gornik odkrywkowej eksploatacji zloz 711[03] z2 02 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Jan Izydor Korzeniowski
Irena Zimmer-Raducka

Wiercenie otworów strzałowych 711[03].Z2.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr inż. Józef Parchański
mgr inż. Krzysztof Bobowski

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Jan Izydor Korzeniowski
mgr inż. Irena Zimmer-Raducka

Konsultacja:
mgr inż. Marek Olsza

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[03].Z2.02
„Wiercenie otworów strzałowych”, zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu górnik odkrywkowej eksploatacji złóż.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom. 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1.

Krótkie i długie otwory strzałowe

4.1.1.

Materiał nauczania

4.1.2.

Pytania sprawdzające

4.1.3.

wiczenia

4.1.4.

Sprawdzian postępów

4.2.

Wiertarki udarowe pneumatyczne

4.2.1.

Materiał nauczania

4.2.2.

Pytania sprawdzające

4.2.3.

wiczenia

4.2.4.

Sprawdzian postępów

4.3.

Wiertnice obrotowe

4.3.1.

Materiał nauczania

4.3.2.

Pytania sprawdzające

4.3.3.

wiczenia

4.3.4.

Sprawdzian postępów

4.4.

Wiertnice udarowo-obrotowe

4.4.1.

Materiał nauczania

4.4.2.

Pytania sprawdzające

4.4.3.

wiczenia

4.4.4.

Sprawdzian postępów

4.5.

Inne urządzenia do wiercenia długich otworów strzałowych

4.5.1.

Materiał nauczania

4.5.2.

Pytania sprawdzające

4.5.3.

wiczenia

4.5.4.

Sprawdzian postępów

4.6.

Dokumentacja wierceń

4.6.1.

Materiał nauczania

4.6.2.

Pytania sprawdzające

4.6.3.

wiczenia

4.6.4.

Sprawdzian postępów

4.7.

Bezpieczeństwo i higiena pracy przy wierceniu otworów strzałowych

4.7.1.

Materiał nauczania

4.7.2.

Pytania sprawdzające

4.7.3.

wiczenia

4.7.4.

Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswojeniu wiedzy z zakresu robót strzałowych –

wiercenie otworów strzałowych.

W Poradniku zamieszczono:

Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności, które
powinieneś mieć opanowane, aby przejść do realizacji tej jednostki modułowej.

Cele kształcenia tej jednostki modułowej.

Materiały nauczania umożliwiające samodzielne przygotowanie się do wykonania
ć

wiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną

literaturę, czasopisma oraz inne źródła informacji. Obejmują one również ćwiczenia,
które zawierają:

−−−−

opisy materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,

−−−−

pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,

−−−−

sprawdziany teoretyczne,

−−−−

sprawdziany umiejętności praktycznych.

wiczenia oraz zestawy pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności

z zakresu niniejszego modułu. Zaliczenie ćwiczeń będzie dowodem osiągnięcia
umiejętności praktycznych określonych w tej jednostce modułowej.

Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie TAK lub NIE,
co oznacza, że opanowałeś materiał albo posiadasz jeszcze luki w swojej wiedzy i nie
w pełni opanowane umiejętności.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela

lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną
czynność. Po opanowaniu programu jednostki modułowej, nauczyciel sprawdzi poziom
Twoich umiejętności i wiadomości. Otrzymasz do samodzielnego rozwiązania test pisemny
oraz zadanie praktyczne. Nauczyciel oceni oba sprawdziany i na podstawie określonych
kryteriów podejmie decyzję o tym, czy zaliczyłeś program jednostki modułowej.
Poradnik nie jest podręcznikiem zawierającym kompletną wiedzę związaną z zawodem
górnik odkrywkowej eksploatacji złóż, lecz tylko jej częścią związaną z techniką prowadzenia
robót strzelniczych w celu uzyskania urobku i bloków skalnych podlegających dalszej
przeróbce bądź obróbce kamieniarskiej.

Pamiętaj też, że przedstawiony tu wykaz literatury nie jest czymś stałym i w każdej

chwili mogą pojawić się na rynku nowe pozycje. Dla ułatwienia załączono do niniejszego
Poradnika wykaz tematycznej literatury.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy, instrukcji przeciwpożarowych i zasad ochrony środowiska
naturalnego, wynikających z charakteru wykonywanych prac. Bezwzględnie będziesz musiał
przestrzegać przepisów górniczych związanych z wierceniem otworów strzałowych. Przepisy
te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

7111[03].Z2

Technika

strzelnicza

711[03].Z2.02

Wiercenie

otworów

strzałowych

711[03]Z2.01

Stosowanie

materiałów

wybuchowych

i sprzętu strzelniczego

711[03].Z2.03
Wykonywanie

czynności

strzelniczych

711[03].Z2.04

Stosowanie

techniki strzałowej

poza górnictwem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

stosować ogólne zasady BHP w górnictwie, ochrony przeciwpożarowej, ochrony
ś

rodowiska i zasady udzielania pierwszej pomocy przedlekarskiej,

−

stosować podstawowy sprzęt ochrony osobistej,

−

stosować podstawowe zasady rysunku technicznego,

−

posługiwać się dokumentacją technologiczną oraz normami technicznymi,

−

wykonywać szkice,

−

posługiwać się podstawowymi narzędziami i sprzętem pomocniczym,

−

dobierać narzędzia i przyrządy w zależności od wykonywanej pracy,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii,

−

wykonywać pomiary podstawowych wielkości elektrycznych,

−

rozpoznawać podstawowe elementy układów elektrycznych i elektronicznych,

−

korzystać z różnych źródeł informacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

wykonać krótki otwór strzałowy, posługując się pneumatycznymi wiertarkami
udarowymi,

−

wykonać czynności pomocnicze przy wierceniu krótkich otworów,

−

wykonać długi otwór strzałowy, posługując się wiertnicą,

−

wykonać czynności pomocnicze przy wierceniu długich otworów,

−

obsłużyć wiertarki, wiertnice i inne urządzenia do wykonywania długich otworów
strzałowych,

−

dokonać analizy wiercenia w różnych warunkach górniczo-geologicznych, w porównaniu
do warunków określonych w dokumentacji strzelania,

−

określić warunki bezpieczeństwa i higieny pracy przy wierceniu otworów strzałowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Krótkie i długie otwory strzałowe

4.1.1 Materiał nauczania

Definicje:

Otwór strzałowy – otwór przeznaczony do umieszczenia w nim ładunku materiału

wybuchowego.

Otwór

wiertniczy

–

otwór

wykonany

wiertnicą

celach

geologicznych,

hydrogeologicznych lub robót strzelniczych.

Siatka otworów strzałowych – rozmieszczenie otworów strzałowych wykonanych

wiertarkami lub wiertnicami.

Wiertarka – narzędzie mechaniczne o napędzie elektrycznym, pneumatycznym

lub hydraulicznym stosowane do wiercenia otworów w skałach.

Roboty wiertnicze są w kopalniach surowców skalnych jednym ze źródeł wysokich

kosztów produkcji. Dlatego posiadanie dobrej wiertnicy, wydajnej i ekonomicznej
w eksploatacji jest troską zakładów górniczych. Szacuje się, ze udział robót wiertniczych
w ogólnych kosztach wytwarzania produktu wynosi aż 20–25%.

Krótkie otwory strzałowe

Za krótkie (zwykłe) otwory strzałowe uważa się takie otwory, których długość nie

przekracza 6 m. Otwory takie wykonuje się najczęściej wiertarkami ręcznymi. W zależności
od podatności skały na wiercenie wierci się otwory wiertarkami obrotowymi, udarowymi
lub udarowo-obrotowymi. W skałach mocno zwięzłych, jak granit, bazalt, gabro, piaskowiec
itp. zwykle wierci się wiertarkami udarowymi lub wiertarkami udarowo obrotowymi. Układ
otworów strzałowych może być różny w zależności od celu strzelania (rys. 1). Dopuszcza się
różne średnice otworów strzałowych. W praktyce wierci się krótkie otwory o średnicach od
32 do 100 mm. Kierunek wiercenia tych otworów nie jest dowolny, lecz taki, aby energię
detonacji ładunków materiału wybuchowego najpełniej wykorzystać na pracę użyteczną.

Warunkiem poprawnego strzelania jest takie usytuowanie otworów, aby przebiegały one

prostopadle do płaszczyzn o zmniejszonej wytrzymałości calizny tj. prostopadle
do uwarstwień, szczelinowatości itp. (rys. 1b–k).

Materiał wybuchowy powinien wypełniać nie więcej niż 2/3 długości otworu a przybitka

1/3 długości. Rozmieszczenie ładunku w caliźnie określają tzw. geometryczne parametry
strzelania, do których zalicza się zabiór i odległość między ładunkami. Zabiór jest
najmniejszą odległością od geometrycznego środka ładunku do swobodnej powierzchni,
oznaczamy go literą – Z (rys. 1a).

Wiercenie ręczne stosuje się, gdy wymagane objętości lub długości otworów mogą być

małe lub gdy nie ma możliwości lub celowości wprowadzenia wiertnic. W górnictwie
odkrywkowym wykonuje się otwory strzałowe krótkie i o małych średnicach, głównie
do strzelania: otworami zwykłymi, rozszczepkowego, szczelinowego, do dzielenia calizny
skalnej na bloki budowlane i kamieniarskie oraz do prac pomocniczych. Ręczne metody
wiercenia stosuje się również w terenie trudno dostępnym lub nierównym, zwłaszcza przy
udostępnianiu nowych złóż lub poziomów, wykonywaniu dróg w skale, tras sprzętu
ciężkiego, usuwaniu tzw. „progów” lub przy robotach strzałowych wtórnych i pomocniczych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Najczęściej spotykane przypadki wiercenia krótkich otworów (wymiary w metrach): a – parametry

krótkiego otworu strzałowego, b – otwór z poszerzonym dnem; c – pionowe otwory przy cienkim
uławiceniu trudnourabialnych skał, d – pionowe otwory w kombinacji z poziomymi, e – poziomy otwór
przy pionowo silnie spękanej caliźnie, f – poziomy otwór z poszerzonym dnem przy warstwach
nachylonych, g – otwór przy warstwach nachylonych, h – otwór z poszerzonym dnem przy warstwach
nachylonych, i – równoczesne strzelanie pionowymi i poziomymi otworami z poszerzonym dnem,
j – poziomy otwór z poszerzonym dnem w skałach słabych, k – pionowy otwór przy poziomych
grubych warstwach [4, s. 65]

Długie otwory strzałowe

Wiertarkami ręcznymi wierci się przeważnie krótkie otwory (do 6 m). Czasem jednak

zachodzi konieczność wiercenia dłuższych – ma to miejsce zwłaszcza w wysokich piętrach
wyrobisk przeznaczonych do urabiania bloków. Wiercenie ręczne dłuższych otworów
wiertarkami jest możliwe przy otworach pionowych, gdy ciężar wiertarki powoduje
samoczynnie nacisk i gdy dysponuje się odpowiednim zestawem żerdzi. Podstawowym
jednak sposobem wykonania długich otworów strzałowych jest odwiercenie ich maszynami
wiertniczymi (wiertnicami). Są to otwory o średnicy od 80 do 250 mm i więcej. Otwory te
wykorzystuje się najczęściej do strzelania tak zwaną metodą długich otworów. Strzelanie to
prowadzi się ściśle wg dokumentacji strzelania. W dokumentacji tej są określone długości
otworów, ich nachylenie w stosunku do urabianego piętra, zabiór, przewiert, siatka otworów,
kolejność odpalenia i sposób załadowania otworów materiałem wybuchowym, a także
warunki bezpieczeństwa wykonania roboty strzałowej.

