Przez odmetanowanie rozumie się wprowadzenie środków zapewniających zmniejszenie

wypływów metanu do przestrzeni roboczych, przesunięcie tych wypływów w przestrzeni
i w czasie, jak również zapobieganie lub zmniejszenie intensywności różnego rodzaju zjawisk
gazowości, jak np. wydmuchy, nagłe wyrzuty gazu i węgla itp.

Najskuteczniejszą metodą jest drenowanie metanu z górotworu i otamowanych zrobów,

odprowadzanie go osobnymi rurociągami na powierzchnię lub do grupowych prądów
powietrza. Metoda ta pomaga w utrzymaniu żądanych parametrów wentylacyjnych, stawia
jednak wymagania odnośnie sposobów rozcinania metanonośnych pokładów węgla, które
można i należy eksploatować jako złoża węgla i gazu.

W ogólnych zarysach technika odmetanowania polega na:

−

wykonywaniu specjalnych wyrobisk szczelnie izolowanych od wyrobisk czynnych;
wyrobiskami tymi są najczęściej otwory wiertnicze, mogą być nimi również izolowane
chodniki lub szczelnie otamowane stare zroby,

−

wykonaniu sieci rurociągów dołowych do transportu gazu do stacji odmetanowania
(ssaw) i połączenie ich z otworami w sposób szczelny,

−

wytworzeniu w całym układzie depresji wymuszającej przepływ metanu w górotworze
do uszczelnionych wyrobisk z ominięciem przodków roboczych oraz odtransportowanie
go rurociągami poza przodki robocze – najczęściej na powierzchnię.

Odgazowanie (odmetanowanie) złoża jest operacją technologiczną, mającą bezpośredni

i decydujący wpływ na układ wentylacyjny kopalni, bilans metanowy rejonów, poziomów
a w rezultacie całej kopalni i na całokształt spraw związanych z przewietrzaniem.

Rodzaje metanowości – definicje

Metanowość bezwzględna (Q

– całkowita) jest sumą ilości metanu wydzielającego się

do wyrobisk (Q

– metanowość wentylacyjna) oraz metanu ujętego odmetanowaniem (Q

Odm

Określa się ją jako objętość metanu i wyraża w m

/minutę.

Metanowość wentylacyjna (Q

) jest różnicą strumienia objętości metanu w wylotowym

) i wlotowym (Q

) prądzie powietrza. Metanowość wentylacyjną określa się z bilansu

objętości metanu sporządzonego na podstawie wykonanych pomiarów i obliczeń
w poszczególnych punktach pomiarowych i wyraża w m

/min. Bilans ten powinien być

przedstawiony na schemacie przestrzennym.

= Q

+ Q

Odm

gdzie
Q

= Q

– Q

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pobieranie próbek powietrza do analizy chemicznej

W celu precyzyjnego określenia stężeń gazów w wyrobiskach górniczych pobiera się

próbki gazów kopalnianych do specjalnych pipet (pojemników) i dostarcza do laboratorium,
gdzie wykonywana jest ich analiza. Do pobierania tych próbek służą:

−

pipety szklane,

−

pipety ciśnieniowe,

−

pojemniki gumowe.
Gazy do analizy chemicznej mogą być pobierane jako:

−

próbki punktowe, z określonego miejsca w wyrobisku,

−

próbki przeciętne, w całym przekroju wyrobiska ( przedstawiają średni skład powietrza).
Próbkę taką pobiera się przez poruszanie otwartą pipetą po całym przekroju wyrobiska

w trakcie napełniania jej powietrzem kopalnianym.

Stosowanie i eksploatacja urządzeń budowy przeciwwybuchowej

W polach metanowych zakładów górniczych w wyrobiskach (pomieszczeniach)

zaliczanych do stopnia „b” lub „c” niebezpieczeństwa wybuchu lub w pomieszczeniach
zagrożonych wybuchem pyłu węglowego instaluje się maszyny lub urządzenia o konstrukcji
dostosowanej do rodzaju zagrożenia. W zakładach górniczych eksploatowane mogą być tylko
takie maszyny oraz urządzenia obudowy przeciwwybuchowej, które zostały oznaczone
znakiem zgodności CE lub odpowiednim znakiem dopuszczenia i zostały uprzednio poddane
odbiorowi. Eksploatacja tych urządzeń może być prowadzona przy spełnieniu warunków
określonych w dokumentacji techniczno-ruchowej.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie są dopuszczalne stężenia gazów w wyrobiskach kopalnianych?
2. Jaka może być minimalna zawartość procentowa tlenu w wyrobiskach górniczych?
3. Które gazy występujące w kopalni są trujące dla ludzi?
4. Które gazy występujące w wyrobiskach kopalnianych są wybuchowe?
5. Które gazy kopalniane działają dusząco na organizm ludzki?
6. Co to jest metanonośność?
7. Jakie są kryteria zaliczenia pokładów do odpowiedniej kategorii zagrożenia

metanowego?

8. Jak ustalamy granice pola metanowego odpowiedniej kategorii w kopalniach

węglowych?

9. Jakie są stopnie zagrożenia wybuchem wyrobisk w polach metanowych kopalń

wydobywających węgiel kamienny?

10. Jakie są źródła wydzielania metanu w drążonych wyrobiskach korytarzowych?
11. Jakie są źródła wydzielania metanu w ścianach?
12. Jak wykonujemy pomiary za pomocą metanomierza indywidualnego, typu VM–1c?
13. Co należy zrobić, gdy w wyrobisku górniczym stwierdzimy powyżej 2 % metanu?
14. Jakie są zależności między metanowością bezwzględną, metanowością wentylacyjną

a ilością metanu ujmowanego odmetanowaniem?

15. Jaką profilaktykę stosujemy przy zwalczaniu zagrożenia metanowego?
16. Na czym polega odmetanowanie górotworu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sprawdź prawidłowość wskazań przyrządów do pomiarów gazów kopalnianych na

stanowiskach ich kontroli, z wykorzystaniem mieszanek gazów wzorcowych. Napisz
sprawozdanie z wycieczki dydaktycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wysłuchać informacji pracownika punktu wydawczego odnośnie przyrządów będących na

wyposażeniu kopalni,

2) obserwować jak pracownik sprawdza przyrządy na stanowisku do ich kontroli,
3) sprawdzić prawidłowość wskazań przyrządów pomiarowych,
4) sporządzić notatki,
5) napisać sprawozdanie z wycieczki dydaktycznej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przyrządy do pomiarów stężeń gazów kopalnianych, gazy wzorcowe,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiary gazów kopalnianych CH

4 ,

CO ,CO

2 ,

na stacji pomiarowej, oraz

pobierz próbki gazów do analizy chemicznej. Dokonaj pomiaru prędkości powietrza na stacji
pomiarowej. Określ ilość metanu i tlenku węgla w powietrzu na stacji pomiarowej. Oceń czy
występuje zagrożenie gazowe w tym wyrobisku. Co zrobisz, gdy w wyrobisku stwierdzisz
powyżej 2% metanu?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym o przyrządach do pomiaru gazów kopalnianych,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) pobrać właściwe przyrządy pomiarowe do wykonania powyższego zadania,
4) przypomnieć zasady wykonywania pomiarów tymi przyrządami,
5) wykonać pomiary i określić, czy pomierzone stężenia gazów w wyrobiskach są

dopuszczalne,

6) obliczyć rzeczywiste ilości gazów w powietrzu kopalnianym,
7) ocenić stan zagrożenia w wyrobisku,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
9) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

metanomierz indywidualny VM – 1, sonda lub wężyk do pomiarów, wykrywacz gazów
WG–2M, rurki wskaźnikowe na CO i CO

, O

, tlenomierz,

−

instrukcje obsługi tych przyrządów,

−

kartki papieru,

−

przybory do pisania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Naszkicuj schemat przestrzenny ściany przewietrzanej na „U” w pokładzie IV kategorii

zagrożenia metanowego. Zaznacz na nim stacje pomiarowe wlotowe i wylotowe potrzebne do
określenia metanowości wentylacyjnej tej ściany. Przekrój wyrobiska na stacjach
pomiarowych wynosi 10 m

a prędkość powietrza 2 m/s. Stężenie metanu na wlocie do ściany

0,0% CH

a na wylocie z rejonu 1,2% CH

. Określ metanowość wentylacyjną ściany. Określ

metanowość bezwzględną tej ściany wiedząc, iż odmetanowaniem z rejonu ściany ujmowane
jest 5 m³ CH

/min.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie zależności pomiędzy metanowością bezwzględną, metanowością

wentylacyjną a ilością metanu ujmowanego odmetanowaniem,

2) przypomnieć sobie zasady lokalizacji stacji pomiarowych dla określenia metanowości

ściany,

3) narysować schemat przestrzenny wyrobisk górniczych w rejonie tej ściany,
4) obliczyć metanowość zgodnie z tematem ćwiczenia,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartki papieru, przybory do pisania,

−

literatura dotycząca zagrożenia metanowego.

Ćwiczenie 4

Wykonaj pomiar metanu w wyrobisku górniczym nad obudową w celu stwierdzenia, czy

występują przystropowe nagromadzenia metanu. Jakie podejmiesz działania jeżeli w wyniku
pomiarów stwierdzisz, iż stężenia metanu nad obudową przekraczają 5% metanu? Zabuduj
przegrodę wentylacyjną lub specjalny lutniociąg z lutni perforowanych połączonych
z wentylatorem umożliwiający likwidację domniemanego zagrożenia metanowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się

materiałem teoretycznym dotyczącym zasad pomiaru

metanu

w wyrobiskach górniczych,

2) zapoznać się z zasadami zwalczania zagrożenia metanowego,
3) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia z zachowaniem wszelkich

zasad bezpieczeństwa przy wykonywaniu tego zadania,

4) zapoznać się ze sprzętem przeznaczonym do wykonania ćwiczenia,
5) przypomnieć sobie zasady wykonywania pomiarów metanomierzem,
6) powtórzyć, gdzie w wyrobisku górniczym wykonujemy pomiary dla wykrycia

przystropowych nagromadzeń metanu,

7) założyć na króciec wlotowy metanomierza sondę lub wężyk pomiarowy,
8) wykonać pomiary metanu nad obudową w miejscach do których możemy sięgnąć sondą

lub końcówką wężyka pomiarowego,

9) usunąć domniemane przystropowe nagromadzenie metanu z wykorzystaniem przegrody

wentylacyjnej, lutniociągu specjalnego połączonego z wentylatorem powietrznym,

10) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

metanomierz typu VM–1, sonda pomiarowa lub wężyk pomiarowy,

−

rurociąg ze sprężonym powietrzem, z zaworem i króćcem umożliwiającym podłączenie
wentylatora powietrznego połączonego z lutniami perforowanymi,

−

drewno, deski, gwoździe, płótno wentylacyjne,

−

narzędzia takie jak kilof, piła, młotek, siekiera górnicza.

Ćwiczenie 5

Na mapie pokładowej, dostarczonej przez nauczyciela, zaprojektuj zabezpieczenie

metanometryczne prowadzonych robót górniczych w pokładzie IV kategorii zagrożenia
metanowego w rejonie drążonego przodka przewietrzanego wentylacją lutniową, oraz
w rejonie prowadzonej ściany wydobywczej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z zasadami przewietrzania wyrobisk wentylacją odrębną,
2) zasadami zabezpieczania metanometrią automatyczną prowadzonych robót górniczych,
3) zaznaczyć kierunki przepływu powietrza,
4) zaznaczyć na mapie lokalizację czujników metanometrii automatycznej, określając progi

wyłączeń jak również zakres wyłączeń:
a) czujnika wlotowego do ściany o progu 1%,
b) czujnika wylotowego ze ściany o progu 2%,
c) czujnika lub czujników (wentylacja kombinowana) zabezpieczających pracę

kombajnu chodnikowego,

d) czujnika na wlocie do wyrobiska z wentylacją odrębną,

5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa pokładowa,

−

kartki papieru, przybory do pisania, rysowania,

−

literatura dotycząca zagrożenia metanowego.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wykonać pomiary gazów kopalnianych wykrywaczem WG–2M?

2) pomierzyć wydatek powietrza w chodniku z obudową V29/10?

3) pobrać próbkę powietrza do analizy chemicznej z wykorzystaniem

pipety szklanej wypełnioną wodą destylowaną?

4) wymienić kategorie zagrożeń metanowych?

5) wykonać pomiar metanu pod obudową?

6) określić w jakim celu wykonujemy pomiary CH

nad obudową?

7) zabudować w wyrobisku strumienicę lub przegrodę wentylacyjną w celu

usunięcia zagrożenia metanowego wyrobisku?

8) wykonać pomiary dla określenia metanowości wentylacyjnej ściany

przewietrzanej na „Y”?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Zagrożenie pyłowe

4.3.1. Materiał nauczania

Zagrożenie pyłowe

Zagrożenie pyłowe jest w górnictwie podziemnym powszechne. Oznacza to, że narażony

jest, aczkolwiek w różnym stopniu, każdy pracownik.

Zagrożenie pyłowe jest wynikiem procesów urabiania i transportu węgla. Nie ma bowiem

technicznie i ekonomicznie uzasadnionych sposobów bezpyłowej jego eksploatacji.
Przenoszenie pyłu w wyrobiskach, od źródeł jego powstania odbywa się przez wentylacyjny
ruch powietrza. W ten sposób wyrobiska są pokrywane warstwą pyłu osiadłego o rozmiarach
ziaren w granicach 0,02 – 1 mm, a w powietrzu unoszą się stale ziarna o średnicach poniżej
0,05 mm. Stąd zagrożenie pyłowe różni się od pozostałych zagrożeń naturalnych dwoistym
charakterem. W zależności od rozmiarów ziaren i ich składu chemicznego możemy mieć do
czynienia ze zjawiskiem wybuchu lub szkodliwym, chorobotwórczym oddziaływaniem na
człowieka. Dodatkowe zagrożenie ograniczenia widoczności stwarza pył unoszący się
w powietrzu kopalnianym. Ograniczona widoczność w miejscu pracy (np. kombajnisty),
związana zapyleniem jest przyczyną wielu wypadków.

Szkodliwe działanie pyłów o rozmiarach poniżej 0,03 mm jest spowodowane ich

przenikaniem do układu oddechowego. Znaczna część pyłu jest usuwana naturalnymi
mechanizmami, natomiast pewna, aczkolwiek nieznaczna część pyłu najdrobniejszego,
o rozmiarach poniżej 0,01mm gromadzi się w płucach i pęcherzykach płucnych. Proces
kumulacji pyłu i jego oddziaływanie na tkanki jest bardzo powolne, ale nieodwracalne. Ich
wynikiem jest choroba zawodowa górników podziemnych – pylica płuc. Według przyjętych
obecnie poglądów czynnikiem odpowiedzialnym za powstanie i rozwój pylicy jest zawarty
w skałach otaczających i węglu kwarc lub inna wolna krzemionka. W polskim górnictwie
podziemnym wykrywa się rocznie 400 – 600 nowych zachorowań na pylicę.

Pył węglowy

Pył węglowy stanowią ziarna węgla przechodzące przez sito o wymiarach oczek równych

1mm.

Pokład węgla zagrożony wybuchem pyłu węglowego to pokład, w którym stwierdzono

zawartość części lotnych w węglu większą niż 10% w bezwodnej i bezpopiołowej substancji
węglowej. Pokład nie zagrożony wybuchem pyłu węglowego to pokład węgla, w którym
stwierdzono zawartość części lotnych w węglu mniejszą lub równą 10% w bezwodnej
i bezpopiołowej substancji węglowej (czysta substancja węglowa). Części lotne to gazy
wydzielające się z węgla przy ogrzaniu go bez dostępu powietrza do temperatury określonej
normą.

