Obudowa wyrobisk
Obudowa wyrobisk
górniczych
górniczych
Zadania i znaczenie
Zadania i znaczenie
obudowy wyrobisk
obudowy wyrobisk
górniczych
górniczych
Głównym zadaniem obudowy
Głównym zadaniem obudowy
górniczej jest:
górniczej jest:
ochrona ludzi zatrudnionych w wyrobiskach górniczych
ochrona ludzi zatrudnionych w wyrobiskach górniczych
przed uderzeniem odłamkami skał opadającymi ze stropu
przed uderzeniem odłamkami skał opadającymi ze stropu
i ociosów,
i ociosów,
zabezpieczenie przed zawałem,
zabezpieczenie przed zawałem,
zapewnienie przez ustalony czas stateczności wyrobiska,
zapewnienie przez ustalony czas stateczności wyrobiska,
a więc utrzymanie jego przekroju poprzecznego w
a więc utrzymanie jego przekroju poprzecznego w
wymiarach gwarantujących bezpieczne oraz bezawaryjne
wymiarach gwarantujących bezpieczne oraz bezawaryjne
prowadzenie przewozu, transportu materiałów, wentylacji
prowadzenie przewozu, transportu materiałów, wentylacji
i innych funkcji, do pełnienia których wyrobisko zostało
i innych funkcji, do pełnienia których wyrobisko zostało
przeznaczone.
przeznaczone.
Niekiedy obudowa górnicza spełnia
Niekiedy obudowa górnicza spełnia
jeszcze inne zadania uboczne
jeszcze inne zadania uboczne
,
,
jak
jak
np.:
np.:
niedopuszczenie do wypływu do wyrobiska
niedopuszczenie do wypływu do wyrobiska
gazów lub wód ze i skał otaczających,
gazów lub wód ze i skał otaczających,
zabezpieczenie obnażonych powierzchni
zabezpieczenie obnażonych powierzchni
skalnych wyrobiska, przed wietrzeniem lub
skalnych wyrobiska, przed wietrzeniem lub
utlenianiem,
utlenianiem,
izolację wyrobiska od ognisk pożarowych
izolację wyrobiska od ognisk pożarowych
.
.
Pod względem technicznym
Pod względem technicznym
obudowa górnicza powinna być:
obudowa górnicza powinna być:
wytrzymała oraz łatwa do wykonania i wymiany,
wytrzymała oraz łatwa do wykonania i wymiany,
odporna na gnicie i korozję,
odporna na gnicie i korozję,
łatwa do transportu.
łatwa do transportu.
Pod względem ekonomicznym powinna być tania,
Pod względem ekonomicznym powinna być tania,
wykonana z dostępnych na rynku krajowym
wykonana z dostępnych na rynku krajowym
materiałów i przy możliwie małym nakładzie
materiałów i przy możliwie małym nakładzie
robocizny.
robocizny.
Pod względem ekonomicznym
Pod względem ekonomicznym
obudowa górnicza powinna być:
obudowa górnicza powinna być:
tania,
tania,
wykonana z dostępnych na rynku krajowym
wykonana z dostępnych na rynku krajowym
materiałów,
materiałów,
wykonana przy możliwie małym nakładzie
wykonana przy możliwie małym nakładzie
robocizny.
robocizny.
Prawidłowe dobranie i wykonanie
Prawidłowe dobranie i wykonanie
obudowy górniczej ma duże
obudowy górniczej ma duże
znaczenie dla:
znaczenie dla:
bezpieczeństwa ludzi pracujących pod ziemią,
bezpieczeństwa ludzi pracujących pod ziemią,
bezawaryjnego prowadzenia ruchu,
bezawaryjnego prowadzenia ruchu,
ekonomicznych wyników kopalni
ekonomicznych wyników kopalni
Rodzaj obudowy górniczej dla
Rodzaj obudowy górniczej dla
danego wyrobiska dobiera się ze
danego wyrobiska dobiera się ze
względu na:
względu na:
wielkość, rodzaj i kierunek spodziewanego ciśnienia górotworu,
wielkość, rodzaj i kierunek spodziewanego ciśnienia górotworu,
rodzaj skał (ich własności fizyczne i mechaniczne),
rodzaj skał (ich własności fizyczne i mechaniczne),
wymagany przekrój poprzeczny wyrobiska,
wymagany przekrój poprzeczny wyrobiska,
przeznaczenie wyrobiska (korytarzowe — przewozowe,
przeznaczenie wyrobiska (korytarzowe — przewozowe,
transportowe, wentylacyjne i inne — lub wyrobisko
transportowe, wentylacyjne i inne — lub wyrobisko
wybierkowe),
wybierkowe),
przewidywany czas użytkowania wyrobiska.
przewidywany czas użytkowania wyrobiska.
Zasadniczo wszystkie dostępne
Zasadniczo wszystkie dostępne
wyrobiska podziemne powinny być
wyrobiska podziemne powinny być
zabezpieczone obudową górniczą
zabezpieczone obudową górniczą
przed obrywaniem się skał.
przed obrywaniem się skał.
Jeżeli skały są dostatecznie mocne
Jeżeli skały są dostatecznie mocne
(wytrzymałe), to kierownik ruchu
(wytrzymałe), to kierownik ruchu
zakładu może zezwolić na
zakładu może zezwolić na
niestosowanie obudowy górniczej w
niestosowanie obudowy górniczej w
wyrobisku.
wyrobisku.
Materiały stosowane
Materiały stosowane
do obudowy wyrobisk
do obudowy wyrobisk
górniczych
górniczych
Do obudowy wyrobisk górniczych
Do obudowy wyrobisk górniczych
stosuje się:
stosuje się:
drewno,
drewno,
stal,
stal,
stopy metali lekkich,
stopy metali lekkich,
mur,
mur,
beton,
beton,
tworzywa sztuczne.
tworzywa sztuczne.