W zależności od przyjętej metody strzelania otwory strzałowe można wiercić jako

pionowe, poziome lub nachylone (rys. 2). Ułożenie wiertnicy przy wierceniu tych otworów
przedstawiono na rysunku 3.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2. Typowe wykonanie długich otworów w stosunku do swobodnych powierzchni urabianych pięter:

A – otwór i ściana są pionowe, B – ściana nachylona a otwór pionowy, C – otwór nachylony równoległy
do powierzchni ściany, D – dowolne nachylenie ściany i otworu, H – wysokość piętra, L – długość
otworu,

– kąty nachylenia ściany i otworu, l

– przybitka, l

– przewiert, l

– długość ładunku

MW, d – średnica otworu [4, s. 71]

Rys. 3. Ułożenie prowadnicy wiertnicy: a) wiercenie poziome, b) wiercenie nachylone, c) wiercenie pionowe [13]

Nowoczesne wiertnice wyposażone są w niezbędne instrumenty do pomiaru kąta

ustawienia prowadnicy. Są to przeważnie urządzenia elektroniczne z sensorem umieszczonym
na prowadnicy i ze wskaźnikami odczytu usytuowanymi w kabinie maszynisty wiertniczego.

Rozpoczęcie wiercenia otworu w zruszonym i popękanym górotworze często nastręcza

trudności i wymusza wiercenie nie tam, gdzie wynika to z planowanej siatki wierceń, lecz
w miejscu możliwie nienaruszonym. O stosowaniu rodzaju otworów wiertniczych, czy
pionowych, poziomych czy nachylonych, decyduje dokumentacja strzelania, każda z tych
metod ma swoje zalety i wady.

Wiercenie otworów nachylonych wymaga większej dokładności ustawienia prowadnicy

wiertnicy. Im mniejsza jest dokładność ustawienia prowadnicy, tym większe jest ryzyko
odchylenia otworów od planowanej linii. Przy dużych długościach otworów odchylenie
to może być znaczne. Teoretycznie otwory nachylone powinno się wiercić równolegle
do nachylenia ściany. Istnieją jednak trudności lub prawie niemożliwość ustalenia dokładnego
kąta nachylenia ściany; jest to duży problem stosowania otworów nachylonych:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ustalenie dla każdego otworu nachylenia stwarza określone kłopoty: ściana skalna jest
popękana, z nawisami, itp. Wprawdzie produkowane są pochyłomierze przeznaczone
do określania kąta nachylenia ściany, ale wobec zmienności jej nachylenia, nierówności,
trudnego dojścia do górnej krawędzi – pomiary obarczone są błędami subiektywnymi.
Zwykle zakłady przyjmują stałe nachylenie wierconych otworów, np. 80 stopni.

na krótkim odcinku ściany kąt nachylenia ulega zmianie, należałoby zatem w każdym
miejscu wiercić pod innym kątem i zmieniać parametry strzelania., co jest niewskazane.
Wadą otworów nachylonych jest również to, że:

−

nachylone otwory muszą być dłuższe od pionowych, co wymaga dodatkowego wiercenia
i ponoszenia kosztów,

−

niekompetentna załoga wiertnicy może łatwo nie dowiercić lub przewiercić otwór, jeśli
nie będzie miała dostatecznych informacji o wysokości piętra lub zły nadzór techniczny.
W skałach mających naturalną tendencję do tworzenia ścian pionowych lub zbliżonych

do pionu (85–90°) oraz w piętrach niskich (do 16 m) można stosować otwory pionowe, które
upraszczają wiercenie i czynią je tańsze, szczególnie gdy zakład ma wiertnice starego typu.

Otwory poziome stosuje się rzadko. Powinny być prowadzone wg ścisłej instrukcji i pod

nadzorem osoby dozoru ruchu. Poziome wiercenie wymaga podejście wiertacza
i usytuowanie wiertnicy pod ścianą. Sytuacja taka stwarza niebezpieczeństwo wynikające
z możliwości oberwania się masy skalnej lub odłamków skalnych od ściany skalnej
i spowodowania nieszczęśliwego wypadku. Wiercenie poziomych otworów stosuje się tylko
w wyjątkowych sytuacjach.

Bywa tak, że kierownicy robót strzałowych niezadowoleni z wyników odstrzału serii

otworów szukają przyczyny niepowodzenia w jakości materiału wybuchowego,
w prawidłowości przyjętych zabiorów, w odległościach między otworami, itp., nie wiedząc
o tym, że przyczynami są niedowiercone, niesprawdzone otwory przed załadowaniem
materiału wybuchowego i nieskorygowane parametry strzelania. Dlatego też z zasady trzeba
przeprowadzać kontrolę długości każdego otworu i doprowadzać do potrzebnej długości.
Ustalona głębokość każdego otworu powinna być podana do wiadomości jeszcze przed
rozpoczęciem wierceń, nie tylko osobie dozoru ruchu, lecz także maszynistom wiertniczym.

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

Jakie mogą być położenia prowadnicy wiertnicy?

Co to jest siatka otworów?

Według jakiego dokumenty wyznacza się siatkę otworów?

Wiercąc w piętrze o jednakowej wysokości, który z otworów będzie dłuższy: pionowy,
czy nachylony?

Jakie są podstawowe różnice pomiędzy otworami strzałowymi krótkimi i długimi?

Jakim warunki powinny być spełnione, aby można było ręczną wiertarką wiercić długie
otwory strzałowe?

Z jakimi trudnościami można się spotkać przy wierceniu długich otworów nachylonych?

Co pomaga maszynistom wiertniczym w utrzymani zadanego kąta wiercenia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj bez skali szkic siatki otworów o układzie kwadratowym o parametrach: ilość

otworów – 15, ilość rzędów otworów – 3, wymiar boku kwadratu a = 3 m, zabiór = 4 m.

Szkic kwadratowej siatki otworów

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zdefiniować pojęcie zabioru i siatki otworów,

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

wykonać szkic siatki otworów,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kalkulator,

−

przybory do szkicowania i pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Narysuj przekrój krótkiego otworu strzałowego wykonanego w ścianie o wysokości 5 m,

nachylonej pod kątem 80°. Wielkość zabioru wynosi 2 m. Zaznacz wszystkie parametry tego
otworu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

podać definicję przekroju,

przeanalizować kształt ściany eksploatacyjnej,

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

narysować przekrój ściany (piętra),

zaznaczyć parametry otworu,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rysunek ściany eksploatacyjnej (widok z góry),

−

przybory rysunkowe,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

oszacować długość otworów strzałowych w zależności od kąta
wiercenia?

dobrać sprzęt wiertniczy do wykonania otworu długiego i krótkiego?

przedstawić podział wiertarek oraz ich zastosowanie?

podać warunki wykonywania otworów długich wiertarką ręczną?

wymienić informacje zawarte w dokumentacji strzelania?

podać warunki poprawnego usytuowania otworów krótkich?

podać definicję otworów krótkich i długich?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Wiertarki udarowe pneumatyczne

4.2.1. Materiał nauczania

W górnictwie odkrywkowym najbardziej rozpowszechnione jest wiercenie otworów

strzałowych sposobem: udarowym i udarowo obrotowym. Najczęściej stosowane są wiertarki
udarowe. Zasada wiercenia udarowego polega na miażdżeniu i odłupywaniu fragmentów
skały na dnie wierconego otworu strzałowego. Następuje to pod działaniem ostrza lub ostrzy
narzędzia obracanego o pewien kąt po każdym uderzeniu. Wiertarka zatem musi spełniać
dwie funkcje: przekazać żerdzi wiertniczej energię uderzenia oraz spowodować obrót żerdzi
wiertniczej o pewien kąt po każdym uderzeniu. Obie funkcje wykonywane są dzięki
odpowiedniej konstrukcji wiertarki. Ważną częścią wpływającą na sposób wiercenia są
ż

erdzie (rys. 4). Jeśli mamy do czynienia z żerdzią wiertniczą zakończoną koronką – wówczas

mówimy o wiertle (rys. 5). Wewnątrz wiertła lub żerdzi wiertniczej wykonany jest kanał do
podawania sprężonego powietrza lub wody płuczkowej do usuwania zwiercin z dna otworu.
ś

erdzie mogą być łączone ze sobą połączeniem gwintowym przez tuleję. Każde łączenie

powoduje jednak zmniejszenie energii uderzenia przekazywanej z wiertarki do koronki na
dnie wierconego otworu.

Rys. 4. śerdź wiertarki udarowej [3, s. 220]

Rys. 5. Wiertła wiertarek udarowych, a) piórkowe, b) sześciokątne; 1 – tylec, 2 – żerdź, 3 – ostrze [3, s. 219]

Najczęściej stosowaną w górnictwie skalnym wiertarką udarowo pneumatyczną jest WUP-22
(rys. 6), która służy do wiercenia otworów strzałowych w skałach twardych i średnio
twardych, przy ciśnieniu powietrza sprężonego 0,4 MPa. Używane są również wiertarki
z tłumikiem hałasu (WUP-22T) i wiertarki wyposażone w amortyzator drgań (WUP-22AT).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Wiertarka udarowa WUP –22 [13]

Tabela 1. Charakterystyka techniczna wiertarki WUP-22 [13]

Wyszczególnienie

Dane

Masa wiertarki [kg]

Liczba uderzeń [1/min]

1950

Obroty wiertła [ /min]

200

Zużycie powietrza sprężonego [m

/min]

3,2

Udoskonaleniem wiercenia udarowego jest wiercenie wiertarkami udarowo-obrotowymi.