W wyrobiskach górniczych mamy pył kopalniany, który jest mieszaniną czystego pyłu

węglowego z pyłem kamiennym wytwarzanym w trakcie wykonywania robót górniczych lub
pyłem kamiennym dosypywanym poprzez opylanie wyrobisk.

Substancje zabezpieczające pył kopalniany przed wybuchem to części niepalne trwałe

oraz woda (wilgoć) przemijająca.

Części niepalne trwałe to części niepalne stałe (pył kamienny, popiół) wraz z wodą

zawartą w powietrznosuchym stanie pyłu.

Części niepalne stałe to pozostałość po spaleniu pyłu kopalnianego w temperaturze

(480±10)

Woda krystalizacyjna to woda chemicznie czysta związana z minerałem, uwalniana

w temperaturze charakterystycznej dla każdego minerału.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Strefy zabezpieczające przed wybuchem pyłu węglowego to odcinki uznane w myśl

przepisów, za bezpieczne pod względem powstania i przenoszenia się wybuchu pyłu
węglowego.

Wilgoć przemijająca węgla to część wilgoci całkowitej zawartej w węglu, którą traci on

podczas suszenia do osiągnięcia przybliżonej równowagi z wilgocią powietrza otoczenia.

Wilgoć węgla powietrznosuchego to część wilgoci całkowitej zawartej w węglu,

pozostała w nim po wysuszeniu go do stanu przybliżonej równowagi z wilgocią powietrza
otoczenia.

Pył kopalniany może być uznany za zabezpieczony, jeżeli zawiera:

a) co najmniej 70% części niepalnych stałych w polach niemetanowych,
b) co najmniej 80% części niepalnych stałych w polach metanowych,
c) wodę przemijającą uniemożliwiającą przenoszenie wybuchu pyłu węglowego

i całkowicie pozbawiającą ten pył kopalniany lotności.
Pył kopalniany niezabezpieczony, to pył który nie spełnia wymagań podanych powyżej.

Wyrobisko nie zagrożone wybuchem pyłu węglowego to wyrobisko, w którym:

a) nie występuje niebezpieczny pył węglowy, lub
b) pył kopalniany zawiera co najmniej 80% części niepalnych stałych pochodzenia

naturalnego, ilość niebezpiecznego pyłu węglowego jest mniejsza niż 10 g/m

wyrobiska,

a intensywność osiadania pyłu węglowego jest mniejsza niż 0,15 g/m

na dobę, lub

c) pył kopalniany zawiera co najmniej 50% wody przemijającej pochodzenia naturalnego,

lub

d) pył kopalniany zawiera co najmniej 80% części niepalnych stałych, a zawartość wody

przemijającej w tym pyle wynosi co najmniej 30%,

e) wyrobiska sąsiednie, mające z nim połączenie, są wyrobiskami niezagrożonymi

wybuchem pyłu węglowego lub zostały zaliczone do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu
węglowego.

Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

Pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze możemy zaliczać do klasy A lub

klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się pokłady węgla lub ich

części, wraz z wyrobiskami drążonymi w tych pokładach lub częściach, w których występuje
pył węglowy zabezpieczony w sposób naturalny.

Do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się pokłady lub ich części,

wraz z wyrobiskami drążonymi w tych pokładach lub częściach, które nie spełniają wymagań
dla klasy A.

Do klasy A zagrożenia wybuchem pyłu zalicza się wyrobiska, w których występuje pył

węglowy zabezpieczony w sposób naturalny lub nie ma odcinków z pyłem kopalnianym
niezabezpieczonym w sposób naturalny, dłuższych niż 30 m, przy czym odległość między
tymi odcinkami nie może być mniejsza niż 100 m.

Do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego zalicza się wyrobiska lub ich części,

które nie spełniają wymagań podanych powyżej.

Mechanizm wybuchu pyłu węglowego

Odróżnia się trzy fazy wybuchu:

1) działanie podmuchu – powoduje nierównomierne i turbulentne stężenie obłoku; od energii

inicjału zależy wielkość obłoku, stężenie i rodzaj,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2) działanie płomienia – czynnik termiczny odgazowuje pył węglowy w sąsiedztwie

płomienia; wydzielające się z niego części lotne tworzą z tlenem mieszaninę wybuchową;
produkty spalania rozprężają się powodując powstanie obłoku wtórnego;

3) powstanie czadów powybuchowych – stężenie tlenku węgla CO dochodzi do kilkunastu

procent.

Do powstania wybuchu pyłu węglowego w wyrobisku kopalnianym konieczne są

następujące warunki:

−

pył węglowy musi występować w odpowiedniej ilości i jakości,

−

musi być utleniacz, a więc odpowiednia ilość tlenu,

−

musi być przestrzeń ograniczona, gdyż na otwartej przestrzeni nie powstanie obłok
o stężeniu wybuchowym,

−

musi zaistnieć czynnik mechaniczny powodujący wzbicie obłoku pyłu,

−

musi zadziałać czynnik termiczny powodujący ogrzanie, zapalenie i wybuch.

Pierwsze trzy warunki są przeważnie spełnione w wyrobiskach dołowych, w których

występuje pył węglowy.

Mechaniczne wzbicie zalegającego w wyrobisku pyłu węglowego może z łatwością

nastąpić wskutek uderzenia fali powietrza powstającego przy odstrzeleniu MW w przodkach,
przy ładowaniu węgla, przy zawałach lub tąpnięciach, przy wybuchach metanu i innych.

Czynnikiem termicznym zdolnym zapalić obłok pyłu węglowego może być np. płomień,

jaki może powstać nieprzepisowym wykonywaniu roboty strzałowej. Szybkość
rozprzestrzeniania się wybuchu, którą charakteryzuje prędkość przenoszenia się płomienia
jest bardzo duża i osiąga przy wybuchach tzw. łagodnych do 220 m/s, średnio gwałtownych
do 500 m/s i bardzo gwałtownych do 2000 m/s. Płomień może wywołać wybuchy MW
i spłonek spotkanych w wyrobisku oraz powodować śmiertelne oparzenia ludzi. Czoło
płomienia poprzedza fala uderzeniowa i jej zasięg jest daleko większy niż zasięg płomienia.
Uderzenia fali podmuchu mogą spowodować śmiertelne ofiary w ludziach i ogromne szkody
w wyrobiskach kopalni. Dodać należy, że w wyniku wybuchu pyłu węglowego powstają duże
ilości tlenku węgla. Zawartość tlenku węgla po wybuchu dochodzi do 10%, podczas gdy
maksymalna dopuszczalna przepisami zawartość tlenku węgla wynosi 0,015%, (NOSCH) zaś
0,3% CO i powyżej stanowi śmiertelne zagrożenie dla organizmu człowieka. Wybuchy mogą
również zapoczątkować pożar w kopalni.

Miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego

Miejscami możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego są w szczególności:

1) miejsca wykonywania robót strzałowych w wyrobiskach zagrożonych wybuchem pyłu

węglowego,

2) miejsca urabiania węgla,
3) miejsca stwierdzonych nagromadzeń metanu w ilości co najmniej 1,5%,
4) miejsca nagromadzenia pyłu węglowego niebezpiecznego w ilości co najmniej 500 g/m

wyrobiska w pyle kopalnianym niezabezpieczonym na długości większej niż 30 m,
w wyrobisku gdzie eksploatowane są maszyny lub urządzenia elektryczne,

5) pola pożarowe,
6) zbiorniki węgla,
7) składy materiałów wybuchowych,
8) strefy szczególnego zagrożenia tąpaniami w pokładach drugiej, trzeciej i czwartej

kategorii zagrożenia metanowego,

9) wyrobiska o nachyleniu większym niż 10˚ z transportem linowym, kołowym lub

kolejkami podwieszanymi, w których zainstalowane są kable i przewody elektryczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wybuchowość pyłu węglowego

Pył węglowy jest zdolny do wybuchu, jeżeli tworzy obłok o stężeniu wybuchowym

wynoszącym od 50 do 1000 gramów w 1m

powietrza.

Optymalne stężenie wybuchowe pyłu węglowego wynosi od 300 do 500 g/m

Temperatura zapłonu wynosi od 550 do 1400˚ C.
Minimalna energia iskry zapalającej: 200–300 mJ.
Opóźnienie zapłonu wynosi od 0,1 do kilku sekund.

Pomiar intensywności osiadania pyłu węglowego

Zasady

wykonywania

pomiarów

intensywności

osiadania

pyłu

węglowego

w podziemnych wyrobiskach górniczych kopalń węglowych i w pomieszczeniach na
powierzchni, związanych prowadzeniem ruchu w tych kopalniach określa polska norma
nr PN–G–04036.

Intensywność osiadania pyłu to masa pyłu węglowego bez części niepalnych

osiadającego na danej powierzchni w ustalonym czasie, wyrażona w gramach na metr
kwadratowy i dobę.

Metoda pomiaru polega na zebraniu i zważeniu osiadłego pyłu na płytkach pomiarowych

pyłu węglowego, oznaczeniu w nim części niepalnych i obliczeniu na tej podstawie
intensywności osiadania pyłu. Do pomiaru należy używać:

−

płyt pomiarowych z gładkiego materiału, np. utwardzonej płyty pilśniowej, płyty
blaszanej lub szklanej o wymiarach co najmniej 0,25 m

0,25 m,

−

pojemnika szklanego lub z tworzywa sztucznego ze szczelnym zamknięciem,

−

wagi laboratoryjnej o dokładności odczytu co najmniej 0,01 g,

−

czasomierza.
Wykonanie oznaczenia polega na umieszczeniu w wyrobiskach górniczych płyty

pomiarowej, poziomo na wysokości 0,5 m od spągu. Odległość miejsca zainstalowania płyt
pomiarowych od (punktu pomiarowego) od przodka wyrobiska lub innego miejsca
wytwarzania się pyłu powinna wynosić:

−

30 m dla pierwszego punktu pomiarowego,

−

50 m dla drugiego punktu pomiarowego,

−

100 m dla trzeciego punktu pomiarowego.
Płyty pomiarowe w odległości 100 m od miejsca wytwarzania i gromadzenia się pyłu

(trzeci punkt pomiarowy) należy instalować tylko w przypadku stosowania urządzenia
odpylającego. Miejsce, w którym umieszcza się płyty powinno być suche i zabezpieczone
w miarę potrzeby przed przypadkowym zrzuceniem lub uszkodzeniem.

Czas pomiaru osiadania pyłu na płytkach pomiarowych należy rejestrować w czasie

nieprzerwanego cyklu produkcyjnego, w ciągu co najmniej jednej doby. Pył osiadły na
płytkach we wszystkich punktach pomiarowych danego wyrobiska należy zebrać do
pojemnika i przekazać do laboratorium kopalnianego. Z laboratorium otrzymujemy
następujące wyniki:

– masa pyłu zebranego z płyt pomiarowych w danym wyrobisku, po doprowadzeniu

go do stanu powietrzno suchego, w gramach,

– zawartość części niepalnych trwałych, w procentach.

Intensywność osiadania pyłu węglowego Q należy obliczać w gramach na metr

kwadratowy i dobę, według wzoru

Q =

−

)

100

(

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w którym:

s – łączna powierzchnia płyt, [m

]

t – czas pomiaru w dobach,

– masa części niepalnych w zebranym pyle. [g]

Profilaktyka zwalczania zagrożenia wybuchu pyłu węglowego

Profilaktykę

związaną

zwalczaniem

wybuchu

pyłu

węglowego

można

usystematyzować w tzw. linie obrony. Są one następujące:

−

pierwsza linia obrony – zwalczanie pyłu w miejscu powstania,

−

druga linia obrony – zwalczanie zapoczątkowania wybuchu,

−

trzecia linia obrony – przeciwdziałanie rozwojowi wybuchu,

−

czwarta linia obrony – ograniczenie zasięgu wybuchu.

Pierwsza linia obrony jest realizowana przez:

−

stosowanie właściwej techniki strzałowej, czyli racjonalnej metryki strzałowej przodków,

opartej na strzelaninach wzorcowych, właściwej przybitki oraz ładunków materiałów
wybuchowych zgodnych z przepisami jakości i ilości,

−

właściwy dobór urządzeń zraszających, dla zespołów urabiających,

−

właściwy dobór środków odstawy i przewozu,

−

systematyczne usuwanie pyłu w miejscu jego powstania,

−

pozbawianie lotności pyłu węglowego poprzez zraszanie w miejscu jego wytwarzania,

jak również dodawanie do wody środków zwilżających pozwalających zwiększyć
skuteczność zraszania.

Drugą linię obrony – reprezentują środki służące do zwalczania inicjału wybuchu.

Podstawowe inicjały to zapłon metanu i roboty strzałowe.

Kierunki walki z metanem są następujące:

−

odpowiednio skuteczna wentylacja nie dopuszczająca do powstania niebezpiecznych
nagromadzeń metanu,

−

kontrola stężenia metanu,

−

stosowanie bezpiecznego sprzętu elektrycznego nie mogącego spowodować zapalenia
metanu,

−

szeroka akcja uświadamiająca, podwyższająca skutecznie poziom wiedzy załogi
o zagrożeniu metanowym.

Trzecia linia obrony polega na stworzeniu na drodze zaistniałego już wybuchu zespołu

środków przeciwdziałających. W tym celu stosuje się we wszystkich kierunkach od miejsca
ewentualnego rozwoju wybuchu strefy zabezpieczające opylane pyłem kamiennym lub
zraszane wodą.

Czwartą linię obrony stanowią zapory przeciwwybuchowe pyłowe lub wodne.

Zadaniem zapór jest przerwanie rozwijającego się wybuchu pyłu węglowego w miejscu ich
ustawienia. Pył kamienny (lub woda) z półek zapory zmieszany z obłokiem wzbitego
podmuchem pyłu węglowego tworzy na drodze wybuchu ośrodek nie wybuchowy i przerywa
płomień wybuchu.

Strefy zabezpieczające

W wyrobiskach zaliczonych do klasy A lub B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego

utrzymuje się strefy zabezpieczające przed przeniesieniem wybuchu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W strefach zabezpieczających zmywa się wodą lub opyla pyłem kamiennym wyrobiska

na całym ich obwodzie, łącznie z obudową, na długości co najmniej 200 m od miejsc
możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego. Pył kopalniany usuwa się z maszyn
i urządzeń znajdujących się w wyrobisku w strefie zabezpieczającej.

W polach metanowych dodatkowo utrzymuje się strefy zabezpieczające:

−

na całej długości wyrobiska przewietrzanego za pomocą lutniociągu,

−

w wyrobiskach zaliczonych do pomieszczeń „c” niebezpieczeństwa wybuchu metanu na
odcinkach z zainstalowanymi kablami lub przewodami elektroenergetycznymi.

W wyrobisku, we wszystkich kierunkach od miejsc zabudowy rozdzielni, stacji

transformatorowych, prostowników i styczników utrzymuje się strefy zabezpieczające na
długości co najmniej 25 m, a od miejsc połączeń kabli wykonanych za pomocą muf
skorupowych metalowych w sieciach o napięciu powyżej 230 V prądu przemiennego na
długości co najmniej 5 m we wszystkich kierunkach od tych połączeń.