O wyborze materiału na obudowę wyrobisk decydują —
O wyborze materiału na obudowę wyrobisk decydują —
obok takich czynników, jak czas trwania wyrobiska,
obok takich czynników, jak czas trwania wyrobiska,
ciśnienie górotworu, kształt wyrobiska — również
ciśnienie górotworu, kształt wyrobiska — również
właściwości materiału użytego do obudowy, a
właściwości materiału użytego do obudowy, a
mianowicie:
mianowicie:
wytrzymałość materiału,
wytrzymałość materiału,
odporność na korozję, wietrzenie i gnicie,
odporność na korozję, wietrzenie i gnicie,
ognioodporność,
ognioodporność,
łatwość obróbki, transportu, składowania,
łatwość obróbki, transportu, składowania,
możliwość wielokrotnego zastosowania,
możliwość wielokrotnego zastosowania,
koszt obudowy przez cały okres używalności
koszt obudowy przez cały okres używalności
wyrobiska wraz ze stosowanymi środkami
wyrobiska wraz ze stosowanymi środkami
ochronnymi
ochronnymi
i koniecznymi przebudowami.
i koniecznymi przebudowami.
Drewno
Drewno
Zalety drewna:
Zalety drewna:
ma znaczną wytrzymałość
ma znaczną wytrzymałość
przy niewielkim
przy niewielkim
stosunkowo ciężarze
stosunkowo ciężarze
właściwym,
właściwym,
jest łatwe do obróbki,
jest łatwe do obróbki,
transportu i składowania,
transportu i składowania,
suche drewno trzeszczy
suche drewno trzeszczy
zanim się złamie, przez co
zanim się złamie, przez co
ostrzega górnika przed
ostrzega górnika przed
niebezpieczeństwem
niebezpieczeństwem
zawału.
zawału.
Wady drewna:
Wady drewna:
ograniczona trwałość (do
ograniczona trwałość (do
dwóch lat) wskutek
dwóch lat) wskutek
niszczącej działalności
niszczącej działalności
organizmów roślinnych
organizmów roślinnych
(grzybów), powodujących
(grzybów), powodujących
butwienie i próchnienie,
butwienie i próchnienie,
oraz owadów niszczących
oraz owadów niszczących
strukturę
strukturę
drewna,
drewna,
palność i jednorazowość
palność i jednorazowość
pełnowartościowego
pełnowartościowego
użycia.
użycia.
Stal
Stal
Zalety stali:
Zalety stali:
duża wytrzymałość,
duża wytrzymałość,
niepalność,
niepalność,
trwałość i możliwość
trwałość i możliwość
wielokrotnego
wielokrotnego
zastosowania,
zastosowania,
możliwość łatwego
możliwość łatwego
dostosowania kształtu
dostosowania kształtu
obudowy do kształtu
obudowy do kształtu
wyrobiska.
wyrobiska.
Wady stali:
Wady stali:
wrażliwość na
wrażliwość na
działanie wód
działanie wód
agresywnych,
agresywnych,
duża masa
duża masa
elementów obudowy.
elementów obudowy.
Beton
Beton
Zaletą betonu jest:
Zaletą betonu jest:
- ogniotrwałość,
- ogniotrwałość,
-
długotrwałość,
długotrwałość,
-
duża odporność na
duża odporność na
obciążenia statyczne
obciążenia statyczne
i czynniki
i czynniki
atmosferyczne.
atmosferyczne.
Wady betonu to:
Wady betonu to:
-
mała wytrzymałość na
mała wytrzymałość na
obciążenia
obciążenia
dynamiczne, na
dynamiczne, na
rozciąganie i zginanie,
rozciąganie i zginanie,
-
duży ciężar
duży ciężar
objętościowy,
objętościowy,
-
trudności dokonywania
trudności dokonywania
przebudów.
przebudów.
Żelbet
Żelbet
Zalety żelbetu to:
Zalety żelbetu to:
-
ogniotrwałość,
ogniotrwałość,
-
długotrwałość,
długotrwałość,
-
odporność na ciśnienia
odporność na ciśnienia
statyczne i dynamiczne,
statyczne i dynamiczne,
-
możliwość
możliwość
wykonywania
wykonywania
konstrukcji o dowolnym
konstrukcji o dowolnym
kształcie,
kształcie,
-
małe koszty
małe koszty
utrzymania.
utrzymania.
Wadą żelbetu jest:
Wadą żelbetu jest:
- duża masa
- duża masa
objętościowa
objętościowa
(około 2,5 t/m3),
(około 2,5 t/m3),
- trudność w
- trudność w
dokonywaniu
dokonywaniu
przebudów.
przebudów.
Obudowa górnicza
Obudowa górnicza
stanowi
stanowi
urządzenie lub zbiór
urządzenie lub zbiór
urządzeń, zwanych
urządzeń, zwanych
zestawami lub elementami
zestawami lub elementami
obudowy, stanowiących
obudowy, stanowiących
kompletne zabezpieczenie
kompletne zabezpieczenie
wyrobiska górniczego.
wyrobiska górniczego.
Norma polska podaje następujący podział
Norma polska podaje następujący podział
obudowy górniczej (bez uwzględnienia szybów
obudowy górniczej (bez uwzględnienia szybów
i szybików :
i szybików :
a)
a)
według
według
rodzaju wyrobiska
rodzaju wyrobiska
i
i
systemu obudowy
systemu obudowy
na.
na.
obudowę ścian,
obudowę ścian,
obudowę zabierek,
obudowę zabierek,
obudowę wyrobisk korytarzowych i komorowych,
obudowę wyrobisk korytarzowych i komorowych,
b)
b)
według
według
sposobu pracy
sposobu pracy
oraz
oraz
podstawowych cech konstrukcji
podstawowych cech konstrukcji
na:
na:
obudowę sztywną,
obudowę sztywną,
obudowę podatną,
obudowę podatną,
c)
c)
według
według
stosowanego materiału
stosowanego materiału
na obudowę:
na obudowę:
drewnianą,
drewnianą,
metalową,
metalową,
kamienną,
kamienną,
z tworzyw sztucznych,
z tworzyw sztucznych,
mieszaną.
mieszaną.