Jest to połączenie zalet sposobów obrotowego i udarowego. W wierceniu tym stosuje się
harmonijne połączenie jednostajnego i niezbyt szybkiego obrotu wiertła, dość dużego nacisku
do calizny oraz szybkich uderzeń o dno wierconego otworu. Warunkiem poprawnej pracy
wiertarek obrotowo-udarowych jest dostosowanie parametrów wiercenia do właściwości skał
tak, aby w miarę im skała jest twardsza, tym większa część pracy wykonywana była
działaniem udarowym. W skale o małej wytrzymałości na ściskanie potrzeba mniejszych sił
docisku oraz większego momentu obrotowego.

Tabela 2. Charakterystyka techniczna wiertarki WOU 22R [13]

Wyszczególnienie

Dane

Masa wiertarki [kg]

Długość wraz z łącznikiem żerdzi [mm]

500

Medium robocze

Hydral 30

Ciśnienia zasilania [MPa]

1,6

Częstotliwość udarów [1/min]

3500–3600

Prędkość obrotowa żerdzi [obr/min]

0–220

W procesie wiercenia sposobem obrotowo-udarowym w skałach o dużej zwięzłości

największe znaczenie ma wartość siły osiowej docisku, wartość energii pojedynczego
uderzenia oraz liczba uderzeń przypadająca na jeden otwór. Zastosowanie niezależnego
mechanizmu obrotów pozwala na racjonalny dobór parametrów wiercenia dla określonej
właściwości skały. Konstrukcja hydrauliczna mechanizmów udarów umożliwia samoczynne
dostosowanie się częstotliwości oraz siły uderzenia do twardości wierconej skały. Wiertarka
może być zasilana z indywidualnego agregatu hydraulicznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7. Koronki wierteł udarowych i ślady ich pracy na dnie otworu: a) jednodłutowa, b) krzyżowa,

c) w kształcie X, d) jednodłutowa z przestawionymi wkładami, e) dwudłutowa [12, s. 11]

Rys. 8. Koronki stosowane do wierteł udarowych [3, s. 220]

Do bezpośredniego miażdżenia i odłupywania skały na dnie wierconego otworu służą

koronki wiertnicze (rys. 7 i 8). Do wiercenia udarowego używane są różne rodzaje koronek.
Najczęściej stosowana jest koronka jednoostrzowa. Rozwinięciem jej są koronki: krzyżowa,
czteroostrzowa, teowa, iksowa i inne. Wszystkie mają wkładki z węglików spiekanych.

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

Jakie są rodzaje wierceń uwzględniając konstrukcję wiertarek?

Na czym polega wiercenie udarowe?

Co to są wiertło i żerdź wiertnicza?

Jakie są warunki poprawnej pracy wiertarek obrotowo udarowych?

Jakie są rodzaje koronek?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z grupy elementów (żerdź, koronka, łącznik, tulejka) utwórz długi przewód wiertniczy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

zorganizować stanowisko pracy,

przygotować materiały i urządzenia,

ustalić kolejność łączenia elementów,

wykonać połączenie elementów,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

erdź, koronka, łącznik, tulejka,

−

odzież ochronna,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Z grupy 10 elementów wybierz koronki stosowane w wiertarkach obrotowych. Jakie

cechy pozwoliły Ci rozpoznać i wybrać wskazane koronki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

omówić budowę i zastosowanie przedstawionych koronek,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

koronki,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.2.4 Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

utworzyć przewód wiertniczy dopasowany do długości otworu
wiertniczego?

wykazać różnice pomiędzy wiertarką udarowa a udarowo-obrotową?

odczytać dane techniczne wiertaki?

omówić budowę wiertarki na podstawie modelu, planszy, wiertarki?

zmontować wiertło do określonej długości otworu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Wiertnice obrotowe

4.3.1. Materiał nauczania

Oprócz wiertarek pneumatycznych udarowych wykorzystuje się w górnictwie również

wiertarki obrotowe. Podczas wiercenia sposobem obrotowym, zwiercanie skały na dnie
otworu strzałowego następuje pod działaniem obrotu narzędzia oraz siły osiowej wiertarki
dociskanej do dna otworu. Na rysunku 9. pokazano wiertarkę obrotową ręczną, stosowaną
do wiercenia otworów strzałowych w skałach plastycznych, miękkich (np. w glinach,
skawalonych piaskach, ziemi).

Rys. 9. Widok wiertarki ręcznej do wiercenia sposobem obrotowym oraz żerdzi wiertniczych: a) z wymiennym

raczkiem, b) dzielona [13]

Nacięcia spiralne na żerdzi usuwają z otworu zwierciny podczas wiercenia. Elementem

skrawającym jest raczek z krawędziami tnącymi zbrojonymi płytkami z węglików
spiekanych. Siła osiowa docisku potrzebna do wiercenia jest wywierana ręcznie przez
wiertacza. Wiertarka ma napęd elektryczny. W górnictwie odkrywkowym wiertarki obrotowe
są stosowane wyjątkowo rzadko.

Na podobnych zasadach działają wiertnice stosowane w górnictwie odkrywkowym.

Można nimi wiercić otwory o średnicy od 20 do 250 mm. Różnią się między sobą
mechanizmem obrotu, a zwłaszcza posuwu żerdzi, jak również układem konstrukcji.
Stosowane są napędy pneumatyczne, hydrauliczne lub elektryczne. Najczęściej spotyka się
wiertnice o napędzie hydraulicznym i pneumatycznym. Przeniesienie obrotów od silnika na
ż

erdź wiertniczą realizowana jest z reguły przekładnią zębatą. Wiertnice zabudowane są na

podwoziach kołowych oponowych lub gąsienicowych. Prawie wszystkie mają swoje napędy
jazdy. Wiertnice są przeznaczone do wiercenia otworów do głębokości 75 m w skałach mało
i średnio zwięzłych. Mogą być przystosowane do żerdzi o średnicy 60 mm z koronką
o średnicy 20 do 100 mm. Usuwanie zwiercin wykonywane jest ciągłym przedmuchem
powietrza o ciśnieniu 0,35 do 0,5 MPa. Do określania kąta nachylenia prowadnicy wiertła
z żerdzią służy wskaźnik zamontowany zazwyczaj na szczycie głowicy. Wśród wiertnic
wyróżnia się wiertnice do pracy z koronkami skrawającymi (raczkami) i do pracy z wiertłami
gryzowymi (rys. 10). Narzędzia wiercące (koronki) mają jednak najczęściej kształt trzy – lub
czterostopniowej koronki, których ostrza są zbrojone płytkami z węglików spiekanych.
Typową wiertnicą obrotową polskiej konstrukcji jest wiertnica SWP-131/60. W wapieniach
osiąga ona wydajność wiercenia 110 do 130 m/zmianę, przy średnicy 105 mm z koronkami
skrawającymi czterostopniowymi produkcji krajowej. Wierci się całą długością żerdzi bez
konieczności dodatkowych manipulacji, co znacznie skraca czas czynności pomocniczych
i wpływa na zwiększenie wydajności wiercenia. Nowoczesne wiertnice obrotowe mają
samojezdne podwozia gąsienicowe oraz magazyny żerdzi, które mieszczą liczbę żerdzi
o określonej długości, aby zapewnić wiercenie na odpowiednią głębokość.
Jak już wspomniano, w górnictwie odkrywkowym wiertnice obrotowe mają ograniczone
zastosowanie, stosowane są do skał wapiennych i marglowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Świder gryzowy o średnicy 14 mm: a) o gryzach uzębionych, b) o gryzach zbrojonych słupkami

z węglików spiekanych [13]

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

Na czym polega wiercenie obrotowe?

W jakich skałach stosuje się wiercenie obrotowe?

Jakie koronki wierteł stosuje się do wiercenia obrotowego?

W jaki sposób usuwane są zwierciny podczas wiercenia obrotowego wiertarkami
ręcznymi, a w jaki sposób są usuwane, gdy korzysta się z wiertnic?

Do jakiej długości wiercone są otwory przy pomocy wiertnic obrotowych?

Jakie rodzaje napędów stosuje się w wiertnicach obrotowych?

Jakie są cechy nowoczesnych wiertnic samojezdnych?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z grupy przedstawionych wiertarek wybierz wiertarkę obrotową. Uzasadnij dokonany

wybór. Omów budowę wiertarki obrotowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

obejrzeć modele wiertarek,

dokonać wyboru,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

wiertarki,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Z katalogu na podstawie danych technicznych dobierz wiertnicę, która będzie w stanie

wykonać 6 otworów strzałowych o długości 70 m i średnicy 50 mm w skałach mało
zwięzłych. Oblicz szacunkowy czas potrzebny do wykonania otworów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odczytać dane techniczne wiertnicy,

obliczyć szacunkowy czas niezbędny do wykonania otworów,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalog wiertnic,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

rozróżnić i zamontować koronki i raczki stosowane do wiercenia
obrotowego?

podać ograniczenia wynikające z stosowania ręcznych wiertarek
do wiercenia sposobem obrotowym?

odczytać dane techniczne wiertarek i wiertnic obrotowych?

objaśnić budowę wiertarki?

wykazać różnicę pomiędzy wiertarką obrotową a wiertnicą obrotową?

omówić budowę wiertnicy?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Wiertnice udarowo-obrotowe

4.4.1. Materiał nauczania

Wiertnice

Firmy produkujące wiertnice do wiercenia otworów strzałowych o średnicach 60 do

250 mm preferują różne rozwiązania konstrukcyjne. Zasadniczy podział to sposób
umieszczenia mechanizmu udarowego (wiertarki). Produkuje się wiertnice z mechanizmem
udaru na zewnątrz otworu i wewnątrz wierconego otworu. Oba rozwiązania mają swoje zalety
i wady. Innym podziałem może być sposób napędzania: hydrauliczny, pneumatyczny, bądź
też mieszany hydrauliczno-pneumatyczny. Niektóre wiertnice nie wymagają zasilania obcego,
inne zaś wiertnice mają wbudowane (lub ciągnione) sprężarki. O ile w wiertnicach
pneumatycznych sprężarki, ze względu na wymiary i duży ciężar, musiały być oddzielnymi
urządzeniami, to sprężarki wiertnic hydraulicznych są z reguły zabudowane na wiertnicach
(rys. 11).