W wyrobiskach korytarzowych, w pokładzie zaliczonym do IV kategorii zagrożenia

metanowego, zawartość części niepalnych stałych w pyle kopalnianym poza strefami
zabezpieczającymi powinna wynosić co najmniej 50%.

Zapory przeciwwybuchowe

W wyrobiskach zaliczonych do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego stosuje

się zapory przeciwwybuchowe.

Główne zapory przeciwwybuchowe buduje się na wlocie i wylocie każdego rejonu

wentylacyjnego oraz we wszystkich wyrobiskach łączących rejony wentylacyjne.

Pomocnicze zapory przeciwwybuchowe buduje się wewnątrz rejonów wentylacyjnych,

w odległości od 60 do 200 m od miejsc możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu
węglowego.

W uzasadnionych okolicznościach odległość ta może być zmniejszona do 40 m lub

zwiększona do 200 m, na warunkach ustalonych przez kierownika ruchu zakładu górniczego,
z tym że strefę zabezpieczającą wykonaną przez opylanie pyłem kamiennym lub zmywanie
wodą przedłuża się do miejsca wykonania zapory.

Pomocniczymi zaporami przeciwwybuchowymi ponadto zabezpiecza się:

1) przodek wyrobiska wybierkowego,
2) przodek wyrobiska korytarzowego,
3) grupy przodków korytarzowych lub wybierkowych, których nie można zabezpieczyć

oddzielnie,

4) wyrobiska, w których pracują maszyny lub inne urządzenia powodujące na długości co

najmniej 30m powstawanie nagromadzenia pyłu węglowego niebezpiecznego w pyle
kopalnianym niezabezpieczonym w ilości 0,5 kg/m

wyrobiska i powyżej,

5) pole pożarowe,
6) wyrobisko w którym zawartość metanu jest wyższa od 1,5% lub występują przystropowe

nagromadzenia metanu,

7) miejsca znacznego nagromadzenia pyłu węglowego niebezpiecznego w pyle kopalnianym

niezabezpieczonym, w szczególności powyżej 0,5 kg/m

wyrobiska, występujące

w wyrobiskach korytarzowych, przy czym odległość miedzy zaporami nie może być
większa niż 200 m.

W polach metanowych w wyrobiskach korytarzowych, przewietrzanych za pomocą

lutniociągów, buduje się zapory pomocnicze przeciwwybuchowe w odległości nie większej
niż 200m od siebie.

W polach metanowych II–IV kategorii zagrożenia metanowego buduje się dodatkowe

pomocnicze zapory przeciwwybuchowe w odległości nie większej niż 200 m od siebie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w wyrobiskach korytarzowych przewietrzanych prądem powietrza wytwarzanym przez
wentylator główny, w których:
1) zawartość metanu jest większa od 0,5% – zabudowane są kable lub przewody

elektroenergetyczne,

2) zawartość metanu w powietrzu jest większa od 1,5% – występują przystropowe

nagromadzenia metanu,

3) wyznaczone są strefy szczególnego zagrożenia tąpaniami.

Ilość wody lub pyłu na zaporze przeciwwybuchowej w przeliczeniu na 1 m

wyrobiska

w świetle obudowy powinna wynosić co najmniej:
1. 200 dm

wody lub 200 kg pyłu kamiennego w polach niemetanowych,

2. 400 dm

wody lub 400 kg pyłu kamiennego w polach metanowych oraz w polach

niemetanowych dla zabezpieczenia pól pożarowych.

Wymogi odnośnie konstrukcji różnych typów zapór przeciwwybuchowych omówione

zostaną w jednostce modułowej 711[02].Z3.06, dotyczącej montowania urządzeń
wentylacyjnych i zabezpieczających.

Obliczanie zapory przeciwwybuchowej pyłowej

Zapory przeciwwybuchowe pyłowe w zależności od długości półek dzielą się na:

1) zapory zwykłe – gdy długość półki jest większa od 65% maksymalnej szerokości

wyrobiska w miejscu jej zabudowania,

2) zapory boczne – gdy długość półki jest zawarta w granicach od 50% do 65%

maksymalnej szerokości wyrobiska w miejscu jej zabudowania,

3) zapory o skróconej długości pólek – gdy długość półek zawarta jest w granicach 40% do

50% maksymalnej szerokości wyrobiska w miejscu jej zabudowy,

4) zapory rozstawne – gdy odległość pólek jest tak dobrana, aby ilość pyłu kamiennego

wynosiła 1 kg/m

wyrobiska.

Aby wyliczyć ilość półek i ilość pyłu wymaganego na zaporze pyłowej zabudowanej

w wyrobisku wykonanym w obudowie ŁP, należy zmierzyć:

−

maksymalną szerokość wyrobiska w miejscu zabudowy zapory s,

−

wysokość wyrobiska h,

−

długość półki z nasypanym pyłem kamiennym l,

−

długość deseczek ułożonych na półce, stosowane są na ogół deseczki 50 cm lub 30 cm.

Na 1mb półki z deseczkami o długości 50 cm, przypada 45 kg pyłu kamiennego (stożek

pyłu 13 cm).

Ilość pyłu kamiennego na zaporze przeciwwybuchowej w przeliczeniu na 1 m

wyrobiska

powinna wynosić co najmniej 400 kg w pokładach metanowych a 200 kg w pokładach
niemetanowych.

Przykład obliczeń:

W wyrobisku III kategorii zagrożenia metanowego pomierzono:

–

wysokość wyrobiska – h = 3,2 m, szerokość wyrobiska – s = 4,0 m,

–

długość jednej półki – L

= 2,5 m, długość deseczek na zaporze pyłowej – 0,5 m,

obliczamy:

– przekrój wyrobiska
F=0,8

s=0,8

3,2

4,0 = 10,24 [m

– ilość pyłu wymaganego na zaporze
Q = 400[kg/m

]

F = 400[kg/m

]

10,24[m

] = 4096 [kg]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– ilość pyłu na 1 półce o deseczkach 50 cm
q = 45 [kg/m]

L = 45[kg/m]

2,5[m] = 112,5[kg]

– ilość półek na zaporze

112

4096

=36,40 zaokrąglamy w górę, do całości, i mamy N

=37 półki,

– sprawdzamy czy jest to zapora zwykła czy boczna

100% =

100%=62,5%, jest to więc zapora boczna.

– w przypadku zapory zwykłej, należy obliczoną wcześniej ilość półek zwiększyć o 10%
rezerwy wymaganej przepisami
N

= N

+ 10% N

i tak mamy: N

= 37 + 4 = 41.

– zapora boczna wymaga dodatkowo zwiększenia ilości półek o 10% w stosunku do zapory
zwykłej, więc:
N

= N

+ 10% N

i tam mamy N

= 41 + 5 = 46.

– Ilość półek na liczonej zaporze bocznej wynosi 46 półek.
– Ilość całkowita pyłu na zaporze
Q

= N

q = 46

112,5 = 5175 [kg].

Kontrola stref zabezpieczających

Kontrola stref zabezpieczających polega na pobieraniu w wyrobisku próbek pyłu

i przekazaniu ich do laboratorium kopalnianego. Laboratorium określa zawartości części
niepalnych w pyle lub zawartość wilgoci. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzamy
czy pył kopalniany jest zabezpieczony przed wybuchem.

Pobieranie próbek metodą pasową należy wykonywać w wyznaczonych (trzech do pięciu

pasów) miejscach badanej 200 – metrowej strefy zabezpieczającej. Miejsca te powinny być
oddalone od siebie od 30 do 50 m, licząc wzdłuż osi wyrobiska, poczynając od początku
strefy zabezpieczającej w odległości nie mniejszej niż 10 m.

Pobieranie pyłu kopalnianego należy wykonać przez zbieranie (zmiatanie) pyłu z całego

obwodu wyrobiska ( strop, ociosy, spąg) w pasie o szerokości 20 cm. W przypadku
znacznego zróżnicowania pod względem zawartości wody osiadłego pyłu na spągu i na
ociosach, należy osobno zbierać pył ze spągu i osobno z ociosów wraz ze stropem. Pył należy
zbierać również z obudowy oraz konstrukcji urządzeń odstawczych, znajdujących się
w wyznaczonym pasie zbierania pyłu. Zebrany pył z trzech do pięciu pasów należy przesiać
przez sito o wymiarach oczek 3 mm na płótno lniane o wymiarach co najmniej 0,5 m

0,5 m,

a uzyskany przesiew wymieszać i pobrać z niego próbkę do szczelnego pojemnika.

Pobieranie próbek metodą punktową polega na tym, że pył zbiera się z małej powierzchni

koła o średnicy 0,2 m w przekroju wyrobiska. Pył ze spągu należy zbierać w odległości 0,5 m
od ociosów i w środku wyrobiska. Pył z dwu ociosów należy zbierać z wysokości 0,5 m od
spągu, w połowie wysokości wyrobiska oraz na poziomie 2/3 wysokości wyrobiska. Metodę
tę stosuje się w wyrobiskach mokrych i wilgotnych.

Ochrona pracowników przed pyłami szkodliwymi dla zdrowia

Rodzaje pyłów:

1. Pył całkowity to zbiór wszystkich cząstek otoczonych powietrzem w określonej

objętości.

2. Pył respirabilny to zbiór cząstek przechodzących przez selektor wstępny

o charakterystyce przepuszczalności według wymiarów cząstek opisanej logarytmiczno-
normalną funkcją prawdopodobieństwa ze średnią wartością średnicy aerodynamicznej
3,5µm ± 0,3 µm i z geometrycznym odchyleniem standardowym 1,5 ± 0,1 µm.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dla określenia zapylenia na danym stanowisku pracy wykonuje się pomiary zapylenia

w czasie zmiany roboczej, na której prowadzone są prace powodujące zapylenie. Badania
prowadzone są za pomocą pyłomierzy. Po wykonaniu pomiarów, próbki pyłu, przekazywane
są do laboratorium, gdzie określa się w nich zawartość wolnej krzemionki jak i masę pyłu
wdychanego frakcji całkowitej i respirabilnej, w mg/m

powietrza.

Wartości NDS dla pyłów węgla kamiennego zawierających wolną (krystaliczną)

krzemionkę powyżej 50% wynoszą:
–

dla pyłu całkowitego 1 mg/m

–

dla pyłu respirabilnego 0,3 mg/m

Wartości NDS dla pyłów węgla kamiennego zawierających wolną (krystaliczną)

krzemionkę powyżej 10% do 50% wynoszą:
–

dla pyłu całkowitego 2 mg/m

–

dla pyłu respirabilnego 1 mg/m

Wartości NDS dla pyłów węgla kamiennego zawierających wolną (krystaliczną)

krzemionkę powyżej 2% do 10% wynoszą:
–

dla pyłu całkowitego 4 mg/m

–

dla pyłu respirabilnego 2 mg/m

Wartości dla pyłów węgla kamiennego zawierających wolną (krystaliczną) krzemionkę

powyżej 25wynoszą:
–

dla pyłu całkowitego 10 mg/m

Pracowników zatrudnionych na stanowiskach, gdzie występuje zagrożenie pyłami

szkodliwymi dla zdrowia wyposaża się w filtrujące środki ochrony indywidualnej układu
oddechowego dostosowane do wielkości zagrożenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia.

Zgodnie z § 40.1 Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia

14.06.2002 r. w sprawie naturalnych w zakładach górniczych (dz. U. Nr94, poz. 841
z późniejszymi zmianami, ustala się trzy kategorie zagrożenia działaniem pyłów szkodliwych
dla zdrowia w podziemnych zakładach górniczych:

−

do kategorii A zagrożenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia zalicza się stanowiska pracy
w wyrobiskach, gdzie występują stężenia pyłu o wartościach wymagających stosowania
sprzętu filtrującego ochrony układu oddechowego 1 klasy ochronnej, (poniżej 4 NDS),

−

do kategorii B zagrożenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia zalicza się stanowiska pracy
w wyrobiskach, gdzie występują stężenia pyłku o wartościach wymagających stosowania
sprzętu filtrującego ochrony układu oddechowego 2 (4 ÷ 10 NDS) lub 2 (10 ÷ 20 NDS)
klasy ochronnej,

−

do kategorii C zagrożenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia zalicza się stanowiska pracy
w wyrobach, gdzie stosowany filtrujący sprzęt ochronny układu oddechowego 1, 2 lub 3
klasy ochronnej, nie zapewnia skutecznej ochrony pracowników. Klasy ochronne
ustalane są według Polskiej Normy. Przy zaliczaniu stanowisk pracy w wyrobiskach do
poszczególnych kategorii zagrożenia, o których mowa w § 40, powinny być
uwzględnione zasady wykonywania pomiarów stężeń pyłu respirabilnego i wydychanego
na stanowiskach pracy oraz sposoby interpretacji wyników określone w odrębnych
przepisach.
W zakładzie górniczym niedopuszczalne jest stosowanie:

−

maszyn i urządzeń, które podczas pracy powodują stężenie pyłu w powietrzu i nie są
wyposażone w sprawie działające urządzenia zapobiegające zapaleniu,

−

niesprawnie działających urządzeń i środków do zwalczania pyłu w powietrzu.
Drążenie kombajnami wyrobisk korytarzowych przewietrzanych wentylacją lutniową

wymaga stosowania urządzeń odpylających, zabudowanych:

−

w wyrobisku przewietrzanym wentylacją ssącą na wylocie z lutniociągu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

w wyrobiskach przewietrzanych wentylacją tłoczącą w strefie przodkowej, jak najbliżej
organu urabiającego, tak aby pył powstały w trakcie urabiania kombajnem kierowany był
do instalacji odpylającej, ssącej. Mamy wtedy układ wentylacji kombinowanej,
zasadnicza wentylacja tłocząca, pomocnicza ssąca.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie warunki spełnia pył węglowy bezpieczny?
2. Kiedy pył węglowy w pokładzie metanowym jest zabezpieczony?
3. Jakie warunki muszą być spełnione aby pokład zaliczyć do klasy A zagrożenia

wybuchem pyłu węglowego?

4. Jakie są miejsca możliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego?
5. Jaka jest definicja części niepalnych stałych w pyle kopalnianym?
6. Co to jest wilgoć przemijająca węgla?
7. Co to jest intensywność osiadania pyłu węglowego?
8. Gdzie w wyrobiskach kopalnianych utrzymujemy strefy zabezpieczające przed

możliwością powstania wybuchu pyłu?

9. Gdzie w wyrobiskach dołowych utrzymujemy zapory przeciwwybuchowe?
10. Jaka jest różnica pomiędzy pobieraniem próbek pyłu w strefach zabezpieczających

metodą pasową a metodą punktową?

11. Jak obliczamy ilość pyłu na zaporze pyłowej potrzebną do zabezpieczenia przodka

kombajnowego w pokładzie II kategorii zagrożenia metanowego?

12. Jakie znasz rodzaje zapór przeciwwybuchowych?
13. Jaka jest różnica między zaporą przeciwwybuchową boczną a zaporą o skróconej

długości półek?

14. Kiedy budujemy zapory przeciwwybuchowe na całej długości wyrobiska w odstępach

pomiędzy nimi nie większych niż 200 m?

15. Jak na mapach pokładowych oznaczamy zapory przeciwwybuchowe?
16. Gdzie budujemy odpylacz w wyrobisku węglowym drążonym kombajnem z wentylacją

lutniową ssącą?

17. Jakiej klasy maski pyłowe należy stosować w ścianie gdzie stężenie pyłu jest mniejsze od

NDS?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pomierz intensywności osiadania pyłu węglowego w wyznaczonym wyrobisku. Pobierz

próbki pasowe pyłu kopalnianego w celu określenia zawartości części niepalnych w pyle
węglowym.

Na podstawie wyników badań laboratoryjnych pobranych przez ciebie próbek określ, czy

wyrobisko jest zabezpieczone na okoliczność wybuchu pyłu węglowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z instrukcjami wykonywania pomiarów intensywności osiadania pyłu

węglowego oraz instrukcjami pobierania próbek pasowych w wyrobiskach dołowych,

2) wybrać odpowiedni sprzęt potrzebny do wykonania powyższego zadania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) określić poziom zagrożenia wybuchem pyłu węglowego na podstawie analiz

przeprowadzonych w laboratorium i wykonanych obliczeń,

4) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

normy PN–G–04036, PN–G–04037 dotyczące pomiaru intensywności osiadania pyłu,
sposobu pobierania próbek pyłu dla oceny zagrożenia wybuchem pyłu węglowego,

−

płytki na których będzie osiadał pył,

−

przyrządy pobrania próbki pyłu,

−

pojemniki na próbki.

Ćwiczenie 2

Skontroluj zaporę pyłową zabudowaną w wyrobisku górniczym w pokładzie klasy B

zagrożenia wybuchem pyłu węglowego i II kategorii zagrożenia metanowego. Wykonaj
pomiary i określ, czy jest to zapora zwykła czy boczna. Oblicz:

−

wymaganą przepisami minimalną i całkowitą ilość pyłu na zaporze,

−

ile półek ma liczyć zapora pyłowa zabudowana w tym wyrobisku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie przepisy dotyczące budowy zapór,
2) skontrolować stan zapory pyłowej,
3) wykonać pomiary w wyrobisku potrzebne do realizacji ćwiczenia,
4) wykonać obliczenia, a ich wynik odnotować na tablicy kontroli zapór,
5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) dokonać oceny wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zapora pyłowa zabudowana w sztolni lub wyrobisku górniczym,

−

calówka, notes, długopis, tablica kontroli zapory, kreda,

−

literatura związana z zagrożeniem pyłowym [12, 16].

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj i zaznacz na rysunku załączonym do ćwiczenia, sposób zabezpieczenia przed

wybuchem pyłu węglowego robót prowadzonych rejonie ściany wydobywczej i drążonego
kombajnem wyrobiska chodnikowego w pokładzie IV kategorii zagrożenia metanowego.
Pokład zaliczony do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego, III stopnia zagrożenia
tąpaniami a w wyrobiskach przed ścianą wyznaczone są 50 metrowe strefy szczególnego
zagrożenia tąpaniami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie zasady wykonywania i utrzymywania stref zabezpieczających przed

wybuchem pyłu węglowego,

2) zaznaczyć na schemacie, w jakich wyrobiskach i na jakiej długości należy utrzymywać

strefy zabezpieczające przed wybuchem pyłu węglowego,

3) przypomnieć sobie zasady budowy zapór przeciwwybuchowych w pokładach

metanowych,

4) ustalić z nauczycielem, gdzie prowadzone są kable elektryczne, jak zaliczone są

poszczególne wyrobiska, jakie występują stężenia metanu w tych wyrobiskach,

5) obliczyć ilość półek na zaporze, przy założeniu, że wszystkie wyrobiska wykonane są

w obudowie łukowej o przekroju 10 m

i są to zapory budowy zwykłej o długości półek

równej 3 m i deseczkach na półkach o długości 50 cm,

6) zaznaczyć:

lokalizację

pomocniczych

zapór

przeciwwybuchowych,

długości

zabudowanych zapór (ustalić wzajemne odległości pomiędzy półkami), odległości
pomiędzy zaporami,

7) zaznaczyć lokalizację zapór głównych,
8) określić, w jakich wyrobiskach zawartość części niepalnych w pyle powinna wynosić co

najmniej 50%,

9) zaprezentować efekty swojej pracy,
10) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Przepisy górnicze [12, 16],

−

kartki papieru A4, przybory do pisania i rysowania.

zroby

ściana 1
długość
180 m

3

2

7

6

Chodnik 1 o długości 1200m

Chodnik 2 o długości 1200 m

Drążony kombajnem chodnik 3, wentylacja ssąca wybieg 1300 m

50 m-strefy zagrożenia tąpaniami

Rysunek do ćwiczenia 3

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie niebezpiecznego pyłu węglowego?

2) wyjaśnić, kiedy pył kopalniany jest zabezpieczony?

3) określić

miejsca

możliwego

zapoczątkowania

wybuchu

pyłu

węglowego?

4) określić, gdzie wykonujemy strefy zabezpieczające przed możliwością

wybuchu pyłu węglowego?

5) wskazać wyrobiska, w których zapory przeciwwybuchowe budujemy

na całej jego długości w odstępach nie większych niż 200 m?

6) określić, w jakiej odległości budujemy zapory od miejsc możliwego

zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego?

7) określić ilość pyłu kamiennego na półce zapory przeciwwybuchowej gdy

długość deseczek na niej wynosi 50 cm?

8) wyznaczyć zabezpieczenie ściany eksploatowanej na zawał, w pokładzie

III stopnia zagrożenia tąpaniami, IV kategorii zagrożenia metanowego,
klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Zagrożenie pożarowe

4.4.1. Materiał nauczania

Definicja pożaru podziemnego

Definicja pożaru podziemnego podana jest w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia

28 września 2002r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, … [Dz. U. Nr 139, poz. 1169,
§ 370

W myśl tej definicji:
Pożar podziemny to wystąpienie w wyrobisku podziemnym otwartego ognia – żarzącej

lub palącej się płomieniem otwartym substancji oraz utrzymywanie się w powietrzu
kopalnianym dymów lub utrzymywanie się w przepływowym prądzie powietrza stężenia
tlenku węgla powyżej 0,0026% (30 mg/m

Pojawienie się w powietrzu kopalnianym dymów lub tlenku węgla w ilości powyżej

0,0026%, w wyniku stosowania dopuszczalnych procesów technologicznych, w szczególności
robót strzałowych, prac spawalniczych, pracy maszyn z napędem spalinowym lub
wydzielania się tlenku węgla wskutek urabiania, nie podlega zgłoszeniu i rejestrowaniu jako
pożar podziemny.

Rodzaje i przyczyny pożarów podziemnych

W zależności od przyczyn powstania rozróżniamy:

1. Pożary endogeniczne, powstałe wskutek samozapalenia się materiałów palnych, np.

węgla, siarki.

2. Pożary egzogeniczne, to pożary otwarte, które powstały wskutek przyczyn zewnętrznych.

Pożary egzogeniczne pojawiają się często nagle w miejscach niemożliwych do określenia

z góry, a ich rozwój może być bardzo szybki, co stanowi bardzo duże zagrożenie dla załogi
i dla kopalni.

Pożary egzogeniczne mogą powstać wskutek:

−

zetknięcia się materiału palnego z otwartym ogniem,

−

utrzymywania w ruchu niesprawnych urządzeń z zatartymi elementami,

−

wadliwego działania lub uszkodzenia urządzeń elektrycznych,

−

nieprawidłowo wykonywanych robót strzałowych,

−

nieostrożnego obchodzenia się z ogniem otwartym,

−

wybuchu gazów palnych lub pyłu węglowego,

−

umyślnego podpalenia.

Przyczyny pożarów endogenicznych

Przyczyny pożarów endogenicznych w kopalniach węgla kamiennego są następujące:

−

skłonność węgla do samozapalenia,

−

zastosowanie nieodpowiedniego systemu eksploatacji,

−

nieodpowiednie przewietrzanie kopalń.

W porównaniu z pożarami wywołanymi przyczynami zewnętrznymi, pożary

endogeniczne odznaczają się zwykle spokojniejszym przebiegiem i często mogą być wykryte
już w stadium ich zapoczątkowania. Z uwagi jednak na to, że ognisko pożaru endogenicznego
jest zwykle niedostępne, gaszenie ich jest znacznie trudniejsze i trwają one zwykle dłużej,
czasem kilka lat czy dziesiątków lat. Najczęstszą przyczyną powstania pożarów
endogenicznych jest skłonność węgla do samozapalenia. Węgiel w zetknięciu się
z powietrzem utlenia się i wydziela ciepło. Jeżeli ciepło to nie zostanie szybko odprowadzone
np. poprzez intensywne przewietrzanie, wówczas temperatura wzrasta, co przyśpiesza

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

utlenianie i w końcu osiągnięta zostanie temperatura zapłonu, przy której utlenianie się
w przechodzi w otwarte palenie się. Temperatura zapłonu węgla kamiennego wynosi ok. 300
- 350

Niskotemperaturowy proces utleniania węgla tlenem zawartym w powietrzu jest

zjawiskiem powszechnym, zachodzącym na zewnętrznej powierzchni porów węgla
dostępnych dla tlenu. Efekt cieplny jaki towarzyszy temu procesowi jest w przybliżeniu
proporcjonalny do stężenia tlenu reagującego z węglem. Egzotermiczność tego procesu
sprawia, że w warunkach akumulacji ciepła węgiel może ulegać samozagrzaniu, a po
przekroczeniu temperatury zapłonu węgla – samozapaleniu. Czas utleniania węgla od
temperatury początkowej do temperatury krytycznej nazywamy okresem inkubacji pożaru
endogenicznego. Okres ten liczony jest od momentu zapoczątkowania utleniania (tj. po
naruszeniu pokładu robotami górniczymi) do czasu osiągnięcia przez węgiel temperatury
krytycznej. Wyznacza się go metodą opracowaną przez GIG dla danego pokładu węgla na
podstawie badań samozapalności próbek węgla z tego pokładu.

Proces samozapalenia w

gla

•

temp. 60

•

temp.ok. 300

•

temp. 180

•

okres inkubacji

•

okres samozagrze

wania

•

pkt.1

pocz

tek samo

zagrzewania

•

pkt.2

samozapalenie

ppm

350

ppm

, G=0,03

Rys. 5. Wykres przedstawiający przebieg procesu samozapalenia węgla.

Sprzęt przeciwpożarowy w kopalniach

Zakład górniczy zgodnie z przepisami [12 i 16] wyposaża się w:

1) urządzenia i sprzęt przeciwpożarowy rozmieszczone w wyrobiskach oraz obiektach

i pomieszczeniach na powierzchni,

2) przeciwpożarowe rurociągi i zbiorniki wodne dla ich zasilania.

Rurociągi przeciwpożarowe przeznaczone są do zwalczania pożarów oraz zagrożeń

pyłowych. Rurociągi przeciwpożarowe powinny być:
1) doprowadzone do wszystkich podszybi i nadszybi szybów (szybików) oraz do wszystkich

czynnych przodków,

2) zainstalowane w wyrobiskach z grupowymi i rejonowymi prądami świeżego powietrza,

w wyrobiskach z przenośnikami taśmowymi oraz w wyrobiskach z prądem powietrza
prowadzonym na upad,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) tak zabudowane aby nie ograniczały funkcjonalności wyrobisk i urządzeń w nich

zabudowanych, nie były narażone na uszkodzenia oraz łatwy dostęp do zasuw
i hydrantów,

4) podwieszane do obudowy za pomocą łańcuchów o odpowiedniej wytrzymałości

w odstępach nie większych niż 60 m.

Gaśnice – rodzaje i symbolika stosowana do ich oznaczenia

W górnictwie węglowym stosowane są gaśnice o symbolach:

−

GW gaśnice pianowe,

−

GP gaśnice proszkowe,

−

GS gaśnice śniegowe.

Ilość środka gaśniczego w gaśnicy określa wartość napełnienia wyrażona w zapisie:

−

masą środka w kilogramach– proszek gaśniczy, dwutlenek węgla,

−

objętość w litrach (dm

) – wodny roztwór środka pianotwórczego,

x – gaśnica, w której zarówno środek gaśniczy jak i wyrzutnik znajdują się w tym samym
zbiorniku, gaśnica jest pod stałym ciśnieniem,
z – gaśnica, której konstrukcja przewiduje oddzielny zbiornik (zwany nabojem) zawierający
wyrzutnik (gaz wyrzucający).

Oznaczenia literowe na gaśnicach, wskazują jakie materiały palące się, należy nimi gasić.

A – ciała stałe, B – pary, ciecze, C – gazy, D – metale E – materiały A ÷ D
przy urządzeniach pod napięciem.

Obecnie wszystkie gaśnice (z wyjątkiem gaśnicy śniegowej GS–6xBC z zaworem

pokrętnym) wyposażone są szybko otwierane zawory dźwigniowe.

W gaśnicach typu „x” – zawór dźwigniowy uszczelnia gaśnicę umożliwiając emisję

środka gaśniczego i wyrzutnika po otwarciu zaworu.

W gaśnicach typu „z” zawór pełni również funkcję przebijaka umożliwiającego przebicie

przepony naboju i przedostanie się wyrzutnika do środka gaśniczego a w rezultacie emisję
środka na zewnątrz. Cofnięcie dźwigni powoduje przerwanie emisji środka gaśniczego a tym
samym gaszenia.

W gaśnicach z przebijakiem grzybkowym uruchamianie gaśnicy (wbicie ręką przebijaka)

powoduje przebicie przepony naboju i zmieszanie wyrzutnika ze środkiem gaśniczym. Emisję
środka gaśniczego na zewnątrz ułatwia prądownica pistoletowa z zaworem. Przebijak
uruchamiany jest tylko raz. Sterowanie emisją środka gaśniczego odbywać się może tylko za
pomocą zaworu prądnicy.

Przy stosowaniu gaśnic typu „z” istotne jest aby po wciśnięciu zbijaka odczekać 3 do 5

sekund z otwarciem zaworu prądownicy.

Wczesne wykrywanie pożarów endogenicznych

W celu wykrycia procesów samozagrzewania się węgla i kontrolowania ich przebiegu

w wyrobiskach górniczych w wyznaczonych stacjach pomiarowych wczesnego wykrywania
pożarów endogenicznych, pobiera się próby powietrza i prowadzi analizę jego składu.

Stacje pomiarowe lokalizuje się w rejonach wentylacyjnych, w których prowadzi się

eksploatację pokładów węgla lub likwidację wyrobisk wykonywanych w węglu, bądź drąży
się wyrobiska węglowe.

Stacje pomiarowe lokalizuje się:

1) w przepływowych prądach powietrza dopływających i wypływających z poszczególnych

ścian, gdy w zrobach występują straty eksploatacyjne węgla,

2) w prądach powietrza dopływających i wypływających z wyrobisk korytarzowych,

przewietrzanych za pomocą wentylacji odrębnej drążonych w pokładach węgla,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) przy zrobach w chodniku wentylacyjnym dla powietrza wypływającego ze zrobów lub

pobieranego za pomocą rur, węży próbobiorczych zainstalowanych w zrobach,

4) przy tamach izolacyjnych pobierające powietrze zza tam izolacyjnych i w innych

miejscach wyznaczonych przez kierownika działu wentylacji.

Na stacjach pomiarowych:

−

pobiera się próby gazów do analizy chemicznej,

−

wykonuje pomiary stężeń gazów,

−

na stacjach zlokalizowanych w opływowym prądzie powietrza mierzy się wydatek
powietrza,

−

przy tamach izolacyjnych określa się ciśnienie na tamie.