Według rodzaju i sposobu zabezpieczenia pułapu, ociosów
Według rodzaju i sposobu zabezpieczenia pułapu, ociosów
oraz, spodku wyrobiska obudowę górniczą można
oraz, spodku wyrobiska obudowę górniczą można
podzielić
podzielić
na:
na:
podporową,
podporową,
której zestawy i elementy przejmują
której zestawy i elementy przejmują
ciśnienie góro
ciśnienie góro
tworu oraz zabezpieczają pułap, spodek i ociosy
tworu oraz zabezpieczają pułap, spodek i ociosy
wyrobisku
wyrobisku
przez ich podparcie, rozparcie lub podtrzymanie,
przez ich podparcie, rozparcie lub podtrzymanie,
kotwową,
kotwową,
zabezpieczającą wyrobisko za pomocą kotwi
zabezpieczającą wyrobisko za pomocą kotwi
spinających warstwy skalne, przez co następuje wzrost
spinających warstwy skalne, przez co następuje wzrost
ich wytrzymałości,
ich wytrzymałości,
natryskową,
natryskową,
wykonaną z warstwy materiału — np.
wykonaną z warstwy materiału — np.
betonu — nałożonego przez natryskiwanie na pułap i
betonu — nałożonego przez natryskiwanie na pułap i
ociosy w celu
ociosy w celu
ich umocnienia oraz uszczelnienia.
ich umocnienia oraz uszczelnienia.
Obudową ostateczną
Obudową ostateczną
jest obudowa
jest obudowa
górnicza wykonywana z zamiarem
górnicza wykonywana z zamiarem
pozostawienia jej na cały czas
pozostawienia jej na cały czas
używalności wyrobiska.
używalności wyrobiska.
Obudowa tymczasowa
Obudowa tymczasowa
zabezpiecza
zabezpiecza
wyrobisko w czasie jego prowadzenia,
wyrobisko w czasie jego prowadzenia,
gdy przewidziane jest później
gdy przewidziane jest później
zastosowanie obudowy ostatecznej.
zastosowanie obudowy ostatecznej.
Najprostsze typy obudowy
Najprostsze typy obudowy
drewnianej
drewnianej
a — stojakami, b — krzyżami, c — stropnicami w gniazdach
Opinka
Opinka
o
o
k
k
ł
ł
adzinami
adzinami
drewnian
drewnian
y
y
m
m
i
i
Stropnica
W kopalniach polskich stosuje się wiązania
W kopalniach polskich stosuje się wiązania
polskie, niemieckie i bardzo rzadko
polskie, niemieckie i bardzo rzadko
wiązania
wiązania
szwedzkie.
szwedzkie.
Wiązanie polskie
Wiązanie polskie
wymaga wykonania
wymaga wykonania
w grubszym końcu stojaka
w grubszym końcu stojaka
cylindrycznego wycięcia, tzw.
cylindrycznego wycięcia, tzw.
olunku,
olunku,
w
w
którym to wycięciu spoczywa stropnica.
którym to wycięciu spoczywa stropnica.
Olunek wykonuje się specjalną pilą
Olunek wykonuje się specjalną pilą
mechaniczną na powierzchni kopalni lub
mechaniczną na powierzchni kopalni lub
na dole ręcznie siekierą.
na dole ręcznie siekierą.
Wiązanie niemieckie
Wiązanie niemieckie
wymaga
wymaga
dokładnego
dokładnego
wykonania. Wiązanie to pracuje dobrze
wykonania. Wiązanie to pracuje dobrze
zarówno przy ciśnieniu pionowym z
zarówno przy ciśnieniu pionowym z
góry, jak i przy ciśnieniu z boku, przy
góry, jak i przy ciśnieniu z boku, przy
czym przy większym ciśnieniu
czym przy większym ciśnieniu
bocznym stojaki dotykają stropu
bocznym stojaki dotykają stropu
wyrobiska,
wyrobiska,
a stropnica spoczywając w ich
a stropnica spoczywając w ich
wycięciach nie dotyka ociosów.
wycięciach nie dotyka ociosów.
Wiązanie niemieckie
Wiązanie niemieckie
a — na ciśnienie z góry,
b — na ciśnienie z boku,
c, d — wadliwe wykonanie wiązania (rozłupanie stojaka lub
stropnicy)
Wiązanie szwedzkie,
Wiązanie szwedzkie,
stosowane przy
stosowane przy
ciśnieniach jed nakowych od stropu
ciśnieniach jed nakowych od stropu
i ociosów, wymaga bardzo dokładnego
i ociosów, wymaga bardzo dokładnego
dopasowania stojaka oraz stropnicy.
dopasowania stojaka oraz stropnicy.
W przypadku występowania większych
W przypadku występowania większych
ciśnień w wyrobiskach korytarzowych
ciśnień w wyrobiskach korytarzowych
stosuje się dodatkowe stojaki
stosuje się dodatkowe stojaki
środkowe, czyli tzw.
środkowe, czyli tzw.
pośredniaki.
pośredniaki.
Kaszty
Kaszty
Stos,
Stos,
zwany również
zwany również
kasztem,
kasztem,
stanowi
stanowi
podporę stropu wyrobiska górniczego
podporę stropu wyrobiska górniczego
charakteryzującą się dużą podpornością
charakteryzującą się dużą podpornością
oraz dużą powierzchnią podstawy, dzięki
oraz dużą powierzchnią podstawy, dzięki
której utrzymuje on bez rozparcia stałą
której utrzymuje on bez rozparcia stałą
równowagę w pozycji stojącej. Stosy
równowagę w pozycji stojącej. Stosy
drewniane (klatkowe) wykonywane są
drewniane (klatkowe) wykonywane są
z okrąglaków lub kantówek układanych
z okrąglaków lub kantówek układanych
krzyżowo na sobie po dwie lub więcej na
krzyżowo na sobie po dwie lub więcej na
kształt studni lub klatki. Stos może być
kształt studni lub klatki. Stos może być
pusty
pusty
lub,
lub,
wypełniony kamieniem.
wypełniony kamieniem.
Może
Może
być
być
stały
stały
lub
lub
rozbieralny.
rozbieralny.
Stos drewniany klatkowy
Stos drewniany klatkowy
Obudowa metalowa
Obudowa metalowa
Obudowa metalowa jest obudową
Obudowa metalowa jest obudową
górniczą, której podstawowe
górniczą, której podstawowe
elementy wykonane są z metalu
elementy wykonane są z metalu
(głównie ze stali — obudowa stalowa,
(głównie ze stali — obudowa stalowa,
rzadziej ze stopów metali lekkich).
rzadziej ze stopów metali lekkich).
Ze względu na swe zalety obudowa
Ze względu na swe zalety obudowa
stalowa stanowi obecnie najczęściej
stalowa stanowi obecnie najczęściej
stosowaną obudowę wyrobisk
stosowaną obudowę wyrobisk
korytarzowych i ścian.
korytarzowych i ścian.