Rys. 11. Wiertnica z własnym napędem spalinowym: 1 – prowadnica, 2 – silnik posuwu, 3 – łańcuch posuwu,

4 – wiertarka obrotowo-udarowa, 5 – żerdź wiertnicza z koronką, 6 – dźwignia sterowania procesem
wiercenia, 7 – wysięgnik, 8 – siłownik podnoszenia wysięgnika, 9 – siłownik skrętu. 10 – podwozie
gąsienicowe, 11 – stanowisko maszynisty wiertniczego do przejazdu, 12 – dźwignie sterujące
i wskaźniki kontrolne [13]

Wiercenie udarowo-obrotowe wiertnicą z wiertarką górną

Wiercenie udarowo-obrotowe polega na tym, że praca urabiająca skałę w otworze

wykonywana jest przez uderzanie narzędzia urabiającego (koronki) w dno otworu. Aby udar
nie następował w tym samym miejscu, narzędzie (żerdź i koronka) poddawane jest obrotowi
o odpowiedni kąt. Mechanizm udaru (wiertarka) przy tego typu wiertnicach znajduje się na
zewnątrz otworu (rys. 12).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12. Budowa wiertnicy hydraulicznej z wiertarką górną [13]

Podstawowymi czynnikami decydującymi o efektywności wiercenia są: energia udaru

i średnica otworu. Istotną rolę odgrywają też: siła nacisku, moment obrotowy, częstotliwość
obrotu i udaru. Konstruuje się wiertnice o napędzie hydraulicznym i pneumatycznym. O ile
w wiertnicach pneumatycznych sprężarki, ze względu na znaczne wymiary i duży ciężar, są
oddzielnymi urządzeniami, to sprężarki wiertnic hydraulicznych są montowane zwykle na
wiertnicach. Czynnikiem istotnym dla wiertnic z wiertarką górną jest spadek wydajności wraz
z głębokością wiercenia. Przyczyną tego jest wytłumienie energii udaru przez układ
łączonych żerdzi i złączek. Układ ten, choć sprężysty, absorbuje znaczną część energii udaru,
stąd wiercenie otworów o długości przekraczającej 20–25 m staje się dużo mniej efektywne.
Inną wadą tych wiertnic jest nieliniowość otworów. Wynika ona z faktu, że standartowe
ż

erdzie dla otworów, np. o średnicy 60 do 127 mm mają średnice w przedziale zaledwie

32 do 51 mm. Uwzględniając jeszcze nacisk od góry przez wiertarkę powodujący gięcie
ż

erdzi i krzywiznę otworu – staje się uzasadnione stosowanie tych wiertnic do wiercenia

otworów w piętrach najwyżej kilkunastometrowych. Wiertnice z górnymi wiertarkami są
najefektowniejszymi wiertnicami dla skał zwięzłych i bardzo zwięzłych. Ich walory
przewyższają zalety wiertnic z dolnym młotkiem. Standardy wyposażenia hydraulicznych
wiertnic udarowo-obrotowych z wiertarką górną są następujące:

−

mechanizm kontroli ciśnienia udaru,

−

udar wsteczny (tzw. extraktor) wiertnicy,

−

automatyczna kontrola siły nacisku,

−

system antykleszczeniowy (anti-jaming system),

−

automatyka regulacji obrotu silnika,

−

elektroniczny wskaźnik ustawienia prowadnicy i głębokości wiercenia,

−

automatyczna wymiana i smarowania żerdzi,

−

centralny układ smarowania,

−

dwustopniowy system odpalania,

−

kabina z klimatyzacją.

Wiercenie udarowo-obrotowe wiertnicami z młotkiem dolnym

Zasadą pracy wiertnicy z młotkiem dolnym jest podobna do pracy do wiertnicy

z wiertarką górną, z tą różnicą, że mechanizm udaru znajduje się w otworze, a energia udaru
jest przenoszona bezpośrednio na koronkę urabiającą bez pośrednictwa żerdzi.

Tym mechanizmem udarowym jest młotek pneumatyczny zbudowany w kształcie

wydłużonego cylindra o średnicy niewiele mniejszej od średnicy otworu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W miejscu przesuwnej wiertarki (jak to ma miejsce w wiertnicach z górną wiertarką),

po prowadnicy przemieszcza się silnik obrotu, który za pośrednictwem żerdzi rurowych
powoduje obrót młotka. Nacisk zaś spowodowany jest zamocowanym na wysięgniku
silnikiem posuwu, pracującym również przy wyciąganiu osprzętu. Praktycznie nie stosuje się
młotków dolnych dla średnic otworów poniżej 85 mm. Wydajność tych wiertnic zależy
przede wszystkim od ciśnienia sprężonego powietrza (0,8 do 2,0 MPa).

Wiercenie wiertnicami z młotkami dolnymi jest mniej wydajne (nawet dwukrotnie) niż

wiercenie wiertnicami z wiertarką górną oraz bardziej energochłonne. Mają one jednak zalety,
których nie mają wiertnice z górną wiertarką:

−

możliwość wiercenia dłuższych otworów (do 30 i więcej metrów) bez wyraźnego spadku
wydajności,

−

lepszą liniowość otworów (mniej zakrzywień),

−

mniejsze, niż w wiertnicach z górną wiertarką, ryzyko zaklinowania się mechanizmu
udaru w otworze (ze względu na brak skrzywień otworu), zwłaszcza w skałach
szczelinowatych i spękanych.
Wadą jest duża strata (wysoki koszt młotka) w przypadku zaklinowania się młotka

i niemożliwości jego odzyskania.

Omawiane wiertnice występują w wersjach pneumatycznych oraz hydraulicznych,

w których podstawowa operacja urabiania, czyli udar, pozostaje jednak pneumatyczny.

Usuwanie zwiercin z dna otworu

Usuwanie zwiercin z dna otwory wiertniczego jest ważnym czynnikiem wiercenia i to

niezależnie od sposobu wiercenia. Usuwanie zwiercin powinno być możliwe najbardziej
skuteczne, gdyż sprawność usuwania zwiercin wywiera duży wpływ na postęp wiercenia,
zużycie narzędzi wiertniczych oraz bezpieczeństwo obsługi wiertnicy. Gdyby nie usuwano
zwiercin z dna otworu wówczas po uzyskaniu niewielkiego postępu wiercenia i wytworzeniu
zwiercin, dalsza praca koronki wiertniczej oraz energia udaru zużywane byłyby nie na postęp
wiercenia, ale na rozdrobienie wytworzonych zwiercin na dnie otworu. Wytworzyłaby się
zatem „poduszka” niwecząca efekt wiercenia. Dlatego usuwanie zwiercin jest istotnym
elementem procesu wiercenia. Temu celowi jest podporządkowana budowa żerdzi
wiertniczych, budowa koronek oraz sposób zasilania. Usuwanie zwiercin następuje dzięki
podaniu na dno otworu sprężonego powietrza, które rozprężając się zwiększa swoją objętość
i uchodząc do góry zabiera ze sobą zwierciny. Sprężone powietrze podawane jest na dno
otworu otworem kanałowym w żerdziach wiertniczych i otworami w koronkach. Wynoszone
poza otwór zwierciny wychwytywane są przez odpylacze.

Ostrzenie koronek wiertniczych

Stosowane do wiercenia koronki powinny być odpowiednio zaostrzone. Ostrza tępią się

w czasie uderzania o skałę, Objawia się to powstawaniem płaszczyzny poziomej w miejsce
ostrza. Wiercenie stępioną koronką zmniejsza postęp wiercenia. Przy stępionej koronce
spadek postępu wiercenia jest na tyle duży, że doświadczony maszynista wiertniczy potrafi to
zauważyć i spowodować wymianę zużytej koronki. Ostrzenie koronek dokonuje się tarczami
karborundowymi ustawionymi pod pożądanym kątem, bowiem istotna jest geometria kształtu
koronki. Narzędziem szlifierskim szlifuje się nie tylko ostrze w granicach węglika
spiekanego, ale również korpus koronki (tzw. koronki słupkowej), aby utrzymać jego
wymagany kształt i wysokość. Poprawność naostrzenia koronki sprawdza się przez
przyłożenie wzorca (sprawdzianu).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Maszynista wiertniczy

Stanowisko maszynisty wiertniczego może zajmować osoba posiadająca szczególne

kwalifikacje zawodowe stwierdzone przez właściwy organ nadzoru górniczego. Wymagania
kwalifikacyjne maszynisty wiertniczego ujmuje tabela 3.

Tabela 3. Wymagania dla maszynisty wiertniczego wedlug przepisów górniczych [14]

Stanowisk

Wykształcenie

Staż pracy

Wiek, stan

zdrowia

Szkolenie

specjalistyczne

Maszynista

wiertniczy

−

zawodowe,

−

rednie zawodowe

lub średnie ogólne

Sześć miesięcy pracy

w ruchu zakładu

górniczego, w tym 3

miesiące w charakterze

pomocnika maszynisty

18 lat,

−

badania
psychofizyczne
powtarzane
co 4 lata

Kurs wiertaczy

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

Kto może być maszynistą wiertniczym?

Jakie są zalety wiertnicy z górnym mechanizmem udaru?

Jaka jest różnica między wiertnicami z punktu widzenie umieszczenia mechanizmu
udaru?

Dlaczego usuwanie zwiercin z dna otworu wpływa na zwiększenie wydajności
wiercenia?

Dlaczego koronki powinny być ostrzone?

W jaki sposób zbudowana jest wiertnica z wiertarką górną?

Na jakich typach podwozi najczęściej osadzane są samojezdne wiertnice udarowo-
obrotowe?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z grupy przedstawionych modeli, fotografii wiertnic wybierz wiertnicę udarowo

obrotową z wiertarką dolną. Omów jej budowę. Jakie cechy pozwoliły Ci dokonać
poprawnego wyboru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

obejrzeć modele, fotografie wiertnic,

dokonać wyboru wiertnicy,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

modele, fotografie wiertnic,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przedstaw na modelu zasadnicze elementy wiertnicy udarowo-obrotowej. Omów

znaczenie tych elementów w urabianiu.

Sposób wykonania ćwiczeń

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać dokładnie informacje podane w treści zadania,

obejrzeć model wiertnicy,

określić zasadnicze elementy wiertnicy,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

model wiertnicy udarowo-obrotowej,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wskazać zalety wiercenia obrotowo-udarowego?

rozróżnić wiertnice obrotowo-udarowe w zależności od miejsca
umieszczenia mechanizmu udaru?

podać, na jakich typach podłoża lepiej przy robotach wiertniczych
stosować wozy wiertnicze na gąsienicach?

omówić sposób usuwania zwiercin z wierconych otworów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Inne urządzenia do wiercenia długich otworów strzałowych

4.5.1. Materiał nauczania

Do wiertnic (w tym wiertarek) stosuje się urządzenia pomocnicze, które mają za zadanie

zwiększyć wydajność wykonywania otworów strzałowych, których może być do wywiercenia
dużo w zależności od projektu strzelania. Różnego typu wiertarki mogą być dociskane
do ściany eksploatacyjnej za pomocą podpórek pneumatycznych lub hydraulicznych (rys. 13).

