Turek 12

EKSPLOATACJA PODZIEMNA
POKAADÓW WGLA KAMIENNEGO
WSPÓACZESNE WYZWANIA. Część 12
dr hab. inż. MARIAN TUREK, prof. Politechniki Śląskiej
Główny Instytut Górnictwa, Katowice
Wybieranie pokładów węgla systemami krótkofrontowymi
Artykuł opiniował dr hab. inż. Piotr Czaja, prof. Akademii Górniczo-Hutniczej
1. Wstęp W systemach ubierkowo-zabierkowych, eksploatowa-
ną partię pokładu węgla urabia się pasami po rozciągłości
Rozpatrując strukturę podziemnej kopalni węgla ka- [2]. I tak:
miennego, należy mieć na uwadze, że sposób wybierania
jest tym jej składnikiem, który można w sposób natural- " przy nachyleniu do 45� jest urabiany ocios, a stropni-
ny zmieniać. Zmiany te, w niektórych okresach bardzo cami zabudowuje się strop tzw. system jankowicki,
dynamiczne, prowadziły do ewolucyjnych modyfikacji, " przy nachyleniu powyżej 45� jest urabiany strop,
najczęściej systemów eksploatacji. Bardzo istotną okolicz- a stropnicami zabudowuje się ocios, będący wtedy
nością tych zmian była produktywność poszczególnych stropem wyrobiska tzw. system miechowicki.
rozwiązań.
Czynnikiem kluczowym wymiarów i kształtu wyro- Schematyczny przekrój przez przodek w systemach
bisk eksploatacyjnych jest możliwość utrzymania odpo- jankowickim i miechowickim przedstawiono na rysun-
wiednich parametrów wyrobisk, ze względu na stateczność kach 1 i 2.
górotworu. Dochodzą do tego jeszcze inne uwarunko-
wania, do których niewątpliwie należy minimalizacja System jankowicki, stosowany dawniej w pokładach
kosztów wydobycia, a przede wszystkim zapewnienie o grubości 2�3 m, przy nachyleniu podłużnym do 45�,
bezpieczeństwa pracy i prowadzenia ruchu. jest przykładem systemu ubierkowo-zabierkowego. Ro-
Powszechne stosowanie w górnictwie węgla kamien- boty przygotowawcze polegały na wykonaniu chodników
nego systemów ścianowych nie wyklucza stosowania transportowego i wentylacyjnego, oddalonych od siebie
innych rozwiązań, które są sprawdzone w praktyce górni- o około 300 m. Chodniki były połączone pochylniami
czej i po modyfikacjach mogą być wykorzystywane. Stąd, prowadzonymi w odstępach 60�80 m.
za celowe należy uznać zwięzłe prezentacje dotyczące Z jednej pochylni transportowej prowadzono dwu-
wybierania systemami krótkofrontowymi. stronnie dwie zabierki, z wyprzedzeniem około 15 m,
przy czym w czasie wybierania jednej zabierki druga była
2. Systemy pośrednie ubierkowo-zabierkowe podsadzana. Zabierki prowadzono z pochylni wentylacyj-
nych ku pochylni transportowej lub w jednym kierunku,
Systemy eksploatacji pośrednie, ze względu na sposób wynikającym z usytuowania kierunków łupliwości.
urabiania, mają charakter systemów zabierkowych, nato-
miast ze względu na sposób likwidacji zrobów charakter W każdej zabierce wykonywano dwa włomy, z których
systemów ubierkowych. Często różne odmiany systemów jeden rozpoczynał się bezpośrednio przy pochylni, a drugi
pośrednich były stosowane w kopalniach do eksploatacji w środku, między pochylnią transportową i wentylacyjną
złóż lub ich części, zalegających w specyficznych warun- lub obydwa rozpoczynały się przy pochylniach i były
kach i dlatego nosiły one nazwy kopalń, w których były prowadzone na wprost siebie. Caliznę urabiano materia-
stosowane. łami wybuchowymi. Zabierki zabudowywano obudową
drewnianą. Do podsadzania stawiano, podobnie jak
w systemie ścianowym poprzecznym, tamy boczne koło
pochylni, a w pokładach mniej nachylonych również tamy
czołowe wzdłuż całego frontu (w pokładach o nachyleniu
Adres do korespondencji:
e-mail: mturek@gig.eu około 30� lub więcej, tama czołowa nie była potrzebna).
190 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Rys. 1. System jankowicki
Rys. 2. System miechowicki
Podsadzanie prowadzono co 6 m. Zaletami tego systemu 3. Systemy zabierkowe
eksploatacji były:
Systemy eksploatacji krótkofrontowe zabierkowe,
" mniejszy zakres koniecznych do wykonania robót dawniej powszechnie stosowane do wybierania pokładów
przygotowawczych, o znacznej grubości, obecnie (podobnie jak systemy ubier-
" bardzo małe straty eksploatacyjne, wynoszące tylko kowe) mogą być sporadycznie stosowane do wybierania
około 3�4 %, partii pokładów resztkowych, nieregularnie zalegających
" szybki (znaczny) postęp frontu wybierania. lub gęsto poprzecinanych starymi wyrobiskami.