Elementy podstawowe obudowy
Elementy podstawowe obudowy
metalowej
metalowej
stanowią:
stanowią:
-
stojaki,
stojaki,
-
stropnice,
stropnice,
-
łuki,
łuki,
-
kotwie.
kotwie.
Stojaki metalowe
Stojaki metalowe
Dzieli się na pojedyncze i rozsuwne.
Dzieli się na pojedyncze i rozsuwne.
Stojaki pojedyncze
Stojaki pojedyncze
(stosowane bardzo rzadko)
(stosowane bardzo rzadko)
wykonywane są zazwyczaj, ze starych szyn
wykonywane są zazwyczaj, ze starych szyn
kolejowych, kopalnianych, profilów dwuteowych lub
kolejowych, kopalnianych, profilów dwuteowych lub
korytkowych przyciętych do odpowiedniej długości.
korytkowych przyciętych do odpowiedniej długości.
Stojaki rozsuwne
Stojaki rozsuwne
są to stojaki złożone z kilku
są to stojaki złożone z kilku
części; można je rozsuwać na określoną długość.
części; można je rozsuwać na określoną długość.
Mogą one być sztywne lub podatne i te ostatnie są
Mogą one być sztywne lub podatne i te ostatnie są
obecnie prawie wyłącznie stosowane.
obecnie prawie wyłącznie stosowane.
Stojaki rozsuwne
Stojaki rozsuwne
podatne
podatne
dzielą się na
dzielą się na
cierne
cierne
i
i
hydrauliczne.
hydrauliczne.
W stojakach ciernych nacisk stropu
W stojakach ciernych nacisk stropu
przejmowany jest przez zamek działający na
przejmowany jest przez zamek działający na
zasadzie tarcia, w stojakach hydraulicznych przez
zasadzie tarcia, w stojakach hydraulicznych przez
ciecz, którą stanowi olej lub emulsja olejowa w
ciecz, którą stanowi olej lub emulsja olejowa w
wodzie.
wodzie.
Istotną cechą stojaków jest ich podporność,
Istotną cechą stojaków jest ich podporność,
czyli zdolność
czyli zdolność
podpierania stropu.
podpierania stropu.
Rozróżnia się podporność:
Rozróżnia się podporność:
wstępną
wstępną
,
,
którą nadaje się stojakowi przez
którą nadaje się stojakowi przez
rozparcie go pod stropnicą,
rozparcie go pod stropnicą,
roboczą
roboczą
,
,
czyli
czyli
nominalną,
nominalną,
którą osiąga
którą osiąga
stojak pod naciskiem stropu po zsunięciu go
stojak pod naciskiem stropu po zsunięciu go
o pewną długość zależną od typu stojaka,
o pewną długość zależną od typu stojaka,
maksymalną
maksymalną
,
,
czyli
czyli
szczytową,
szczytową,
równą
równą
wytrzymałości stojaka na wyboczenie — po
wytrzymałości stojaka na wyboczenie — po
jej przekroczeniu stojak ulega zniszczeniu.
jej przekroczeniu stojak ulega zniszczeniu.
Stojaki cierne
Stojaki cierne
Stojak cierny, podobnie jak każdy stojak rozsuwny,
Stojak cierny, podobnie jak każdy stojak rozsuwny,
złożony jest z trzech zasadniczych części:
złożony jest z trzech zasadniczych części:
rdzennika
rdzennika
,
,
składającego się z rdzenia i głowicy
składającego się z rdzenia i głowicy
przystosowanej do współpracy ze stropnicą o
przystosowanej do współpracy ze stropnicą o
przekroju skrzynkowym, dwuteowym i innym;
przekroju skrzynkowym, dwuteowym i innym;
zależnie od kształtu stropnicy rozróżnia się głowice
zależnie od kształtu stropnicy rozróżnia się głowice
koronkowe do współpracy ze stropnicą o przekroju
koronkowe do współpracy ze stropnicą o przekroju
skrzynkowym, dwuteowym lub stropnicą drewnianą i
skrzynkowym, dwuteowym lub stropnicą drewnianą i
głowice
głowice
widlaste dla stropnic o przekroju szynowym lub
widlaste dla stropnic o przekroju szynowym lub
dwuteowym;
dwuteowym;
spodnika
spodnika
,
,
złożonego z pochwy wykonanej
złożonego z pochwy wykonanej
z kształtownika lub rury i stopy;
z kształtownika lub rury i stopy;
zamka
zamka
.
.
Elementem decydującym o pracy
Elementem decydującym o pracy
i podporności stojaka jest zamek,
i podporności stojaka jest zamek,
służący do zakleszczenia (zaciśnięcia
służący do zakleszczenia (zaciśnięcia
ciernego) stojaka na ustalonej
ciernego) stojaka na ustalonej
wysokości, odpowiadającej wysokości
wysokości, odpowiadającej wysokości
wyrobiska.
wyrobiska.
Podporność stojaka zależy od siły
Podporność stojaka zależy od siły
zakleszczenia zamka i współczynników
zakleszczenia zamka i współczynników
tarcia jego elementów ciernych. Wpływ
tarcia jego elementów ciernych. Wpływ
na pracę stojaka ma również wilgoć
na pracę stojaka ma również wilgoć
i zapylenie oddziałujące na wielkość
i zapylenie oddziałujące na wielkość
współczynnika tarcia.
współczynnika tarcia.
Obudowy złożone z zestawów
Obudowy złożone z zestawów
metalowych zwykłych
metalowych zwykłych
Zestawy zwykłe obudowy metalowej stanowią odrzwia i
Zestawy zwykłe obudowy metalowej stanowią odrzwia i
stosy. Odrzwia stalowe są powszechnie stosowanymi
stosy. Odrzwia stalowe są powszechnie stosowanymi
zestawami obudowy zarówno wyrobisk korytarzowych,
zestawami obudowy zarówno wyrobisk korytarzowych,
jak
jak
i wyrobisk wybierkowych. Ze względu na kształt
i wyrobisk wybierkowych. Ze względu na kształt
użytych
użytych
elementów podstawowych odrzwia dzielą się na:
elementów podstawowych odrzwia dzielą się na:
prostoliniowe
prostoliniowe
(przeważnie prostokątne, rzadziej
(przeważnie prostokątne, rzadziej
trapezowe),
trapezowe),
złożone z elementów prostoliniowych,
złożone z elementów prostoliniowych,
łukowe,
łukowe,
których część przylegająca do stropu
których część przylegająca do stropu
wyrobiska składa się wyłącznie z elementów
wyrobiska składa się wyłącznie z elementów
łukowych (łuków).