Rys. 13. Podpórka pneumatyczna do współpracy z wiertarką udarową [3, s. 223]

Wiertarki mogą też być zamocowane do zestawów samojezdnych, wiercących otwory

w różnych płaszczyznach (pionowych, poziomych, nachylonych).

Dla zwiększenia szybkości wykonania otworów wiertniczych, co jest czynnością

pracochłonną, wiertarki pneumatyczne zestawia się w dwie kolumny wiertnicze, pracujące
niezależnie. Kolumny wiertnicze zainstalowane są na teleskopowym wysięgniku, który
pozwala przemieszczać je bez zmiany ustawiania zespołu wiertniczego samojezdnego.
W wyrobiskach przeznaczonych na bloki skalne do wiercenia równocześnie otworów obok
siebie w jednej linii, czyli do wykonania tzw. „piły wiertniczej” stosuje się zespoły wiertnicze
(perforatory) wyposażone w urządzenia wspornikowe umożliwiające wykonywanie otworów
pionowych, poziomych i skośnych. Wiertarki mogą współpracować z filtrami odpylającymi
z pyłu wiertniczego, które z ochronnikami słuchu i oczu podnoszą komfort pracy.

Oprócz wymienionych rozwiązań stosowane są (zwłaszcza w górnictwie podziemnym –

kopalnie rud miedzi) wielowiertarkowe samojezdne wozy wiertnicze. Nowoczesne wozy
wiertnicze mogą wykonywać otwory we wszystkich kierunkach. Wozy wyposażone są
w wiertarki o specjalnej konstrukcji, oznaczająca się dużą wydajnością wiercenia. Długość
wysięgników jest w granicach od 2 do 4,4 m, a ich konstrukcja może składać się z kilku
teleskopów. Zastosowanie wozów wiertniczych pozwala na wielokrotne zwiększenie
wydajności wiercenia. Jednym z takich wozów jest hydrauliczna wiertnica typu WWS-
12EH/2 (rys. 14). W tej wiertnicy wiertło uzyskuje 600 obrotów/min, przy zapewnieniu
3500 do 4500 udarów/minutę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 14. Wiertnica typu WWS-12EH/2

[ 2, s. 65]

4.5.2 Pytania sprawdzające

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

W jaki sposób można dociskać wiertarki w celu zwiększenia efektywności wiercenia?

Jakie znasz urządzenia pomocnicze stosowane w współpracy z wiertarkami?

Czy możliwe jest wiercenie więcej niż jednego otworu z jednego urządzenia
wiertniczego?

W jakich warunkach możliwe jest wykonanie tzw. „piły wiertniczej”?

Czy możliwe jest wykonywanie z jednej wiertnicy otworów w różnych kierunkach?

Co to jest wóz wiertniczy i gdzie jest stosowany?

W jaki sposób chronione jest przed hałasem i pyłem zdrowie obsługującego wiertarkę
lub wiertnicę?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z przedstawionych podpórek wiertarek ręcznych zamontuj ją do wiertarki.

Sposób wykonania ćwiczeń

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zamontować podpórkę do wiertarki,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

podpórki i wiertarka,

−

przyrządy do montażu,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Dobierz z przedstawionych środków ochrony indywidualnej te, które zabezpieczają twarz

wiertacza przed skutkami robót wiertniczych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

dobrać środki ochrony indywidualnej,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rodki ochrony indywidualnej,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zabezpieczyć się indywidualnie przed skutkami robót wiertniczych?

wskazać w przedstawionej grupie modeli, fotografii te, które umożliwiają
wiercenie więcej niż jednego otworu w różnych kierunkach?

dobrać urządzenie pomocnicze zwiększające efektywność wiercenia?

wymienić sposoby zwiększenia wydajności pracy wiertarek?

podać zastosowanie tzw. „perforatorów”?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Dokumentacja wierceń

4.6.1. Materiał nauczania

Wyznaczenie miejsc wiercenia poszczególnych otworów strzałowych powinno być

zgodne z projektem siatki otworów ujętym w dokumentacji strzałowej. Każdy maszynista
wiertniczy powinien otrzymać plan rozmieszczenia otworów określony w dokumentacji
strzałowej. Wykonanie otworów powinno być ściśle zgodne z tym planem. Najczęściej
stosowane siatki otworów pokazano na rysunku 15.

Rys. 15. Przykłady najczęściej stosowanych siatek otworów: a) siatka trójkątna, b) siatka kwadratowa [13]

Często jednak istnieją trudności w dokładności wytyczenia otworów w warunkach

popękanych stropów, licznych nawisów i progów, postrzępionych krawędzi i nierównych
ś

cian. Niedopuszczalne jest, aby np. zmiana przekazująca pracę następnej zmianie podawała

przybliżone dane dotyczące otworów. Nie powinno się też wyznaczać otwory „na oko”,
można tu popełnić gruby błąd. Maszynista wiertniczy powinien prowadzić książkę kontrolną
wiercenia, w której miałby obowiązek podawać dane dotyczące każdego otworu. Otwory
powinny mieć swoje oznaczenia. Po zakończeniu wiercenia na swojej zmianie maszynista
wiertniczy powinien dokonać odpowiedniego wpisu do książki wiercenia, w której powinny
znaleźć się podpisy przyjmującego raport o stanie otworów, jak i podpis odbierającego stan
nawiercenia otworów. Przepisy nie określają wzoru książki robót wiertniczych i zakłady
górnicze opracowują swoje własne wzory.

4.6.2. Pytania sprawdzające

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

Co należy zrobić przekazując wiercenie otworów strzałowych zmiennikowi?

Według jakiego dokumentu ustala siatkę wiercenia otworów strzałowych?

Jak są najczęściej stosowane siatki otworów?

Dlaczego ważnym jest przekazanie przez maszynistę wiertniczego raportu o stanie
i warunkach wiercenia kolejnej zmianie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dysponując książką kontroli wiercenia otworów wypisz parametry otworu (długość,

szerokość, nachylenie, rodzaj skały, itp.).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

dokonać opisu proponowanego wykonania otworów,

sprawdzić poprawność wykonania zadania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

książka kontroli wiercenia z naniesionymi danymi przykładowego otworu,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Na podstawie wpisu w książce kontroli wiercenia scharakteryzuj wykonane prace

wiertnicze.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeczytać wpis w książce kontroli wiercenia,

scharakteryzować rodzaj wykonywanych prac wiertniczych,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

książka kontroli wiercenia,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

na podstawie wpisu w dokumentacji strzałowej scharakteryzować
postawione zadanie?

dokonać wpisu w dokumentacji strzałowej po dokonanym wierceniu.

rozróżnić siatki otworów strzałowych?

zwymiarować zadaną siatkę otworów?

wskazać przyczyny trudności w dokładnym wytyczeniu otworów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Bezpieczeństwo i higiena pracy przy wierceniu otworów

strzałowych

4.7.1. Materiał nauczania

Zachowanie się załogi przebywającej na terenie zakładu górniczego

Za właściwą organizację i bezpieczeństwo prowadzenia robót strzałowych i wiertniczych

na terenie kopalni odpowiedzialna jest osoba dozoru ruchu uprawniona do prowadzenia tych
robót. Każdy pracownik i osoba postronna przebywająca na terenie zakładu górniczego
powinny przestrzegać poleceń dozoru ruchu oraz przepisów porządkowych i bhp
obowiązujących w zakładzie górniczym. Załoga i osoby postronne mają obowiązek poruszać
się po drogach i przejściach wyznaczonych.

Wszyscy pracownicy i inne osoby przebywający na terenie zakładu mają znać:

−

obowiązujące dźwięki sygnałów akustycznych,

−

godziny strzelania,

−

lokalizację masztu sygnalizacyjnego,

−

lokalizację schronu dla załogi.
Każdy pracownik zatrudniony w ruchu zakładu górniczego powinien być:

zaznajomiony z wyglądem środków strzałowych oraz pouczony o niebezpieczeństwie
grożącym przy niewłaściwym obchodzeniu się z nimi,

pouczony o znaczeniu sygnałów i znaków ostrzegawczych, stosowanych w zakładzie
górniczym w związku z wykonywaniem robót strzałowych oraz o sposobie zachowania
się w czasie wykonywania tych robót.

Osoby wykonujące roboty wiertnicze współdziałające ze służbą strzałową obowiązane są:

zachować szczególną ostrożność przy wszelkich czynnościach związanych ze środkami
strzałowymi,

zgłaszać natychmiast najbliższej osobie dozoru ruchu przypadki stwierdzonego braku
(kradzieży, zgubienia) środków strzałowych oraz przypadki ich znalezienia lub
pozostawienia bez dozoru, jak również inne fakty i okoliczności mogące spowodować
niebezpieczeństwo wybuchu środków strzałowych. Osoba ruchu, która otrzymała
zgłoszenie o tych przypadkach ma obowiązek natychmiast zawiadomić właściwy organ
nadzoru górniczego i najbliższą jednostkę Policji.
O środkach strzałowych znalezionych w urobku lub w wierconym otworze strzałowym

wiertacz powinien natychmiast zawiadomić służbę strzałową; przypadki te nie podlegają
zgłoszeniu organom wyżej wymienionym.

Zgodnie z przepisami górniczymi obowiązują następujące sygnały dźwiękowe, które

muszą być słyszalne w całej strefie zagrożenia.
1)

sygnał pierwszy: jeden przeciągły ton, oznaczający „uprzedzenie”, nadawany po
ukończeniu ładowania materiałów wybuchowych, lecz przed wykonaniem obwodu
strzałowego; na sygnał ten wszystkie osoby nie zatrudnione przy odpalaniu powinny
udać się do schronów lub poza strefę rozrzutu odłamków, a posterunki zabezpieczające –
zająć wyznaczone stanowiska,

sygnał drugi: dwa przeciągłe, bezpośrednio po sobie następujące tony, oznaczający
„przygotowanie do odpalenia”, nadawany po stwierdzeniu wycofania ludzi do schronów;
na sygnał ten osoba wykonująca roboty strzałowe przygotowuje się do zapalania lontów
lub bada opór obwodu strzałowego, a następnie przyłącza zapalarkę do linii strzałowej,

sygnał trzeci: jeden krótki ton, oznaczający „odpalanie”, nadawany tuż przed odpaleniem
lontów lub uruchomieniem zapalarki,

sygnał czwarty: trzy ciągłe, bezpośrednio po sobie następujące tony oznaczający
„odwołanie”, nadawany po upewnieniu się, że wszystkie ładunki materiału

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wybuchowego odpaliły, jednak nie wcześniej niż po upływie 5 minut od momentu
odpalenia. Na sygnał ten posterunki zabezpieczające i pozostała załoga mogą opuścić
schrony.
Od chwili nadania pierwszego sygnału do chwili nadania czwartego ruch w strefie

zagrożenia musi być wstrzymany, a dojścia do tej strefy – obstawione posterunkami
zabezpieczającymi; drogi o większym nasileniu ruchu muszą być ponadto zabezpieczone
dodatkowo zaporami.