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 191
W tym systemie pole eksploatacyjne jest rozcinane prowadzonej po rozciągłości pokładu, gdy jego nachylenie
wyrobiskami chodnikowymi filarowymi na wąskie filary. przekracza 8�, jej górny ocios musi być zabezpieczony
Do wyrobisk tych zaliczamy: chodniki, dowierzchnie przed samoistnym obrywaniem się skał. Ze względu
i upadowe. na sposób kierowania stropem, rozróżniamy zabierki
Każdy taki filar jest wybierany zabierkami, jedno- z zawałem stropu lub z podsadzką hydrauliczną.
skrzydłowo lub dwuskrzydłowo. Długość zabierek zawa-
łowych wynosi najczęściej 15�30 m, a podsadzkowych 3.1. Wybieranie zabierkami z zawałem stropu
15�40 m [6].
W systemie podłużnym filarowo-zabierkowym z za-
Obecnie obowiązujące przepisy wymagają, aby [7]: wałem stropu (tzw. śląskim ), poprzez wydrążenie co
100�150 m podwójnych pochylni (oddalonych od siebie
" wysokość zabierki nie była większa niż 4 m, o około 10�20 m i połączonych ze sobą przecinkami),
" szerokość zabierki nie była większa niż 6 m, z których jedna pełni funkcje transportowo-odstawcze,
" szerokość tzw. nogi pozostawianej między zabierkami a druga wentylacyjne, pole wybierkowe dzieli się na tzw.
nie była większa niż 4 m. pola pochylniane. Następnie, między poszczególnymi pa-
rami pochylni, drąży się po rozciągłości pokładu chodniki
Rozróżniamy następujące podstawowe systemy za- wybierkowe (filarowe), które dzielą pole pochylniane na
bierkowe: filary. Schemat systemu filarowo-zabierkowego podłuż-
nego z zawałem stropu przestawiono na rysunku 4.
" filarowy (filarowo-zabierkowy),
" długich zabierek, W zależności od tego, czy przodki zabierkowe są
" komorowy (obecnie w polskim górnictwie węgla zgrupowane tylko z jednej strony pochylni, czy z dwóch,
kamiennego niestosowany, a spotykany w kopalniach mówimy o systemie filarowo-zabierkowym jednoskrzyd-
rud miedzi). łowym lub dwuskrzydłowym (w systemie dwuskrzydło-
wym liczba pochylni koniecznych do wydrążenia jest
Kierunek wybierania zabierek może być poprzeczny o połowę mniejsza). Wybór systemu zależy od wymiarów
lub podłużny. I tak: i warunków zalegania eksploatowanej parceli oraz od wiel-
kości zagrożenia tąpaniami. Schemat systemu filarowo-
" przy wybieraniu podłużnym kierunek przemieszczania zabierkowego podłużnego z zawałem jednoskrzydłowego
się frontu eksploatacyjnego przebiega po rozciągłości i dwuskrzydłowego przestawiono na rysunku 5.
pokładu, a przodki zabierkowe przesuwają się prosto-
padle do frontu, Prowadzenie zabierki z zawałem stropu rozpoczyna
" przy wybieraniu poprzecznym kierunek przemieszcza- się najczęściej z chodnika lub dowierzchni filarowej pełną
nia się frontu eksploatacyjnego przebiega równolegle szerokością (zwykle 5�6 m). Jeśli wysokość chodnika
do nachylenia pokładu, a przodki zabierkowe przesu- jest mniejsza od wysokości przyszłej zabierki, wtedy jej
wają się po rozciągłości pokładu. Schematy systemu wybieranie należy rozpocząć od wykonania w wyrobisku
filarowo-zabierkowego podłużnego i poprzecznego chodnikowym wdzierki na całą grubość pokładu (pierwszą
przedstawiono na rysunku 3. zabierkę zakłada się zazwyczaj bez wdzierki). Jeśli strop
w wyrobisku jest dobry, wdzierkę wykonuje się od razu
Przy nachyleniu do 20�, zabierki mogą być prowadzo- na całej szerokości przyszłej zabierki i buduje się odrzwia
ne po wzniosie, po upadzie oraz po rozciągłości. Przy na- równoległe do osi chodnika i czoła zabierki. Jeśli warunki
chyleniu przekraczającym 20�, zabierki można prowadzić stropowe na to nie pozwalają, wtedy na krótkim odcinku
tylko po upadzie lub po rozciągłości. Ponadto, w zabierce (nie więcej niż 4 m) poszerza się wyrobisko chodnikowe
a) b)
Rys. 3. System filarowo-zabierkowy podłużny i poprzeczny
a system zabierkowy podłużny, b system zabierkowy poprzeczny
192 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Rys. 4. System filarowo-zabierkowy podłużny z zawałem stropu
a) b)
Rys. 5. System jednoskrzydłowy i dwuskrzydłowy filarowo-zabierkowy
podłużny z zawałem stropu
a jednoskrzydłowy b dwuskrzydłowy
w stronę przyszłej zabierki, na tym odcinku wykonuje się od wysokości zabierki, zwięzłości pokładu, ciśnienia, ra-
wdzierkę i buduje odrzwia prostopadle do osi chodnika, bowalności stropu oraz stosowanej obudowy i najczęściej
a następnie wdzierkę rozszerza się na całą szerokość wynosi 3�4 m. Jeżeli zawał jest pełny, można prowadzić
zabierki [6]. zabierkę bezpośrednio przy zrobach [6].