łukowych (łuków).
Pod względem współpracy z
Pod względem współpracy z
górotworem rozróżnia się
górotworem rozróżnia się
odrzwia
odrzwia
sztywne
sztywne
i
i
odrzwia podatne
odrzwia podatne
,
,
przy
przy
czym podatność może być uzyskana
czym podatność może być uzyskana
przez zastosowanie podatnych
przez zastosowanie podatnych
stojaków (ciernych, hydraulicznych),
stojaków (ciernych, hydraulicznych),
zastosowanie połączeń podatnych.
zastosowanie połączeń podatnych.
Obudowa metalowa wyrobisk
Obudowa metalowa wyrobisk
korytarzowych
korytarzowych
Obudowę metalową wyrobisk
Obudowę metalową wyrobisk
korytarzowych mogą stanowić odrzwia
korytarzowych mogą stanowić odrzwia
złożone z elementów podstawowych
złożone z elementów podstawowych
prostoliniowych
prostoliniowych
lub
lub
łukowych.
łukowych.
Stawiane są one w polu korytarza w
Stawiane są one w polu korytarza w
płaszczyznach prostopadłych do jego
płaszczyznach prostopadłych do jego
osi w odległościach ustalonych
osi w odległościach ustalonych
w książce obudowy.
w książce obudowy.
Obudowa metalowa odrzwiami
Obudowa metalowa odrzwiami
prostokątnymi
prostokątnymi
Odrzwia prostokątne złożone są ze
Odrzwia prostokątne złożone są ze
stojaków pojedynczych metalowych
stojaków pojedynczych metalowych
i stropnic metalowych zwykłych.
i stropnic metalowych zwykłych.
Obudowa taka jest
Obudowa taka jest
obudową sztywną.
obudową sztywną.
Obudowa odrzwiowa prostokątna
Obudowa odrzwiowa prostokątna
podatna
podatna
złożona jest z dwóch lub
złożona jest z dwóch lub
więcej stojaków podatnych
więcej stojaków podatnych
natychmiastpodporowych
natychmiastpodporowych
i stropnicy metalowej zwykłej. Taką
i stropnicy metalowej zwykłej. Taką
obudowę stanowi obudowa odrzwiami
obudowę stanowi obudowa odrzwiami
złożonymi z dwóch lub trzech
złożonymi z dwóch lub trzech
stojaków Valent i stropnicy wykonanej
stojaków Valent i stropnicy wykonanej
z kształtowników V-25
z kształtowników V-25
Odrzwia obudowy prostej ze
Odrzwia obudowy prostej ze
stropnicą korytkową 2V-25
stropnicą korytkową 2V-25
Stropnica składa się z dwóch kształtowników V-25
nałożonych na siebie i połączonych ze sobą strzemionami,
umieszczonymi
w odległości 300 mm od końców stropnic.
Obudowa metalowa odrzwiami
Obudowa metalowa odrzwiami
łukowymi
łukowymi
Stanowi obudowę powszechnie stosowaną do
Stanowi obudowę powszechnie stosowaną do
obudowy wyrobisk korytarzowych, niekiedy
obudowy wyrobisk korytarzowych, niekiedy
komorowych. Odrzwia mogą być złożone ze
komorowych. Odrzwia mogą być złożone ze
stropnicy łukowej i stojaków prostoliniowych lub
stropnicy łukowej i stojaków prostoliniowych lub
wyłącznie z elementów łukowych. Najczęściej
wyłącznie z elementów łukowych. Najczęściej
stosuje się odrzwia złożone z trzech elementów
stosuje się odrzwia złożone z trzech elementów
łukowych, łuku stropnicowego i dwóch łuków
łukowych, łuku stropnicowego i dwóch łuków
ociosowych
ociosowych
Zależnie od rodzaju połączeń rozróżnia się
Zależnie od rodzaju połączeń rozróżnia się
odrzwia łukowe:
odrzwia łukowe:
sztywne,
sztywne,
podatne.
podatne.
Odrzwia łukowe sztywne
Odrzwia łukowe sztywne
Stosowane
Stosowane
obecnie w polskim górnictwie odrzwia
obecnie w polskim górnictwie odrzwia
łukowe sztywne ŁS-G110 i ŁS-G140
łukowe sztywne ŁS-G110 i ŁS-G140
składają się z trzech elementów łukowych
składają się z trzech elementów łukowych
(dwuteownik G-110 lub G-140) oraz
(dwuteownik G-110 lub G-140) oraz
hakowych połączeń (zamków). Zamki
hakowych połączeń (zamków). Zamki
mogą być proste lub łukowe.
mogą być proste lub łukowe.
Odrzwia łukowe podatne
Odrzwia łukowe podatne
Odrzwia łukowe podatne, stosowanej
Odrzwia łukowe podatne, stosowanej
powszechnie w kraju konstrukcji ŁP,
powszechnie w kraju konstrukcji ŁP,
złożone są z nastepujących
złożone są z nastepujących
elementów:
elementów:
dwóch łuków ociosowych
dwóch łuków ociosowych
1,
1,
łuku stropnicowego
łuku stropnicowego
2,
2,
strzemion (zamków) łączących łuki
strzemion (zamków) łączących łuki
ociosowe z łukiem stropnicowym
ociosowe z łukiem stropnicowym
3.
3.
Odrzwia obudowy ŁP
Odrzwia obudowy ŁP
W skład obudowy łukami podatnymi
W skład obudowy łukami podatnymi
wchodzą również okładziny, rozpory,
wchodzą również okładziny, rozpory,
a w razie potrzeby płyty spągowe
a w razie potrzeby płyty spągowe
(przy miękkich spągach).
(przy miękkich spągach).
Zestawy obudowy
Zestawy obudowy
zmechanizowanej
zmechanizowanej
Zestawem zmechanizowanym nazywa się
Zestawem zmechanizowanym nazywa się
zestaw obudowy górniczej, w którym
zestaw obudowy górniczej, w którym
czynności podpierania, luzowania i
czynności podpierania, luzowania i
przesuwania lub kroczenia w procesie
przesuwania lub kroczenia w procesie
zabezpieczenia wyrobiska górniczego
zabezpieczenia wyrobiska górniczego
wykonywane są za pomocą napędu
wykonywane są za pomocą napędu
mechanicznego lub hydraulicznego. Duża
mechanicznego lub hydraulicznego. Duża
podporność i łatwość przemieszczania się
podporność i łatwość przemieszczania się
w wyrobisku w miarę postępu przodku
w wyrobisku w miarę postępu przodku
zdecydowały, że są one obecnie
zdecydowały, że są one obecnie
najchętniej stosowaną obudową ścian i to
najchętniej stosowaną obudową ścian i to
zarówno zawałowych, jak i podsadzkowych.
zarówno zawałowych, jak i podsadzkowych.
Ze względu na konstrukcję można
Ze względu na konstrukcję można
je ogólnie podzielić na:
je ogólnie podzielić na:
obudowy podporowe,
obudowy podporowe,
w których stropnice
w których stropnice
i spągnice rozparte są stojakami
i spągnice rozparte są stojakami
hydraulicznymi na podobieństwo kasztu,
hydraulicznymi na podobieństwo kasztu,
obudowy osłonowe,
obudowy osłonowe,
a raczej podporowo-
a raczej podporowo-
osłonowe, w których układ dwóch stropnic
osłonowe, w których układ dwóch stropnic
osłonowej i podtrzymującej strop
osłonowej i podtrzymującej strop
zabezpiecza wyrobisko ścianowe od
zabezpiecza wyrobisko ścianowe od
przestrzeni zawałowej.
przestrzeni zawałowej.
Obudowa podporowa
Obudowa podporowa
Składa się ona z zespołu stojaków hydraulicznych
Składa się ona z zespołu stojaków hydraulicznych
rozpierających stropnice i spągnice, przesuwników
rozpierających stropnice i spągnice, przesuwników
hydraulicznych umożliwiających przesuwanie
hydraulicznych umożliwiających przesuwanie
zespołu stojaków (kasztów) i przenośnika
zespołu stojaków (kasztów) i przenośnika
ścianowego do ociosu. Układ hydrauliczny
ścianowego do ociosu. Układ hydrauliczny
przystosowany jest do sterowania ręcznego i
przystosowany jest do sterowania ręcznego i
automatycznego. Umożliwia on luzowanie kasztu
automatycznego. Umożliwia on luzowanie kasztu
przed jego przesunięciem, przesuwanie
przed jego przesunięciem, przesuwanie
zluzowanego (z obniżoną stropnicą) kasztu, a
zluzowanego (z obniżoną stropnicą) kasztu, a
następnie jego rozparcie i przesuwanie
następnie jego rozparcie i przesuwanie
przenośnika.
przenośnika.
Obudowy podporowe budowane są obecnie o
Obudowy podporowe budowane są obecnie o
konstrukcjach dostosowanych do eksploatacji
konstrukcjach dostosowanych do eksploatacji
ścianowej z podsadzką hydrauliczną.
ścianowej z podsadzką hydrauliczną.
Obudowa osłonowa
Obudowa osłonowa
Jej cechą zasadniczą jest osłona wyrobiska
Jej cechą zasadniczą jest osłona wyrobiska
ścianowego od strony zawału. Uzyskuje się to
ścianowego od strony zawału. Uzyskuje się to
przez wprowadzenie stropnicy osłonowej
przez wprowadzenie stropnicy osłonowej
połączonej ze spągnicą z jednej strony
połączonej ze spągnicą z jednej strony
i stropnicą podtrzymującą strop z drugiej strony
i stropnicą podtrzymującą strop z drugiej strony
oraz rozpartej do spągnicy podporą (stojakiem
oraz rozpartej do spągnicy podporą (stojakiem
hydraulicznym). Wysuw stojaka hydraulicznego
hydraulicznym). Wysuw stojaka hydraulicznego
pozwala na dostosowanie obudowy do
pozwala na dostosowanie obudowy do
zmiennych warunków, które mogą wystąpić
zmiennych warunków, które mogą wystąpić
w czasie eksploatacji obudowy w wyrobisku
w czasie eksploatacji obudowy w wyrobisku
ścianowym i po przeniesieniu obudowy do
ścianowym i po przeniesieniu obudowy do
innego pokładu.
innego pokładu.
Obudowy osłonowe podpierają małą szerokość stropu. Linia zawału
Obudowy osłonowe podpierają małą szerokość stropu. Linia zawału
stropu znajduje się w odległości 1,2 do 2,0 m od czoła ściany,
stropu znajduje się w odległości 1,2 do 2,0 m od czoła ściany,
podczas
podczas
gdy przy obudowach podporowych wynosi do 4 m.
gdy przy obudowach podporowych wynosi do 4 m.
Do podstawowych
Do podstawowych
zalet
zalet
obudów osłonowych należy zaliczyć:
obudów osłonowych należy zaliczyć:
uzyskiwanie dużych sił podpornościowych bezpośrednio przy
uzyskiwanie dużych sił podpornościowych bezpośrednio przy
czole ściany przy jednoczesnej dużej stabilności sekcji obudowy,
czole ściany przy jednoczesnej dużej stabilności sekcji obudowy,
całkowitą izolację wyrobiska ścianowego od przestrzeni zawałowej
całkowitą izolację wyrobiska ścianowego od przestrzeni zawałowej
oraz od przedostawania się do niego opadających skał ze
oraz od przedostawania się do niego opadających skał ze
stropu, w tym także bardzo drobnych brył oraz pyłu,
stropu, w tym także bardzo drobnych brył oraz pyłu,
przez zastosowanie mechanizmu lemniskatowego prawie
przez zastosowanie mechanizmu lemniskatowego prawie
równoległe do pionu czoła ściany przesuwanie się w pionie
równoległe do pionu czoła ściany przesuwanie się w pionie
stropnicy podtrzymującej,
stropnicy podtrzymującej,
ograniczenie do minimum otwartej przestrzeni w ścianie, przy
ograniczenie do minimum otwartej przestrzeni w ścianie, przy
jej optymalnym przekroju określonym przepływem powietrza,
jej optymalnym przekroju określonym przepływem powietrza,
możliwość stosowania ich przy urabianiu kombajnami i strugami,
możliwość stosowania ich przy urabianiu kombajnami i strugami,
uniezależnienie pracy obudowy od przenośnika zgrzebłowego
uniezależnienie pracy obudowy od przenośnika zgrzebłowego
ścianowego,
ścianowego,
bezpieczną i wolną od przeszkód drogę przejścia dla obsługi,
bezpieczną i wolną od przeszkód drogę przejścia dla obsługi,
a także dogodny tor jazdy dla maszyn urabiających.
a także dogodny tor jazdy dla maszyn urabiających.
Obudowa kamienna
Obudowa kamienna
Obudowa kamienna stosowana jest jako obudowa
Obudowa kamienna stosowana jest jako obudowa
wyrobisk korytarzowych udostępniających, a więc
wyrobisk korytarzowych udostępniających, a więc
przekopów, przecznic, niektórych wyrobisk
przekopów, przecznic, niektórych wyrobisk
przygotowawczych o długim okresie użytkowania
przygotowawczych o długim okresie użytkowania
oraz komór pełniących zadania usługowe dla całości
oraz komór pełniących zadania usługowe dla całości
kopalni lub poziomu. Stosowanie jej jest celowe w
kopalni lub poziomu. Stosowanie jej jest celowe w
górotworze,
górotworze,
w którym przewiduje się obciążenia statyczne.
w którym przewiduje się obciążenia statyczne.
Obudowa kamienna jest obudową sztywną. Można ją
Obudowa kamienna jest obudową sztywną. Można ją
częściowo upodatnić przez stosowanie wkładek
częściowo upodatnić przez stosowanie wkładek
upodatniających (z twardego drewna) lub wykonanie
upodatniających (z twardego drewna) lub wykonanie
podsadzki z drobnego kamienia (poduszki skalnej)
podsadzki z drobnego kamienia (poduszki skalnej)
między nią a górotworem.
między nią a górotworem.
Obudowa kamienna
Obudowa kamienna
Zalety
Zalety
jej to duża wytrzymałość na
jej to duża wytrzymałość na
obciążenia statyczne, trwałość,
obciążenia statyczne, trwałość,
niepalność i odporność na czynniki
niepalność i odporność na czynniki
atmosferyczne.
atmosferyczne.
Wady
Wady
to konieczność wykonywania
to konieczność wykonywania
dużego wyłomu skalnego, mała
dużego wyłomu skalnego, mała
odporność na ciśnienia dynamiczne,
odporność na ciśnienia dynamiczne,
duży koszt wykonania i trudności
duży koszt wykonania i trudności
przy wykonywaniu przebudów.
przy wykonywaniu przebudów.
Obudowę kamienną wykonuje się obecnie
Obudowę kamienną wykonuje się obecnie
wyłącznie z kamienia sztucznego, a więc
wyłącznie z kamienia sztucznego, a więc
cegły, betonitów, betonu i żelbetu. Ze
cegły, betonitów, betonu i żelbetu. Ze
względu na dużą wytrzymałość tych
względu na dużą wytrzymałość tych
materiałów na ściskanie, a małą na roz
materiałów na ściskanie, a małą na roz
ciąganie, obudowie tej nadaje się kształt
ciąganie, obudowie tej nadaje się kształt
dostosowany do przejmowania naprężeń
dostosowany do przejmowania naprężeń
ściskających. Dlatego też zasadniczą cechą
ściskających. Dlatego też zasadniczą cechą
kształtu tych obudów jest sklepienie i stąd
kształtu tych obudów jest sklepienie i stąd
obudowy kamienne zalicza się do obudów
obudowy kamienne zalicza się do obudów
sklepieniowych, a więc takich, które nad
sklepieniowych, a więc takich, które nad
wyrobiskiem korytarzowym lub komorowym
wyrobiskiem korytarzowym lub komorowym
tworzą zwarte, trwałe sklepienie.
tworzą zwarte, trwałe sklepienie.
Najczęściej stosowane kształty
Najczęściej stosowane kształty
obudowy kamiennej
obudowy kamiennej
Obudowa murowa
Obudowa murowa
Powstaje ona przez odpowiednie
Powstaje ona przez odpowiednie
ułożenie
ułożenie
i połączenie ze sobą cegły lub
i połączenie ze sobą cegły lub
betonitów. Składniki jej stanowią
betonitów. Składniki jej stanowią
cegła lub betonity
cegła lub betonity
i zaprawa cementowa. Można w niej
i zaprawa cementowa. Można w niej
wyróżnić
wyróżnić
fundament, mury ociosowe,
fundament, mury ociosowe,
wezgłowie sklepienia
wezgłowie sklepienia
i
i
sklepienie.
sklepienie.
Etapy wznoszenia obudowy
Etapy wznoszenia obudowy
murowej
murowej
Obudowę murową wykonuje się
Obudowę murową wykonuje się
w wydrążonym i zabezpieczonym
w wydrążonym i zabezpieczonym
obudową tymczasową wyrobisku w
obudową tymczasową wyrobisku w
odległości 10 do 15 m od czoła
odległości 10 do 15 m od czoła
przodku.
przodku.
Schemat wykonania
Schemat wykonania
obudowy
obudowy
żelbetowej wyrobiska
żelbetowej wyrobiska
korytarzowego
korytarzowego
Ścianki ociosowe:
Ścianki ociosowe:
1 — fundament,
1 — fundament,
2
2
— pręty,
— pręty,
3
3
— stojak,
— stojak,
4
4
i
i
6
6
— beleczki
— beleczki
drewniane,
drewniane,
5 — krążyny
5 — krążyny
Obudowa mieszana
Obudowa mieszana
Obudowa mieszana jest to obudowa górnicza, której
Obudowa mieszana jest to obudowa górnicza, której
elementy wykonane są z różnego rodzaju tworzywa
elementy wykonane są z różnego rodzaju tworzywa
(np.
(np.
stojaki drewniane a stropnice metalowe).
stojaki drewniane a stropnice metalowe).
W wyrobiskach korytarzowych stosuje się:
W wyrobiskach korytarzowych stosuje się:
obudowę stalowo-drewnianą,
obudowę stalowo-drewnianą,
obudowę stalowo-murową (również w wyrobiskach
obudowę stalowo-murową (również w wyrobiskach
komorowych).
komorowych).