Przed rozpoczęciem czynności związanych z ładowaniem materiałów wybuchowych

do otworów pracownicy nie biorący udział w tych czynnościach powinni być wycofani
z miejsca ładowania na odległość co najmniej 30 m.

Przygotowania do wiercenia

Do ważnych elementów bezpieczeństwa pracy należy utrzymanie w bezpiecznym stanie

ciany eksploatacyjnej i szerokości poziomów (półek zabezpieczających). Miejsce pracy

maszynisty wiertniczego powinno być zabezpieczone przed osuwami i obrywami oraz
spadającymi bryłami skalnymi. Oprócz tego, do miejsc roboczych powinny prowadzić
odpowiednie dojścia dla ludzi i drogi dla sprzętu. Dojścia powinny umożliwić szybką
ewakuację pracowników w przypadku wystąpienia zagrożenia oraz dostawę środków
umożliwiających likwidację zagrożenia. Wszystkie skarpy (ściany, ociosy) powinny być
oczyszczone (ramowane) z nawisów, niestabilnych fragmentów i występów skalnych.
Szczególnie niebezpieczne ściany są w okresach zmiennych warunków atmosferycznych
(deszcze, mrozy, śnieg).

Roboty wiertnicze najczęściej prowadzi się ze stropu piętra wiercąc otwory pionowe

lub nachylone. W niektórych zakładach górniczych zachodzi jednak potrzeba wykonania
otworów w ścianie eksploatacyjnych od spodu ściany lub u jej podnóża (np. wiercenie
otworów przy strzelaniu rozszczepkowym brył). W obu przypadkach osoba wykonująca tę
pracę musi zwracać baczna uwagę na kształt i zachowanie się górotworu. Wszelkie nawisy są
niebezpieczne, gdyż grożą osuwiskiem (rys. 16).

Rys. 16.

Kształt ściany wymagającej ramowania [13]

Stąd też ściana eksploatacyjna urabianego piętra powinna być przed rozpoczęciem robót

wiertniczych oczyszczona z nawisów i luźnych odłamków skał. Takie oczyszczenie ścian
przyjęto nazywać „ramowaniem” ściany. Ramowanie wykonuję się ręcznie, mechanicznie
lub robotami strzelniczymi.

Kontrola ściany eksploatacyjnej

Stan wyrobisk górniczych (szczególnie ścian eksploatacyjnych w obrębie robót

wiertniczych) powinien być okresowo kontrolowany przez osoby dozoru ruchu w zakresie
i terminach ustalonych przez kierownika działu górniczego. Kontroli w wyrobisku podlegają
nie tylko stałe ściany lub zbocza, poziomy i półki zabezpieczające oraz inne elementy
wyrobiska, ale również ściany eksploatacyjne. Wskazane jest prowadzenie oddzielnej książki

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dla każdej ściany. Do książki wpisuję się nie tylko zauważone zagrożenia, ale również wyniki
usunięcia niebezpieczeństwa, ramowania ściany, itp. Czynności kontrolne powinny być
dokonane przed rozpoczęciem robót wiertniczych, zarówno ręcznych jak i mechanicznych.
Przykład takiej książki podaje tabela 4. Wzór książki ustala sobie zakład górniczy.

Tabela 4. Książka kontroli ściany eksploatacyjnej [13]

Data

Uwagi o stanie

ściany

Wydane

polecenie

Imię

i nazwisko

osoby

kontrolującej;

(podpis)

Osoba

przyjmująca

polecenie

(podpis)

Sposób

wykonania

polecenia

Dopuszczenie

ściany do

eksploatacji

Podpis osoby

dopuszczającej

ścianę do

eksploatacji

Po stwierdzeniu, że ściana nadaje się do eksploatacji osoba dozoru ruchu wpisuje na
przykład: „Wyznaczyłem stanowiska pracy. Kontrolowałem ścianę w miejscu
prowadzenia robót wiertniczych. Zagrożeń nie stwierdziłem. Dopuściłem rozpoczęcie
robót wiertniczych.” W przypadku stwierdzenia zagrożeń zwisami wpisuje,
np. (w kolumnie 2). „Stwierdziłem zwisy skalne na południowym odcinku ściany,
wstrzymałem roboty wiertnicze” W kolumnie 3 wpisuje np.: „Ścianę na południowym
odcinku należy ramować”.

Stanowisko wiertacza ręcznego

W instrukcji bezpieczeństwa i higieny pracy dla wiertacza (wiertarką ręczną) ujmuje się

między innymi np. zalecenia:
I. Część ogólna:

Wiertacz ręczny podlega bezpośrednio osobie dozoru ruchu górniczego
odpowiedzialnego za właściwe planowanie i wykonanie robót wiertniczych dla
celów robót strzelniczych.

Przed przystąpieniem do pracy wiertacz ręczny jest obowiązany:
a)

ubrać odzież roboczą i ochronną oraz założyć sprzęt ochrony indywidualnej:
hełm, ochronniki słuchu, okulary ochronne, rękawice przeciwwibracyjne,

sprawdzić stan techniczny wiertarki, wierteł, koronek, przewodów sprężonego
powietrza i armatury,

sprawdzić krawędź i ocios skalny w pobliżu którego będą wiercone otwory
strzałowe, czy na nich nie występują szczeliny, spękania, nawisy, luźne
kamienie, które mogłyby spowodować zagrożenie.

II. Wiercenie otworów:

Należy przestrzegać, aby zawór na rurociągu sprężonego powietrza lub przy
sprężarce otwierać przy zamkniętym otworze dolotowym na wiertarce.

Wiertarkę należy skierować tak, aby wylot sprężonego powietrza nie był skierowany
na wiertacza.

Przed przystąpieniem do wiercenia otworów w bryle kamienia należy sprawdzić jej
stabilność, aby wyeliminować zagrożenie spowodowane nagłym przechyleniem się
bryły.

Wiertacz ma obowiązek skontrolować, czy w przygotowanej do wiercenia bryły nie
znajdują się niewypały.

Przestrzeń za stanowiskiem wiercenia (od wiertnicy ku wyrobisku) musi być wolna
od brył skalnych, przedmiotów, narzędzi itp., które mogłyby utrudnić ucieczkę od
ś

ciany w przypadku zagrożenia obrywem skał

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Należy stosować zasadę wstępnego nawiercenia otworu. Polega ona na tym, że po
przyłożeniu wiertła do skały otwiera się częściowo zawór dolotowy sprężonego
powietrza i stosując niewielki nacisk wierci się 3 do 4 cm otworu, po czym po
dokładnym przedmuchaniu otworu można wiercić stosując normalny docisk i pełne
ciśnienie powietrza.

Nie należy stosować zbyt dużego nacisku na wiertarkę, gdyż może to spowodować
pęknięcie żerdzi wiertła i upadek wiertarki na nogi wiertacza.

W czasie ładowania otworów strzałowych materiałem wybuchowym bezpieczna
odległość miejsca pracy wiertacza od miejsca prowadzenia tych robót musi wynosić
co najmniej 30 m.

Po usłyszeniu pierwszego sygnału ostrzegawczego podawanego przy robotach
strzałowych wiertacz musi natychmiast udać się do schronu lub wyjść poza strefę
rozrzutu odłamków skał.

10.

Zabrania się wiertaczowi ręcznemu pracować lub przebywać w zasięgu działania
maszyn w ruchu (koparki, spycharki).

III. Postanowienia końcowe:

Zabrania się czyszczenia ubrania sprężonym powietrzem.

Po zakończeniu wiercenia należy odciąć dopływ powietrza do wiertarki przez
zamknięcie zaworów a następnie odłączyć węże.

Zabrania się usuwania korków lodowych powstałych poprzez zamarznięcie
wewnątrz węży zbierającej się wody, poprzez przedmuchiwanie tych węży
sprężonym powietrzem lub podgrzewaniem ich otwartym ogniem. Jedynym
dopuszczalnym sposobem może być wymontowanie takiego węża i złożenie go
w ciepłym pomieszczeniu do czasu rozmrożenia lodu.

O wszelkich zagrożeniach życia lub zdrowia wykrytych w czasie pracy wiertarką,
a także o zaistniałych wypadkach, należy natychmiast zgłaszać osobie dozoru ruchu.

Stanowisko maszynisty wiertniczego

Zgodnie z Kodeksem pracy oraz przepisami górniczymi maszynista wiertnicy powinien

otrzymać instrukcje bezpiecznego wykonywania pracy. Treść tych instrukcji jest różna
w zależności od typu wiertnicy, celu i sposobu oraz warunków wiercenia.

W tabeli 5 podaje się przykład jednej z możliwych instrukcji.

Tabela 5. Przykład fragmentu instrukcji bezpieczeństwa i higieny dla maszynisty wiertniczego

INSTRUKCJA BEZPIECZEŃSTWA PRACY

bezpiecznego prowadzenia robót wiertniczych

wiertnicami do wiercenia pionowego, nachylonego i poziomego

I. Część ogólna

Maszynista wiertniczy obowiązany jest do przestrzegania instrukcji i ogólnych zasad bhp obowiązujących
w zakładzie górniczym.

Za właściwe rozmieszczenie otworów i ustalenie ich parametrów technicznych, zgodnie z dokumentacją
(metryką) strzelania odpowiada osoba dozoru ruchu nadzorująca roboty wiertnicze i strzelnicze. Do
obowiązków maszynisty wiertniczego należy staranne wykonanie otworów zgodnie z wytyczoną siatką
otworów.

Zabrania się prowadzenia robót wiertniczych w czasie nie sprzyjających warunków atmosferycznych:
mgły, intensywnych opadów deszczu lub śniegu, silnego wiatru itp.; jeżeli wykonuje się roboty
wiertnicze po zapadnięciu zmroku, to miejsce pracy wiertnicy oraz przestrzeń w bezpośrednim
sąsiedztwie wiertnicy powinny być dostatecznie oświetlone.

Stanowisko pracy maszynisty wiertniczego musi być przed rozpoczęciem robót skontrolowane
i oczyszczone, szczególnie należy zwrócić uwagę na stateczność ociosów skalnych.