Na podstawie wyników analiz oblicza się:

1) wskaźnik przyrostu tlenku węgla ∆CO dla stacji wylotowej, stosując wzór
∆CO = CO

– CO [%] gdzie:

– procentowa zawartość tlenku węgla na stacji wylotowej

CO –– procentowa zawartość tlenku węgla na stacji wlotowej
2) wskaźnik ilości tlenku węgla – V

dla stacji wylotowych, stosując wzór:

1000

qco

gdzie :
V

– ilość powietrza na stacji pomiarowej, m

/min,

– wskaźnik ilości tlenku węgla, l/min,

– stężenie tlenku węgla na stacji pomiarowej wyrażone w procentach

– stężenie tlenku węgla na stacji pomiarowej wrażone w ppm.

3) wskaźnik Grahama G dla oceny sytuacji zagrożenia na stacjach zrobowych, stosując

wzór:

G =

)

(0,265N

−

gdzie:
CO, N

– procentowe zawartości tlenku węgla, azotu, i tlenu na stacji pomiarowej

ze zrobów.

Tabela 4. Kryteria zagrożenia pożarowego wg wskaźników V

i ∆CO obliczonych na podstawie prób

powietrza pobranych na stacjach pomiarowych w opływowym prądzie powietrza… [16]

Kryteria zagrożenia pożarowego wg wskaźników V

i ∆CO

Dla stacji pomiarowych z opływowym prądem powietrza

Wskaźniki ilości tlenku węgla V

(l/min)

i przyrostu ∆CO [%]

Sposób postępowania

0 < V

≤ 10 przy

0,0010 < ∆CO ≤ 0,0026

Wzmożona obserwacja w kontrolowanym
rejonie, zwiększona częstotliwość pobierania
prób powietrza

10 < V

< 20 przy

∆CO ≤ 0,0026

Należy przystąpić do prac profilaktycznych
przy

zachowaniu

normalnego

ruchu

w zagrożonym rejonie

∆CO > 0,0026

Akcja pożarowa (przeciwpożarowa)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 5. Kryteria zagrożenia pożarowego wg wskaźnika G obliczonego na podstawie wyników analiz prób

powietrza pobranych na stacjach pomiarowych zlokalizowanych przy zrobach….[16]

Wskaźnik Grahama G

Sposób postępowania

0 < G ≤ 0,0025

Sytuacja normalna – nie występuje zagrożenie pożarowe
w zrobach

0,0025 < G ≤ 0,0070

Wzmożona obserwacja atmosfery w zrobach,
zwiększona częstotliwość pobierania prób powietrza

0,0070 < G ≤ 0,0300

Należy

przystąpić

prac

profilaktycznych

przy

zachowaniu normalnego ruchu w zagrożonym rejonie, przy
czym kierownik działu wentylacji opracowuje plan prac,
a zatwierdza kierownik ruchu zakładu górniczego

G > 0,0300

Akcja pożarowa (przeciwpożarowa)

Profilaktyka przeciwpożarowa w rejonach wentylacyjnych obejmujących pola
wybierkowe eksploatowanych pokładów

Stosowana profilaktyka dla ograniczenia zagrożenia pożarami endogenicznymi:

1. Ograniczenie strat węgla w polach wybierkowych.
2. Zapobieganie przepływowi powietrza przez zroby i spękane filary węglowe.
3. Uszczelnianie oraz izolacja wyrobisk i zrobów ścian zawałowych.
4. Stosowanie pyłu dymnicowego do uszczelniania zrobów zawałowych.
5. Stosowanie antypirogenów.
6. Zapewnienie maksymalnie dużego postępu ściany i skrócenie do minimum czasu jej

likwidacji.

Zapobieganie pożarom endogenicznym w pokładach tąpiących (zagrożenia skojarzone)

Pożary w miejscach stosowania aktywnej profilaktyki tąpaniowej lub w pokładach po

tąpnięciu. Pożary endogeniczne powstają wtedy, gdy przez nagromadzony i pokruszony
węgiel o dużej masie (ok. 300 t) lub szczeliny powstałe w pokładzie wokół wyrobiska
przenika powietrze przez dostatecznie długi okres czasu, tj. dłuższy od okresu inkubacyjnego
pożaru wynoszącego minimum 3 tygodnie. Takie korzystne warunki do samozapalenia węgla
istnieją w wyrobiskach objętych skutkami tąpnięcia, jak też w wyrobiskach, w których
występują wstrząsy górotworu lub stosuje się w ramach profilaktyki tąpaniowej strzelanie
wstrząsowe lub zeszczelinowanie pokładu. W związku z tym w pokładach gdzie występuje
również zagrożenie pożarami endogenicznymi należy ograniczać do niezbędnego minimum
strzelania wstrząsowe jak i szczelinowanie pokładu.

Przyczyną tych pożarów jest przenikanie powietrza przez szczeliny spękanego lub

rozdrobnionego węgla spowodowane różnicami potencjałów aerodynamicznych:

−

wzdłuż chodników (pożary szczelinowe w filarach węglowych),

−

pomiędzy wyrobiskami zlokalizowanymi z obu stron filara węglowego (pożary
szczelinowe w filarach oporowych),

−

pomiędzy zrobami w różnych rejonach lub pomiędzy zrobami a czynnymi wyrobiskami.

Obowiązki pracowników po stwierdzeniu pożaru w wyrobisku górniczym

Każda z osób przebywających pod ziemią, która spostrzeże pożar lub inny stan

zagrożenia w wyrobisku górniczym (jeżeli jeszcze nie jest znane jego istnienie) bądź
uszkodzenie albo nieprawidłowe działanie urządzeń, zgodnie z [15] prawem geologiczno -
górniczym art.77[1] jest zobowiązana niezwłocznie ostrzec osoby zagrożone, podjąć dostępne
mu środki w celu usunięcia niebezpieczeństwa oraz zawiadomić o niebezpieczeństwie
najbliższą osobę kierownictwa lub dozoru ruchu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W razie powstania stanu zagrożenia życia lub zdrowia pracowników zakładu górniczego,

należy niezwłocznie wstrzymać prowadzenie robót w strefie zagrożenia i wycofać
pracowników w bezpieczne miejsce.

W przypadku wystąpienia zagrożenia życia i zdrowia pracowników zakładu górniczego,

bezpieczeństwa ruchu zakładu górniczego lub zagrożenia bezpieczeństwa powszechnego,
w związku z ruchem zakładu górniczego niezwłocznie podejmuje się i prowadzi akcję
ratowniczą.

Ponadto, każdy kto spostrzeże stan zagrożenia jak wyżej, powinien:

1. niezwłocznie ostrzec osoby zagrożone, podjąć działania mające na celu usunięcie

niebezpieczeństwa oraz zawiadomić o niebezpieczeństwie dyspozytora ruchu zakładu
górniczego lub najbliższą osobę kierownictwa albo dozoru ruchu,

2. wspólnie z innymi osobami zorganizować przy najbliższym aparacie telefonicznym lub

innym środku łączności punkt łączności z dyspozytorem ruchu zakładu górniczego,
w celu stałego utrzymywania z nim kontaktu i pośredniczenia w porozumieniu się osób
kierujących akcją ratowniczą z pracownikami przebywającymi w miejscu zagrożenia lub
w jego sąsiedztwie,

3. podporządkować się ściśle poleceniom dyspozytora ruchu i osób kierownictwa lub

dozoru ruchu.
[11, § 84]

Meldunek o zagrożeniu

Meldunek o zagrożeniu powinien zawierać informacje dotyczące:

–

kto podaje (nazwisko, funkcja, oddział, nr znaczka) informację o zagrożeniu, z jakiego
miejsca (nr telefonu, miejsce w wyrobisku),

–

określić miejsce i rodzaj powstałego zagrożenia,

–

ile osób jest zagrożonych, ile osób poszkodowanych,

–

informacje czy prowadzone są jakieś działania odnośnie likwidacji zagrożenia, ratowania
ludzi lub kierunku wycofywania się,

–

ocenę poziomu zagrożenia, czy zagrożenie będzie narastało w czasie.
O ile jest możliwe, utrzymywać łączność z dyspozytorem lub ustalić zasady i warunki

łączności.

Strefa zagrożenia, posterunki obstawy i baza ratownicza

W przypadku pożaru istotne jest, aby jak najszybciej wyznaczyć strefę zagrożenia,

z której należy wycofać załogę, a wejście do niej zabezpieczyć posterunkami obstawy.

Strefa zagrożenia to strefa obejmująca wyrobiska lub rejony zakładu górniczego,

w których przejawiają się lub mogą przejawiać się skutki niebezpiecznego zdarzenia,
zagrażające bezpieczeństwu ludzi lub ruchu zakładu górniczego.

Strefę zagrożenia oraz sposób zabezpieczenia tej strefy jak i miejsce lokalizacji bazy

ratowniczej wyznacza i ustala kierownik akcji ratowniczej.

Akcję ratowniczą w kopalni prowadzi kierownik ruchu zakładu górniczego a do czasu

jego przybycia osoba najwyższa rangą na kopalni lub dyspozytor kopalni.

Baza ratownicza jest miejscem wyznaczonym przez kierownika akcji ratowniczej w celu

zgrupowania środków osobowych i materiałowo-technicznych niezbędnych do wykonywania
prac ratowniczych, ich nadzorowania, prawidłowego wykorzystania środków, zapewnienia
ciągłości kierowania oraz zapewnienia możliwie największego bezpieczeństwa zespołom
ratowniczym w czasie prowadzonej akcji ratowniczej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Bazę ratowniczą lokalizuje się jak najbliżej wykonywanych prac ratowniczych

w miejscu:
–

położonym poza strefą zagrożenia, przy czym w polach metanowych oraz w przypadku
możliwości wystąpienia zagrożenia wybuchem gazów pożarowych, między bazą
ratowniczą a strefą zagrożenia muszą znajdować się co najmniej dwa załamania
wyrobisk,

–

znajdującym się w ustabilizowanym prądzie powietrza,

–

zapewniającym odpowiednie warunki dla pomieszczenia przebywających w niej osób
oraz składowania w niej środków potrzebnych do prowadzenia akcji.

Drogi ucieczkowe

W planie ratownictwa wyznaczone są drogi ucieczkowe dla poszczególnych oddziałów,

wyrobisk, które określają kierunki wycofywania się załogi w przypadku powstania zagrożenia
pożarowego. Pracownicy zapoznawani są z tymi drogami co najmniej dwa razy w roku.

W myśl obowiązujących przepisów, dwa razy w roku są wyprowadzani tymi drogami, co

jest potwierdzane u dyspozytora kopalni jak i w dokumentacji oddziałowej. Wyprowadzanie
załogi odbywa się zarówno pod prąd powietrza jak i z prądem powietrza (w dymach do
bocznicy ze świeżym powietrzem). Przy wycofywaniu się w dymach należy używać sprzętu
ochrony dróg oddechowych. Istotne jest więc w jakim czasie dojdziemy do prądu powietrza
świeżego, i czy posiadany aparat ucieczkowy nam wystarczy. W przypadku, dłuższych dróg
ucieczkowych stosowane są punkty wymiany aparatów ucieczkowych.

Kod alarmowy

Kod alarmowy, to dźwiękowy sygnał alarmowy, będący wezwaniem do opuszczenia

miejsca pracy z ustaleniem kierunku „z prądem powietrza” lub „pod prąd powietrza”:

–

kilka krótkich sygnałów (tzw. szturm) oraz cztery długie sygnały oznaczają wycofanie się
w kierunku pod prąd powietrza,

–

kilka krótkich sygnałów oraz sześć długich sygnałów oznacza wycofanie się w kierunku
z prądem powietrza.

Sprzęt ochrony układu oddechowego

W kopalniach węglowych stosowany jest sprzęt ochrony układu oddechowego

o działaniu:

−

oczyszczającym, aparaty POG–8,

−

izolującym:

1) aparaty regeneracyjne z butlą tlenową AU–9L,
2) izolujące z masą tlenotwórczą, jak: SR–100A, SR–60, OXY K 50S, SzSS–1PV.

Pochłaniacz ochronny górniczy POG–8, o czasie ochronnego działania 60 minut, chroni

skutecznie użytkownika przed tlenkiem węgla i aerozolami dymów palących się taśm, gdy
zawartość:

−

tlenu w powietrzu jest nie mniejsza niż 17% objętości,

−

tlenku węgla jest nie większa niż 1,0% objętości,

−

dwutlenku węgla jest nie większa niż 2% objętości,

−

aerozoli (dymów) z palących się taśm przenośnikowych jest nie większa niż 2 g/m

powietrza,

−

chlorowodoru, siarkowodoru, dwutlenku siarki i tlenku azotu nie przekracza 0,05%.

Pochłaniacze powoli są eliminowane z kopalń węglowych o zagrożeniu metanowym

i zagrożeniu tąpaniami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W górnictwie węglowym stosuje się powszechnie aparaty tlenowe, z tlenem chemicznie

związanym. Produkcja aparatów ucieczkowych izolujących AU–9L ze sprężonym tlenem
w butli, o pojemności 0,45 dcm

i ciśnieniu 20 MPa, aktualnie jest wstrzymana.

Każdy pracownik zjeżdżający na dół przechodzi przed pierwszym zjazdem szkolenie

praktyczne w posługiwaniu się aparatami ucieczkowymi stosowanymi na danej kopalni.
Szkolenie to powtarzane jest co pół roku.
Ogólne zasady użytkowania aparatów ucieczkowych.

−

osoba pobierająca aparat ucieczkowy powinna posiadać aktualne szkolenie na pobierany rodzaj
aparatu,

−

pobierający aparat powinien sprawdzić ogólny stan aparatu, pasy nośne, szczelność
aparatu (zabarwienie wskaźnika),

−

aparat posiadać go przy sobie od chwili zajazdu do wyjazdu [12 § 367.2.1], dbać o jego stan
techniczny,

−

w przypadku zagrożenia użyć aparatu w następujący sposób:

1) zawiesić aparat na szyi w pozycji napiersiowej,
2) otworzyć aparat, odrzucić zbędne pokrywy,
3) worek oddechowy powinien wypełnić się samoczynnie,
4) założyć ustnik do ust, wskazane jest przy zakładaniu zrobić wydech do aparatu,
5) założyć zaciskacz na nos,
6) dopasować paski aparatu, tak aby ułatwić sobie maksymalnie wycofywanie,
7) założyć okulary ochronne,
8) wycofując się zwracać aby nie uszkodzić worka oddechowego.

Jeżeli po otwarciu zaworu butli tlen nie wypełni worka oddechowego, to aparat można

uruchomić przez wykonanie kilku wydechów do aparatu, aż do wypełnienia worka.

Wszyscy pracownicy zjeżdżający na dół mają obowiązek pobierania aparatów

ucieczkowych do ochrony dróg oddechowych. Przed pobraniem danego typu aparatu
ucieczkowego powinni być przeszkoleni przez służby kopalnianej, co powinno być
potwierdzone w dokumentacji szkoleń. Ponadto dwa razy w roku, pracownicy pobierający
aparaty muszą odbyć powtórkowe szkolenie w tym zakresie.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja pożaru podziemnego?
2. Jaka jest różnica między pożarem egzogenicznym a endogenicznym?
3. Jaką gaśnicą możemy gasić palący się gaz, metan?
4. Gdzie, w kopalni węglowej, należy utrzymywać rurociągi przeciwpożarowe i jakie są

zasady ich budowy?