W wyrobiskach eksploatacyjnych (w ścianach
W wyrobiskach eksploatacyjnych (w ścianach
wybieranych
wybieranych
z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej) stosuje się
z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej) stosuje się
obudowę stalowo-drewnianą.
obudowę stalowo-drewnianą.
Obudowę stalowo-drewnianą
Obudowę stalowo-drewnianą
w
w
wyrobiskach korytarzowych stanowią
wyrobiskach korytarzowych stanowią
odrzwia proste złożone ze stojaków
odrzwia proste złożone ze stojaków
drewnianych i stropnic stalowych.
drewnianych i stropnic stalowych.
Stropnice wykonuje się z szyn lub
Stropnice wykonuje się z szyn lub
dźwigarów o profilach dwuteowych,
dźwigarów o profilach dwuteowych,
rzadziej korytkowych.
rzadziej korytkowych.
Obudowa kotwiowa
Obudowa kotwiowa
Obudowa kotwiowa zabezpiecza
Obudowa kotwiowa zabezpiecza
wyrobisko górnicze za pomocą
wyrobisko górnicze za pomocą
kotwi. Zabezpieczenie to polega na
kotwi. Zabezpieczenie to polega na
wzmocnieniu górotworu wokół
wzmocnieniu górotworu wokół
wyrobiska.
wyrobiska.
Kotwiami można:
Kotwiami można:
przypiąć skały znajdujące się
przypiąć skały znajdujące się
wewnątrz naturalnego sklepienia
wewnątrz naturalnego sklepienia
ciśnień do skał położonych poza jego
ciśnień do skał położonych poza jego
zasięgiem,
zasięgiem,
spiąć warstwy leżące w zasięgu
spiąć warstwy leżące w zasięgu
kotwi,
kotwi,
zwiększyć spoistość skał, zwłaszcza
zwiększyć spoistość skał, zwłaszcza
w strefach silnie spękanych.
w strefach silnie spękanych.
Celem kotwienia stropu jest także wzmocnienie
Celem kotwienia stropu jest także wzmocnienie
skał stropowych tak, aby wytrzymałość ich po
skał stropowych tak, aby wytrzymałość ich po
wzmocnieniu wystarczyła do przejęcia naprężeń
wzmocnieniu wystarczyła do przejęcia naprężeń
występujących w stropie, a tym samym do
występujących w stropie, a tym samym do
samoutrzymania wyrobiska.
samoutrzymania wyrobiska.
Podstawowym elementem obudowy kotwiowej
Podstawowym elementem obudowy kotwiowej
są
są
kotwie. Ze względu na zasadę pracy można je
kotwie. Ze względu na zasadę pracy można je
podzielić na:
podzielić na:
kotwie o utwierdzeniu punktowym
kotwie o utwierdzeniu punktowym
(klinowe,
(klinowe,
ekspansywne, wklejane o umocowaniu
ekspansywne, wklejane o umocowaniu
odcinkowym),
odcinkowym),
kotwie o utwierdzeniu ciągłym
kotwie o utwierdzeniu ciągłym
(żelbetowe,
(żelbetowe,
wklejane na całej długości).
wklejane na całej długości).
Obudowa kotwiowo-podporowa
Obudowa kotwiowo-podporowa
Obudowa kotwiowo-podporowa składa się
Obudowa kotwiowo-podporowa składa się
z kotwi, opinki oraz odrzwi łukowych lub
z kotwi, opinki oraz odrzwi łukowych lub
prostokątnych. Może być wykonana jako:
prostokątnych. Może być wykonana jako:
obudowa kotwiowo-odrzwiowa,
obudowa kotwiowo-odrzwiowa,
w której
w której
odrzwia podpierają skotwiony górotwór,
odrzwia podpierają skotwiony górotwór,
obudowa odrzwiowa przykotwiona
obudowa odrzwiowa przykotwiona
, w
, w
której odrzwia przykotwione są do
której odrzwia przykotwione są do
górotworu, przez co poprawiają się
górotworu, przez co poprawiają się
warunki pracy obudowy odrzwiowej, a tym
warunki pracy obudowy odrzwiowej, a tym
samym wzrasta jej nośność.
samym wzrasta jej nośność.
Obudowa kotwiowo-odrzwiowa
Obudowa kotwiowo-odrzwiowa
Obudowa natryskowa
Obudowa natryskowa
Obudowa natryskowa stanowi obudowę górniczą
Obudowa natryskowa stanowi obudowę górniczą
wykonaną z warstwy betonu nałożonego przez
wykonaną z warstwy betonu nałożonego przez
natryskiwanie na strop
natryskiwanie na strop
i ociosy w celu ich umocnienia lub uszczelnienia
i ociosy w celu ich umocnienia lub uszczelnienia
Obudowa betonem natryskowym stanowi
Obudowa betonem natryskowym stanowi
obudowę sztywną przystosowaną do
obudowę sztywną przystosowaną do
przenoszenia obciążeń statycznych. Dobrze
przenoszenia obciążeń statycznych. Dobrze
nałożony beton natryskowy ochrania górotwór
nałożony beton natryskowy ochrania górotwór
przed odspajaniem się odłamków, zapobiega
przed odspajaniem się odłamków, zapobiega
wietrzeniu i zmniejsza tarcie na płaszczyznach
wietrzeniu i zmniejsza tarcie na płaszczyznach
poślizgu
poślizgu
Obudowa wyrobisk górniczych, w skład której
Obudowa wyrobisk górniczych, w skład której
wchodzi beton natryskowy jako element
wchodzi beton natryskowy jako element
konstrukcji, wyróżnia się wieloma pozytywnymi
konstrukcji, wyróżnia się wieloma pozytywnymi
cechami, a mianowicie:
cechami, a mianowicie:
dużą podpornością, która wraz ze
dużą podpornością, która wraz ze
starzeniem betonu się zwiększa,
starzeniem betonu się zwiększa,
dużą trwałością wynikającą z odporności na
dużą trwałością wynikającą z odporności na
korozję i temperaturę,
korozję i temperaturę,
znaczną wodoszczelnością — większą od
znaczną wodoszczelnością — większą od
betonów zwykłych,
betonów zwykłych,
mniejszymi oporami wentylacyjnymi.
mniejszymi oporami wentylacyjnymi.
Obudowa natryskowa
Obudowa natryskowa