Maszynista wiertniczy obowiązany jest do stosowania sprzętu ochrony osobistej, w szczególności hełmu,
okularów ochronnych, ochronników słuchu i masek przeciwpyłowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Maszynista wiertniczy obowiązany jest prowadzić wiercenie zgodnie z wyznaczoną i wytyczona siatką
otworów strzałowych.

Przy wierceniu otworów w miejscach, w których były odpalane ładunki materiału wybuchowego (MW),
należy uważać na ewentualne pozostałości w starych otworach lub w ich bliskości resztek nie
zdetonowanych ładunków MW, tzw. „fajek” Fajki były powodem wielu poważnych wypadków.
Niedozwolone jest wiercenie w otworach pozostałych po uprzednim strzelaniu (w „fajkach”).

Przy wierceniu otworów strzałowych należy:

−

zabezpieczyć wiertnicę przed możliwością samoczynnego przesuwania się,

−

wykonywać wszelkie prace wiertnicze oraz przy wiertnicy zgodnie z instrukcją techniczno-ruchową,
z którą maszynista powinien się szczegółowo zapoznać,

−

stosować odpowiednio zakotwiczone bariery zabezpieczające, gdy wiertnica nie ma urządzeń do
automatycznego podawania żerdzi; bariery powinny być usytuowane pomiędzy wiertnicą a górną
krawędzią niżej położonego piętra,

−

zabezpieczyć odwiercony otwór przed zalaniem lub zasypaniem.

Maszynista wiertniczy i jego pomocnicy powinni znać i przestrzegać sygnałów ostrzegawczych
w zakładzie, zwłaszcza dotyczących robót strzelniczych;

10.

Wszelkie części zapasowe (młotki, koronki, żerdzie itp.) do wiertnicy powinny być ułożone w jednym
miejscu w pobliżu wiertnicy tak, aby nie stwarzały niebezpieczeństwa dla załogi.

11.

Na stanowisku pracy należy urządzić schron dla załogi chroniący przed wiatrami i intensywnymi
opadami deszczu; miejsce ustawienia schronu i jego wyposażenie; miejsce schronu ustala osoba dozoru
ruchu nadzorująca roboty wiertnicze.

12.

Przed każdym uruchomieniem wiertnicy maszynista wiertniczy powinien sprawdzić stan wszystkich
części i zabezpieczeń. Zauważone niedociągnięcia, usterki i wady wiertnicy powinien usunąć, a w razie
niemożności ich usunięcia zgłosić je osobie dozoru ruchu górniczego; maszyniście zabrania się
rozpoczynać pracę niesprawną wiertnicą.

II. Wiercenie otworów pionowych i nachylonych

Wiercenie otworów pionowych i nachylonych ze stropu piętra niżej położonego wolno rozpocząć dopiero

po:

−

skontrolowaniu przez osobę dozoru ruchu górniczego miejsca wiercenia otworów pod względem
stabilności górotworu oraz dokonaniu ramowania ścian; krawędź dolnego piętra powinna być
wyrównana i pozbawiona zwisów,

−

wyznaczeniu przez osobę dozoru ruchu nadzorującą roboty strzałowe siatki otworów wiertniczych.

Otwory pionowe i nachylone powinny być wiercone ściśle według parametrów określonych
w dokumentacji technicznej strzelania, a ewentualne odstępstwa uzgodnione z kierownikiem odstrzału;
maszynista powinien starannie ustalić nachylenie prowadnicy wiertnicy tak, aby zachować wymagany kąt
nachylenia otworu.

Przed wprowadzeniem wiertnicy na stanowisko wiercenia, maszynista wiertniczy powinien je oczyścić
z odłamków skalnych i innych przedmiotów teren swojej pracy.

Wiertnica powinna być tak ustawiona, aby tablica sterownicza znajdowała się od strony krawędzi,
a wszystkie koła jezdne względnie podwozie gąsienicowe powinny być zaklinowane dwustronnie
podkładami, uniemożliwiające przesunięcie się wiertnicy.

III Wiercenie otworów poziomych

Wiercenie otworów poziomych (i ukośnych od dołu) ze spągu wyrobiska (poziomu eksploatacyjnego)
jest robotą o szczególnie dużym zagrożeniu obrywami skalnymi lub odłamkami kamieni ze ściany
eksploatacyjnej. W związku z tym, przy tego typu wierceniu wymaga się szczególnie dokładnego nadzoru
osoby dozoru ruchu i dużej uwagi i ostrożności maszynisty. Roboty należy prowadzić pod nadzorem
osoby dozoru ruchu.

Decyzję o podjęciu wiercenia otworów poziomych (lub ukośnych od dołu) podejmuje kierownik działu
robót górniczych kopalni.

Przed podjęciem robót wiertniczych pod ścianą eksploatacyjną, ściana powinna być starannie ramowana
na szerokości co najmniej 10 m (po 5 m z każdej strony) większej od szerokości odcinka przeznaczonego
do wiercenia, co powinno być odnotowane w „książce kontroli ściany”.

Wiercenie ze spągu (poziomu) należy rozpoczynać z drugiej żerdzi, aby oddalić stanowisko pracy
maszynisty od ściany skalnej.

Przestrzeń za stanowiskiem wiercenia (od wiertnicy ku wyrobisku) musi być wolna od brył skalnych,
przedmiotów, narzędzi itp., które mogłyby utrudnić ucieczkę od ściany w przypadku zagrożenia obrywem
skał.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wiertacz nie powinien przebywać przed wiertnicą (pomiędzy ścianą a wiertnicą), gdyż może to utrudnić
ucieczkę w razie niebezpieczeństwa.

IV. Postanowienia końcowe

Przed dopuszczeniem pracownika do pracy objętych niniejszą instrukcją osoba dozoru ruchu obowiązana
jest sprawdzić stan psychiczny i trzeźwość maszynisty i pomocnika.

Wszelkie zjawiska mogące oznaczać niebezpieczeństwo oraz powodować uszkodzenie wiertnicy, należy
bezzwłocznie zgłaszać osobie dozoru ruchu. W takich przypadkach roboty wiertnicze należy przerwać.

Po zakończeniu wiercenia otworu strzałowego maszynista wiertniczy powinien podać jego
charakterystykę w książce wiercenia. Należy podać: zlokalizowanie otworu zgodnie (lub nie)
z wytyczeniem wg dokumentacji strzałowej, długość otworu, przewiert, nachylenie, skrzywienie,
zasypanie, itp.

Zgodnie z przepisami przedsiębiorca powinien zapewnić opracowanie i aktualizację

dokumentu bezpieczeństwa ochrony zdrowia pracowników, zwanym wg przepisów
górniczych skrótowo Dokumentem bezpieczeństwa. W tym dokumencie powinna być między
innym zawarta ocena zagrożenia dla stanowiska maszynisty wiertniczego i określone dla tego
stanowiska ryzyko zawodowe. Dokument ten powinien być w zakładzie górniczym
powiązany z ustaleniami planu ruchu.

W dokumencie bezpieczeństwa wykazuje się, że:

−

zagrożenia, na które są narażeni pracownicy są zidentyfikowane i ocenione,

−

projekt, użytkowanie i obsługa miejsca pracy oraz sprzęt są bezpieczne,

−

podjęte zostały właściwe środki i działania w celu:
a)

unikania ryzyka,

oceny ryzyka, którego można unikać,

zapobieganie ryzyka u źródła,

stosowania nowych rozwiązań technicznych,

zastępowanie środków niebezpiecznych, bezpiecznymi lub mniej niebezpiecznymi,

prowadzenia spójnej i całościowej polityki zapobiegawczej obejmującej technikę,
organizację pracy, warunki pracy, stosunki społeczne i wpływ czynników
związanych ze środowiskiem pracy,

nadawanie priorytetu środkom ochrony zbiorowej przed środkami ochrony
indywidualnej.

W dokumencie powinna być ujęta również ocena ryzyka zawodowego dotycząc robót

strzelniczych prowadzonych w zakładzie górniczym (w tym roboty wiertnicze). Podstawą
oceny ryzyka niebezpieczeństwa jest zebranie potrzebnych informacji do oceny ryzyka
zawodowego oraz identyfikacja zagrożeń. Na etapie identyfikacji zagrożeń przydatne jest
przede wszystkim dotychczasowa wiedza na temat zagrożeń występujących na analizowanym
stanowisku. W każdym przypadku zaleca się sprawdzić, czy wszystkie zagrożenia zostały
zidentyfikowane i czy zebrane informacje są wystarczające do oceny ryzyka zawodowego na
stanowisku maszynisty wiertniczego.

Analiza, w odniesieniu do rodzaju zagrożeń, polega na ocenie:

−

prawdopodobieństwa wystąpienia zagrożenia,

−

ciężkości szkodliwych następstw tych zagrożeń.
Podstawą oszacowania ryzyka zawodowego mogą być zebrane informacje, a także opinie

ekspertów. Oszacowanie ryzyka zawodowego można przeprowadzić w różny sposób
w zależności od potrzeb. Zaleca się wykonanie analizy zgodnie z polskimi normami [13].

Każdy pracownik zakładu górniczego ma obowiązek zapoznać się z ryzykiem

zawodowym na swoim stanowisku pracy i potwierdzić ten fakt własnoręcznym podpisem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.2. Pytania sprawdzające

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

Co zawiera „dokument bezpieczeństwa”?

Jakie zagrożenia wstępują przy robotach wiertniczych?

Dlaczego wiercąc od dołu w ścianie eksploatacyjnej należy zachować szczególną
ostrożność?

Jakie znasz ochronniki indywidualne używane podczas wiercenia wiertarką ręczną?

Co nazywamy „fajką” i dlaczego jest niebezpieczna?

Jakie zalecenia powinna zawierać dla maszynisty wiertniczego instrukcja bezpieczeństwa
pracy?

Jakie sygnały ostrzegawcze obowiązują w odkrywkowym zakładzie górniczym w czasie
prowadzenia robót strzelniczych?

Jak należy postąpić w przypadku znalezienia w wyrobisku materiału wybuchowego?

Na jaką odległość powinni być wycofani pracownicy nie biorący udział w czynnościach
związanych z przygotowaniami do ładowaniem otworów strzałowych materiałem
wybuchowym?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Kontrolując ścianę eksploatacyjną stwierdziłeś niebezpieczne nawisy, grożące osuwem.

Wypełnij książkę kontroli ściany.