5. Na czy polega wczesne wykrywanie pożarów endogenicznych ?
6. Jakie są działania profilaktyczne przy zwalczaniu pożarów endogenicznych?
7. Gdzie zlokalizować stacje wczesnego wykrywania pożarów endogenicznych dla ściany

zawałowej przewietrzanej na „Y” (powietrze odprowadzane wzdłuż zrobów)?

8. Jakie należy podjąć działania w przypadku stwierdzenia zagrożenia w wyrobiskach

kopalnianych?

9. Co to jest akcja ratownicza i kiedy ja prowadzimy?
10. Jakie informacje powinien zawierać meldunek podany do dyspozytora kopalni

o stwierdzonym zagrożeniu?

11. W jakiej odległości od miejsca pracy górnik zatrudniony przy transporcie materiału

powinien mieć swój tlenowy aparat ucieczkowy?

12. Jakie są czasy działania tlenowych aparatów ucieczkowych stosowanych w kopalniach

węglowych?

13. Jakie znasz alarmowe sygnały dźwiękowe oznaczające kierunek wycofywania się załogi?
14. Jaka jest różnica między aparatem ucieczkowym filtrującym a izolującym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ, którymi gaśnicami możemy gasić palące się drewno a którymi gaśnicami palące

się gazy. Zaprezentuj, jak należy uruchamiać gaśnicą śniegową (GS–5x) a jak proszkową
(GP–6z). Na kopalnianym stanowisku przystosowanym do gaszenia palącego się metanu użyj
właściwej gaśnicy i zgaś pożar.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,
2) zachować szczególne środki bezpieczeństwa w trakcie wykonywania ćwiczenia,
3) przypomnieć zasady stosowania gaśnic,
4) dobrać właściwą gaśnicę do palącego się medium,
5) zgasić palący się gaz,
6) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kopalniane stanowisko do gaszenia metanu,

−

zestaw gaśnic stosowanych w kopalni,

−

instrukcje obsługi gaśnic.

Ćwiczenie 2

Dokonaj montażu rurociągu przeciwpożarowego w wyrobisku górniczym. Przedłuż

rurociąg o 2 rury oraz zabuduj trójnik z wyjściem na hydrant.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) pobrać odpowiednie narzędzia potrzebne do wykonania zadania,
2) sprawdzić czy jest potrzebny materiał do przedłużenia rurociągu,
3) przypomnieć zasady obowiązujące przy budowie i przebudowie rurociągów

przeciwpożarowych,

4) zakręcić najbliższą zasuwę, spuścić wodę z rurociągu na odcinku, gdzie wykonujemy

prace,

5) zmontować zadany odcinek rurociągu,
6) sprawdzić połączenia, napełnić rurociąg wodą,
7) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rurociąg przeciwpożarowy zabudowany w wyrobisku lub sztolni,

−

pomost roboczy,

−

materiały potrzebne do wykonania zadania: rury, trójnik, hydrant, śruby, uszczelki,
łańcuch do podwieszenia zmontowanego odcinka rurociągu, szafka hydrantowa
z wyposażeniem,

−

instrukcje budowy i przebudowy rurociągów przeciwpożarowych,

−

literatura [12, 16],

−

narzędzia potrzebne do wykonania zadania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Ocena zagrożenia pożarami endogenicznymi w ścianie przewietrzanej na „Y”.
Naszkicuj na schemacie przestrzennym ścianę w systemie podłużnym prowadzoną na

zawał. Powietrze do ściany w ilości 1000 m

/ min. doprowadzone jest chodnikiem

podścianowym, który za ścianą jest likwidowany. Powietrze ze ściany odprowadzane jest
chodnikiem nadścianowym wzdłuż zrobów. Chodnikiem nadścianowym dopływa powietrze
świeże w ilości 500 m

/min. (stężenia CO= 0,0000%, CH

= 0,0%), które łączy się

z powietrzem wypływającym ze ściany. Ściana uzyskała postęp 180 m od chwili jej
uruchomienia. Zaznacz na schemacie stacje pomiarowe do kontroli zagrożenia pożarowego.
Stacje te wyznaczone są:

−

stacja wlotowa, w chodniku podścianowym 50 m, przed frontem ściany,

−

stacja wylotowa, w chodniku nadścianowym, 50 m za skrzyżowaniem z którego ruszała
ściana, na stacji tej zabudowany jest czujnik CO– metrii automatycznej ACO.
Pomierz na nich stężenia CO, CO

, CH

. Pobierz pipety powietrza do analizy

chemicznej. Na podstawie pomiarów jak i wyników analiz określ poziom zagrożenia
pożarami. Wskaż jakie działania profilaktyczne należy podjąć w celu zwalczania zagrożenia.
Zaznacz na schemacie miejsce zabudowy czujnika ACO.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie zasady sporządzania schematów przestrzennych,
2) powtórzyć materiał dotyczący pożarów endogenicznych,
3) zapoznać się z zasadami wczesnego wykrywania pożarów i kryteriami ich oceny [12, 16],
4) przypomnieć zasady wykonywania pomiarów gazowych i sposoby pobierania próbek

gazowych do analizy chemicznej,

5) dokonać pomiarów i niezbędnych obliczeń,
6) określić poziom zagrożenia pożarowego,
7) wskazać jaką profilaktykę należy zastosować w celu minimalizacji zagrożenia,
8) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe, wykrywacz WG–2M, rurki wskaźnikowe, metanomierz,

−

pipety do pobierania próbek gazowych, pipety szklane mokre, zestaw APG–1 (pompka
i pipety metalowe),

−

literatura dotycząca zwalczania zagrożeń pożarowych [4, 12, 16].

Ćwiczenie 4

Idąc do ściany 4 w pokładzie 405 w chodniku podścianowym 4 w prądzie powietrza

świeżego, po minięciu napędu przenośnika taśmowego nr 3 (około 10 m od tego napędu)
zauważyłeś palący się węgiel pod taśmą. Jakie podejmiesz działania w tej sytuacji?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie zasady postępowania w przypadku zauważenia pożaru,
2) przypomnieć sobie jakie możesz mieć w tym miejscu środki łączności z dyspozytorem

jak i załogą zatrudnioną w rejonie,

3) przypomnieć sobie jaki sprzęt gaśniczy powinien znajdować się w tym miejscu,
4) wskazać możliwe sposoby powiadomienia ludzi narażonych na skutki tego zagrożenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5) podać meldunek o zagrożeniu do dyspozytora,
6) przystąpić do gaszenia pożaru, o ile to jest możliwe w porozumieniu z dyspozytorem,
7) podłączyć węże przeciwpożarowe do hydrantu zabudowanego na rurociągu

przeciwpożarowym,

8) ugasić palący się węgiel i podać raport do dyspozytora,
9) dokonać oceny prawidłowości zachowania się w czasie gaszenia pożaru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

ćwiczenia prowadzone w wyrobiskach dołowych, pole szkoleniowe,

–

mapa oddziałowa lub schemat wentylacyjny rejonu,

–

literatura dotycząca zasad prowadzenia akcji ratowniczych [11, 12, 16],

–

rurociąg przeciwpożarowy, hydrant, szafka hydrantowa z wyposażeniem,

–

gaśnice jakie są wymagane w miejscu zabudowania napędu przenośnika taśmowego,

–

urządzenia łączności stosowane w kopalni, na czynnych przenośnikach taśmowych,

–

papier, przybory do pisania.

Ćwiczenie 5

Zaobserwuj pracę komputerowego centrum kontroli zagrożeń w dyspozytorni kopalni

i napisz sprawozdanie z wycieczki dydaktycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obserwować system wczesnego wykrywania zagrożeń w centrum kontroli parametrów,
2) sporządzić notatki,
3) napisać sprawozdanie z wycieczki dydaktycznej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

wyposażenie centrum kontroli parametrów,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zastosować odpowiednią gaśnicę stosownie do rodzaju palącego się

materiału?

2) określić

profilaktykę

stosowaną

przy

zwalczaniu

pożarów

egzogenicznych?

3) wskazać miejsca rozmieszczenia sprzętu przeciwpożarowego

w kopalni?

4) wskazać wyrobiska, w których należy utrzymywać rurociągi

przeciwpożarowe w kopalni węglowej?

5) obliczyć ilość litrów CO znajdującą się w powietrzu kopalnianym,

jeżeli znamy przekrój poprzeczny wyrobiska, średnią prędkość
powietrza i stężenie CO podane w ppm?

6) określić poziom zagrożenia pożarami endogenicznymi na podstawie

pomiarów gazów kopalnianych w opływowym prądzie powietrza?

7) pobrać pipety dla określenia wskaźnika Grahama?

8) określić działania profilaktyczne przy zwalczaniu pożarów

endogenicznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Zagrożenia wodne i zagrożenia techniczne

4.5.1. Materiał nauczania

Zagrożenia wodne

W okresie powojennym w polskich kopalniach miało miejsce kilkaset wdarć wody lub

kurzawki do wyrobisk górniczych. Niejednokrotnie miały one charakter poważnych katastrof
pociągając za sobą ofiary śmiertelne i ogromne straty materialne.

Źródłami dopływu wody do kopalni mogą być zbiorniki wody powierzchniowej

i podziemne. Wody powierzchniowe stanowią rzeki, potoki, rowy odwadniające, jeziora,
stawy, osadniki, zalewiska bezodpływowe itp. Do wód podziemnych należą te, które są
zmagazynowane w szczelinach stref tektonicznych, pieczarach krasowych, w starych
wyrobiskach, w warstwach wodonośnych skał zwięzłych (wapienie, dolomity, piaskowce itp.)
i sypkich (pyły, piaski i żwiry).
Stopnie zagrożenia wodnego w podziemnych zakładach górniczych

Do pierwszego stopnia zagrożenia wodnego zalicza się złoża lub ich części, jeżeli:

–

zbiorniki i cieki wodne na powierzchni są izolowane warstwą skał nieprzepuszczalnych
od części górotworu, w obrębie której wykonano lub planuje się wykonanie wyrobisk,
lub

–

poziomy wodonośne są izolowane od istniejących oraz projektowanych wyrobisk
warstwą skał o wystarczającej miąższości i ciągłości lub z poziomów wodonośnych
odprowadzono zasoby statyczne wód, a dopływ zasobów dynamicznych ma stałe
natężenie umożliwiające bieżące odwadnianie wyrobisk, lub

–

zbiorniki wodne w nieczynnych wyrobiskach są izolowane od istniejących oraz
projektowanych wyrobisk warstwą skał o wystarczającej miąższości i ciągłości lub
zostały odwodnione.
Do drugiego stopnia zagrożenia wodnego zalicza się złoża lub ich części, jeżeli:

–

zbiorniki i cieki wodne na powierzchni oraz podziemne zbiorniki wodne mogą w sposób
pośredni, w szczególności przez infiltrację lub przez przeciekanie, spowodować
zawodnienie wyrobisk, lub

–

w stropie lub spągu złoża albo części górotworu, w której są wykonywane lub
przewidziane do drążenia wyrobiska, istnieje poziom wodonośny typu porowego,
nieoddzielony wystarczającą pod względem miąższości i ciągła warstwą izolującą od
złoża albo wyrobisk, lub

–

występują uskoki wodonośne rozpoznane pod względem zawodnienia i lokalizacji, lub

–

występują otwory wiertnicze niezlikwidowane prawidłowo albo nie ma danych
o sposobie ich likwidacji, jeżeli otwory te stwarzają możliwość przepływu wód
z powierzchniowych

lub

podziemnych

zbiorników

wodnych

oraz

poziomów

wodonośnych.
Do trzeciego stopnia zagrożenia wodnego zalicza się złoża lub ich części, jeżeli:

–

zbiorniki lub cieki wodne na powierzchni stwarzają możliwość bezpośredniego wdarcia
się wody do wyrobisk, lub

–

w stropie lub spągu złoża lub części górotworu, w której są wykonywane lub
przewidywane do drążenia wyrobiska, istnieje poziom wodonośny typu szczelinowego
lub szczelinowo – kawernistego, nieoddzielony wystarczającą pod względem miąższości
i ciągłą warstwą izolującą od złoża albo wyrobisk, lub

–

w części górotworu, w której wykonano lub planuje się wykonanie wyrobisk, albo w ich
bezpośrednim sąsiedztwie występują zbiorniki zawierające wodę pod ciśnieniem
w stosunku do spągu tych wyrobisk, lub

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

występują uskoki wodonośne o niedostatecznie rozpoznaniu zawodnieniu bądź
lokalizacji, lub

–

istnieje możliwość wdarcia się wody lub wody z luźnym materiałem z innych źródeł niż
określone powyżej.
Ustalono również trzy zagrożenia wodnego w podziemnych zakładach górniczych
wydobywających sól [14 § 30]

Prowadzenie robót górniczych w warunkach zagrożenia wodnego

Podczas prowadzenia robót górniczych w rejonach zaliczonych do II stopnia zagrożenia

wodnego:
1. wyrobiska wybierkowe prowadzi się wyłącznie w partiach rozpoznanych wyrobiskami

korytarzowymi lub badawczymi otworami wiertniczymi,

2. wyrobiska wybierkowe prowadzone do pola wyprzedza się wyrobiskami korytarzowymi

bądź otworami badawczymi na odległość co najmniej 50 m,

3. stanowiska pracy określone przez kierownika ruchu zakładu górniczego wyposaża się

w sygnalizację alarmową oraz wyznacza dla nich drogi ucieczkowe.

Podczas prowadzenia robót w części zakładu górniczego zaliczonej do III stopnia

zagrożenia wodnego, oprócz wymagań podanych powyżej, należy:
1. w miejscu stałych stanowisk pracy zainstalować sygnalizację alarmową oraz wyznaczyć

drogi ucieczkowe,

2. opracować plan akcji ratowniczej wraz z instalacją sygnalizacji alarmowej, na wypadek

wdarcia się wody lub mieszaniny wody z luźnym materiałem skalnym do wyrobisk
górniczych.

Wprowadzenie wód do wyrobisk górniczych lub zrobów jest dokonywane na podstawie

projektu technicznego, który określa warunki:
–

gromadzenia się wody w wyrobiskach górniczych, zrobach lub jej odprowadzania,

–

kontroli bilansu wodnego.

Dla rozpoznania warunków zagrożenia wodnego wykonuje się otwory badawcze

z powierzchni lub wyrobisk dołowych. Każdy otwór badawczy wykonany z wyrobiska
górniczego dla rozpoznawania warunków wodnych wyposaża się w rurę obsadową z zasuwą
i manometrem, której szczelność i wytrzymałość sprawdza się, stosując próbę ciśnieniową
przy ciśnieniu co najmniej o 50% wyższym od maksymalnego spodziewanego ciśnienia.

Otwory badawcze po odwierceniu i wykonaniu badań likwiduje się lub pozostawia do

drenażu; o pozostawieniu badawczych otworów dla drenażu decyduje kierownik ruchu
zakładu górniczego.

Źródła dopływu wody do wyrobisk górniczych to:

−

stałe naturalne dopływy wód statycznych i dynamicznych z górotworu,

−

wody odprowadzane ze zbiorników wodnych (spuszczane dla likwidacji zbiornika
wodnego lub zapewnieniu odpowiedniego poziom wody w nim),

−

dopływy wody z kopalń sąsiednich,

−

dopływ wody związany z prowadzeniem robót w kopalni (np. podsadzka hydrauliczna),

−

dopływy wody związane z uszkodzeniem instalacji wodnych, rurociągów wodnych.

Zasadnicze zabezpieczenie kopalni przed skutkami nagłego zwiększonego dopływu wody

do wyrobisk górniczych polega na stałej gotowości urządzeń głównego odwadniania do
przyjęcia dodatkowej ilości wody. Zgodnie z przepisami każda pompownia głównego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

odwadniania powinna być wyposażona w co najmniej dwa zespoły pomp, z których każdy
powinien umożliwić odprowadzenie najwyższego dopływu dobowego w czasie krótszym niż
20 godzin oraz co najmniej jedną pompę rezerwową. Stosowanie do rezerwy wydajności
pomp istnieje również rezerwowa przepustowość rurociągów tłocznych w szybach.

Niezależnie od rezerwy urządzeń pompowych, każda kopalnia ma wyrobiska

pojemnościowe (chodniki wodne) założone poniżej komory pomp, które mogą pomieścić
wodę w ilości odpowiadającej 12 - godzinnemu średniemu dopływowy wody z dopływu
naturalnego i podsadzki. Ze względu na szybkie na ogół zapełnianie się chodników wodnych
szlamem kopalnie mają co najmniej dwa niezależne systemy tych wyrobisk, z których zawsze
jeden jest czynny a drugi w czasie czyszczenia. System odwadniania w kopalni polega na
tym, że woda pompowana w różnych rejonach kopalni kierowana jest do chodników
wodnych, przy pompowniach głównych, skąd pompami głównego odwadniania pompowana
jest na powierzchnię.

Podsadzka hydrauliczna (mulenie) polega na transporcie materiału podsadzkowego za

pomocą wody, która grawitacyjnie przemieszcza się w rurociągach z wlotu budynku
zmywczego na powierzchni, do wylotu, który znajduje się na dole w wyrobiskach górniczych
lub w zrobach. Do wody podawanej na budynku zmywczym dozuje się materiał
podsadzkowy, którym może być skała płonna o określonej granulacji, piasek, pyły
dymnicowe lub ich mieszanina w odpowiedniej proporcji. Po wypłynięciu mieszaniny
podsadzkowej z rurociągu, materiał podsadzkowy pozostaje w wyrobiskach, natomiast wodę
należy, ująć i odprowadzić do rurociągów odwaniających. Proces ten pozwala w szybkim
czasie dostarczyć duże ilości materiału podsadzkowego do otamowanych wyrobisk
górniczych. Woda, która służy do transportu materiału podsadzkowego w procesie mulenia
wypływa do czynnych wyrobisk górniczych, z których jest odprowadzana do systemu
odwadniającego w kopalni. W sytuacjach awaryjnych (uszkodzenia rurociągu, przerwanie
tamy podsadzkowej, przerwy w pompowaniu wody), może dojść do zalania wyrobisk
górniczych. W związku z tym, przy podsadzaniu wyrobisk należy kontrolować ilość wody
podawanej w trakcie mulenia, aby była możliwość systematycznego odwadniania lub
kierowania jej do osadników polowych lub głównych.

Zagrożenia techniczne

Zagrożenia techniczne związane są z niewłaściwym postępowaniem ludzi w otoczeniu

środków technicznych.

Interpretacja taka zakłada możliwość popełnienia błędu przez człowieka przez

przeoczenie – człowiek jest nieświadomy istniejącego stanu. Środki bezpieczeństwa powinny
wówczas eliminować lub ograniczyć skutki aktywizacji zagrożeń. W rzeczywistości istnieją
duże trudności budowy urządzeń sterowanych przez człowieka, które są całkowicie odporne
na skutki błędnych decyzji.

Stosowanie urządzeń technicznych w kopalniach pociąga za sobą pojawienie się

zagrożeń charakterystycznych dla eksploatacji środków technicznych. Pył, hałas, drgania
mechaniczne to wynik stosowania urządzeń technicznych, w których na skutek
niedostatecznej wiedzy lub braku możliwości eliminacji dochodzi do nadmiernej emisji tych
czynników. Maszyny stwarzają następujące zagrożenia:
–

mechaniczne,

–

elektryczne,

–

termiczne,

–

hałasem,

–

drganiami mechanicznymi,

–

promieniowaniem,

–

substancjami,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

a także wynikające z niezachowania zasad ergonomii na etapie projektowania i konstruowania
maszyn i urządzeń.

Charakterystyka zagrożeń technicznych

Zagrożenia mechaniczne stanowią ogół wszystkich czynników fizycznych, które mogą

być przyczyną urazów poszkodowanych przez części maszyn, obrabianych lub wyrzucanych
materiałów stałych lub innych.

Wszystkie potknięcia, poślizgnięcia lub upadki w czasie obsługi maszyn zaliczane są do

zagrożeń mechanicznych. W górnictwie tego typu wydarzenia, powodujące wypadki,
traktowane są jako zagrożenia osobowe.

Skutki aktywizacji zagrożeń mechanicznych są następujące:

–

obcięcie,

–

przecięcie lub odcięcie,

–

przebicie,

–

przekłucie,

–

uderzenie,

–

tarcie,

–

wciągnięcie lub pochwycenie,

–

wyrzut elementów.

Zagrożenia elektryczne powodowane są przez niewłaściwą osłonę lub awarię urządzeń

będących pod napięciem. Aktywizacja zagrożeń elektrycznych następuje na skutek kontaktu
bezpośredniego lub pośredniego osób z elementami znajdującymi się pod napięciem,
zwłaszcza wysokim.

Skutkami zagrożenia elektrycznego są:

–

porażenie,

–

poparzenie,

–

śmierć.
Zagrożenie drganiami mechanicznymi powodowane jest przez maszyny udarowe,

drgające elementy maszyn itp. Zagrożenia te powodują:
–

obniżenie sprawności,

–

zaburzenia równowagi,

–

zmiany kostno stawowe,

–

zmiany naczyniowe.
Zagrożenie promieniowaniem spowodowane jest różnorodnością środków technicznych

stosowanych w procesach technologicznych, będących źródłami promieniowania
jonizującego i nie jonizującego.

Zagrożenie substancjami występuje w procesie przetwarzania lub wytwarzania

produktów lub odpadów produkcyjnych. Substancje mogą stanowić źródło zagrożenia dla
obsługi maszyn lub otoczenia.

Zagrożenia wynikające z nieprzestrzegania zasad ergonomii, czyli niedostatecznego

dostosowania urządzeń technicznych do własności fizjologicznych człowieka, powodują jego
nadmierne zmęczenia przyczyniając się do popełniania błędów. Do tego typu zagrożeń
zaliczamy:
–

skutki fizjologiczne powodowane nadmiernym wysiłkiem, szkodliwą pozycją ciała,

–

skutki psychofizjologiczne powodowane nadmiernym lub małym obciążeniem
umysłowym, monotonią ruchów, stresem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zapobieganie wypadkom technicznym

Uwarunkowania prawne mające celu zapobieganie wypadkom technicznym związanym

prowadzeniem ruchu maszyn i innych urządzeń zakładu górniczego zostały zawarte
w przepisach Działu VI Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r.[13] .

Dotyczą one następujących zagadnień:

–

obowiązku utrzymywania maszyn i innych urządzeń w stanie zgodnym z dokumentacją
techniczną a także wykonywanie remontów tych maszyn i urządzeń, dokonywanie
odbioru technicznego tych maszyn i innych urządzeń po ich zainstalowaniu,

–

odpowiedzialności za prawidłową obsługę maszyn i urządzeń przez osoby uprawnione –
wyposażone w szczegółowe instrukcje uwzględniające występujące zagrożenia,

–

wymagań dla pomieszczeń, w których zainstalowane są maszyny i inne urządzenia,

–

obowiązków pracowników obsługujących maszyny i inne urządzenia.
Dalsze przepisy cytowanego działu oraz załączniki do rozporządzenia w różnym stopniu

szczegółowości precyzują wymagania dotyczące głównie warunków stosowania różnych
rodzajów maszyn i urządzeń:
–

obudów zmechanizowanych i maszyn urabiających, urządzeń głównego odwadniania,

–

górniczych wyciągów szybowych,

–

urządzeń i układów transportu w wyrobiskach poziomych oraz o nachyleniu do 45

–

maszyn i urządzeń elektrycznych,

–

urządzeń izotopowych z zamkniętymi źródłami promieniowania jonizującego.

Wymagania stawiane maszynom i urządzeniom dopuszczonym do stosowania
w zakładach górniczych

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 lipca 2002r w sprawie dopuszczenia do

stosowania w zakładach górniczych maszyn, urządzeń, materiałów oraz środków strzałowych
i sprzętu strzałowego określa:
1) wyroby, których stosowanie w zakładach górniczych wymaga dopuszczenia ze względu

na potrzebę zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania wyrobów w warunkach zagrożeń
występujących w ruchu zakładu górniczego,

2) wymagania techniczne dla wyrobów, o których mowa w pkt 1,
3) warunki i tryb wydawania, cofania lub unieważniania oraz terminy ważności decyzji

o dopuszczeniu wyrobów do stosowania w zakładach górniczych, zakres oraz
konieczność i przyczyny ponownego wydania decyzji i sposób przeprowadzania badań
wyrobów, w tym prób wyrobów w ruchu zakładu górniczego, jednostki upoważnione do
przeprowadzania

badań

wyrobów,

rodzaje

dokumentów

wymaganych

przed

dopuszczeniem, znaki dopuszczenia oraz sposób oznaczania wyrobów tymi znakami.
Wyroby, których stosowanie w zakładach górniczych wymaga dopuszczenia ze względu

na potrzebę zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania w warunkach zagrożeń występujących
w ruchu zakładu górniczego, są określone w załączniku nr 1 do rozporządzenia.

Wymagania techniczne dla wyrobów, o których mowa w pkt 1, są określone

w załączniku nr 3 do rozporządzenia.

Wyrób dopuszczony do stosowania w zakładach górniczych powinien być oznaczony

przez dostawcę znakiem dopuszczenia, jego numerem i rokiem wydania.
Znak dopuszczenia, jego numer i rok wydania powinny być umieszczone w sposób trwały
i czytelny na każdej jednostce wyrobu, z wyjątkiem wyrobów, których właściwości fizyczne
nie zezwalają na takie oznaczenie.

Określa się następujące znaki dopuszczenia, o których mowa powyżej:

1) GX – dla maszyn i urządzeń elektrycznych budowy przeciwwybuchowej,
2) GE – dla maszyn i urządzeń elektrycznych w wykonaniu normalnym,
3) GM – dla maszyn i urządzeń mechanicznych oraz materiałów,
4) GG – dla środków strzałowych i sprzętu strzałowego, materiałów oraz obudów wyrobisk

chodnikowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Decyzja o dopuszczeniu wyrobu do stosowania w zakładach górniczych powinna

w szczególności zawierać:
1) określenie wyrobu,
2) zakres stosowania wyrobu,
3) określenie znaku dopuszczenia, jego numeru, roku wydania, sposobu trwałego oznaczania

wyrobu znakiem dopuszczenia,

4) określenie rodzaju dokumentacji, jaką dostawca powinien przekazać użytkownikowi,
5) czas przechowywania dokumentacji technicznej przez dostawcę oraz warunki jej

udostępniania.
Decyzję o dopuszczeniu wyrobu do stosowania w zakładach górniczych wydaje się na

czas określony nie dłuższy niż 5 lat.

Decyzja o dopuszczeniu wyrobu do stosowania w zakładach górniczych podlega

cofnięciu:
1) w razie utraty ważności certyfikatu,
2) w razie utraty ważności świadectwa weryfikacji,
3) jeżeli produkowany wyrób nie spełnia wymagań,
4) jeżeli na skutek upływu czasu lub z innych przyczyn użytkowany wyrób traci lub zmienia

właściwości, lub zmian co do wymagań samego produktu (zmiana norm).

Higiena Pracy i ochrona zdrowia

W zakładzie górniczym wykonuje się badania i pomiary czynników szkodliwych

i uciążliwych dla zdrowia, występujących w środowisku pracy, dotyczących zapylenia,
hałasu, drgań, substancji chemicznych, warunków klimatycznych i promieniowania
jonizującego ze źródeł sztucznych i naturalnych oraz natężenia oświetlenia.

W zakładzie górniczym stosuje się środki zabezpieczające pracowników przed

działaniem czynników szkodliwych lub uciążliwych dla zdrowia mające na celu:
1. niedopuszczanie do przekroczenia dopuszczalnych stężeń lub natężeń tych czynników,

albo

2. niezatrudnianie pracowników w warunkach przekroczenia dopuszczalnych stężeń lub

natężeń, jeżeli nie zastosowano środków ochrony zdrowia zmniejszających szkodliwe
oddziaływanie tych czynników poniżej dopuszczalnych wartości,

3. informowanie pracowników o wielkości ponoszonego ryzyka w wyniku pracy

w warunkach szkodliwych i uciążliwych, w sposobie ich rozpoznawania oraz działaniach
niezbędnych do podjęcia w razie przekroczenia dopuszczalnych stężeń i natężeń.

Zagrożenia naturalne a ryzyko

Ryzyko niesione przez zagrożenia naturalne może być określane dwoma sposobami.
Pierwszy z nich polega na względnej ocenie, z reguły punktowej, ale także bazującej na

parametrach fizycznych, charakteryzujących poziom zagrożenia. Tak rozumiany miernik
ryzyka jest trudno porównywalny z ryzykiem niesionym przez inne zagrożenia. Ryzyko
w ujęciu ścisłym jest iloczynem prawdopodobieństwa zaistnienia zagrożenia i skutków z nim
związanych. Skutki mogą być ujęte w postaci materialnej bądź wypadków związanych
z utratą zdrowia lub życia ludzkiego.

Techniczne środki ograniczania hałasu to:
–

zmiana hałaśliwego procesu technologicznego na mniej hałaśliwy,

–

mechanizacja i automatyzacja procesów technologicznych,

–

konstruowanie i stosowanie cichobieżnych maszyn, urządzeń i narzędzi,

–

poprawne pod względem akustycznym rozplanowanie zakładu i zagospodarowanie
pomieszczeń,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

tłumiki akustyczne,

–

obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne,

–

ekrany dźwiękochłonno-izolacyjne,

–

materiały i ustroje dźwiękochłonne,

–

ochronniki słuchu.

4.5.1. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie mamy stopnie zagrożenia wodnego w podziemnych zakładach górnictwa

węglowego ?

2. Jakie rygory obowiązują przy prowadzeniu robót w III stopniu zagrożenia wodnego?
3. Na jakich warunkach może być wprowadzenie wód do wyrobisk górniczych lub zrobów?
4. Na jaką długość należy wiercić otwory badawcze przy prowadzeniu ściany do pola w II

stopniu zagrożenia wodnego?

5. Na czym polega podsadzka hydrauliczna?
6. Jakie zagrożenia wodne może spowodować przemulanie zrobów?
7. Określ jakie zagrożenie może powstać w skutek pęknięcia rurociągu przeciwpożarowego,

w kopalni o zagrożeniach gazowych?

8. Jakie obowiązują rygory przy wierceniu otworów badawczych z wyrobisk górniczych

w celu określania poziomu zagrożenia wodnego?

9. Jakie środki ochrony indywidualnej musi posiadać przy sobie górnik zjeżdżający na dół?
10. Jak zmniejszamy poziom zagrożenia hałasem wywołanym przez pracujący wentylator?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Odwierć otwór badawczy w kierunku uskoku. W przypadku natrafienia na zbiornik wody

pomierzyć ciśnienie wody oraz intensywność wypływu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym wiercenia otworów badawczych,
2) zapoznać się z projektem technicznym wykonania tego otworu,
3) ustawić wiertnicę i rozeprzeć ją w wyrobisku za pomocą stojaków typu Valent,
4) odwiercić otwór pod rurę obsadową ø100 mm,
5) zacementować rurę, przykręcić zasuwę z manometrem,
6) zrobić próbę szczelności,
7) przystąpić do wiercenia otworu,
8) podać raport do dyspozytora, jakie są wyniki wiercenia,
9) zaprezentować wynik swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

wiertnica z wiertłami, stojaki Valent, podciągarka do stojaków, drzewo,

−

rura obsadowa, zawór, manometr,

−

dokumentacja, projekt wykonywanego otworu,

−

instrukcja obsługi wiertnicy, instrukcja wiercenia otworu,

−

właściwe oświetlenie w miejscu pracy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

pompa do odwadniania, rurociąg odwadniający,

−

przyrządy do pomiaru gazów.

Ćwiczenie 2

Określ ilość wody wypływającej rurą ø100 mm zza tamy izolującej zroby ściany. Pobierz

próbkę wody do analizy chemicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z zagrożeniami występującymi w tym rejonie,
2) skontrolować stan obudowy wyrobiska na dojściu do tamy,
3) sprawdzić, czy dojście do tamy przewietrzane jest za pomocą przegrody wentylacyjnej,
4) wykonać pomiary gazów przed tamą,
5) pomierzyć wielkość wypływu wody,
6) pobrać próbkę wody do analizy,
7) skontrolować czy nie ma innych miejsc wypływu wody z otamowanego wyrobiska,
8) określić czy woda nie spiętrza się na tamie,
9) podać raport sztygarowi,
10) zaprezentować efekty swojej pracy,
11) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

wyrobisko przewietrzane za pomocą przegrody wentylacyjnej, w którym zabudowana
jest tama izolacyjna (w której zabudowana jest rura z syfonem dla odprowadzenia wody
zza tamy,

−

pojemnik na wodę o znanej objętości, zegarek (stoper), przyrządy pomiarowe.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić warunki zaliczenia złoża do III stopnia zagrożenia wodnego?

2) wskazać rygory prowadzenia robót w II stopniu zagrożenia wodnego?

3) zmierzyć ilość wody wypływającej zza tamy?

4) określić jakie zagrożenia może spowodować woda, która spiętrza się za

tamą izolacyjną?

5) określić, jakie zagrożenia stwarzają maszyny pracujące w kopaniach?

6) wymienić, jakie środki ochrony indywidualnej powinien mieć górnik

zatrudniony w ścianie?

7) wskazać, do czego służą w kopalniach osadniki, chodniki wodne?

8) wskazać kierunki działania w celu ograniczenia hałasu w kopalniach?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję zanim zaczniesz rozwiązywać zadania.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności, dotyczących

rozpoznawania zagrożeń

górniczych. Zadania zawierają cztery odpowiedzi, z których tylko jedna jest poprawna.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. Jeśli uznasz, że pomyliłeś się i wybrałeś nieprawidłową odpowiedź, to
zaznacz ją kółkiem, a następnie ponownie zaznacz znakiem X odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego

rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

8. Na rozwiązanie testu masz 30 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Skrót NDS oznacza

a) najwyższe dopuszczalne stężenie gazów w miejscu pracy urządzeń elektrycznych.
b) najwyższe dopuszczalne stężenie gazów, przy których można wykonywać prace

spawalnicze.

c) najwyższe dopuszczalne stężenie średnioważone w okresie ośmiu godzin.
d) żadna z powyższych odpowiedzi.

2. Do gazów trujących zaliczamy

a) wodór, metan, dwutlenek węgla, azot.
b) dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, siarkowodór, tlenek węgla.
c) węglowodory, metan, azot, siarkowodór.
d) metan, azot, azbest, dwutlenek węgla, węglowodory aromatyczne.

3. Z uwagi na niezgodne z przepisami górniczymi stężenia gazów kopalnianych, załogę

należy wycofać, jeśli

a) O

–19,8%, CH

– 1,5%, CO

– 0,8%, CO – 0,0018%.

b) O

–18,1%, CH

– 1,0%, CO

– 0,2%, CO – 0,0002%.

c) O

–20,1%, CH

– 0,6%, CO

– 0,4%, CO – 0,0010%.

d) O

–19,9%, CH

– 1,2%, CO

– 0,9%, CO – 0,0008%.

4. Przyczyną pożaru endogenicznego może być

a) wadliwe działanie lub uszkodzenie urządzeń elektrycznych.
b) wybuch gazów palnych lub pyłu węglowego.
c) samozapalenie się węgla, siarki lub pirytu.
d) celowe podpalenie.

5. Na występowanie pożaru w wyrobisku wskazują gazy kopalniane o zawartości

a) O

–20,3%, CH

– 1,3%, CO

– 0,6%, CO – 0,0021%.

b) O

–19,8%, CH

– 0,5%, CO

– 0,08%, CO – 0,0028%.

c) O

–19,8%, CH

– 1,5%, CO

– 0,8%, CO – 18ppm.

d) O

–18,8%, CH

– 0,3%, CO

– 0,02%, CO – 0,0024%.

6. Należy prowadzić prace profilaktyczne, przy zachowaniu normalnego ruchu

w zagrożonym rejonie, jeżeli na stacji pomiarowej wydatek powietrza wynosi 1000
m

/min., a stężenia tlenku węgla wynoszą

a) 0,0005%.
b) 0,0008%.
c) 0,0015%.
d) 0,0040%.

7. Mieszanina gazów jest wybuchowa, jeśli

a) CH

– 3,5%, CO

– 0,8%, O

– 19%.

b) CH

– 35%, CO

– 5,7%, O

– 6,2%.

c) CH

– 9,5%, CO

– 1,0%, O

– 18%.

d) CH

– 15%, CO

– 50%, O

– 5,1%.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Pokład zaliczamy do III kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli

a) stężenia metanu na wylocie ze ściany nie przekraczają 1,5%.
b) w wyrobiskach tego pokładu stężenie metanu nie może przekroczyć 1,0%, przy

czynnej wentylacji.

c) stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej

4,5 m

/Mg, lecz nie większej niż 8 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję

węglową.

d) stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej

8 m

/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową.

9. Metanowość wentylacyjna ściany przez którą płynie 1000m

/min powietrza wynosi

10m

/CH

/min jeżeli stężenie metanu na wylocie ze ściany wynosi

a) 0,5%.
b) 1,0%.
c) 1,2%.
d) 1,5%.

10. Stężenia gazów w wyrobisku z którego wycofuje się załoga są następujące CO – 0,025%,

– 15%, CO

– 1%. Grupa pracowników w celu ochrony dróg oddechowych powinna

posiadać aparaty typu

a) SR–100A i POG– 8.
b) OXY K 50S i POG– 8.
c) AU–9L, POG–8 i SR–60.
d) SzSS–1PV i OXY K 50S.

11. Pył kopalniany jest niebezpieczony jeżeli zawiera

a) co najmniej 70% części niepalnych stałych w polach niemetanowych.
b) co najmniej 75% części niepalnych stałych w pokładach I i II kategorii zagrożenia

metanowego.

c) co najmniej 80% części niepalnych stałych w polach metanowych III i IV kategorii

zagrożenia metanowego.

d) wodę przemijającą uniemożliwiającą przenoszenie wybuchu pyłu węglowego

i całkowicie pozbawiającą ten pył kopalniany lotności.

12. W polach metanowych w wyrobiskach korytarzowych, przewietrzanych za pomocą

lutniociągów, buduje się zapory przeciwwybuchowe w

a) odległości od 100 m do 300 m od przodka.
b) pierwszą na wlocie do wyrobiska i drugą przebudowywaną za postępem przodka, tak

aby odległość jej od przodka nie była większa od 250 m.

c) w odległości nie większej od siebie niż 200 m, a zapora najbliższa przodka

w odległości od niego od 60 m do 200 m.

d) w odległości 10 do 40 m od opływowego prądu powietrza a na pozostałej długości

strefę opylania w której należy zapewnić 80% części niepalnych stałych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Do trzeciego stopnia zagrożenia tąpaniami zalicza się pokłady lub ich części zalegające

w górotworze skłonnym do tąpań, w którym
a) nie dokonano odprężenia przez wybranie pokładu odprężającego lub wystąpiło

tąpnięcie, pomimo wcześniej dokonanego odprężenia.

b) dokonano odprężenia pokładu przez wybranie pokładu odprężającego z zawałem

stropu a skuteczność odprężenia potwierdzona jest badaniami i opinią rzeczoznawcy.

c) pokład zalega na głębokości od 400 do 350 m.
d) pokład zalega na głębokości poniżej 800 m a w jego otoczeniu nie występują skały

zwięzłe.

14. Rzeczywisty stan zagrożenia tąpaniami ocenia się

a) na podstawie ilości wstrząsów górotworu i poziomu zagrożenia metanowego.
b) metodą rozpoznania górniczego z uwzględnieniem zaliczenia do odpowiedniego

stopnia zagrożenia tąpaniami i opinią geologa odnośnie przebiegających uskoków.

c) metodą

kompleksową

uwzględniającą

metodę

rozeznania

górniczego,

sejsmologiczną, sejsmoakustyczną i wierceń małośrednicowych.

d) metodą uwzględniającą zagrożenia skojarzone, jak i własności mechaniczne skał.

15. Kawerna powyrzutowa to

a) atmosfera w wyrobisku bezpośrednio po wyrzucie gazów i skał zawierająca bardzo

małą ilość tlenu.

b) otwór w caliźnie z którego nastąpił wyrzut gazów.
c) pustka w stropie, spągu lub ociosie wyrobiska powstała po wyrzucie gazów.
d) nagromadzenie urobku skalnego lub węglowego w wyrobisku górniczym, który

został wyrzucony z calizny podczas wyrzutu gazów i skał.

16. Zawałem w wyrobisku w sensie zagrożenia nazywamy

a) opad skał stropowych do wyrobiska, nie powodujący zagrożenia życia ludzkiego.
b) opad skał stropowych do wyrobiska powodujący chwilowe zakłócenia w pracy

maszyn i urządzeń.

c) niezamierzone grawitacyjne przemieszczenie się do wyrobiska mas skalnych lub

kopaliny ze stropu albo ociosu w stopniu powodującym niemożność przywrócenia
pierwotnej funkcji wyrobiska w czasie krótszym niż 8 godzin.

d) wyładowanie energii sprężystej nagromadzonej w górotworze powodujące drgania

górotworu, zjawiska akustyczne i przemieszczenie się mas skalnych do wyrobiska,
które zniszczenie obudowy i utratę funkcjonalności wyrobiska.

17. Każdy otwór badawczy wykonywany z wyrobisk górniczych dla rozpoznania zagrożenia

wodnego wyposaża się w rurę obsadową

a) i pojemnik do spuszczania wody.
b) z zasuwą i manometrem, której szczelność i wytrzymałość sprawdza się, stosując

próbę ciśnieniową przy ciśnieniu co najmniej o 50% wyższym od maksymalnego
spodziewanego ciśnienia.

c) z zasuwą, której szczelność sprawdzamy, ciśnieniem emulsji zasilającej zestawy w

ścianie.

d) z zasuwą, której szczelność sprawdzamy podłączając ją na 2 godziny do instalacji

rurociągu przeciwpożarowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18. W zakładach górniczych w wyrobiska zaliczonych do pomieszczeń „b” lub „c”

niebezpieczeństwa wybuchu, eksploatowane mogą być tylko maszyny i urządzenia
budowy przeciwwybuchowej, które
a) po zabudowie ich w wyrobisku zapewniają właściwe odstępy ruchowe od ociosu

wyrobiska.

b) zostały oznaczone znakiem zgodności CE lub odpowiednim znakiem dopuszczenia

i zostały uprzednio poddane odbiorowi.

c) zostały zabezpieczone w sposób trwały przed wypływem emulsji a elementy

wirujące osłonami siatkowymi.

d) po zabudowie zostały skontrolowane przez dozór, a pracownicy obsługujący je

posiadają uprawnienia do ich obsługi.

19. Palące się gazy (np. metan) należy gasić gaśnicą oznaczoną dużą literą

a) A.
b) B.
c) C.
d) D.

20. Każdy, kto spostrzeże stan zagrożenia życia lub zdrowia pracowników kopalni lub

zagrożenia bezpieczeństwa powszechnego powinien

a) uporządkować stanowisko pracy, podać telefonicznie raport dozorowi i uzyskać

zgodę na opuszczenie miejsca pracy,

b) dokończyć procesy produkcyjne, zabezpieczyć maszyny i urządzenia, podać raport

o wykonaniu zadań osobie dozoru nadzorującej zmianę,

c) nie przerywając prac, ustalić czy zagrożenie może spowodować utrudnienia

w wydobyciu,

d) niezwłocznie ostrzec osoby zagrożone, podjąć działania mające na celu usunięcie

niebezpieczeństwa oraz zawiadomić o niebezpieczeństwie dyspozytora ruchu kopalni
lub najbliższą osobę kierownictw lub dozoru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………………………………….

Rozpoznawanie i likwidacja zagrożeń w górnictwie

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Chudek M., Wilczyński S., Żyliński R.: Podstawy górnictwa. Wyd. „Śląsk” Katowice

1979

2. Firganek B. (red.) Zagrożenia naturalne w kopalniach. Sposoby prognozowania,

zapobiegania i kontroli. Wydaw. „Śląsk” Katowice 1983

3. Frycz A., Kozłowski B.: Przewietrzanie kopalń metanowych. Wyd.„Śląsk”

Katowice1979

4. Gawliczek J. : Ratownictwo górnicze w kopalniach głębinowych. Wyd. „Śląsk”,

Katowice 2000

5. Hobler M.: projektowanie I wykonywanie robót strzelniczych w górnictwie podziemnym.

Wyd. „Śląsk” 1982

6. Kidybiński A.: Podstawy geotechniki kopalnianej. Wyd. „Śląsk” Katowice 1982
7. Konopko W. (red).: Strategia poprawy bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla

kamiennego. Wyd. GIG, Katowice 2004

8. Krause E., Łukowicz K.: Zasady prowadzenia ścian w warunkach zagrożenia

metanowego. Wyd. GIG, Katowice 2004

9. Polskie Normy: PN– G– 04036, PN–G–04037
10. Poradnik górnika. Praca zbiorowa. Wyd. „ Śląsk”, Katowice 1982
11. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 12.czerwca 2002 roku w sprawie

ratownictwa górniczego (Dz. U. Nr 94 poz. 838)

12. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie

bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego
zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Dz. U. Nr
139. poz.1169 z późn. zm.

13. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002r.

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla
zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. Nr 217 poz. 1833) z późniejszymi zmianami.

14. Rozporządzenie Ministra Spraw wewnętrznych i administracji z dnia 14 czerwca 2002

roku w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych (Dz. U. Nr 94, poz. 841)
z późniejszymi zmianami.

15. Ustawa z dnia 4 lutego 1994 roku. Prawo Geologiczno i górnicze (tj. Dz. U. z 2005r. Nr

228, poz. 1947z późn. zm.)

16. Załączniki do Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny

pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego
w podziemnych zakładach górniczych z dnia 9 czerwca 2006r. (Dz. U. Nr 124. poz. 863).

17. Zasady stosowania metody kompleksowej i metod szczegółowych oceny stanu

zagrożenia tąpaniami w kopalniach węgla kamiennego. Wyd. GIG, seria Instrukcje,
Katowice 2007 r.