Dawniej, obudowę zabierki stanowiły odrzwia drew-
Przy eksploatacji z zawałem pozaginana linia frontu niane, stawiane równolegle do czoła zabierki. Jako stropnic
oraz niewielkie wymiary poszczególnych zabierek powo- używano tzw. filarówek (cienkie drewno o średnicy
dują, że pełny zawał stropu następuje dopiero po wybraniu 7�12 cm), podpartych trzema lub czterema stojakami.
kilku kolejnych zabierek. Wtedy od strony zrobów należy
pozostawiać podpory węglowe, tzw. nogi, zabezpiecza- Obecnie, przy ewentualnym zastosowaniu tego syste-
jące nowo rozpoczynaną zabierkę. Nogą nazywamy pas mu eksploatacji do wybrania resztkowej partii pokładu,
calizny węglowej pozostawiany czasowo lub na stałe jako obudowa byłyby raczej stosowane stropnice stalowo-
między wyrobiskami zabierkowymi. Grubość nogi zależy członowe podbudowane stojakami stalowymi. Obudowę
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 193
tymczasową stanowią stropnice podwieszone na podcią-
gach i ewentualnie krzyże oraz rozpory. Odległość między
odrzwiami wynosi zwykle 0,8�1,0 m.
Zabierkę prowadzi się z chodnika wybierkowego na
całą zadaną długość, aż do przebicia do zrobów. Przebicia
nie wykonuje się na całej szerokości zabierki, a jedynie
na wąskim odcinku zwanym oknem . Po przebiciu okna,
w kierunku z góry w dół, wybiera się pozostawioną nogę,
wzmacniając przy tym strop stropnicami zabudowanymi
równolegle do nogi. W zależności od tego, na co pozwalają
wielkość ciśnienia eksploatacyjnego i warunki stropowe,
z nogi pozostawia się tylko wąskie pasy poprzebijane
oknami albo znaczne niewybrane części do podtrzymania
opadającego stropu. Schemat zabierki prowadzonej na
zawał z nogą przedstawiono na rysunku 6.
W systemie poprzecznym filarowo-zabierkowym
z zawałem stropu, pokład rozcina się pochylniami
transportowo-wentylacyjnymi, drążonymi po wzniosie
z chodnika podstawowego (głównego) i dzielącymi partię
pokładu na pola. Do rozdzielenia funkcji transportowych,
dojściowych i wentylacyjnych, często drąży się chodniki
podstawowe p o d w ó j n e, połączone przecinkami co
40�50 m.
Następnie wykonuje się chodnik rozdzielczy, dzielący
partię pokładu na dwa śródpiętra, a z niego co 10�20 m
pochylnie wybierkowe (dowierzchnie), dzielące poszcze-
Rys. 6. Zabierka z zawałem stropu z nogą
gólne pola na filary. Zabierki mogą być prowadzone
w jedną stronę jednoskrzydłowo lub w dwie strony
dwuskrzydłowo, przy czym w systemie dwuskrzyd-
łowym liczba pochylni transportowo-wentylacyjnych
Wybieranie zabierki (najczęściej o maksymalnie
jest o połowę mniejsza. Schemat systemu filarowo-za- dopuszczalnej szerokości około 6 m) rozpoczyna się od
bierkowego poprzecznego z zawałem przedstawiono na
górnych odcinków dowierzchni, podobnie jak w systemie
rysunku 7.
podłużnym na całą szerokość lub wykonaniem wdzierki.
Rys. 7. System filarowo-zabierkowy poprzeczny z zawałem stropu
194 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Po wybraniu węgla i wywołaniu zawału stropu w przy- z podsadzką hydrauliczną. W porównaniu do wybierania
najmniej dwóch zabierkach rozpoczętych z pierwszej do- z zawałem stropu, zaletą jego stosowania są mniejsze za-
wierzchni wybierkowej, rozpoczyna się pierwszą zabierkę zwyczaj straty eksploatacyjne wybieranej partii złoża.
przy następnej dowierzchni. Szereg kolejno wybieranych W systemie podłużnym filarowo-zabierkowym
zabierek tworzy linię schodową, a kolejność i postęp ich z podsadzką hydrauliczną, pokład rozcina się pojedyn-
wybierania muszą powodować jak najbardziej prostoli- czymi lub podwójnymi dowierzchniami, prowadzonymi
niowe przebieganie zawału. co około 100 m z pojedynczego lub podwójnego chod-
Urabianie w zabierkach jest prowadzone za pomocą nika podstawowego (głównego). Wyrobiska są drążone
materiałów wybuchowych (MW), ładowanie na ogół p o d w ó j n i e w celu rozdzielenia funkcji transporto-
wykonuje się ręcznie, z wykorzystaniem w maksymalnym wych, dojściowych, podsadzkowych i wentylacyjnych,
stopniu samozaładowania, zwłaszcza przy wybieraniu przy czym chodniki podstawowe co 40�50 m są połą-
nogi. Jeżeli pozwalają na to warunki, można stosować czone przecinkami.
także ładowarki typu chodnikowego (np. bocznie wysy- Z dowierzchni, co 15�40 m (w zależności od długości
pujące). Do odstawy urobku z zabierki używa się wozów, zabierki), drąży się chodniki wybierkowe (filarowe, odbu-
do których urobek jest ładowany ręcznie lub lekkich dowy). Najczęściej chodniki są drążone lekko przekątnie
przenośników zgrzebłowych, ułożonych zazwyczaj w osi do rozciągłości pokładu, bo łatwiejsze jest wtedy odpro-
zabierki. wadzanie wody podsadzkowej.
Po zakończeniu wybierania i po wytransportowaniu Wybieranie zabierek rozpoczyna się od najniższego
urządzeń, przystępuje się do rabowania obudowy, które chodnika wybierkowego i może one być prowadzone
prowadzi się od końca zabierki. Po wyrabowaniu obudowy w jedną stronę jednoskrzydłowo albo w dwie strony
strop zawala się samoistnie, a gdy stwarza to problemy, dwuskrzydłowo. W układzie dwuskrzydłowym odległość
zawał jest wywoływany robotami strzałowymi. Po zara- między dowierzchniami jest większa i wynosi 120�200 m,
bowaniu zabierki wykonuje się jej zawarcie, czyli odgro- a w połowie odległości między nimi drąży się pochylnię
dzenie rzędem organów od czynnych wyrobisk [6]. odstawczą (może ona być wykonywana w trakcie pro-
wadzenia eksploatacji, w miarę postępu robót). Schemat
3.2. Wybieranie zabierkami systemu podłużnego filarowo-zabierkowego z podsadzką
z podsadzką hydrauliczną hydrauliczną przedstawiono na rysunku 8.
Jeżeli partia pokładu, eksploatowanego systemem Zabierki są wybierane do osiągnięcia żądanej długości,
ścianowym z podsadzką hydrauliczną, cechuje się duży- a rozpoczynane od razu na całą szerokość lub wykona-
mi sfałdowaniami, utrudniającymi odprowadzanie wody niem wdzierki. Prowadzi się je najczęściej z nogą, która
lub jest resztką albo filarem oporowym wybieranego jest wybierana prawie na całą szerokość pozostawia
tym systemem pokładu, to wtedy najczęściej, do jej peł- się tylko cienki płot, poprzebijany pod stropem kanałami
nego wybrania, stosuje się system filarowo-zabierkowy podsadzkowymi (tzw. oknami).
Rys. 8. System filarowo-zabierkowy podłużny z podsadzką hydrauliczną
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 195
Jeżeli zabierka jest prowadzona po wzniosie (w stronę można wybierać je na całą szerokość lub przez wydrąże-
chodnika wybierkowego), to pozostawia się niewybrany nie po rozciągłości pokładu chodników, podzielić go na
pas węgla o szerokości 2�3 m, w którym również, do tzw. śródpiętra. Z chodnika podstawowego lub chodnika
doprowadzenia rurociągu podsadzkowego, pod stropem śródpiętra drąży się pochylnie zabierkowe odległość
są przebijane kanały podsadzkowe. między tymi pochylniami określa długość zabierki. Co
Jeżeli zabierka jest prowadzona po upadzie (w stronę druga pochylnia zabierkowa pełni funkcje transporto-
zrobów), to przebicie należy wykonać tak, aby nie dopuś- wo-odstawcze, w pozostałych połączonych kanałami
cić do wysypania się nadmiernej ilości piasku do czynnej podsadzkowymi (oknami) z zabierkami są zabudowane
zabierki caliznę przebija się zwykle tylko pod stropem. rurociągi podsadzkowe.
Po podsadzeniu wybranej zabierki rozpoczyna się obok Wybieranie zabierek rozpoczyna się od dołu pola eks-
niej następną. Po wybraniu i podsadzeniu co najmniej ploatacyjnego, co umożliwia, w razie niezbyt dokładnego
dwóch zabierek, można rozpocząć wybieranie pierwszej podsadzenia, doszczelnianie ich w czasie podsadzania
zabierki z wyższego chodnika wybierkowego. Z takim następnej zabierki. Zabierki mogą być prowadzone
samym opóznieniem zakłada się zabierki w wyższych w jedną stronę jednoskrzydłowo; albo w dwie strony
chodnikach, w całym eksploatowanym polu. dwuskrzydłowo. W układzie dwuskrzydłowym nie ma
W zabierkach stosuje się obudowę drewnianą, drewnia- pochylni podsadzkowych, lecz tylko transportowo-od-
ną wzmocnioną stalową lub stropnice stalowo-członowe stawcze, w których zabudowuje się rurociągi podsadz-
podbudowane stojakami stalowymi (elementy stalowe kowe, a odległość między tymi pochylniami odpowiada
usuwa się z zabierki przed jej podsadzeniem). Odrzwia podwójnej długości zabierek. Wybieranie zabierki za-
obudowy stawia się równolegle do czoła zabierki. Obu- trzymuje się w odległości 3�4 m od pochylni, z której
dowę tymczasową stanowią stropnice zawieszone na pod- będzie podsadzana i przebija się okna do wprowadzenia
ciągach. Urabianie calizny, załadunek i odstawa urobku rurociągów podsadzkowych. Na rysunku 10 przedstawio-
oraz przewietrzanie wyrobisk są prowadzone tak samo, no schematy jednoskrzydłowego i dwuskrzydłowego sy-
jak w zabierkach z zawałem stropu [6]. stemu filarowo-zabierkowego poprzecznego z podsadzką
W systemie filarowo-zawałowym podłużnym, każda hydrauliczną.
zabierka do właściwego jej podsadzenia powinna Zabierki odgradza się przed podsadzeniem jedną
mieć połączenie z dwoma chodnikami wybierkowymi: tamą (budowaną w zabierce lub we wcince), przez którą
dolne służy do odprowadzenia wody, górne do doprowa- przeprowadza się rurociąg podsadzkowy i odprowadza
dzenia podsadzki i ewentualnego odprowadzenia wody wodę. Konstrukcja tamy podsadzkowej jest podobna jak
w końcowej fazie podsadzania. W zależności od tego, w wyrobiskach ścianowych. Ramę tamy stanowią stojaki
czy chodnik za zabierką jest utrzymywany, czy nie, tamę drewniane, zabudowane pod stropem. Ramę wzmacnia
buduje się w zabierce (ewentualnie we wcince) lub w tym się ryglami z zastrzałami lub rozporami. Może być ona
chodniku. Schemat możliwego usytuowania tam podsadz- dodatkowo wzmocniona deskami, drutem lub siatką. Do
kowych przedstawia rysunek 9. ramy mocuje się od wewnętrznej strony przeponę filtracyj-
W systemie poprzecznym filarowo-zbierkowym za- ną z tkaniny podsadzkowej. Tama musi być uszczelniona
bierki mogą być prowadzone w pokładach o nachyleniu przy stropie, spągu i ociosach. W tamie buduje się okno
podłużnym do 30�. Pokład rozcina się dwiema pochyl- do regulowania odpływu wody.
niami, drążonymi z chodnika podstawowego (głównego) W trakcie podsadzania rurociąg jest skracany. W po-
do wentylacyjnego w jednej z nich są zabudowane czątkowej fazie podsadzania woda jest odprowadzana
urządzenia odstawy urobku, a druga pełni funkcje wen- przez okno w dolnej tamie, do chwili, gdy podsadzka
tylacyjne. W zależności od długości wybieranego piętra, podniesie się na wysokość dolnej tamy. Wówczas przy
Rys. 9. Usytuowanie tam podsadzkowych
196 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
a)
b)
Rys. 10. System filarowo-zabierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną,
a) jednoskrzydłowy, b) dwuskrzydłowy
małych nachyleniach wodę można odprowadzać przez pochylni zabierkowej, od dołu parceli, zakłada się kilka
okno w górnej tamie, a gdy nachylenie pokładu jest duże, zabierek, w odstępach równych podwójnej lub potrójnej
korytami odpływowymi, przeprowadzonymi przez dolną szerokości zabierki. Po wybraniu i podsadzeniu zabierki,
tamę i pozostawionymi w podsadzce [6]. powyżej zakłada się następną. W zależności od wysokości
Jeżeli wykonuje się pochylnie podsadzkowe, to jest piętra, wybieranie można prowadzić z jednej, dwóch lub
wskazane, aby woda popodsadzkowa była nimi odprowa- trzech pochylni zabierkowych. Kończy się je w odległości
dzana unika się wtedy zanieczyszczania urządzeń odsta- 3�4 m od pochylni i przebija się okna do wprowadzenia
wy urobku. Woda jest kierowana do chodnika wodnego, rurociągów podsadzkowych.
wydrążonego poniżej chodnika podstawowego, a stamtąd, Schemat systemu filarowo-zabierkowego poprzeczne-
w celu oczyszczenia, do osadników polowych. Gdy partii go z podsadzką hydrauliczną, bez podziału na śródpiętra,
pokładu nie dzieli się na śródpiętra, wówczas z każdej przedstawia rysunek 11.
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 197
Rys. 11. System filarowo-zabierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną
bez podziału na śródpiętra
4. Wybieranie innymi systemami krótkofrontowymi
kombajnu, a od strony wyrobiska jest zabudowany układ
podtrzymywania i ustalania kąta położenia ramy w stosun-
Inne systemy krótkofrontowe stosowane w polskim
ku do spągu. Ponadto, na ramie jest zabudowana uzębiona
górnictwie węgla kamiennego nie różnią się praktycznie
listwa posuwu oraz układak przewodów zasilających.
technologią od prowadzenia typowej ściany. Czas trwa-
Kombajn spoczywa na ramie na trzech płozach (jedna od
nia jednego cyklu produkcyjnego jest tu jednak krótszy,
strony ociosu węglowego, a dwie od strony wyrobiska).
a także w niektórych przypadkach prowadzi się przodek
Kombajn ESA-60L jest kombajnem jednoramio-
z jednym chodnikiem, co wymusza zastosowanie wenty-
nowym, z organem f� 1700 mm i zabiorze 650 mm.
lacji lutniowej i zmodyfikowanie konstrukcji przenośnika,
Ramię może być obracane bezstopniowo wokół swojej
tak aby kombajn mógł urabiać za stacją zwrotną oraz
osi poziomej o kąt 360� i podtrzymywane w dowolnym
dostosowanie chodnika przyścianowego do dostawy ma-
położeniu.
teriałów i odstawy urobku. Uzyskiwane, w trakcie stoso-
Zespół KGU jest przeznaczony do dwukierunkowego
wania tych systemów, wskazniki techniczno-ekonomiczne
urabiania pokładów o grubości 2,0�2,8 m, o nachyleniu
kształtowały się na poziomie: wydobycie 297�882 t/d,
podłużnym do 12� i poprzecznym do 10�. Składa się
postęp około 1,0�3,9 m/d.
z kombajnu KGU-132 i przenośnika zgrzebłowego.
Kombajn KGU-132 jest kombajnem jednoramionowym,
4.1. Systemy krótkofrontowe
a porusza się w systemie bezcięgnowym typu BP.
z zastosowaniem kompleksów krótkofrontowych
Podstawowe dane techniczne kombajnów ESA-60L
i KGU-132 przedstawiono w tablicy 1.
W ostatnich latach stosowano dwa rodzaje komplek-
Pole robocze może być zabudowane lekką obudową
sów krótkofrontowych, opartych na lekkich kombajnach
przesuwną typu LOP, a jako obudowę ostateczną można
ESA-60L lub KGU-132. Kompleksy te, wyposażone
stosować obudowę podporową, podporowo-kotwiową lub
w lekkie przenośniki odstawy oraz w lekką obudowę
kotwiową. Obudowa LOP, w porównaniu z tradycyjną
przesuwną, np. typu LOP, nadają się do wybierania resztek
obudową zmechanizowaną, charakteryzuje się o wiele
pokładów o nieforemnych kształtach.
mniejszym czasem wprowadzenia i wyprowadzenia ze
Zespół ESA jest przeznaczony do dwukierunkowego
ściany [1, 8].
urabiania pokładów o grubości 2,0�3,2 m, nachyleniu
podłużnym do 15� i poprzecznym do 10�. Jest zbudowa-
Wybieranie z zastosowaniem kompleksów krótkofron-
ny z ramy nośnej, o długości odpowiadającej długości
towych może odbywać się:
przenośnika, na której spoczywa trasa przenośnika do-
stawczego i kombajn ESA-60L. Kombajn ESA porusza
" systemem ubierkowym typowa ubierka o długości do
się w systemie bezcięgnowym Eicotrack. Do ramy nośnej
100 m, najlepiej z wygradzaniem jednego z chodników
jest przymocowana listwa przymusowego prowadzenia
przyścianowych,
198 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Tablica 1
Dane techniczne kombajnów ESA-60L i KGU-132
Parametr Kombajn ESA-60L Kombajn KGU-132
Wysokość kombajnu na przenośniku 1 935 mm 1 750 mm
Długość kombajnu 1 465 mm 2 700 mm
Długość ramienia 750 mm 755 mm
Średnica organu 1 700 mm 1 600 mm
Głębokość zabioru 650 mm 750 mm
Maksymalna wysokość urabiania 3 200 mm 2 900 mm
Zakres urabiania poniżej przenośnika 100 mm
Maksymalne nachylenie podłużne 15� 12�
Moc silnika elektrycznego 60 kW 132 kW
Masa kombajnu 7 t 15 t
Napięcie zasilania 500 V 1 000 V
Prędkość posuwu do 3,0 m/min do 7,0 m/min
yródło: [9]
" systemem ścianowo-ubierkowym przeznaczonym ograniczającymi wybierana parcelę. Przy wybieraniu
do wybierania nieforemnych resztek pokładów słabo każdego pasa pokładu stosowano obudowę drewnianą
nachylonych, z podsadzką hydrauliczną lub z zawałem równoległą do przodka. Stropnice budowano z rozstawem
stropu, co 1,0�1,2 m, każda podparta czterema stojakami. W polu
" systemem szeroki chodnik służy do drążenia szero- urabiania stosowano lekką obudowę przesuwną LOP.
kich chodników (około 5,0�15 m szerokości), mogą- W okresie prób wybrano trzy pola i uzyskano wydoby-
cych spełniać rolę obcinek ścianowych, chodników cie rzędu 400�700 t/d, przy wydajności przodkowej
przyścianowych lub wyrobisk eksploatacyjnych przy 22�28 t/rdn [9, 10].
wybieraniu pasami.
4.2 Wybieranie resztkowych partii pokładów węgla
Schematy prowadzenia przodka systemem ubierko- chodnikami
wym, ścianowo-ubierkowym, szeroki chodnik przedsta-
wiono na rysunkach 12, 13, 14. W kopalni Marcel do wybrania zasobów węgla zale-
Przykład eksploatacji resztkowej parceli węgla gających w filarze ochronnym szybu zastosowano system
w kopalni Niwka-Modrzejów przedstawiono na rysun- wybierania chodnikami. Eksploatacja była prowadzona
ku 15. Do urabiania był stosowany kompleks maszynowy systemem zabierek równoległych o szerokości 4,5 m
z lekkim kombajnem jednobębnowym ESA-60L, prze- i wysokości 4,0 m, z podsadzaniem wybranej przestrzeni
nośnikiem kątowym EKF-ov oraz obudową tymczasową podsadzką hydrauliczna. Szerokość filara pozostawia-
LOP. Szerokość przodka wynosiła 6,0 m, wysokość 3,2 m, nego między zabierkami wynosiła 10 m. Do urabiania
a długość wynikała z odległości między wyrobiskami zastosowano kombajn chodnikowy, a obudowę stanowiła
Rys. 12. Prowadzenie przodka systemem ubierkowym
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 199
Rys. 13. Prowadzenie przodka systemem ścianowo-ubierkowym
Rys. 14. Prowadzenie przodka systemem szeroki chodnik
obudowa kotwiowa. Odstawa urobku była realizowana za do filarów z tych chodników. Stosowano go w kopalni
pomocą podwieszonego przenośnika zgrzebłowego oraz Staszic do wybrania resztkowych parcel w pokładach.
przenośnika taśmowego. Do transportu materiałów służyła W resztkowej partii pokładu, między chodnikami
szynowa kolejka podwieszana. odstawczym i wentylacyjnym ograniczającymi parcelę,
Wybrana przestrzeń była likwidowana za pomocą ma- wykonywano za pomocą kombajnu chodnikowego chod-
teriału podsadzkowego (mieszanina popiołowo-wodna). nik eksploatacyjny w samodzielnej obudowie kotwiowej
Dobowe wydobycie sięgało około 500 t [13]. (strop kotwie stalowe o długości 2,5 m, wklejane na całej
długości, w odstępach co 0,8 m w rzędzie, w odstępie rzę-
4.3. Wybieranie pokładów węgla chodnikami dów co 1,0 m oraz stalowa siatka wykładzinowa oraz okła-
w obudowie kotwiowej i wykonywanymi wcinkami dziny profilowane, ociosy kotwie drewniane o długości
1,9 m, w liczbie 6 sztuk na 1 m wyrobiska).
System ten polega na wykonywaniu w pokładzie wę- W trakcie wycofywania kombajnu, w ociosie wyrobi-
gla równoległych chodników eksploatacyjnych w samo- ska (filar węglowy między dwoma sąsiednimi chodnikami
dzielnej obudowie kotwiowej z pozostawianiem filarów eksploatacyjnymi) wykonywano wcinki eksploatacyjne.
węglowych między nimi oraz na wykonywaniu wcinek Wcinki te nie były obudowane, a ich długość była tak
200 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Rys. 15. Wybieranie resztkowej partii pokładu systemem ścianowo-ubierkowym
w kopalni Niwka-Modrzejów
dobrana, aby kombajnista znajdował się pod zabudowa- 4.4. Chodnikowy system eksploatacji węgla
nym stropem. Po wykonaniu wcinek na całej długości z lokowaniem kamienia
chodnika eksploatacyjnego, przystępowano do drążenia
kolejnego chodnika eksploatacyjnego. Cykl te powtarzano, Ten system eksploatacji polega na drążeniu, za pomocą
aż do wybrania całej parceli węgla. Skrzyżowanie chod- kombajnu chodnikowego, chodników w części pokładu,
nika eksploatacyjnego z chodnikiem odstawczym zabez- która nie była wcześniej przewidziana do eksploatacji
pieczano pięcioma kotwiami linowymi, a skrzyżowanie (np. nieforemna parcela resztkowa), z jednoczesnym lo-
chodnika eksploatacyjnego z wcinką jedną kotwią linową kowaniem odpadów, za pomocą podsadzarko-zwałowarki,
oraz przykotwioną prostką stalową. we wcześniej wydrążonym chodniku. Ze względu na
Tym systemem można wybrać, w zależności od wa- zastosowane wyposażenie techniczne, system może być
runków geologiczno-górniczych, ponad 50 % zasobów stosowany przy nachyleniach chodnika ą 15�.
z resztkowej partii. Do likwidacji chodników i wcinek Między dwoma chodnikami, z których jeden służy do
można użyć odpadów poprodukcyjnych lub pyłów dym- odstawy urobku, a drugi do dostawy kamienia, drąży się
nicowych z elektrowni. chodniki o kształcie prostokątnym, w obudowie podporo-
W kopalni Staszic , przy grubości pokładu 405 wyno- wej, podporowo-kotwiowej lub kotwiowej.
szącej h = 2,8 m, uzyskiwano postęp drążenia chodników
eksploatacyjnych około 3,5 m/zm., a wcinek 7,5 m/zm. Podczas drążenia kolejnego chodnika, z wyprzedze-
[3, 5, 12]. niem 5�15 m, podsadza się wcześniej wydrążony chodnik.
Sposób wybierania resztkowej partii pokładu syste- Przestrzeń przeznaczona do podsadzania jest oddzielona
mem wybierania chodnikami z wykonywaniem wcinek od drążonego chodnika stojakami drewnianymi, opiętymi
w kopalni Staszic przedstawia rysunek 16. siatką lub płótnem.
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 201
Rys. 16. Wybieranie resztkowej partii pokładu systemem
chodnikami z wykonywaniem wcinek w kopalni Staszic
Do drążenia chodnika można wykorzystać typowe wysięgnika przejezdnego. Trasa jezdna przejezdnego
kombajny chodnikowe, a do podsadzania podsadzarko- wysięgnika przenośnika taśmowego jest wykonana
zwałowarkę, np. PZCh-1. Materiał do lokowania (odpady z elementów kolejki podwieszanej [4].
kopalniane) jest podawany przez wysięgnik przejezd- Zaletami tego systemu, oprócz możliwości wybrania
ny przenośnika taśmowego na podajnik podsadzarki, resztkowych partii złoża, są:
a następnie na taśmę ruchomego wysięgnika maszyny,
która rozrzuca materiał po całym przekroju chodnika. " możliwość lokowania odpadów kopalnianych prak-
Podsadzarko-zwałowarka, w miarę postępu lokowania, tycznie u zródła ich powstawania i związane z tym
cofa się, a podajnik taśmowy przemieszcza się po swoim zmniejszenie kosztów transportu na powierzchnię,
torze jezdnym pod zespołem wysięgnika przejezdnego " brak opłat za składowanie odpadów na powierzchni,
przenośnika taśmowego. Po wykorzystaniu całej dłu- " minimalizacja osiadania terenu przez podsadzenie
gości roboczej podajnika, następuje przekładka zespołu pustek eksploatacyjnych.
202 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010
Na rysunku 17 przedstawiono sposób wybierania Należy przy tym pamiętać, że kluczowym zagadnie-
chodnikami z lokowaniem kamienia, a na rysunku 18 niem zakładu górniczego jest optymalne wykorzystania
podsadzarko-zwałowarkę PZCh-1. bazy zasobowej. Jej wielkość bowiem determinuje ży-
wotność wielu zakładów górniczych.
5. Uwagi końcowe
Przyjęty system eksploatacji powinien zapewnić: Wydaje się, że rozwój technologiczny w obszarze
" bezpieczeństwo zatrudnionych przy wydobyciu, opisanych w niniejszym artykule systemów wybiera-
" zabezpieczenie warstw nadległych i powierzchni, nia umożliwi efektywne wybieranie nawet tych partii
" najmniejsze straty kopaliny użytkowej, pokładów, które z różnych przyczyn bywały do tej
" rentowność produkcji. pory zaniechane.
a)
b)
Rys. 17. Wybieranie chodnikami z lokowaniem kamienia
a schemat systemu ubierkowo-zabierkowego
b wyposażenie oraz sposób obudowy chodników w systemie
ubierkowo-zabierkowym (chodnikami z lokowaniem kamienia)
WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010 203
Rys. 18. Podsadzarko-zwałowarka PZCh-1
Literatura 7. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca
2002 roku w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy oraz specja-
listycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych
zakładach górniczych. DzU 02.139.1169
8. Sikora W., Jaszczuk M., Siwiec J.: Systemy mechanizacyj-
1. Bochniak B., Iwan A.: Wybieranie pokładów węgla ne w krótkofrontowym wybieraniu pokładów węgla. Zesz. Nauk.
kompleksami krótkofrontowymi. Bezpieczeństwo Pracy Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo z. 1134, Gliwice 1992
w Górnictwie kwartalnik Wyższego Urzędu Górniczego 9. Strzemiński J.: Możliwości mechanizacji przy stosowaniu
1987, nr 3 krótkofrontowych systemów wybierania węgla. Część I. Mecha-
2. Katalog systemów podziemnej eksploatacji węgla w Pol- nizacja i Automatyzacja Górnictwa 1999, nr 12
sce. SITG, Katowice 1966 10. Strzemiński J.: Możliwości mechanizacji przy stosowa-
3. Kugiel M., Kluka J., Layer A.: Korzyści z prototypo- niu krótkofrontowych systemów wybierania węgla. Część II.
wego systemu wybierania resztek pokładów węglowych. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2000, nr 1
Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej Szczyrk. 11. Utworzenie baz danych wiodących technologii w zakre-
Kraków 2000 sie monitorowania i prognozowania rozwoju technologicznego.
4. Mielniczuk L., Laszczak J., Zdunek A.: Chodnikowy system Sprawozdanie z realizacji zadania nr 6 (2008). GIG, Katowice
eksploatacji węgla z lokowaniem kamienia. Materiały Szkoły [niepublik.]
Eksploatacji Podziemnej Szczyrk. Kraków 2000 12. Tajduś A., Kluka J., Rak Z., Stasica J.: Prototypowy system
5. Mol P., Kolasa J.: Eksploatacja resztkowej parceli pokła- wybierania węgla chodnikami w obudowie kotwiowej i wykony-
du 405 w kopalni Staszic . Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona wanych z nich wcinkami. Przegląd Górniczy 1999, nr 3
Środowiska w Górnictwie Miesięcznik Wyższego Urzędu 13. Urbaś M., Lamot T., Stopyra M.: Koncepcja eksploatacji
Górniczego 2000, nr 7 grubego i silnie nachylonego pokładu 510 w KWK Kazimierz-
6. Ostrihansky R.: Eksploatacja podziemna złóż węgla ka- Juliusz . Mat. Konf. Szkoły Eksploatacji Podziemnej Szczyrk.
miennego. Wydaw. Śląsk Sp. z o.o, Katowice 1996 Kraków 2002
204 WIADOMOŚCI GÓRNICZE 3/2010

Wyszukiwarka