Tabela do ćwiczenia 1. Książka kontroli ściany eksploatacyjnej

Data

Uwagi o stanie

ściany

Wydane

polecenie

Imię

i nazwisko

osoby

kontrolującej;

(podpis)

Osoba

przyjmująca

polecenie

(podpis)

Sposób

wykonania

polecenia

Dopuszczenie

ściany do

eksploatacji

Podpis osoby

dopuszczającej

ścianę do

eksploatacji

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wykonać wpis w książce kontroli ściany,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

książka kontroli ściany,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Jakie są sygnały dźwiękowe ostrzegające, że kopalnia prowadzi roboty strzelnicze? Nadaj

je przy pomocy syreny lub oznacz poziomą grubą kreską długie sygnały, a kropką sygnał
krótki.

Sygnał „uprzedzenie”...............................
Sygnał „przygotowanie do odpalenia”..............................
Sygnał „odpalenie”.................................
Sygnał „odwołanie”...............................

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

określić charakter sygnałów ostrzegawczych,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z rozdziałem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wpisz do tabeli według własnego uznania dwa podstawowe zagrożenia, jakie mogą

wystąpić w czasie wiercenia otworów strzałowych ręczną wiertarką pod ścianą
eksploatacyjną (wiercenie poziome) i przypisz im ciężkość następstw: duże, średnie i małe.

Tabela do ćwiczenia 3. Oszacowanie ryzyka zawodowego

Lp.

Rodzaje zagrożenia

Prawdopodobieństwo

wystąpienia zagrożenia

Ciężkość

następstw

Zagrożenia i prawdopodobieństwo wystąpienia

1.1

1.2

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wypełnić powyższą tabelę,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,

uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−−−−

tabela do ćwiczenia 3,

−−−−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić akustyczne sygnały ostrzegawcze o prowadzeniu robót
strzelniczych?

oszacować stan przygotowania ściany eksploatacyjnej w wyrobisku do
robót wiertniczych, aby móc bezpiecznie wykonać wiercenie?

zorganizować miejsce pracy w taki sposób, aby zapewniało ono
bezpieczne wykonanie wiercenia?

korzystać

instrukcji

bezpieczeństwa

pracy

dokumentu

bezpieczeństwa?

podać na czym polega kontrola ściany eksploatacyjnej?

omówić instrukcję bhp dla wiertacza wiertarki ręcznej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uważnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności. Wszystkie zadania są zadaniami
wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi – zaznacz prawidłową
odpowiedź znakiem X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego
rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą
przysporzyć Ci zadania: 16–20, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.
Przeznacz na ich rozwiązanie więcej czasu.

Czas trwania testu 30 minut.

Maksymalna liczba punktów, jaką można osiągnąć za poprawne rozwiązanie testu
wynosi 20.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Krótkie otwory strzałowe to otwory o długości
a)

do 10 m.

do 6 m.

do 12 m.

1,5 m.

Ze względu na efektywność krótkie otwory strzałowe praktycznie wierci się o średnicy
a)

od 1 do 2 mm.

od 32 do 100 mm.

od 5 do 400 mm.

od 32 do 42 mm.

W górnictwie odkrywkowym wykonuje się otwory strzałowe krótkie i o małych
ś

rednicach, głównie do

strzelania otworami zwykłymi, szczelinowego, do dzielenia calizny skalnej na bloki
budowlane i kamieniarskie oraz do prac pomocniczych.

prac pomocniczych.

strzelania szczelinowego, komorowego.

dzielenia calizny skalnej na bloki budowlane i kamieniarskie oraz do prac
pomocniczych.

Długie otwory strzałowe to otwory o długości
a)

powyżej 6 m.

poniżej 6 m.

powyżej 6 m ale średnica ich nie może być większa niż 32 mm.

powyżej 6 m ale żeby je uznać za długie kolumna zapalników umieszczonych
w otworze nie może przekraczać 3 m.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W piętrze eksploatowanego złoża wywiercono otwory pionowe i nachylone.
Z poniższych stwierdzeń prawdziwe jest, że
a)

nachylone otwory muszą być dłuższe od pionowych, co wymaga dodatkowego
wiercenia i ponoszenia kosztów.

nachylone otwory muszą być krótsze od pionowych.

otwory są równe.

nachylone otwory muszą być dłuższe od pionowych, ale nie wymaga to
dodatkowego wiercenia.

Dla zachowania bezpieczeństwa i higieny pracy przy strzelaniu pracownicy i inne osoby
przebywające na terenie zakładu muszą znać
a)

obowiązujące dźwięki sygnałów akustycznych.

tylko lokalizację masztu sygnalizacyjnego.

tylko godziny strzelania.

tylko godzinę transportu MW.

Wiertło to
a)

erdź wiertnicza zakończona koronką.

typ wiertarki udarowej.

typ połączenia żerdzi wiertniczej z koronką.

układ wiercący składający się z wiertarki i koronki.

Udział robót wiertniczych w ogólnych kosztach wytwarzania produktu wynosi
a)

20–25%.

5–10%.

15%.

powyżej 25%.

Wiertnice obrotowe stosowane w górnictwie odkrywkowym wiercą na ogół otwory do
a)

500 m w skałach średnio zwięzłych.

75 m w skałach bardzo twardych (np. w granitach).

5 m w skałach mało i średnio zwięzłych.

75 m w skałach mało i średnio zwięzłych (np. wapiennych, marglowych).

10.

O efektywności wiercenia udarowego, decyduje
a)

energia udaru, twardość skały.

energia udaru, średnica otworu, długość otworu.

energia udaru, średnica otworu, długość otworu, siła nacisku na wiertło, moment
obrotowy, częstotliwość obrotu i udaru.

jedynie moment obrotowy, częstotliwość obrotu i udaru.

11.

Cechą charakterystyczną wiertnic udarowo-obrotowej jest to, że
a)

mechanizm udaru znajduje się w otworze, a energia udaru jest przenoszona
bezpośrednio na koronkę urabiającą bez pośrednictwa żerdzi.

posiada centralny układ smarowania.

ma kabinę z klimatyzacją.

energia udaru jest przenoszona bezpośrednio na koronkę za pośrednictwem żerdzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12.

Usuwanie zwiercin z dna otworu wierconego realizuje się przez
a)

podanie na dno otworu sprężonego powietrza, które rozprężając się zwiększa swoją
objętość i uchodząc do góry zabiera ze sobą zwierciny.

budowę żerdzi wiertniczych.

budowę żerdzi wiertniczych, budowę koronek oraz sposób zasilania.

strumieniem oleju pod ciśnieniem.

13.

Koronki wiertnicze najefektywniej ostrzy się
a)

pilnikiem metalowym.

tarczami karborundowymi ustawionymi pod pożądanym kątem.

innymi koronkami wiertniczymi.

sprężonym powietrzem.

14.

Podpórki pneumatyczne lub hydrauliczne stosowane do wiertnic i wiertarek, mają za
zadanie
a)

zwiększyć wydajność wykonywania otworów strzałowych poprzez zwiększenie siły
nacisku na wiertarkę, wiertnicę.

pomagać w usuwaniu zwiercin.

ostrzyć koronki wiertnicze.

współpracować z filtrami odpylającymi usuwającymi pył wiertniczy.

15.

Siatkę wiercenia otworów strzałowych ustala się według
a)

dokumentacji strzałowej.

instrukcji wiertnicy.

książki kontroli wiercenia.

dowodu czasu pracy wiertnicy.

16.

Za właściwą organizację i bezpieczeństwo prowadzenia robót strzałowych i wiertniczych
na terenie kopalni odpowiedzialnym jest
a)

osoba dozoru ruchu uprawniona do prowadzenia tych robót.

górnik strzałowy.

wiertacz.

wydawca środków strzałowych.

17.

Zasadą wiercenia udarowego to
a)

miażdżenie i odłupywanie fragmentów skały na dnie wierconego otworu
strzałowego.

złuszczanie i odłupywanie fragmentów skały na dnie wierconego otworu
strzałowego.

odłupywanie fragmentów skały na dnie wierconego otworu strzałowego.

miażdżenie skały na dnie wierconego otworu strzałowego.

18.

Skały, w których stosuje się wiercenie obrotowe ręczne, to skały
a)

twarde.

plastyczne i miękkie.

we wszystkich typach skał, a efektywność wiercenia zależy jedynie od typu wierteł
ich średnicy i długości.

we wszystkich typach skał poziomo uwarstwionych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19.

Osoby wykonujące roboty wiertnicze współdziałające ze służbą strzałową obowiązane są
a)

tylko zachować szczególną ostrożność przy wszelkich czynnościach związanych ze
ś

rodkami strzałowymi.

jak wyżej oraz zgłaszać natychmiast najbliższej osobie dozoru ruchu przypadki
stwierdzonego braku (kradzieży, zgubienia) środków strzałowych oraz przypadki ich
znalezienia lub pozostawienia bez dozoru, jak również inne fakty i okoliczności
mogące spowodować niebezpieczeństwo wybuchu środków strzałowych.

składać miesięczne raporty z wykonywanej pracy.

nadawać sygnały ostrzegawcze podczas pracy wiertnicy.

20.

Wiertniczy prowadzący roboty po zapadnięciu zmroku powinien
a)

zaprzestać prowadzenia prac.

mieć należyte oświetlenie w miejscu pracy.

prowadzić prace jak za dnia.

nie ma określonych wymogów co do prowadzenia prac w porze nocnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Wiercenie otworów strzałowych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

Glapa W.: Korzeniowski J. I.: Mały leksykon górnictwa odkrywkowego. W i Szk.
Górnicze, Wrocław 2005

Gos S., Bonarek J., Siemianowski J.: Górnik strzałowy. Ś.W. T. Katowice 1995

Korecki Z.: Maszyny i urządzenia górnicze. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1982

Korzeniowski J.I., Onderka Z.: Roboty strzelnicze w górnictwie odkrywkowym. Wyd.
i Szk. Górnicze, Wrocław 2006

Onderka Z.: Technika strzelnicza w górnictwie odkrywkowym. AGH, Kraków 1992

Onderka Z.: Inżynieria strzelnicza, podstawy teoretyczne. Skrypt uczelniany 796. AGH,
Kraków 1981

Praca zbiorowa, Poradnik górnika Tom II. Wyd. Śląsk, Katowice 1982

Praca zbiorowa, Poradnik górnika Tom IV. Wyd. Śląsk, Katowice 1982

Samujłło J.: Górnictwo kamienne. Cz. II. Wyd. Górniczo-Hutnicze, Katowice 1962

10.

Samujłło J.: Inżynieria strzelnicza. Cz. II i III. Skrypt AGH, Kraków. 1985

11.

Samujłło J.: Roboty strzelnicze w kopalniach odkrywkowych węgla i kamienia. AGH,
Kraków 1956

12.

Zastawny E., Zawisza A.: Maszyny i urządzenia mechaniczne w przodkach górniczych.
SITG, Zabrze 1989

13.

Zbiory własne autorów

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron