gornik odkrywkowej eksploatacji zloz 711[03] z3 01 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Zbigniew Ociepka

Udostępnianie złóż mineralnych 711[03].Z3.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr inż. Grażyna Ślusarczyk
dr inż. Joanna Specylak-Skrzypecka

Opracowanie redakcyjne:
mgr Janusz Górny

Konsultacja:
mgr inż. Teresa Myszor

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[03].Z3.01
„Udostępnianie złóż mineralnych”, 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

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Rola gospodarcza i występowanie surowców w Polsce

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Powstawanie skał i ich podział

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Cele i sposoby poszukiwania złóż

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Poszukiwania geofizyczne i wiercenia poszukiwawcze

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Grupy złóż

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Podział zasobów

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Udostępnianie złoża w zależności od warunków jego zalegania

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Podstawy stateczności skarp eksploatacyjnych

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, zabezpieczenia

przeciwpożarowego oraz ochrony środowiska podczas udostępniania
złóż

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzę z zakresu wykonywania czynności

strzelniczych w górnictwie odkrywkowym.

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.

−

Materiał nauczania umożliwiający samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń
i zaliczenia sprawdzianów. W celu poszerzenia wiedzy zgromadzono wykaz literatury,
czasopism oraz innych źródeł informacji. Obejmuje 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.

−

Ćwiczenia 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 na kruszywo 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 dołączono do niniejszego
poradnika wykaz literatury tematycznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

711 [03].Z3

Technologia

eksploatacji złóż

711[03].Z3.05

Przetwarzanie

kopalin

711[03].Z3.01

Udostępnianie złóż

mineralnych

711[03].Z3.02

Wykonywanie robót

przygotowawczych

i eksploatacyjnych

711[03].Z3.04

Wykonywanie zwałowania

i rekultywacji terenów

pogórniczych

711[03].Z3.03

Transportowanie urobku

„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
środowiska i zasady udzielania pierwszej pomocy przedlekarskiej,

−

stosować podstawowy sprzęt ochrony indywidualnej,

−

znać podstawowe zasady rysunku technicznego,

−

posługiwać się podstawowymi narzędziami i sprzętem pomocniczym,

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii,

−

korzystać z różnych źródeł informacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

określić warunki powstawania oraz wskazać miejsca występowania złóż surowców
mineralnych,

−

wyznaczyć elementy zalegania złoża,

−

scharakteryzować

sposoby

udostępniania

zależności

zalegania

złoża

i zaprojektowanej technologii eksploatacji,

−

uzasadnić stosowanie sposobów udostępnienia wyrobisk metodami odkrywkowymi,

−

objaśnić udostępnienie bezpośrednie złóż,

−

przedstawić sposoby udostępnienia złóż wykopami,

−

wykonać wykopy koparkami,

−

objaśnić wykonywanie wykopów spycharkami i zgarniarkami,

−

określić działanie i zastosowanie różnych osprzętów roboczych,

−

uzasadnić wybór miejsca pod udostępnienie złoża,

−

wykonać pracę zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, zabezpieczenia
przeciwpożarowego oraz ochrony środowiska podczas udostępniania złóż.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Rola gospodarcza i występowanie surowców w Polsce

4.1.1. Materiał nauczania

Surowce mineralne w Polsce pełnią bardzo ważną rolę gospodarczą. W Polsce występują

następujące surowce: węgiel kamienny, brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, rudy cynku
i ołowiu, sól kamienna, siarka, miedź oraz rudy żelaza (rysunek 1).

Rys. 1. Wydobycie głównych surowców w Polsce [5, s. 164]

Są to główne surowce Polski, ale nie znaczy to, że nasz kraj nie posiada innych

surowców, innych złóż (rysunek 2).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2. Rozmieszczenie zasobów mineralnych w Polsce [5, s. 31]

Najważniejszymi surowcami energetycznymi, wydobywanymi w Polsce są: węgiel

kamienny oraz węgiel brunatny. Nasze zapotrzebowanie na te surowce jest w pełni zaspokojone
przez własne zasoby.

Węgiel kamienny wydobywany jest w Zagłębiu Górnośląskim i Lubelskim. W ostatnich latach,

ze względu na niską opłacalność eksploatacji tego surowca (niskie ceny węgla na rynku
światowym) – wydobycie spada.

Węgiel brunatny pozyskiwany jest w rejonie Turoszowa, Konina i Bełchatowa metodą

odkrywkową. Jego eksploatacja jest opłacalna. Pod względem wielkości pozyskiwania tego
surowca nasz kraj znajduje się w czołówce światowej

Wydobycie ropy naftowej, mimo, że wzrosło trzykrotnie – jest bardzo małe. Zaspokaja ono

tylko kilka procent zapotrzebowania naszego przemysłu i transportu. Najwięcej ropy wydobywa
się z pola naftowego B3 na Bałtyku (300 000 t), w rejonie Kamienia Pomorskiego i w Barnówku
położonym na południe od Myśliborza. Również ropę wydobywa się w Lubiatowie koło
Międzychodu.

Gaz ziemny wydobywany w kraju zaspokaja około 40% zapotrzebowania Polski na to źródło

energii. Złoża gazu ziemnego są zlokalizowane w kilku miejscach, zwłaszcza na Niżu Polskim
i Północnym Podkarpaciu (np. Żuchlów, Wilków na Pojezierzu Lubuskim, Barnówko koło
Myśliborza, okolice Przemyśla, Lubaczowa).

Z surowców metalicznych pozyskuje się w Polsce rudy miedzi oraz rudy cynku i ołowiu. Rudy

miedzi eksploatowane są w kopalniach w Lubinie, Polkowicach, Rudnie i Sieroszowicach,
natomiast rudy cynku i ołowiu – w okolicach Zawiercia, Olkusza i Tarnowskich Gór.

Z surowców chemicznych w Polsce możemy spotkać siarkę rodzimą i sól kamienną. Złoża

siarki rodzimej eksploatuje się w rejonie Tarnobrzega (Jeziorko i Osiek). Wydobycie tego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

surowca w ostatnich latach drastycznie się zmniejszyło, gdyż ze względów ekologicznych
i ekonomicznych – wykorzystuje się siarkę odzyskaną w procesach technologicznych (np. przy
odsiarczaniu ropy naftowej i innych surowców).

Sól kamienna wydobywana jest w Kłodawie, Inowrocławiu, Górze i Przyjmie

(na Kujawach) oraz w Bochni i Wieliczce na Północnym Podkarpaciu.

Surowce skalne: wapienie i margle, kamienie drogowe i budowlane, piasek kwarcowy,

podsadzkowy

(wykorzystywany

górnictwie)

fornierski

(wykorzystywany

w odlewnictwie), gliny ogniotrwałe i ceramiczne, dolomity, kruszywa naturalne, surowce
ilaste ceramiki budowlanej są eksploatowane w wielu miejscowościach. Skały lite pozyskuje
się głównie w Sudetach, Górach Świętokrzyskich, Karpatach i na Wyżynie Lubelskiej, skały
sypkie i zwięzłe – głównie na Niżu Polskim. Występowanie poszczególnych skał – jest
opisane poniżej.

W Polsce wychodnie kwaśnych skał magmowych występują głównie w rejonie Dolnego

Śląska. Granitoidy budują Karkonosze i Tatry, spotkać je można także w wielu masywach
w Sudetach i na Przedgórzu Sudeckim. Porfiry kwarcowe odkryto w okolicach Krakowa
i w Sudetach.

Skały zasadowe są w Polsce trudne do spotkania – jedyne skupiska występują wyspowo

na Śląsku – od granicy z Niemcami do Góry Świętej Anny, niedaleko Cieszyna oraz w rejonie
Szczawnicy. Pospolitsze są skały obojętne, których stanowiska znajdują się w Sudetach i na
Przedgórzu Sudeckim oraz w Pieninach.

Skały magmowe występują na Niżu Polskim, w rejonach działalności lodowców.

Osadziły one materiał skalny, w tym ogromne ilości głazów narzutowych. Wśród utworów
polodowcowych można znaleźć granitoidy, gabra, sjenity, dioryty, porfiry i wiele innych.

Skały okruchowe są najpospolitszymi skałami w Polsce, pokrywają bowiem terytorium

niemal całego kraju. Występują u nas: gliny, iły, mułki, piaski i żwiry, a także lessy.
Piaskowce pochodzące z trzech epok, a także mułowce, iłowce i łupki ilaste są dostępne
w Górach Świętokrzyskich. Natomiast w Sudetach są piaskowce, zlepieńce, mułowce i iłowce
– w Górach Wałbrzyskich, Bramie Lubawskiej oraz w Górach Opawskich. Piaskowce,
mułowce i iłowce karbońskie znajdziemy na Pogórzu Kaczawskim, piaskowce, zlepieńce
i mułowce permskie w Górach Kaczawskich, na Pogórzu Kaczawskim, Pogórzu Izerskim,
Górach Suchych, Kotlinie Kłodzkiej, w Obniżeniu Kudowy. Piaskowce triasowe zalegają na
Pogórzu Izerskim, Pogórzu Kaczawskim. Prawie całe Beskidy zbudowane są z piaskowców
i mułowców fliszowych oraz – rzadziej – zlepieńców i brekcji .

W Polsce skały organogeniczne znajdują się głównie pod pokrywą osadów

lodowcowych, a na powierzchnię wychodzą na Wyżynach Środkowopolskich, w Górach
Świętokrzyskich, Sudetach i Karpatach. Na całym terenie kraju występują natomiast skały
organogeniczne.

Na skały chemiczne natkniemy się w utworach permskich i trzeciorzędowych. Występują

tutaj permskie sole kamienne i potasowe oraz gipsy (Polska Środkowa i Zachodnia, a także
Pomorze). Mniejszy zasięg mają trzęciorzędowe gipsy i sole kamienne, występujące w pasie
od Ukrainy do okolic Rybnika, wzdłuż zapadliska przedkarpackiego.

Ze skał metamorficznych zbudowane są duże partie Dolnego Śląska, przede wszystkim

Sudety, Tatry Zachodnie oraz głębokie podłoże północno-wschodniej Polski.

W Sudetach gnejsy występują w Górach Izerskich, na Pogórzu Izerskim, Karkonoszach,

Rudawach Janowickich, na Pogórzu Wałbrzyskim, w Górach Sowich, Górach Orlickich,
Górach Bystrzyckich, Masywie Śnieżnika, Górach Bialskich, Krowiarkach, Górach Złotych
i Górach Opawskich, na Przedgórzu Sudeckim na Wzgórzach Niemczańsko-Strzelińskich,
Równinie Świdnickiej i w okolicach Wądroża Wielkiego. Występują również w Tatrach
Zachodnich oraz w podłożu Północno-wschodniej Polski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Łupki łyszczykowe znajdziemy na Pogórzu Izerskim, w Górach Izerskich, Rudawach

Janowickich, Górach Orlickich, Górach Bystrzyckich, Masywie Śnieżnika, Górach Bialskich,
Krowiarkach, Górach Złotych i Górach Opawskich, a na Przedgórzu Sudeckim na Wzgórzach
Niemczańsko-Strzelińskich, natomiast drobnoziarniste łupki krystaliczne, należące do skał
metamorficznych spotkamy w Górach Opawskich i na Przedgórzu Paczkowskim.

Skały narzutowe budują duże partie Rudaw Janowickich i Kotliny Kłodzkiej, a także

występują we wszystkich masywach zbudowanych z gnejsów i łupków łyszczykowych,
również w Tatrach Zachodnich.

Skały cienko lub grubo słupkowane budują dużą część Gór Kaczawskich i Pogórza

Kaczawskiego. Występują również na Nizinie Śląskiej w rejonie Jawora i Luboradza.

Granulity znajdują się w Górach Sowich i Górach Złotych, natomiast eklogity

znajdziemy w Górach Złotych i Masywie Śnieżnika.

Serpentynity budują Masyw Ślęży, występują na Wzgórzach Niemczańsko-Strzelińskich

oraz w małych wystąpieniach w Górach Sowich, Masywie Śnieżnika, Górach Bialskich
i Górach Złotych.

Z hornfelsami będziemy mieć styczność na obrzeżach masywów granitowych - w rejonie

Strzegomia, w Górach Izerskich, Karkonoszach, Rudawach Janowickich, Wzgórzach
Niemczańsko – Strzelińskich.

Erlany opisywano w Rudawach Janowickich, Masywie Śnieżnika, Górach Bialskich

i Górach Złotych, natomiast skarny występują na Podgórzu.

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie surowce występują w Polsce?
2. Jaka część kraju obfituje w surowce, a gdzie jest ich niewiele lub brak?
3. W jaki sposób wydobywany jest węgiel brunatny?
4. Gdzie występują dolomity?
5. Jakie surowce energetyczne występują w Polsce?
6. W jakich rejonach kraju występują rudy metali?
7. Które skały są najpopularniejsze?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj mapę Polski i zaznacz na niej miejsca występowania surowców, które wg Ciebie

są niezbędne i najważniejsze dla gospodarki kraju. Uzasadnij wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować jakie surowce są dla Polski strategiczne,
2) odnaleźć w atlasie miejsca występowania tych surowców,
3) zaznaczyć na mapie konturowej Polski miejsca występowania złóż,
4) uzasadnić swój wybór,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,
7) uporządkować miejsce pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa konturowa Polski,

−

atlas złóż mineralnych Polski,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić surowce energetyczne Polski?



2) podać miejsce występowania węgla?



3) wymienić, gdzie poszczególne skały możemy znaleźć?



4) wymienić zasoby chemiczne i miejsce ich występowania?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Powstawanie skał i ich podział

4.2.1. Materiał nauczania

Skały są zespołem jednorodnych lub różnorodnych minerałów, powstałych w sposób

naturalny. Istnieje kilka tysięcy minerałów, ale zaledwie tylko ponad sto ma duże znaczenie
w tworzeniu skalnej sfery Ziemi. Głównymi minerałami tworzącymi skalną warstwę naszej
planety (minerały skałotwórcze), są między innymi: kwarc, skalenie (glinokrzemiany), kalcyt.

Podziału skał możemy dokonać na podstawie warunków (pochodzenia), w jakich

powstawały, a także minerałów, z jakich się składają.

Skały ze względu na pochodzenie dzielimy:

−

magmowe,

−

osadowe,

−

metamorficzne (przeobrażone).
Skały magmowe powstały na skutek krystalizacji magmy (gr. magma – „gorące ciasto”).

Jest to materia znajdująca się w górnej astenosferze (warstwie płaszcza ziemskiego), jest
gorąca i plastyczna. Magma więc jest stopem (mieszaniną składników) o zróżnicowanym
często składzie chemicznym. W zależności od składu chemicznego, warunków i tempa
krystalizacji – skały magmowe różnią się dosyć znacznie. Dzielimy je na skały głębinowe
i wylewne. Czasami w literaturze można spotkać również termin skały żyłowe
(subwulkaniczne, hipabisalne), jest on jednak coraz rzadziej stosowany, określa bowiem tylko
formę występowania skał głębinowych.

Skały głębinowe (plutoniczne) skały, które powstały w wyniku stygnięcia i krystalizacji

magmy pod powierzchnią Ziemi. Proces ten zachodził bardzo powoli (powolny spadek
ciśnienia i temperatury w obecności fazy gazowej), więc powstałe w jego wyniku kryształy są
zazwyczaj dobrze wykształcone i wyraźnie widoczne. Z tego powodu mówimy, że mają
budową jawnokrystaliczną. Do tej grupy skał zaliczamy: głównie granity (składają się
z kwarcu, jasnych skaleni i łyszczyków – miki), dioryt (ciemniejszy od granitu), gabro
(ciemnozielona skała) oraz sjenit (nie zawiera kwarcu). Wymienione skały przedstawione są
na rysunkach 3–6.

Rys. 3. Przykłady skały granitowej [29]

Rys. 4. Dioryt [14, 8]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Gabro [8, 14]

Rys. 6. Sjenit [14]

Skały wylewne (wulkaniczne, efuzywne) powstały w efekcie wydostania się magmy na

powierzchnię Ziemi. Zastygały bardzo szybko, co powoduje że kryształy nie zdążą się
wykształcić i są bardzo drobne. Taką budowę nazywamy skrytokrystaliczną. Do najbardziej
znanych skał wulkanicznych należą: bazalt (ciemna, skrytokrystaliczna skała, pod względem
chemicznym odpowiednik gabra) – rysunek 7, andezyt (wylewny odpowiednik diorytu) –
rysunek 8, riolit (odpowiednik granitu) – rysunek 9.

Rys. 7. Bazalt [16, 14]

Rys. 8. Andezyt [31]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9. Riolit [14]

Szczególną odmianą skał wylewnych są skały porfirowe (rysunek 10). Powstają

dwuetapowo – magma najpierw powoli zastyga pod powierzchnią Ziemi, w wyniku tego –
niektóre minerały przybierają postać krystaliczną. Kolejnym etapem jest wyrzucenie
stygnącej skały na powierzchnię, gdzie pozostałe składniki szybko krystalizują tworząc postać
skrytokrystaliczną.

Rys. 10. Porfir [16]

Skały osadowe powstają w wyniku nagromadzania i osadzania produktów wietrzenia

starszych skał, jak również resztek roślinnych i zwierzęcych o różnym stopniu rozkładu.
Mogą też tworzyć się w wyniku wytrącania z roztworów wodnych. Przez różne dalsze
procesy (wietrzenie, transport, sedymentacja i diageneza) – struktura skał osadowych się
zmieniła, czego efektem jest podział tych skał na skały okruchowe, organogeniczne
i pochodzenia chemicznego. Procesy te, stanowiące etapy rozwoju skał osadowych mogły
następować po sobie w określonej kolejności, a także mogły się wzajemnie łączyć. Tylko
część skał osadowych przechodzi w swym rozwoju wszystkie wymienione etapy.

Powstawanie skał osadowych związane jest ze zmianami warunków fizycznych

i chemicznych środowiska ich powstawania. Za bardzo ważne należy uznać:

−

wahania temperatury na powierzchni wietrzejących skał (od - 80 °C do + 80 °C ),

−

znaczna rozpiętość opadów (od zera do kilku tysięcy mm rocznie),

−

stosunek opadów do parowania,

−

udział organizmów żywych (mikroorganizmy, rośliny, zwierzęta).
Wszystkie skały osadowe istnieją w postaci warstw (pokładów). Pierwotnie ułożenie

tychże warstw jest zbliżone do horyzontalnego. Odstępstwa od tego położenia, są efektem
późniejszych deformacji tektonicznych. Bardzo istotną właściwością skał osadowych jest
uławicenie i warstwowanie. Ławica – jest to pokład oddzielony od innych wyraźnymi
powierzchniami nieciągłości oraz odznaczający się spoistością. Uwarstwienie jest cechą
teksturalną polegającą na przestrzennym uporządkowaniu składników w obrębie ławicy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Uławicenie spotykamy we wszystkich typach skałach osadowych, natomiast warstwowanie
charakteryzuje głównie skały okruchowe oraz ilaste.

Skały okruchowe mają postać luźnej zwietrzeliny lub zwięzłej skały (tabela 1). Powstały

na skutek wietrzenia (rozdrobnienia) starszych skał. Osadzanie się w ten sposób materiału,
złożonego z okruchów, odłamków skalnych i ziarn, prowadzi do powstania skały okruchowej
luźnej. W wyniku diagenezy (zespół procesów fizycznych i chemicznych zachodzących
w niewysokiej temperaturze, które prowadzą do połączenia pierwotnie luźnego materiału
osadowego) dochodzi do cementacji materiału klastycznego i powstają skały okruchowe
zwięzłe (scementowane), składające się z okruchów, ziarn mineralnych oraz spoiwa
(lepiszcza), czyli substancji wiążącej. Spoiwo dzielimy na:

−

spoiwa właściwego – strąconego chemicznie w przestrzeniach międzyziarnowych,

−

spoiwa detrytycznego w postaci tzw. masy wypełniającej, złożonej z drobnoziarnistego
materiału okruchowego,

−

spoiwa chemiczno – detrytycznego gdy w spoiwie chemicznym znajduje się pewna ilość
detrytycznego materiału, określanego jako matriks.
W zależności od składu chemicznego wyróżnia się następujące rodzaje lepiszcza:

−

wapniste – złożone z kalcytu, o jasnej barwie, burzące z 10% kwasem solnym na zimno,

−

margliste – złożone z kalcytu i minerałów ilastych, o jasnej lub szarej barwie, burzące
z kwasem solnym i pozostawiające osad po wyburzeniu,

−

dolomityczne – złożone z dolomitu, o jasnej barwie, burzące z kwasem solnym na gorąco
lub po sproszkowaniu,

−

żelaziste – złożone z tlenków i wodorotlenków żelaza, o charakterystycznym czerwonym
lub brunatnym zabarwieniu,

−

krzemionkowe – złożone z chalcedonu lub opalu, o jasnej barwie, dużej zwięzłości,
często również o szklistym połysku,

−

ilaste – złożone z minerałów ilastych, o małej zwięzłości,

−

glaukonitowe – złożone z glaukonitu, o charakterystycznej zielonej barwie.

Tabela 1. Skały okruchowe [5, s. 103]

Skała luźna

Skała zwięzła

gruz

brekcja

żwir

zlepieniec

piasek

piaskowiec

muł

mułowiec

ił

iłowiec

Skały organogeniczne wytworzone zostały na skutek nagromadzenia szczątków

organizmów zwierzęcych lub roślinnych. Możemy je podzielić na skały bitumiczne,
węglanowe i krzemionkowe.

Skały bitumiczne w swoim składzie zawierają bituminy (substancje chemiczne będące

mieszaniną węglowodorów) i węgle. Możemy je ułożyć w dwa szeregi – węglowy
i węglowodorowy (tabela 2). Skały organogeniczne bitumiczne szeregu węglowego
przedstawiają rysunki 11 – 14.

Tabela 2. Skały bitumiczne [5, s. 104]

Szereg węglowy

Szereg węglowodorowy

torf

gaz ziemny

węgiel brunatny

ropa naftowa

węgiel kamienny

asfalt

antracyt

ozokeryt (wosk ziemny)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 11. Torf [8]

Rys. 12. Węgiel kamienny [20]

Rys. 13. Węgiel brunatny [18]

Rys. 14. Antracyt [14]

Skały węglanowe składają się z węglanów, głównie węglanu wapnia (CaCO

). Do niej

zaliczamy:
a) wapienie – utworzone z węglanowych szczątków szkieletów zwierząt morskich, wśród

nich rozróżniamy:

−

wapienie muszlowe (muszlowce),

−

wapienie krynoidowe (powstałe z liliowców),

−

wapienie koralowe (wapienie rafowe),

−

wapienie litotamniowe (roślinne, powstałe ze zwapnianych plech glonów),

b) dolomity – zbudowane przede wszystkim z minerału dolomitu oraz małych ilości kalcytu,

minerałów ilastych i substancji bitumicznych,

c) kreda pisząca – powstała z maleńkich pancerzyków otwornic, żyjących w dużych

ilościach w ciepłych morzach,

d) margiel – mieszanina węglanu wapnia pochodzenia organicznego i iłu,
e) opoka – mieszanina węglanowych pancerzyków otwornic i krzemionkowych szkieletów

gąbek.
Niektóre okazy skał węglanowych przedstawiają rysunki 15 – 18.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 15. Antracyt [20]

Rys. 16. Dolomit kawernisty [14]

Rys. 17. Opoka [8]

Rys. 18. Margiel [14]

Skały krzemionkowe powstały z krzemionkowych szkieletów zwierząt, najczęściej

spotykana jest ziemia okrzemkowa, zbudowana z pancerzyków okrzemek. Z niej powstają
materiały ścierne i wybuchowe oraz produkowane są z niej filtry.

Skały pochodzenia chemicznego powstały na drodze chemicznej. Wśród nich

rozróżniamy: sól kamienną (halit), sole magnezowo – potasowe, gips, anhydryt.

Rys. 19. Halit – sól kamienna [21, 22]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 20. Kryształ gipsu [23]

Rys. 21 Anhydryt [8, 14]

Skały metamorficzne (przeobrażone)

Skały metamorficzne powstały ze skał magmowych bądź osadowych na skutek procesu

metamorfizmu (przeobrażenie pod wpływem wysokich temperatur np. w pobliżu ognisk
magmy lub wysokiego ciśnienia np. w strefach subdukcji, oraz związanych z nimi procesów
chemicznych) Metamorfizm powoduje zmiany składu mineralnego i chemicznego skał
oraz jej struktury i tekstury (przestrzenne ułożenie i rozmieszczenie minerałów w skale –
wewnętrzna budowa), a stopień zmian uzależniony jest od temperatury i ciśnienia.
Przemieszczanie się skał magmowych lub osadowych w głąb Ziemi, a następnie w kierunku
jej powierzchni powoduje, że skały metamorficzne mają specyficzne cechy budowy.
(najczęściej

uporządkowane,

kierunkowe

tekstury).

Pochodzenie

niektórych

skał

metamorficznych przedstawia tabela 3. Skały przeobrażone pokazane są na rysunkach
od 22 do 25.

Skały te możemy podzielić:

−

ze względu na stopień przeobrażenia,

−

ze względu na strukturę zewnętrzną,

−

ze względu na facje metamorfizmu (osad lub kompleks osadów).

Tabela 3. Pochodzenie skał metamorficznych [3, s. 105]

Skały
wyjściowe

Skały
przeobrażone

granity

gnejsy

piaskowce

kwarcyty

wapienie

marmury

łupki ilaste,
mułowce ilaste

hornfelsy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Gnejs [14, 8]

Rys. 23. Marmur dolomitowy i brucytowy [14]

Rys. 24. Kwarcyt [8]

Rys. 25. Hornfels [8]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jak klasyfikujemy skały?
2. Jaka jest różnica między minerałem, a skałą?
3. Jakie znasz przykłady gospodarczego wykorzystania skał?
4. W jaki sposób powstają skały wylewne?
5. Jakie znasz przykłady skał osadowych?
6. Co to jest diageneza?
7. Jakim typem skały jest porfir i jak go odróżnić od innych skał?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W kolumnie 1 podane są skały wyjściowe. W kolumnie 2 wpisz powstałe skały

metamorficzne z podanych skał wyjściowych.

Skały wyjściowe

Skały przeobrażone

łupki ilaste

wapienie

piaskowce

mułowce ilaste

granity

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować materiał nauczania i wpisać nazwy skał,
2) sprawdzić poprawność wykonania zadania,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,
5) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka formatu A4 z tabelką,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj rodzaj skał.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z instrukcją BHP,
2) przygotować materiały i narzędzia potrzebne do wykonania ćwiczenia,
3) opisać makroskopowo skałę oraz przy pomocy roztworu kwasu solnego i pipety ocenić

zawartość wapnia,

4) określić nazwę skały na podstawie uzyskanych wyników,
5) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,
8) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka A4,

−

pipeta,

−

roztwór kwasu solnego,

−

zestaw skał,

−

naczynie na użyty roztwór kwasu,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) sklasyfikować skały magmowe?



2) rozpoznać i nazwać skały osadowe?



3) sklasyfikować skały węglanowe i bitumiczne?



4) wyjaśnić pojęcie tekstura?



5) wyjaśnić, co oznacza budowa jawnokrystaliczna?



6) opisać skały mające budowę skrytokrystaliczną?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Cele i sposoby poszukiwania złóż

4.3.1. Materiał nauczania

Jednym z zadań gospodarki narodowej w zakresie wykorzystania złóż surowców

mineralnych jest wszechstronne, racjonalne i najbardziej ekonomiczne gospodarowanie
bogactwami naturalnymi. Dlatego podstawowymi zadaniami służb geologicznych jest ich
poszukiwanie, rozpoznawanie oraz dokumentowanie złóż surowców mineralnych.
Poszukiwanie złóż ma na celu:

−

znalezienie złoża kopaliny użytecznej (roboty geologiczno-poszukiwawcze),

−

rozpoznanie czyli dokładniejsze zbadanie znalezionego złoża.
Celem rozpoznania złoża jest określenie jego przydatności gospodarczej oraz pozyskania

danych, które będą potrzebne do projektowania metod i sposobów wybierania złoża. W tym
celu należy dokonać ustaleń odnośnie do:

−

kształtu i granic złoża,

−

poziomów zalegania,

−

grubości pokładów lub wielkości innych form zalegania,

−

rodzaju i stopnia zanieczyszczenia zalegającej kopaliny użytecznej,

−

warunków hydrogeologicznych i innych warunków geologicznych mogących utrudniać
eksploatację,

−

ilości zasobów kopaliny użytecznej.
Rozróżnia się następujące sposoby prowadzenia robót poszukiwawczych:

−

poszukiwania geologiczne,

−

poszukiwania za pomocą wyrobisk poszukiwawczych,

−

poszukiwania geofizyczne,

−

poszukiwania wiertnicze.
Roboty geologiczno-poszukiwawcze oparte są głównie na tym, iż podstawowymi

przesłankami poszukiwań złóż są przewidywane możliwości ich występowania, które głównie
oparte są na wiedzy z zakresu ich tworzenia i powstawania, oraz wiedzy o budowie
geologicznej złóż występujących w określonych regionach, a nawet w całym kraju.
Najważniejszą role w początkowym okresie poszukiwań odgrywa rozpoznanie terenu, dobra
dokumentacja kartograficzna i prognoza geologiczna. W toku przebiegu zadań mających na
celu opracowanie koncepcji i metod poszukiwania złóż na danym terenie wykorzystuje się
przesłanki geologiczne, geofizyczne, mineralogiczne, petrologiczne, geochemiczne,
paleograficzne i inne oraz stwierdzone oznaki występowania kopaliny. Mogą to być
wychodnie, obecność minerałów występujących w danych złożach, anomalii geochemicznych
itp. Wiadomości te dają potwierdzenie oparte na przesłankach, czyli prognozę możliwości
występowania złóż kopalin. Prowadzi to do wstępnej możliwości określenia zasobów, które
w przyszłości mogą stwarzać uzasadnienie o rozpoczęciu dalszych poszukiwań.

W przebiegu poszukiwań złóż wykorzystuje się wiele metod których wybór jest zależny

od rodzaju poszukiwanej kopaliny, stopniu rozpoznania warunków geologicznych badanego
obszaru, ukształtowania tego obszaru oraz warunków klimatycznych. Obecnie najczęściej
do tego typu metod należą metody fotogeologiczne, które polegają na wykonaniu zdjęć
satelitarnych i lotniczych oraz odpowiedniej naukowej ich interpretacji, dostosowanej
do specyfiki poszukiwania danej kopaliny. Tego rodzaju badania mają przeważnie charakter
wstępny i pomocniczy.

Znaczna ilość złóż odkrywana jest metodami geologicznymi np. za pomocą kartowania

geologicznego, metodami geofizycznymi, mineralogicznymi, badaniami wychodni,
przejawów mineralizacji oraz geochemicznymi – które polegają na rozpoznaniu grupy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pierwiastków występujących w określonym terenie. Bardzo ważne znaczenie ma dokładne
rozpoznanie składu mineralnego lub charakteru petrograficznego występujących skał. Daje
ono potwierdzenie obecności kopaliny użytecznej, co pozwala bardziej skonkretyzować cel
poszukiwań.

W trakcie badania odsłonięć na powierzchni Ziemi geolodzy posługują się młotkiem,

którym odspajają próbki skał. W przypadku badania skał położonych nieco głębiej np. pod
glebą lub zwietrzeliną, wykonuje się wykopy, rowy, szybiki, a także płytkie otwory
wiertnicze. Próbki do badań mineralogiczno – petrograficznych w początkowym stadium
poszukiwań, zwłaszcza przy łatwym dostępnym terenie, pobierane są punktowo,
w wybranych, odosobnionych miejscach zgodnie ze wstępnymi spostrzeżeniami kartografa.
W dalszych etapach poszukiwań w przypadku skonkretyzowania celu badań przechodzi się
do systematycznego pobierania próbek. Próbki muszą być reprezentatywne, tzn. wyniki ich
badań muszą umożliwić stworzenie dokładniejszego obrazu złoża i jego zaburzeń
i zmienności przestrzeni.

Poszukiwania za pomocą wyrobisk górniczych polegają na rozpoznaniu znalezionego

złoża dokonując sztucznych odsłonięć za pomocą górniczych robót poszukiwawczych
w postaci:

−

rowów poszukiwawczych,

−

sztolni,

−

szybików poszukiwawczych.
Rowy poszukiwawcze stosuje się w poszukiwaniach kopaliny zalegającej w stromo

ułożonych warstwach, przy wychodniach znajdujących się bezpośrednio na powierzchni
ziemi, ukrytych pod cienkim nakładem. W celu zbadania tak zalegających niektórych skał
zagłębia się je w odkryte warstwy na głębokość 0,1-0,5 m. W przypadku większych
głębokości, gdy nadkład tworzą skały sypkie należy stosować obudowę zboczy za pomocą
desek i rozpór.

Rys. 26. Rów poszukiwawczy (przekrój poprzeczny) [1, s. 124]

Szybiki poszukiwawcze są to wyrobiska górnicze pionowe – czasem pochyłe, drążone

do głębokości 25 m rzadziej do 40 m o przekroju prostokątnym lub kołowym. Mają
głównie zastosowanie w robotach poszukiwawczych wówczas gdy, miąższość nadkładu
przekracza 4 m, a upad warstw jest mały. W skałach gdzie wyrobisko można utrzymać bez
obudowy drąży najczęściej szybiki poszukiwawcze o przekrojach kołowych, w skałach
słabszych natomiast o przekroju prostokątnym.

Rys. 27. Szybiki poszukiwawcze [3, s. 123]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Sztolnie poszukiwawcze w terenach górskich [1, s. 123]

Sztolnie poszukiwawcze są to wyrobiska korytarzowe wykonywane poziomo. Sztolnie

posiadają jedno bezpośrednie wyjście na powierzchni ziemi. Stosuje się je głównie do
rozpoznawania złóż występujących w rejonach górzystych, gdzie warstwy nachylone są
stromo.

Jedną z najważniejszych ról w poszukiwaniach odgrywają techniki górnicze i wiertnicze.

Dane uzyskane z tego rodzaju poszukiwaniach dają podstawę do podjęcia decyzji o dalszych
poszukiwaniach metodami bardziej kosztownymi ale dającymi dokładniejszy obraz
występowania złoża.

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie są podstawowe cele poszukiwań złóż?
2. Jakie są podstawowe zadania przy pracach związanych z rozpoznaniem złoża?
3. Jakie są zasady prowadzenia poszukiwań geologicznych?
4. Jakie znasz główne przesłanki przyjęte w poszukiwaniach złóż oraz oznaki występowania

złóż?

5. Które sposoby prowadzenia robót poszukiwawczych są stosowane najczęściej?
6. Jaki jest cel robót geologiczno – poszukiwawczych?
7. W jaki sposób pobierane są próbki przy poszukiwaniach geologicznych?
8. Kiedy stosuje się poszukiwania złóż za pomocą rowów poszukiwawczych?
9. Kiedy stosuje się poszukiwania złóż za pomocą szybików poszukiwawczych?
10. Kiedy stosuje się metody poszukiwania złóż za pomocą sztolni?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Posłuż się mapą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wykonać pomiary odległości na mapie i posłużyć się podziałką mapy,
2) obliczyć wymiary liniowe na mapie i w rzeczywistości za pomocą skali,
3) obliczyć skalę mapy znając wymiary na mapie i w rzeczywistości,
4) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,
7) uporządkować miejsce pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa wycinka terenu,

−

przyrządy pomiarowe,

−

kalkulator,

−

notatnik.

Ćwiczenie 2

Na podstawie mapy terenu rozpoznaj powierzchnię złoża i jego lokalizację.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) ustalić miejsca i obszary występowania kopaliny użytecznej,
2) ustalić sposoby i formy zalegania kopaliny w danym rejonie,
3) zaznaczyć na mapie występowanie powierzchni złoża, które zostanie przeznaczone do

eksploatacji,

4) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa terenu w, którym zalegają złoża żwiru,

−

przyrządy kreślarskie.

Ćwiczenie 3

Z terenu określonego na mapie, pobierz próbki geologiczne minerałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przygotować materiały i narzędzia potrzebne do wykonania ćwiczenia,
3) poszukać na danym terenie minerałów z zaznaczeniem na mapie miejsca ich

występowania,

4) pobierać próbki z terenu określonego na mapie,
5) pobierać próbki minerałów ze zboczy nierówności terenu,
6) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa wycinka terenu,

−

narzędzia do ręcznego wycinania bruzd – wcinaki, dłuta, młotki,

−

pojemniki na zebrane minerały (blaszane puszki, woreczki, skrzynki).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić podstawowe cele poszukiwań złóż?



wyjaśnić ogólne zasady prowadzenia poszukiwań geologicznych



3) wymienić

omówić

sposoby

prowadzenia

robót

poszukiwawczych?



posługiwać się mapą?



pobierać próby geologiczne?

przeprowadzać analizy możliwości występowania w terenie kopalin

użytecznych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4 Poszukiwania geofizyczne i wiercenia poszukiwawcze

4.4.1. Materiał nauczania

Zjawiska fizyczne zachodzące w litosferze, bądź z nią związane były już bardzo dawno

wykorzystywane przez człowieka do celów praktycznych. Dotyczy to w szczególności
zjawiska magnetyzmu ziemskiego, który wykorzystywano od oznaczania stron świata.
Później zorientowano się, że zjawisko to może być wykorzystane do poszukiwania złóż i rud
żelaza. I tak np. w Szwecji XVII za pomocą specjalnego kompasu odkryto złoża magnetytu
odznaczającego się dużą podatnością magnetyczną. W miarę rozwoju fizyki ogólnej rodziły
się pomysły wykorzystania również innych zjawisk fizycznych litosfery do rozpoznawania
budowy geologicznej wierzchni warstw skorupy ziemskiej, a szczególnie do poszukiwania
kopalin użytecznych. W ten sposób powstały metody badawcze geofizyki stosowanej.
W poszukiwaniach wzdłuż kopalin stałych stosuje się następujące rodzaje metod
geofizycznych:

−

magnetometryczne (wykorzystanie pobudliwości – przenikalności – magnetycznej),

−

radiometryczne (wykorzystanie zdolności promieniotwórczych),

−

elektrometryczne (wykorzystanie przewodnictwa elektrycznego),

−

grawimetryczne (wykorzystanie gęstości warstw skalnych),

−

sejsmometryczne (wykorzystanie przewodnictwa fal sejsmicznych).
Metody geofizyczne pozwalają tylko na określenie głębokości zalegania odmiennych

kompleksów skał oraz wykrycie struktur geologicznych pod pokrywą młodszych osadów –
ponieważ opierają się na stwierdzeniu anomalii geofizycznej. W przypadku silnych anomalii
geofizycznych metody te mogą bezpośrednio wskazać miejsce zalegania złóż. Metody
magnetometryczne mogą wskazać o obecności niektórych typów rud żelaza (magnetytów
i tytanu).

Metody

radiometryczne

wskażą

występowanie

złóż

pierwiastków

promieniotwórczych (uranu, toru itp.). Wyniki z badań geofizycznych (anomalie)
przedstawione są na mapach geofizycznych oraz na wykresach w postaci izolinii.
Interpretacje wyników przeprowadzają geolodzy.

Metoda magnetometryczna (rys. 29, 30) polega na pomiarze zmian natężenia

naturalnego pola magnetycznego Ziemi lub gradientu jego składowych w celu wydzielenia
anomalii – zaburzeń w rozkładzie pola magnetycznego, które mogą być wywołane
występowaniem niektórych minerałów. Metoda ta jest głównie oparta na dużym
zróżnicowaniu właściwości magnetycznych poszczególnych skał. W obszarach gdzie
występują skały o dużej podatności magnetycznej, natężenie pola magnetycznego jest
zwiększone. Zmiana natężenia pola magnetycznego w stosunku do tła nazwano anomaliami.
Pojęcia anomalii to jedno z najważniejszych pojęć ogólnych w geofizyce stosowanej,
związane jest nie tylko metodą z magnetyczną ale i innymi metodami. Pomiary prowadzi się
magnometrami, które mierzą wartość pionowej składowej całkowitego natężenia. Zasięg
zdjęć magnetometrycznych wynosi do kilku kilometrów poniżej powierzchni Ziemi. Zaletami
ich są szybkość wykonania i niskie koszty. Wadą natomiast jest mała dokładność. Metody
magnetometryczne przydatne są do poszukiwań tytanu, magnetytu, pirotynu, diamentu, skał
magmowych bogatych w minerały femiczne, okruchowych różnych metali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29. Pomiar całkowitego pola magnetycznego Ziemi w terenie przy użyciu magnetometru

protonowego ENVI MAG firmy kanadyjskiej Ziemi oraz Pomiar pionowego gradientu
pola magnetycznego gradiometrem ENVI GRAD [31]

Rys. 30. Cieniowana mapa anomalii magnetycznych nad pogrzebanymi starożytnymi

budowlami - na mapie widoczne są zarysy ścian budynków [31]

Metoda

radiometryczna

opiera

się

stwierdzeniu

anomalnych

stężeń

promieniotwórczości. Wykonuje się je radiometrami lub scyntylometrami, którymi mierzy się
promieniowanie

, rzadziej

. Wyniki przedstawia się jako mapy różnych ekwiwalentów

promieniowania, rzadziej jako przekroje wykresowe. Metody radiometryczne są przydatne
do poszukiwania i rozpoznawania złóż uranu, toru, soli potasowych i innych.

Metoda elektrometryczne (rys.31 ) opiera się na pomiarach oporu elektrycznego kopalin

i skał otaczających. Na opór wpływ ma rodzaj skały oraz obecność wody związanej
porowatością skał. Pomiar oporu prowadzi się w kierunku pionowym do głębokości kilku
kilometrów.

Nadają się one do określenia grubości nadkładu nad złożem zalegającym prawie

poziomo. Przy złożach stromo zalegających mierzy się zmiany oporu w kierunku poziomym.

Zasięg głębokościowy takiego sposobu elektrofiltrowania wynosi do kilkuset metrów.

Wyniki zdjęć elektrometrycznych przedstawia się na mapach i przekrojach, głównie oporu,
w izoomach. Tymi metodami można poszukiwać złoża pirytu i siarczków niektórych metali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 31. Tomografia elektrooporowa w rejonie Kościoła Mariackiego w Krakowie [31]

Metoda grawimetryczna opiera się na pomiarach pola grawitacyjnego (siły ciężkości)

lub anomalii tego pola, zależnych od różnic gęstości utworów skalnych. Różnica między
wartością pomierzoną a wartością normalną siły ciężkości nosi nazwę anomalii siły ciężkości.
Określa ją się w minigalach, gradientach siły ciężkości. Wyniki zdjęć grawimetrycznych
przedstawia się w postaci map izoanomalii. Metodami tymi poszukujemy sole, węgle, tytan
i chromit. Zasięg zdjęć grawimetrycznych wynosi do kilku kilometrów.

Rys. 32. Automatyczny grawimetr [31]

Rys. 33. Wyniki badań mikrograwimetrycznych w rejonie zapadliska powstałego na

obszarze średniowiecznej eksploatacji złóż rud złota [31]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metoda sejsmometryczna polega na obserwacji drgań warstw skalnych wywołanych

detonacją materiału wybuchowego. Drgania te przenoszone są w ośrodku sprężystym z różną
prędkością, która zależy od właściwości samego ośrodka, czyli warstw skalnych. Wyróżnia
się dwa sposoby wykonywania zdjęć sejsmometrycznych:

−

refleksyjny (fal odbitych),

−

refrakcyjny (fal załamanych).
Przy sposobie refleksyjnym rejestruje się czas przebiegu drgań od ich źródła (detonacji)

do badanej powierzchni i z powrotem do odbiornika (geofonu). Zasięg głębokościowy wynosi
do kilku kilometrów. Sposób ten jest przydatny do przeprowadzania badań budowy
strukturalnej.

Drugi sposób refrakcyjny nadaje się szczególnie do takiej budowy geologicznej, przy

której występuje wzrost prędkości rozchodzenia fal sejsmicznych z głębokością. Zasięg
głębokościowy wynosi od kilkuset do kilku tysięcy metrów.

Rys. 34. Układ pomiarowy [31]

Prace rozpoznawcze i poszukiwawcze wiertnicze polegają na wykonywaniu otworów

wiertniczych płytkich i głębokich oraz pobieraniu próbek przewiercanych skał i ich badaniu.
Zadaniem wiertnictwa jest wykonywanie cylindrycznych otworów w głąb ziemi. Otworem
wiertniczym nazywamy wyrobisko o przekroju kołowym w czasie jego wykonywania,
natomiast wykonany otwór wiertniczy nazywa się odwiertem.

Ze względu na sposób urabiania skały rozróżnia się dwie zasadnicze metody wiercenia:

−

udarową,

−

obrotową.
Wiercenia udarowe stosuje się do małych i średnich głębokości na ogół tam gdzie

wymagane jest wiercenie „na sucho”, tzn. bez płuczki a więc głównie dla celów
hydrogeologii rzadziej dla celów naftowych.

Wiercenia obrotowe obejmują największy zasięg wierceń zależnie od średnicy

wykonywanych otworów, ich głębokości, a także rodzaju używanego sprzętu dzielą się
na trzy zasadnicze grupy.

Wiercenia małośrednicowe, które stosowane są głównie do badań geologicznych skorupy

ziemi, do wiercenia otworów płytkich oraz średnich głębokości przy użyciu lekkich urządzeń
wiertniczych. Wykonywane są przeważnie jako wiercenia rdzeniowe.

Wiercenia normalnośrednicowe, zwane też wierceniami naftowymi, stosowane są przede

wszystkim do wierceń w poszukiwaniu ropy naftowej i gazu ziemnego, a także do głębokich
wierceń poszukiwawczych. Charakteryzują się dużymi głębokościami.

Wiercenia wielkośrednicowe stosowane są do różnych celów technicznych, a przede

wszystkim w górnictwie do głębienia szybów o przeznaczeniu jako wydobywcze,
wentylacyjne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wiercenie udarowe polega na kruszeniu skały przez spadający z pewnej wysokości

świder. Stosuje się je w skałach twardych i zwięzłych- najczęściej w piaskowcach, łupkach
i wapieniach. Zwierciny, czyli urobek usuwany jest z dna otworu za pomocą łyżki
wiertniczej. Energie kinetyczną spadającego świdra, która zamienia się na pracę kruszenia
skały, zwiększa się przez przykręcenie ponad świdrem obciążnika.

Przewód wiertniczy może być sztywny, skręcony z żerdzi wiertniczych lub linowy.

Najczęściej jednak stosowany jest przewód linowy. Urządzenie szarpakowi przeznaczone jest
do wykonywania udarów, urządzenie wyciągowe umożliwia wyciąganie i opuszczanie
przewodu wiertniczego w celu dokonania łyżkowania, wymiany dłuta, przykręcenia następnej
żerdzi, czyli przedłużenia przewodu.

Do wierceń udarowych stosuje się zespoły wiertnicze, czyli wiertnice z napędem

elektrycznym lub spalinowym zamontowane na stałe na masztach lub na podwoziu
samochodowym lub ciągnikowym. Wierci się przeważnie przewodem linowym, a zwierciny
usuwa za pomocą łyżkowania, przy czym można od razu pobierać próbki z przewiercanych
skał.

Rys. 35. Świdry do wierceń obrotowych bezrdzeniowych: a) świder rybi ogon, b) świder

gryzakowy [1, s. 129]

Wiercenia obrotowe to najczęściej stosowana obecnie metoda wierceń. Rozróżnia się

wiercenia bezrdzeniowe czyli pełne i wiercenia rdzeniowe. Do wierceń bezrdzeniowych
używa się koronek wiertniczych pełnych, których zadaniem jest urabianie skały na całym dnie
otworu. Wiercenie rdzeniowe polega na ścinaniu, skrawaniu i ścieraniu narzędziem
wiertniczym czyli koronką wiertniczą pierścienia skalnego na obwodzie dna otworu
z pozostawieniem w środku nie naruszonego rdzenia, który podczas wiercenia wchodzi
do rury rdzeniowej, która jest umieszczona nad koronką. Podczas, kiedy jest podnoszony
przewód wiertniczy, rdzeń zostaje urwany za pomocą specjalnego urządzenia zwanego
popularnie urywakiem. Rdzeń jest następnie wyciągany na powierzchnię. Stanowi on próbkę
przewiercanych skał. Wiercenia takie są stosowane głównie do robót poszukiwawczo-
rozpoznawczych. Pozostałe elementy skał powstałe na wskutek wiercenia to zwierciny, które
są usuwane z dna otworu przez płuczkę na powierzchnię i stanowią materiał, który jest
poddany dalszym badaniom.

Rys. 36. Koronki wiertnicze: a) uzębiona, b) diamentowa, c) z ostrzałami z twardych spieków [1, s. 130]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wiercenia pełne czyli bezrdzeniowe stosowane są głownie do celów eksploatacyjnych.

W pracach poszukiwawczych nie dają one pełnego obrazu zalegania warstw w terenie
poszukiwawczym, aczkolwiek również w przypadku kopalin płytko zalegających mogą być
stosowane. Uzyskany przekrój geologiczny jest wówczas mniej dokładny. Wiercenia takie
mogą być stosowane jako wiercenia poszukiwawcze wstępne.

Rys. 37. Schemat urządzenia do wiercenia obrotowego małośrednicowego [1, s. 131]

Wiertnica do górniczych wierceń poszukiwawczych Explorac 220RC (rys. 38) jest

przeznaczona do wiercenia z wykorzystaniem rury wiertniczej o podwójnych ściankach.
Wiertnica wykorzystuje żuraw masztowy, który można odchylić od pionu o 45 stopni.
Model Explorac 220RC zaprojektowano i zbudowano zgodnie z wymaganiami określonymi
przez specjalistów zajmujących się poszukiwaniem minerałów górniczych, a każdy podzespół
został dokładnie dobrany w celu osiągnięcia możliwie najlepszych rezultatów. Zgodnie
z koncepcją projektu wyeliminowano wszelkie elementy ryzyka bez pogorszenia
funkcjonalności i wydajności.

Podzespoły wiertnicy:

−

uniwersalny, całkowicie hydrauliczny stół ślizgowy,

−

przesuwany maszt o zmiennym położeniu,

−

przenośny panel kontrolny,

−

uniwersalny podajnik żerdzi,
sprężarka.

1-pomost drewniany
2-fundament wieży
3-żerdź wiertnicza
4-kancelaria wiertacza
5-okno w jacie
6-rura okładzinowa
7-wiertnica
8-korpus wrzeciona
9-uchwyty do żerdzi
10-głowica płuczkowa
11-wielokrążek linowy
12-lina wiertnicza
13-krążek na koronie wieży
14-wieża wiertnicza
15-jata
16-bęben linowy
17-wąż płuczkowy
18-pompa płuczkowa
19-silnik elektryczny napędowy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 38. Wiertnica do górniczych wierceń poszukiwawczych Explorac 220RC [32]

Inną wiertnicą do wierceń poszukiwawczych jest Wiertnica Ditch Witch Jt 2720

(rysunek 39).

Jej dane techniczne:

– wymiary długość 6 m, szerokość 1,8 m, wysokość 2,3 m,
– ciężar 7700 kg,
– siła wpychania 120 kN,
– siła ciągnąca 120 kN,
– długość żerdzi 3m pompa płuczkowa FMC 180l/min,
– zasięg 270 m Maksymalna rura 400 mm.

Rys. 39. Wiertnica Ditch Witch Jt 2720 [33]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.40. Mieszalnik płuczki wiertniczej [33]

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie znasz metody poszukiwań geofizycznych?
2. Jakie są metody poszukiwań z wykorzystanie właściwości magnetycznych skał?
3. Do jakich poszukiwań można zastosować metodę wykorzystującą fale radiowe?
4. Kiedy stosuje się metodę poszukiwań z wykorzystaniem właściwości przewodności

elektrycznej skał?

5. Do jakich badań stosuje się metodę poszukiwań z wykorzystaniem właściwości

rozchodzenia się fal sejsmicznych w skałach?

6. Na czym polega metoda poszukiwań z wykorzystaniem właściwości grawimetrycznych

skał?

7. Jakie wyróżnia się metody wierceń?
8. Na czym polega technika wykonywania wierceń udarowych?
9. Na czym polega technika wykonywania wierceń obrotowych rdzeniowych?
10. Na czym polega technika wykonywania wierceń obrotowych bezrdzeniowych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie zdjęć i rysunków różnego rodzaju świdrów i koronek wiertniczych, określ,

do jakiego rodzaju wiercenia stosowane są poszczególne z nich. Omów technikę
poszczególnych wierceń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) wybrać spośród zdjęć te, które potrzebujesz,
3) napisać notatkę na temat wybranego świdra lub koronki wiertniczej opisując w niej

zastosowanie,

4) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) uporządkować miejsce pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zdjęcia różnego rodzaju koronek i świdrów,

−

notatnik.

Ćwiczenie 2

Na podstawie przekroju uzyskanego z rdzeni wiertniczych, sporządź przekrój

geologiczny danego wycinka terenu, na którym dokonano poszukiwań za pomocą wierceń
obrotowych rdzeniowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) odczytać schemat przekrojów geologicznych,
3) zaznaczyć na przekroju geologicznym występowanie poszczególnych warstw minerałów,
4) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przekrój poszczególnych trzech otworów wiertniczych,

−

notatnik,

−

przyrządy kreślarskie.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

scharakteryzować podstawowe metody geofizycznych poszukiwań
złóż?



wyjaśnić ogólne zasady prowadzenia poszukiwań geofizycznych?



scharakteryzować i omówić sposoby prowadzenia robót
wiertniczych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Grupy złóż

4.5.1. Materiał nauczania

Czynniki geologiczne są bardzo ważne przy ocenianiu złóż. Każde złoże odznacza się

określonymi warunkami występowania, formą i budową, stopniem skoncentrowania zasobów,
właściwym sobie stopniem okruszcowania, określoną jakością kopaliny i jej zmiennością.
Informacje dotyczące powstania złoża dają możliwość przewidywania szeregu parametrów,
które są pomocne przy jego poszukiwaniu, rozpoznaniu i ocenie wartości. Pewne typy złóż są
z punktu widzenia określonej kopaliny interesujące, a inne nie. Na przykład złoża osadowe
rud Zn, Pb, Cu, Fe, z reguły odznaczają się znacznymi zasobami, łatwymi do wykorzystania,
natomiast żyłowe złoża hydrotermalne kopalin tych samych pierwiastków są mało zasobne
i nieregularne.

Bardzo istotnym czynnikiem jest środowisko występowania złóż. Jest ważne przy ocenie

jego wartości. Złoża możemy znaleźć w obszarach zapadliskowych, w strefach rozłamów
i spękań i innych miejscach. Mogą być związane z różnymi zgrupowaniami skał. Przy ocenie
złóż mogą być brane pod uwagę różne przesłanki, np. magmowe, strukturalne, stratygraficzno
– litologiczne i inne.

Nie możemy pominąć formy złoża dla oceny ich wartości przemysłowej. Formy proste,

regularne i duże, zwłaszcza izometryczne i pokładowe dają możliwość wyższej oceny złóż,
natomiast skomplikowane i nieregularne, a także małe (żyłowe, gniazdowe, kieszeniowe)
obniżają ich wartość. Niekorzystnym czynnikiem jest silna zmienność kształtu złoża lub jego
części. Forma złoża ma decydujące znaczenie przy jego poszukiwaniu i rozpoznawaniu oraz
eksploatacji górniczej. Wiążą się z nią jego wymiary całości lub poszczególnych skupień
mineralnych. Im są one większe, tym pozytywniej oceniane jest złoże.

Budowa złoża daje nam pogląd na rozmieszczenie substancji mineralnych w przestrzeni.

Korzystne są złoża skoncentrowane w formach izometrycznych (np. pnie, sztokwerki lub
pokłady), leżące poziomo oraz niezaburzone tektonicznie. Mniejszą wartość stanowią pokłady
pofałdowane i zaburzone dyslokacjami. Mniej zasobne zazwyczaj są złoża tworzące pionowo
ułożone pokłady lub występujące pod dużymi kątami w obszarach fałdowych, natomiast,
takie same złoża leżące poziomo w utworach pokryw platformowych zawierają często duże
zasoby, gwarantujące wieloletnią eksploatację. Wyżej oceniane są złoża o granicach ostrych
i zdecydowanych, przebiegających w linii prostej niż stopniowo przechodzące w skałę
otaczającą i nieregularne.

Przy ocenianiu wartości złoża istotny jest stopień skoncentrowania kopaliny

oraz zasobów; im jest on wyższy, tym wyższa jest ich ocena. Złoża ze zwartą
i skoncentrowaną substancją mineralną są bardziej optymalne, niż rozproszone lub żyłowe

Ważnym czynnikiem jest jakość kopaliny. Decyduje o niej: skład mineralny, chemiczny,

zawartość domieszek pożytecznych i szkodliwych, wykształcenie strukturalne i teksturalne,
szereg własności fizycznych, jak gęstość, gęstość pozorna, skład ziarnowy, porowatość,
wytrzymałość na ściskanie, zgniatanie, ogniotrwałość, barwa po wypale, własności
magnetyczne, elektryczne, powierzchniowe, adsorbcyjne i wiele innych.

Forma złoża jest to geometryczny sposób jego wykształtowania, jak np. pokłady,

soczewki, żyły, gniazda itp.

Budową złoża określamy sposób jego ułożenia w skorupie ziemskiej (fałdowanie uskoki,

wymycia itp.) oraz sposób rozmieszczenia kopaliny w złożu.

Prace poszukiwawcze są to działania geologiczne, zmierzające do określenia zasobów

perspektywicznych (teoretycznych i prognostycznych). Ich wyniki stanowią podstawę
projektowania prac rozpoznawczych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyróżniamy dwa etapy prac rozpoznawczych:

−

prace wstępne – umożliwiają rozpoznanie zasobów geologicznych w kategorii C

Przyjmuje się założenie, że zasoby te będą ustalone z dokładnością do 50%. Z zasobów
geologicznych na podstawie kryteriów górniczo-technicznych uzyskuje się zasoby
wykorzystywane – C

. Są podstawą dla opracowania wstępnego projektu

zagospodarowania złoża i wyznaczenia zasobów przemysłowych,

−

prace szczegółowe są prowadzone w oparciu o dokumentację C

. Brane są pod uwagę

dodatkowe kryteria górniczo – techniczne i inne ustalone przez przyszłych gospodarzy
złoża – zasoby geologiczne C

. Zasoby te zbadane są z dokładnością około 20%,

odpowiadające aktualnie opanowanym metodom wybierania złoża i przeróbki
mechanicznej urobku. Dane te są podstawą opracowania projektu zagospodarowania
złoża.
Powyższe prace możemy prowadzić w oparciu o wiercenia. Współczesna technika

wiertnicza umożliwia prowadzenie wierceń kierunkowych z powierzchni i z wyrobisk
podziemnych, także wierceń poziomych, jak i skierowanych ku górze. Wyniki poszukiwania
złoża zawarte są w dokumentacji geologicznej. Kategoria takiego poznania określana jest
symbolem C

. Upoważnia ona do podjęcia decyzji o przystąpieniu do jego dokładniejszego

rozpoznawania, a zatem do przekwalifikowania zasobów do kategorii C

i B, a nawet

do kategorii B + A. Niekiedy dokumentacje w kategorii C

a nawet C

są wykorzystywane

jako podstawa zagospodarowania złoża. Jest to ryzykowne.

Zakres badań i robót geologicznych dokumentujących złoże i jego zasoby musi być

dostosowany do jego cech przyrodniczych: rodzaju i jakości kopaliny, przewidywanej formy
i budowy geologicznej; musi mieć na uwadze konieczność wyjaśnienia górniczo –
geologicznych

warunków

wydobywania

kopaliny,

także

rozpoznania

kopalin

współwystępujących i towarzyszących. Należy przy tym pamiętać o zagrożeniach środowiska
przyrodniczego.

Zmienność formy i budowy złóż spowodowały ich podział na kilka grup różniących się

wykształceniem.

Wyróżniamy następujące grupy:

−

I – złoża w tej grupie lub ich części (masywy granitowe Strzelina, czy Strzegomia, złoża
wapieni i piaskowców kwarcytowych paleozoiku świętokrzyskiego) mają prostą budowę,
miąższość surowca w znacznym stopniu przekracza przyjęte granice bilansowości,
równomierna jakość surowca w złożu, a w szczególności zawierają:
a) osadowe złoża pokładowe, nie zaburzone lub słabo zaburzone tektonicznie o stałym

składzie mineralnym surowca,

b) wielkie masywy jednorodnych skał magmowych.

−

II – do której zalicza się złoża lub ich części (złoża węgla kamiennego Górnego Śląska,
osadowe złoża rud żelaza obszaru częstochowskiego, złoża rud miedzi Dolnośląskiego
Okręgu Miedziowego, złoża iłów kaolinitowych, obrzeżenia Gór Świętokrzyskich)
o zróżnicowanej budowie i miąższości surowca, będącej na granicy przyjętej
bilansowości oraz nierównomiernej zawartości surowca w złożu, a w szczególności:
a) złoża pokładowe o zmiennej miąższości i zmiennej mineralizacji lub o zmiennym

składzie chemicznym, mineralnym lub petrograficznym, mogące też wykazywać
zaburzenia tektoniczne,

b) średnie i niewielkie masywy niejednorodnych skał magmowych,
c) strefy mineralizacyjne, równomiernie wykształcone na znacznych przestrzeniach,

−

III – złoża lub ich części (żyłowe złoża barytu Dolnego Śląska, gniazdowe złoża piasków
formierskich. Jury Krakowsko-Częstochowskiej, złoża rud niklu rozwinięte na
serpentynitach) o bardzo skomplikowanej budowie i o bardzo dużej zmienności

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

miąższości i jakości surowca w złożu oraz inne złoża nie mieszczące się w ramach I i II
grupy, a w szczególności:

a) złoża pokładowe o zmiennej miąższości i skomplikowanej tektonice,
b) polimetaliczne złoża żyłowe i gniazdowe,
c) złoża charakteryzujące się nierównomierną mineralizacją,
d) wtórne złoża zwietrzelinowe lub okruchowe,
e) wysadowe złoża soli.

Przykładowe grupy złóż danych kopalin i inne właściwości przedstawia tabela 4.

Tabela 4.

Odległości pomiędzy otworami i wyrobiskami w poszczególnych kategoriach poznania złoża.
[5, s. 145]

Kopalina

Grupa
złóż

Kategoria poznania złoża

Węgiel
kamienny

I
II
III

4 000 - 3 000
3 000 – 1 500
1 500 - 1 000

3 000 - 1 500 •
1 500 - 1 000
1 000 - 500

1 500 - 1 000
1 000 - 500
wyrobiska

500 - 250

wyrobiska górnicze co:
500
300
200

Rudy
miedzi
(osadowe)

II
III

3 000 – 1 500
1 500 – 500

1 000 - 500
500 - 200

500 - 200
wyrobiska co
200 - 100

wyrobiska górnicze

Siarka
rodzima

II
III

1 200 – 600
600 – 300

600 - 300
300 - 250

300 – 150
150 - 75

otwory
eksploatacyjne

Granity itp.

I
II
III

1 200 – 600
600 – 300
300 – 150

600 - 300
300 - 150
150 - 75

300 - 150
150 - 75
wyrobiska górnicze

wyrobiska górnicze

Kwarc
żyłowy

II
III

400 - 200
200 - 100

200 - 100
100 - 50

100 - 50
wyrobiska górnicze

wyrobiska górnicze

Zaliczenia złoża do grupy, w zależności od stopnia jego rozpoznania dokonuje się na

podstawie wszystkich dostępnych danych: archiwalnych, genetycznych, kartograficznych,
geofizycznych i innych. Brane są również pod uwagę dane teoretyczne odnośnie budowy
złoża, jak również parametry porównawcze z danego typu kopaliny. Przy ustalaniu grupy
bardzo dużą rolę odgrywa doświadczenie zawodowe osoby dokumentującej.

W przypadku, gdy zdarzy się sytuacja, że w czasie robót natrafimy na inne warunki

występowania złoża aniżeli pierwotnie zakładano, wtedy złoże zaliczamy do właściwej grupy
i odpowiednio dostosowujemy zakres robót niezbędnych do rozpoznania złoża. Należy
pamiętać o sporządzeniu aneksu do zatwierdzonego pierwotnego projektu badań i prac
geologicznych.

4.5.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co oznacza grupa złoża kategorii I?
2. Co oznacza grupa złoża kategorii II?
3. Co oznacza grupa złoża kategorii III?
4. Na jakiej podstawie złoże jest zaliczane do danej kategorii?
5. Co oznaczają: budowa i forma występowania złoża?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie dokumentacji geologicznej, zakwalifikuj poszczególne złoża do

odpowiednich grup. Uzasadnij wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przeanalizować dokumentację,
3) zakwalifikować dane złoże do odpowiedniej grupy,
4) opisać przyczyny swojego wyboru,
5) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

dane geologiczne złóż,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić pojęcie budowa złoża?



wyjaśnić pojęcie forma występowania złoża?



podzielić złoże na grupy?



zakwalifikować złoże do konkretnej grupy?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Podział zasobów

4.6.1 Materiał nauczania

Kryteria bilansowości jest to zestaw parametrów geologicznych, górniczych,

technicznych i ekonomicznych, jakie musi spełniać nagromadzenie kopaliny, by móc być
uznane za złoże. Zasoby geologiczne złoża jest to całkowita ilość kopaliny lub kopalin
w granicach złoża.

Dzielimy je na:

−

bilansowe,

−

pozabilansowe.

Zasoby bilansowe są to zasoby złoża lub jego części, którego cechy naturalne

wyznaczone przez kryteria bilansowości oraz warunki występowania dają możliwość podjęcia
jego eksploatacji. Zasobami pozabilansowymi nazywamy zasoby złoża lub jego części,
którego cechy naturalne lub warunki występowania powodują, iż jego eksploatacja nie jest
możliwa obecnie, ale przewiduje się, że będzie możliwa w przyszłości w wyniku postępu
technicznego, zmian gospodarczych itp.

Zasoby przemysłowe jest to część zasobów bilansowych, która może być przedmiotem

ekonomicznie uzasadnionej eksploatacji w warunkach określonych przez projekt
zagospodarowania złoża, optymalny z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego przy
spełnieniu wymagań ochrony środowiska. Zasobami nieprzemysłowymi nazywamy część
zasobów bilansowych, których eksploatacja nie jest możliwa, w warunkach określonych przez
projekt zagospodarowania złoża, z przyczyn technicznych, ekonomicznych lub wymagań
ochrony środowiska.
Zasoby wydobywalne jest to część geologicznych zasobów bilansowych dla ropy naftowej
i gazu ziemnego, przewidywanych do ewentualnego wydobycia przy zastosowaniu aktualnej
techniki wydobywczej.

Rys. 41. Podział zasobów geologicznych [7, s. 324]

Zasoby i wydobycie poszczególnych typów litologicznych skał przedstawia tabela 5.

Zasoby geologiczne

Zasoby bilansowe

Zasoby pozabilansowe

Zasoby przemysłowe

Straty eksploatacyjne

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela. 5. Zasoby i wydobycie poszczególnych typów litologicznych skał stosowanych jako kamienie drogowe

i budowlane w tysiącach ton (w dziesięciu złożach występują po dwie kopaliny) [10]

Kryteria bilansowości tworzą więc granice, wielkości złóż i ich zasoby bilansowe.

Ustalenie ich ma ogromne znaczenie dla bazy surowcowej kraju. Bardzo ważnym czynnikiem
wpływającym na kryteria bilansowości jest aktualny układ stosunków ekonomicznych
i politycznych na świecie.

Rys. 42. Graficzne przedstawienie zasobów geologicznych [3, s. 325]

Ocenę ekonomicznej efektywności nakładów we wszystkich gałęziach gospodarki

narodowej określa wskaźnik efektywności E. Porównywane są przewidywane lub bieżące
uzyskiwane efekty wynikające z wykorzystywania zasobów złoża z nakładami kapitałowymi
na realizację tego przedsięwzięcia gospodarczego. Wskaźnik efektywności obliczany jest
z poniższego wzoru:

•

−

)

(

gdzie:
P – przewidywana lub osiągana wartość rocznej produkcji zakładu eksploatującego złoże,
K– przewidywany lub bieżąco ponoszony koszt tej produkcji łącznie z kosztami prac
geologicznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

I – wartość nakładów inwestycyjnych poniesionych na budowę zakładu wykorzystującego
złoże łącznie z kwotą na prace geologiczne,
R – stopa dyskontowa dla zakładów przemysłowych,
S – średnia stawka amortyzacyjna,
B – m nakłady na utworzenie zapasu środków obrotowych.

Gospodarczo efektywne są tylko te złoża, których współczynnik efektywności E > 1. Za

złoża nierentowne (deficytowe) uznaje się te, dla których współczynnik E < 1. Kryteria
bilansowości ustała się przy założeniu E = 1.

Minimalne średnie wartości kryteriów bilansowości, a także brzeżne są ustalane

w pewnym przybliżeniu i podlegają dyskusji. Przy ustalaniu zasobów złóż należy pamiętać
o ochronie wiedzy o tych zasobach, które uznano za pozabilansowe, ale możliwe do
wykorzystania w przyszłości i które powinny być brane pod uwagę w świetle postępu
technicznego oraz zmian gospodarczych. Zagadnienie to rozwiązują pozabilansowe kryteria
bilansowości (pozabilansowe: brzeżne i minimalne średnie zawartości składnika
użytecznego). Dokumentacje ustalające zasoby geologiczne złóż muszą zawierać ich
obliczenie zgodnie z obowiązującymi kryteriami bilansowości, a także obliczenie zasobów
pozabilansowych dokonane zgodnie ze złagodzonymi kryteriami bilansowości. Zasoby
pozabilansowe są zwykle ustalane w najniższej kategorii poznania C2.

Zasoby bilansowe i pozabilansowe przedstawia tabela 6.

Tabela. 6. Zasoby bilansowe i pozabilansowe złóż [11]

Przy ustalaniu kryteriów bilansowości czasami stosujemy określenie pojęcia rentowności

zasobności złoża. Jest to minimalna ilość urobku lub składnika użytecznego, jaką można
uzyskać z jednostki powierzchni złoża. Dla większych zagłębi lub rozleglejszych, lecz
zmiennych w przestrzeni złóż zasobność bywa charakteryzowana ilością kopaliny
przypadającej na 1 m

, np. mówi się o węglonośności Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

i jego zmienności w określonych kierunkach geograficznych. Podobnie też można mówić
o siarkonośności, miedzionośności itd.

Przykładowe zasoby bilansowe i pozabilansowe dla węgla brunatnego ogólnie oraz dla

kilku województw – przedstawiają tabele 7 i 8.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela. 7. Zasoby geologiczne węgla brunatnego w mln ton [9]

Zasoby geologiczne
bilansowe

Wyszczególnienie

Ilość
złóż

Razem

A+B+Cl

pozabilans
owe

Zasoby
przemysło
we

I. ZASOBY OGÓŁEM

13724.32

4 300.67

9 423.65

4591.57

1 527.57

w tym - zasoby złóż zagospodarowanych

Razem -

1 878.27

1 790.71

87.56

108.95

1 490.36

1. Złoża zakładów czynnych

1 001.58

926.51

75.07

94.94

870.52

2. Złoża zakładów w budowie

876.70

864.20

12.50

14.01

619.84

w tym - zasoby złóż nie zagospodarowanych

Razem -

11 836.78 2 501.33

9 335.45

4 478.35

37.20

1. Złoża rozpoznane szczegółowo

2 817.64

2 501.33

316.31

702.30

37.20

2. Złoża rozpoznane wstępnie

9 019.14

3 776.05

w tym - złoża, których eksploatacji zaniechano

Razem -

9.28

8.64

0.64

4.27

Tabela. 8. Zasoby geologiczne węgla brunatnego dla poszczególnych województw w tys. ton [9]

Zasoby

Wydobycie Powiat

Lp.

Nazwa złoża

Stan

zagr.
złoża

geologiczne
bilansowe

przemysł
owe

ZŁOŻA UDOKUMENTOWANE złóż: 76;
OGÓŁEM

13 724 323

527

569

61612

woj. DOLNOŚLĄSKIE

4 305 818

429 679

11913

Antoni (Kalno)

2 092

Świdnica

Kaławsk - południe

1244

Zgorzelec

Kaławsk - szyb główny

639

Zgorzelec

Kopalnia Zapomniana

4 142

Zgorzelec

Legnica - p. Północne

1 025 356

Lublin, Legnica

Legnica - p. Wschodnie

839 312

Legnica

Legnica - p. Zachodnie

863 638

Legnica

Lusina - Udanin p. Południe

7 402

Środa SI.

Lusina - Udanin p Północne

3 085

Środa Śl.

Sadlno

Ząbkowice SI.

Siedlimowice

1 791

Świdnica

Ścinawa

1 075 000

Lublin

Turów

482 022

429 679

11 913

Zgorzelec

woj. KUJAWSKO - POMORSKIE złóż: 5

104 945

Brzezie

53 909

Włocławek

Chełmce

44 348

Inowrocław

Kozielice

6 688

Radziejów

Lubraniec

tylko pzb.

Włocławek

Szubin

tylko pzb.

Nakło, Żnin

woj. LUBELSKIE złóż: 2

180

Sierskowola

tylko pzb.

Ryki

Trzydnik

180

Kraśnik

woj. LUBUSKIE złóż: 16

2 219 625

2 426

Babina - Żarki

142 161

Żary

Babina - łuska 0 I

4 381

Żary

Babina - łuska 0 II

1329

Żary

Babina - łuska 0 III

5 3 1 8

Żary

Babina - łuska 0 - 0 A

4 2 1 4

Żary

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Babina - strefa fałdowa g - g R

1 960

Żary

Cybinka

237 487

Słubice, Krosno

Odrz.

Gubin

282 664

Żary

Maria

Nowa Sól

Mosty

175 394

Żary

Przyjaźń

Narodów

sz.

Henryk

280

Żary

Rzepin

249 528

Słubice

Sądów

226 469

Słubice, Krosno
Odrz., Sulęcin

Sieniawa 1

2 426

Świebodzin

Sieniawa - siodło IX-XVI

42 063

Sulęcin,

Świebodzin

Torzym

843 879

Sulęcin,

Świebodzin

woj. ŁÓDZKIE złóż: 7

2 454 048

932 333

35 225

Bełchatów - p. Bełchatów

366 010

312 492

35 225

Bełchatów,
Radomsko

Bełchatów - p. Kamieńsk

132 424

Piotrków Tryb.,
Radomsko

Bełchatów-p. Szczerców

876 697

619 841

Bełchatów
Pajęczno

Łowicz

tylko pzb.

Łowicz

Rogoźno

551 295

Zgierz

Uniejów

42 000

Poddębice

Złoczew

485 622

Sieradz Wieluń

woj. MAZOWIECKIE złóż: 4

92 639

Głowaczów

76 287

Kozienice

Gostynin

tylko pzb.

Gostynin

Owadów

3 038

Radom

Wola Owadowska

13 314

Radom

woj. OPOLSKIE złóż: 2

2 567

Łączki

1 820

Nysa

Polska Nowa Wieś

747

Opole

woj. WIELKOPOLSKIE złóż: 27

4 544 501

163 131

14 433

Adamów

55 334

49 406

2 170

Turek

Adamów - socz. Małgorzata R

5 796

Turek

Adamów - socz. Rogi

885

Turek

Czempiń

1 034 578

Kościan

Dęby Szlacheckie

48 474

Koło

Dobrów

17815

Koło

Drzewce

37 714

35 222

Konin, Koło

Gostyń

1 988 830

Gostyń

Izbica Kujawska

21 120

Koło

Kopalnia Wanda

Międzychód

Koźmin

20 505

Turek, Koło

Koźmin - pole Południowe

3 576

2 650

1 588

Turek

Krzywin

666 507

Kościan

Lubstów

14 088

8 823

3 220

Konin

Lubstów - Północ

3 822

1982

Konin

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Mąkoszyn - Grochowiska

50 186

Koło, Konin,
Włocławek,
Radziejów

Morzyczan

26 113

Konin

Ochle

1229

Koło

Pątnów I

tylko pzb.

Konin

Pątnów III

19 247

16 456

4 664

Konin

Pątnów III - socz. Danków

1 587

Konin, Słupca

Pątnów IV

53 386

43 251

2 072

Konin

Piaski

114481

Konin, Słupca

Rumin

Konin

Tomisławie

53 559

Konin,
Radziejów

Trzcianka

300 077

Wałcz,
Czarnków

Władysławów

5 488

5 341

719

Turek

Kategorie rozpoznania złoża

W dokumentacjach geologicznych złóż kopalin stałych stosuje się następujące kategorie

rozpoznania złoża: D, C

, C

, B, A. Rozpoznanie złoża lub jego części powinno spełniać

następujące wymagania:

−

dla kategorii D – granice złoża, jego budowę geologiczną i zasoby określa się na
podstawie odosobnionych wyrobisk, interpretacji geologicznej danych geofizycznych
przy zastosowaniu ekstrapolacji; błąd oszacowania średnich wartości parametrów złoża
i zasobów może przekraczać 40%,

−

dla kategorii C

– granice złoża określa się na podstawie danych z wyrobisk, odsłonięć

naturalnych lub badań geofizycznych metodą interpolacji lub odpowiednio uzasadnionej
ekstrapolacji; poznane powinny być główne cechy formy, budowy i tektoniki złoża;
jakość kopaliny należy rozpoznać na podstawie systematycznego opróbowania w pełnym
zakresie możliwych zastosowań kopaliny; błąd oszacowania średnich wartości
parametrów złoża i zasobów nie może przekraczać 40%,

−

dla kategorii C

– granice złoża określa się na podstawie danych z wyrobisk

rozpoznawczych, z odsłonięć naturalnych lub badań geofizycznych metodą interpolacji
lub w ograniczonym stopniu ekstrapolacji; stopień rozpoznania złoża powinien być
wystarczający dla szczegółowego określenia formy, budowy, tektoniki złoża i jakości
kopaliny w złożu oraz dokonania oceny wpływu przewidywanej eksploatacji na
środowisko; błąd oszacowania średnich wartości parametrów złoża i zasobów nie może
przekraczać 30%,

−

dla kategorii B – granice złoża określa się w sposób uściślony na podstawie specjalnie
wykonanych w tym celu prac geologicznych; jakość i własności technologiczne kopaliny
powinny być potwierdzone wynikami prób w skali półtechnicznej lub przemysłowej;
błąd oszacowania średnich wartości parametrów złoża i zasobów nie może przekraczać
20%,

−

dla kategorii A – złoże jest rozpoznane w stopniu umożliwiającym bieżące prowadzenie
jego eksploatacji przy możliwie najwyższym stopniu wykorzystania zasobów; błąd
oszacowania średnich wartości parametrów złoża i zasobów w poszczególnych blokach
nie może przekraczać 10%.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co oznaczają zasoby geologiczne?
2. Jakie wyróżniamy kategorie zasobów kopalin?
3. Co to jest wskaźnik efektywności i jak go obliczamy?
4. Co oznaczają kryteria bilansowości?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie poniższych danych (tabela) z kopalni węgla brunatnego, oblicz wskaźnik

efektywności, a następnie oceń, czy wydobycie jest opłacalne.

Rok

2005

2004

Wydobycie węgla
[tys. t]

30.344

30.542

Przychód
z działalności ogółem
[tys. zł]

1.613.773

1.543.352

Koszt uzyskania
przychodu [tys. zł]

1.373.636

1.426.656

Stopa dyskontowa

Stawka
amortyzacyjna

10%

10 %

Nakłady inwestycyjne
[mln. zł]

4,54

Nakłady na
utworzenie zapasów

10% przychodu

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) napisać wzór na wskaźnik efektywności,
3) podstawić dane do wzoru i wyliczyć wskaźnik,
4) odpowiedzieć na pytanie, czy wydobycie jest opłacalne,
5) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

dane kopalni,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

podzielić złoże?



wymienić kategorie złóż?



określić wskaźnik efektywności złoża?



obliczyć wynagrodzenie za wykonaną pracę?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7

Udostępnianie złoża zależne od warunków jego zalegania

4.7.1 Materiał nauczania

Udostępnieniem złoża kopaliny użytecznej określamy całokształt robót oraz

przedsięwzięć, które mają na celu połączenie złoża z powierzchnią ziemi i umożliwienie
przygotowania go do eksploatacji górniczej.

Udostępnianie odbywa się według szczegółowo opracowanych projektów technicznych,

wchodzących w skład dokumentacji projektowo – kosztorysowej budowy nowej kopalni lub
rekonstrukcji kopalni istniejącej.

Wszystkie elementy procesu udostępniania dostosowane zostały do lokalnych warunków

zalegania złoża, w tym:

−

formy i głębokości zalegania złoża,

−

układu litologiczno-stratygraficznego złoża i skał otaczających,

−

występujących zaburzeń tektonicznych,

−

własności geomechanicznych skał.
Złoża dzielimy w zależności od głębokości zalegania:

−

kopalnie naziemne (odkrywkowe) – złoże występuje wprost na powierzchni ziemi albo
płytko pod jej powierzchnią; udostępnienie takich złóż polega na zdjęciu nadkładu
przykrywającego złoże; nowoczesne metody zdejmowania nadkładu zezwalają obecnie
na prowadzenie eksploatacji sposobem odkrywkowym nawet do 500 m głębokości,

−

kopalnie podziemne (głębinowe) – złoże położone jest na większych głębokościach
i dostęp do nich może być otwarty za pomocą wyrobisk udostępniających odpowiednio
dobranych oraz wykonanych w górotworze zawartym w granicach obszaru górniczego.
Bardzo ważne są również zagadnienia ekonomiczne i techniczne związane są ze
sposobem odkrywkowym udostępnienia złóż.
Złoża niektórych kopalin użytecznych, np. ropy naftowej,

gazu ziemnego, soli, siarki,

wód mineralnych, mogą być eksploatowane za pomocą odwiertów. Wszelkie zagadnienia
związane z tym typem eksploatacji górniczej wchodzą w zakres górnictwa odwiertowego.

Na układ wyrobisk udostępniających mają wpływ takie czynniki jak:

−

zagrożenia wodne, metanowe i inne,

−

zapasy kopaliny użytecznej i czas eksploatacji złoża przy projektowanym rocznym
wydobyciu,

−

kształt i tektonika złoża,

−

ukształtowanie powierzchni ziemi,

−

skłonność do samozapalenia (węgla, rud, skał płonnych).

Projekt udostępnienia złoża musi być oparty na dokładnej analizie wymienionych

czynników.

Usytuowanie wyrobisk udostępniających należy tak lokalizować, aby:

−

udostępniały złoże w najdogodniejszym miejscu,

−

nie były narażone na zwiększone ciśnienia, zagrożenia wodne, gazowe i inne.

Aby wydobywać kopalinę metodą odkrywkową należy udostępnić złoże. Operacja ta

polega

zebraniu

nakładu

przykrywającego

złoże,

uformowaniu

poziomów

eksploatacyjnych w złożu oraz wybudowaniu odpowiednich półek transportowych dla
kopaliny użytecznej i nadkładu.

Metody

udostępniania

złóż,

w zależności

warunków

zalegania

pokładu

i zaprojektowanej jego technologii, dzielimy następująco:

−

udostępnienie bezpośrednie,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

udostępnienie wkopami udostępniającymi,

−

udostępnienie sposobem odkrywkowo-podziemnym.

Złoże udostępniamy bezpośrednio w sytuacji, gdy nie zachodzi konieczność budowy

specjalnego wyrobiska udostępniającego. Tą metodą udostępnia się złoża zalegające płytko,
np. złoża torfów, piasków lub niektóre złoża glin, gdzie ażeby odkryć złoże, wystarczy często
usunąć cienką, nawet poniżej jednego metra, warstwę ziemi. Również tą metodą
wydobywamy kamień budowlany i drogowy, zalegający w formie masywów skalnych
przykrytych cienką warstwą ziemi.

Udostępnienie bezpośrednie możemy stosować przy udziale wieżowych zgarniarek

linowych lub koparek zgarniakowych o wydłużonych parametrach wysięgnika,
umożliwiającym bezpośredni przerzut poza złoże urabiane znad złoża nadkładu.

Usunięcie nadkładu odbywa się zarówno znad złoża, jak też ze ścian bocznych

przygotowanych do urabiania. Nadkład górny można zebrać korzystając z pomocy spycharek
lub koparek wraz z transportem samochodowym, a odsłonięcie brzeżnych stromych ścian
wykonuje się przez odstrzelenie zanieczyszczonych partii złoża oraz przez mechaniczne
usunięcie urobku.

Udostępnienie bezpośrednie jest najbardziej opłacalnym sposobem udostępniania, nie

wymaga stosowania skomplikowanej technologii, ale złoże musi zalegać bardzo płytko.

Kopalinę możemy udostępniać również przy użyciu wkopów. Ma to miejsce w przypadku

zagospodarowania złóż pokrytych nadkładem oraz złóż o dużej miąższości wymagającej
wykształcenia odpowiedniej ilości pięter eksploatacyjnych. Niestety koszty wykonania wkopu
są stosunkowo duże, więc bardzo istotnym zagadnieniem jest właściwa lokalizacja, która
powinna zapewniać małą kubaturę oraz niskie koszty jednostkowe urabianych we wkopie
mas. Lokalizacja wkopu musi technicznie być dostosowana jak najbardziej do planowanej
eksploatacji, zapewnić osiągnięcie planowanego rozwoju wydobycia oraz zapewnić
bezpieczne prowadzenie robót.

W zależności od usytuowania wkopów względem złoża możemy je podzielić

następująco:

−

udostępniające zewnętrzne – poza granicami złoża,

−

udostępniające wewnętrzne, czyli te, które mieszczą się w granicach zalegania

udostępnianego złoża.

Wkopy zewnętrzne dają możliwość eksploatacji płycej zalegających złóż nie

wymagających wykonania większych robót ziemnych w okresie udostępniania. Dzielą się na:
centralne, skrzydłowe lub schodkowe (rysunek 43) w zależności od generalnej koncepcji
eksploatacji złoża.

Rys. 43. Wkopy zewnętrzne: centralny, skrzydłowy i schodkowy [4 ,s. 39]

Przy złożach głęboko zalegających – stosujemy wkopy wewnętrzne, wymagają one

przygotowania wielu pięter nadkładowych i eksploatacyjnych. Masy usunięte w czasie
budowy wkopu odkrywają równocześnie złoże, co ułatwia późniejszą eksploatację.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najczęściej wkopy wewnętrzne wykonywane są jako wkopy centralne położone

w środkowej części eksploatowanego złoża lub jako wkopy skrajne, zlokalizowane
na obszarze brzeżnej części udostępnianego złoża (rysunek 44).

Rys. 44. Wkopy wewnętrzne centralne i skrajne [6, s. 39]

Kształt wkopów udostępniających uzależniony jest od technologii prac maszyn

podstawowych oraz rodzajów transportu i dzieli się je na:

−

trapezowe, stosowane przy transporcie taśmowym,

−

gruszkowe, stosowane przy transporcie szynowym,

−

spiralne, stosowane przy transporcie samochodowym.
Uwzględniając ilość pięter nadkładowych i eksploatacyjnych dzieli się wkopy na

jednopiętrowe i wielopiętrowe.

Przy ustalaniu metody wykopu, uwzględnia się następujące dane:

−

wielkość i kształt wkopu,

−

rodzaj urabianych skał,

−

dostępny sprzęt do urabiania i transportu urobku,

−

wymagany cykl budowy wkopu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najczęściej stosuje się udostępnianie mechaniczne (beztransportowe i transportowe), ale

zdarza się też ręczne udostępnianie – tylko w niewielkich złożach, gdzie z jakiegokolwiek
względu nie można stosować sprzętu mechanicznego.

Beztransportowe sposoby udostępniania są możliwe dla złóż płytko zalegających, jeśli

istnieje możliwość stałego lub czasowego zwałowania nadkładu w bezpośrednim sąsiedztwie
wkopu

udostępniającego.

Charakteryzuje

się

prostą

organizacją

robót,

dobrym

wykorzystaniem maszyn, krótkim cyklem budowy wkopu oraz najniższymi kosztami robót.
Wadą jest ograniczona możliwość ich zastosowania (z uwagi na zasięgi maszyn urabiających)
oraz zagrożenie obsuwami mas zwałowanych w bezpośrednim sąsiedztwie wyrobisk.

Urabianie

na odwał (beztransportowe) ma zastosowanie w przypadku, gdy

po wyeksploatowaniu złoża zasypuje się wyrobisko eksploatacyjne zwałowanym w odwale
nadkładem oraz gdy zebrany nadkład stanowi np. ziemia roślinna, wykorzystywana następnie
do rekultywacji terenów poeksploatacyjnych.

W tego typu udostępnianiu stosuje się głównie jednonaczyniowe koparki zgarniakowe

lub jednonaczyniowe koparki łyżkowe o znacznym zasięgu pracy (mogą pracować
pojedynczo lub w większej liczbie).

Koparki zgarniakowe mogą wykonywać wkop poprzecznie (bocznie w stosunku

do przygotowanego frontu robót eksploatacyjnych. Gdy zasięg roboczy koparek
zgarniakowych jest niewystarczający – stosuje się wtedy pracę z tzw. przerzutem wtórnym
polegającym na dwu- lub wielokrotnym przerzucie urobionych mas pomiędzy wyrobiskiem
a zwałowiskiem umożliwiają one podłużne (czołowe) udostępnianie, w którym urabiające
koparki pracują w wyrobisku przerzucając urobek na boki. Wtedy koparki zgarniakowe
pracują w osi wkopu z rozmieszczeniem urobku po obu stronach wyrobiska, przy krawędzi
wkopu z jednostronnym zwałowaniem lub w układach wymagających wtórnego przerzutu
mas.

W przypadku koparki łyżkowej przedsiębiernej poziom roboczy koparki przecina

podstawię urabianego piętra. Należy umieścić ją we wkopie – z tej przyczyny zasięg
i wysokość rozładunku są niewielkie, co znacznie utrudnia budowę zwałowiska.

Do samodzielnego beztransportowego udostępniania złóż koparki łyżkowe stosowane są

wyjątkowo, częściej wykorzystywane są do współpracy z koparkami zgarniakowymi
wykonującymi wtórny przerzut.

Najczęściej stosuje się mechaniczne transportowe (samochody, kolej, przenośniki

taśmowe i hydromechaniczne) udostępnianie złoża. Rozróżnia się czołowe i boczne
wykonywanie wkopów. Wkopy z układami transportowymi wykonuje się:

−

koparkami jedno- i wielonaczyniowymi,

−

zgarniarkami,

−

spycharkami.
Przy wyborze sprzętu mechanicznego kierujemy się głównie wielkością wkopu, który

wzrasta progresywnie do jego głębokości, np. dla wkopu o głębokości 50 m (w nadkładzie nie
zwięzłym) wielkość ta wynosi około 20 mln m

, dla wkopu o głębokości 100 m około

100 mln m

, a dla głębokości 150 m już około 200 mln m

Koparkami jednonaczyniowe stosuje się przy budowie wkopów z transportem niedużych

i średnich wielkości (od kilkudziesięciu tys. m

do kilkunastu mln m

Technologia budowy wkopów koparkami jednonaczyniowymi z transportem jest

podobna do sposobów beztransportowych z tą różnicą, że urobek zamiast na zwałowisko
przerzuca się na środki transportowe.

Przy budowie wkopu o większej ilości pięter koparkami łyżkowymi stosuje się kolejne

wcinanie piętra po piętrze opisanymi sposobami. Należy pamiętać, że drogi wyjazdowe
środków transportu nie mogą być zbyt strome.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Udostępnianie złóż spycharkami, ze względu na ich niską wydajność, w sposób

samodzielny stosuje się przy niewielkich wkopach, przy udostępnianiu złóż płytko
zalegających i niewielkich odległościach spychania nadkładu (do 100 m). Gdy nadkład musi
być transportowany na zwałowisko powyżej tej granicy – korzysta się z samochodów lub
przenośników taśmowych. Spycharkami udostępnia się złoża niegrubymi warstwami (ok. 50
cm) zgarnianymi na zwały albo do urządzeń załadowczych i transportowych. Warunkiem
stosowania spycharek jest grunt łatwo urabialny.

Zgarniarki kołowe stosuje się przy małych i średnich wielkościach wkopów oraz przy

niezbyt odległych przewozach urobku na zwałowiska (do 1,5 km). Mogą pracować
pojedynczo lub w grupach, jednocześnie transportując zebrany urobek. Zaletą stosowania
zgarniarek do udostępniania złóż jest elastyczność układu, wadą natomiast przeciętnie wyższe
koszty niż przy innych technologiach.

Wykonywanie wkopów koparkami wielonaczyniowymi ma zastosowanie przy

udostępnianiu głęboko zalegających złóż, kiedy to z uwagi na duży zakres robót ziemnych
wskazana jest jak największa koncentracja tych prac dla skrócenia cyklu budowy. Koparką
łańcuchową można zaczynać budowę wkopu z poziomu roboczego na terenie, pracując
podpoziomowo wzdłuż całego frontu roboczego i ładując urobek na podstawione wagony lub
na odpowiednio ułożony przenośnik taśmowy. Gdy jest więcej niż jedniopiętro – po
wykonaniu odpowiednio dużego wyrobiska w górnym piętrze, koparka specjalnym zjazdem
przechodzi na niższy poziom i wykonuje podsiębiernie poziom następny.

W kopalniach odkrywkowych, przy dużej ilości robót, obok koparek łańcuchowych

można zauważyć koparki kołowe. W przypadku takich mieszanych zestawów maszyn
podstawowych przy budowach wkopów udostępniających stosuje się na ogół zasadę, że
pierwsze podpoziomowe zaczęcie każdego piętra wykonują koparki łańcuchowe, a później
stosuje się koparki kołowe.

Przy budowie wkopów udostępniających o dużych kubaturach (od kilkudziesięciu do

ponad 100 mln m

), złożach głęboko zalegających, gdzie do robót nadkładowych

i eksploatacyjnych stosuje się głównie wielkie koparki kołowe, istnieje tendencja do
stosowania tych maszyn również do robót udostępniających.

Udostępnianie hydromechaniczne złóż jest wykorzystywane dla utworów zawodnionych

(np. muł, torf itp.), których osuszanie jest kosztowniejsze niż usunięcie w stanie płynnym.
Ponadto hydromechaniczne urabianie skał w obrębie wkopu udostępniającego stosuje się
wtedy, gdy w późniejszym okresie przewidziane jest hydromechaniczne urabianie nadkładu
i złoża np. piasków szklarskich.

Warunkiem stosowania hydromechanizacji jest:

−

dostateczna ilość wody,

−

łatwo rozmywalny urobek,

−

łatwo odsączalny urobek po zwałowaniu,

−

dysponowanie odpowiednim miejscem do zwałowania płynnego nadkładu,

−

możliwość późniejszej eksploatacji w zawodnionym wyrobisku.
Do urabiania hydromechanicznego skał stosuje się specjalne hydromonitory pozwalające

na kierowanie silnego strumienia wody na urobioną ścianę. Odspojony strumieniem wody
urobek od ściany spływa do specjalnych ujęć, gdzie zainstalowane są pompy ssące kierujące
rozwodniony urobek do rowów lub rurociągów, którymi płynie na zwałowisko.

Często zdarza się, że udostępnienie wyrobiskami podziemnymi prowadzone jest na ogół

równolegle z udostępnieniem odkrywkowym i ma na celu przeważnie przygotowanie dróg
odwozowych z wyrobiska odkrywkowego, sztolni lub tuneli w terenach górzystych, gdzie
stosowanie odwozu powierzchniowego z odkrywki jest nieopłacalne. Udostępnienie
podziemne stosuje się również wtedy, gdy złoże zalega na stromym zboczu pociętym
wąwozami, strumieniami itp., gdzie dla transportu nakładu lub urobku zachodziłaby

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

konieczność budowy kosztownych mostów, przepustów, nasypów itp. Szyby (udostępniające
pionowe lub pochyłe lokalizuje się w pobliżu wyrobiska odkrywki tak, ażeby ilość wyrobisk
podziemnych (chodników) ograniczyć do minimum. Udostępnianie złóż tunelami lub
sztolniami stosuje się wtedy, gdy złoże zalegają ponad poziomem odbioru kopaliny i gdy
budowa dróg odwozowych z odkrywki byłaby nieekonomiczna lub gdy okrężny transport
byłby zbyt drogi.

Przy udostępnieniu planowaniu eksploatacji, i samej eksploatacji musimy wziąć pod

uwagę elementy, które określają zaleganie złoża. Czynnikami tymi są:

−

rzeźba i zabudowa terenu, na którym zalega złoże. Biorąc pod uwagę eksploatację
kopaliny, należy unikać miejsc zabudowanych np. wsie, lasy, gdyż wywłaszczenie
gospodarstw oraz wznoszenie budynków mieszkalnych dla ludności wymaga długiego
czasu i jest bardzo kosztowne,

−

budowa złoża. Cecha ta dyktuje nieraz miejsce jego udostępnienia i sposób rozwijania
frontów robót,

−

wskaźnik nadkładu. Decyduje on o zakwalifikowaniu złoża lub jego części do
eksploatacji, ale także o wyborze miejsca udostępnienia złoża, które należy rozpoczynać
na obszarze, na którym wskaźnik nadkładu jest niski, co wiąże się z uzyskaniem
planowanego wydobycia w krótkim czasie, usunięciem małej objetosci skał płonnych,
mniejsza ilością nadkładu do wywiezienia z wykopu i stopniowym wprowadzaniem
koparek , przez co koszty zakupu maszyn zostana rozłożone na kilka lat,

−

dopuszczalna miąższość złoża. Granicę eksploatacji ustala się na zasadzie bilansowości
złoża, gdzie cienkie partie złoża , w których zastosowanie pełnej mechanizacji jest
utrudnione pozostawia się nie wybrane,

−

największe zawartości składników użytecznych surowca. W zależności od zawartości
składników użytecznych w złożu, eliminuje się z zasobów bilansowych te partie w
których występuje zawartość tych składników poniżej ustalonej wartości ekonomicznej,

−

ilość robót przybierkowych. Występuje tu problem ekonomiczny ustalenia ilości robót
przybierkowych na obrzeżach złoża,

−

największa dopuszczalna głębokość zalegania. Ze względu na głębokość zalegania złoża
mogą występować dwa czynniki- techniczny i ekonomiczny. Oba te czynniki mogą
najczęściej występować jednocześnie.

4.7.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jaki sprzęt jest wykorzystywany do udostępniania złóż?
2. Jak możemy podzielić wkopy?
3. Jakie są rodzaje wkopów.
4. Jakie znasz modele kopalni?
5. Jakie są metody udostępniania złóż?
6. Co to jest udostępniane złoża?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na określonym przez Ciebie obszarze i warunkach terenowych, zaznacz sposób

udostępnienia złoża, dobierz odpowiedni sprzęt. Uzasadnij wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) narysować teren i opisać warunki techniczne obszaru,
2) dobrać najlepszy sposób udostępnienia złoża,
3) dobrać odpowiedni sprzęt,
4) zaznaczyć sposób zbierania kopaliny,
5) uzasadnić wybór,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia,
8) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka formatu A4,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Narysuj w proporcjach przekrój przez teren odkrywkowy (głębokość zalegania złoża

50 m), a następnie dobierz sposób udostępnienia złoża, dobierz sprzęt i podziel złoże na
przekroju geologicznym na piętra. Opisz poszczególne części i uzasadnij wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) narysować w proporcji przekrój przez złoże,
2) określić sposób udostępnienia złoża,
3) zastanów się i dobierz odpowiedni sprzęt,
4) podzielić złoże na piętra – narysować i opisać elementy,
5) sprawdzić poprawność wykonania zadania,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka formatu A4,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

rozpoznać rodzaj modelu kopalni



wymienić warunki udostępnienia złoża?



narysować podział złoża na piętra?



wyjaśnić, w jaki sposób udostępniamy złoże?



scharakteryzować, jakie są sposoby udostępniania złoża?



wymienić sprzęt, jaki można używać przy udostępnianiu złoża?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Podstawy stateczności skarp eksploatacyjnych

4.8.1 Materiał nauczania

Bardzo istotnym zagadnieniem jest stateczność skarp eksploatacyjnych. Jest ona ważna

ze względów ekonomicznych, a przede wszystkim ze względu na bezpieczeństwo ludzi
i maszyn. Stateczność powiązana jest ściśle z nachyleniem skarp (ociosów). Według
przepisów – nie ma podanego określonego kąta nachylenia skarp. Musimy pamiętać, że musi
być takie, by zapewniało bezpieczeństwo.

Należy pamiętać, że przy odkrywkowej metodzie wydobycia – przy głębokim zaleganiu

złóż – mogą występować piętra wydobywcze, a więc nachylenie każdej z skarp łączących
kolejne piętra – może być inne. Wielkość nachylenia skarp ustala kierownik.

Nachylenie skarp stałych i ruchomych jest uzależnione przede wszystkim od warunków

geotechnicznych złoża (rodzaju gruntów towarzyszących, samego złoża, poziomu lustra wody
i jego rodzaju i wielu innych), jak również od form występowania złoża, jego rozległości
i głębokości zalegania, sposobu eksploatacji i wydobycia.

Rozróżniamy grunty spoiste i niespoiste. Do gruntów niespoistych zaliczamy: żwiry,

pospółki, piaski. Grunty spoiste możemy podzielić na kilka grup – w zależności od spoistości.
Rozróżniamy grunty: mało spoiste (piaski gliniaste, pyły piaszczyste, pyły), średnio spoiste
(gliny piaszczyste, gliny, gliny pylaste), zwięzło spoiste (gliny piaszczyste zwięzłe, gliny
zwięzłe, gliny pylaste zwięzłe), bardzo spoiste (iły piaszczyste, iły, iły pylaste).

Przy pracach, w których występują np. grunty sypkie (niespoiste) pochylenie ociosów

uzależnione będzie od kąta naturalnego stoku gruntu. W zależności z jakimi gruntami mamy
do czynienia – musimy odczytać kąt naturalnego stoku, a następnie tak ukształtować skarpę,
by jej nachylenie było mniejsze, bądź równe naszemu kątowi. Należy pamiętać, że wartość
tego kąta jest jedynie zbliżona do wartości kąta tarcia wewnętrznego φ. Wartości kątów
naturalnego stoku gruntu – w zależności od zagęszczenia gruntu – przedstawia tabela 9.

Tabela. 9. Wartości kątów tarcia wewnętrznego φ i spójności c [3, s. 80]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kąt tarcia wewnętrznego jest miarą oporu skały przeciw poślizgowi dwu części

względem siebie. (np. gdy powierzchnie potencjalnych osuwisk uzyskają wartość kąta tarcia
następuje poślizg). Dopuszczalny kąt nachylenia skarpy

wyznacza się w zależności od

spoistości gruntów i tak na przykład skarpy zbudowane z suchych gruntów piaszczystych są
stateczne, gdy ich kąt nachylenia jest mniejszy:

−

od 27

- gdy zbocza zbudowane są ze słabo zagęszczonych piasków drobnych,

−

od 31

- gdy w zboczu znajdują się dobrze zagęszczone piaski grube.

Znacznie większe nachylenia zboczy możliwe są w gruntach spoistych.
Przy kształtowaniu nachylenia skarp możemy posłużyć się wzorem, by określić, czy

skarpa będzie stateczna. Służy do tego współczynnik pewności f. Aby ze skarpą się nic złego
nie działo – powinien on wynosić co najmniej 1,0. Najczęściej przyjmuje się, że wynosi 1,1 –
1,3. Im mniej zbadany grunt, tym większa wartość powinna być wskaźnika stateczności.
W zależności od warunków wodnych – obliczamy go ze wzoru:

- przy przepływie wody przez zbocze

gdzie: tg

-kąt tarcia wewnętrznego dobierany z tabeli,

-dopuszczalny kąt nachylenia skarpy

Przy kształtowaniu skarp musimy również pamiętać, że nie powinno się zbytnio obciążać

powierzchni leżącej nad skarpą, a obciążając – należy pamiętać o trójkątnym rozłożeniu
gruntu – wg rysunku 45.

Rys. 45. Obciążenie naziomu [3, s. 78]

W ośrodkach spoistych występuje dodatkowo spójność, czyli kohezja. Termin ten

możemy najprościej określić jako przeciwstawianie się gruntu poprzez wzajemne
przyciąganie się jego cząstek siłom zewnętrznym. Im średnica ziaren jest większa – tym
bardziej spójność maleje. Spójność również zależy od wilgotności podłoża. Zarówno nadmiar
wody, jak i niedobór (woda odparowała) powoduje zmniejszenie spoistości gruntu. Kohezja
może wzrosnąć w przypadku krystalizacji soli wewnątrz gruntu.

Wartości spójności dla poszczególnych rodzajów gruntów przedstawia tabela 9.
Statyczność skarp możemy obliczać różnymi metodami – Fellenius Bishopa, Masłowa

Taylora, Ordinary (możemy obliczać też przy pomocy programów komputerowych),
w których bardzo często korzysta się z nomogramów. Odczytuje się z nich potrzebne dane
i wstawia do wzorów. Przykładowy nomogram przedstawia rysunek 46. Służy on
do bezpośredniego odczytywania pochylenia skarp i maksymalnej wysokości pięter przy
określonych warunkach.

Przykładowe pochylenia skarp dla kilku rodzajów gruntu przedstawia tabela 10.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela. 10. Przykładowe pochylenia skarp dla kilku rodzajów gruntów stosowanych w drogownictwie [1, s. 82]

Rodzaj gruntu

Pochylenie skarpy do poziomu

Piasek i pospółki

1:1 – 1:1,5

Piasek gruboziarnisty

1 :1,3 – 1 : 1,6

Piasek drobnoziarnisty

1 :1,5 – 1 : 1,7

Grunty gliniastopiaszczyste i piaszczystogliniaste
w stanie suchym

1 :1,1 – 1 : 1,7

Rys. 46. Nomogram do bezpośredniego odczytywania nachylenia skarp i maksymalnej wysokości

pięter [3, s. 83]

Formowanie skarp w środowisku wodnym jest bardzo trudne. Trudność spowodowana

jest przede wszystkim ruchem wody – podmywaniem skarp, trudnościami wydobywczymi –
ruchem narzędzi skrawających. Bardzo ważne jest to, by odpowiednie nachylenie skarp już
było uzyskiwane podczas eksploatacji. Nachylenie skarp uzależnione jest od wykorzystania
akwenu w przyszłości. Dla przemysłu rolnego, rybołówstwa stosuje się pochylenie nie
większe niż 1:2, natomiast dla przemysłu turystycznego może wynosić nawet 1:10.
Przykładowe kształtowanie skarp w środowisku wodnym przedstawia rysunek 47.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 47. Szkic formowania skarp podwodnych [3, s. 84]

Również formowanie nachylenia skarp w skałach zwięzłych jest czynnością bardzo

trudną. Do czynników utrudniających jednoznaczne ukształtowanie ścian są: czynniki
atmosferyczne (spękania, szczeliny, zwietrzeliny) czynniki skałotwórcze (uskoki, rowy
tektoniczne, przerosty innymi rodzajami skał). Bardzo ważnym czynnikiem jest w tym
wypadku doświadczenie i praktyka.

W niektórych przypadkach można skarpy wzmacniać na różne sposoby. Do najczęściej

spotykanych należą: stosowanie w budowie nasypów geowłóknin i geomembran, stosowanie
gwoździ (prętów zbrojeniowych, rurek perforowanych, mikropali w zboczach skarp).
Czasami do umocnienia skarp stosuje się roślinność.

4.8.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co to jest kąt naturalnego stoku?
2. Od jakich czynników zależy nachylenie skarp?
3. Ile wynosi wskaźnik stateczności?
4. Jak możemy wzmacniać skarpy?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie danych, wykonaj własny projekt obszaru górniczego, a następnie narysuj

nachylenie skarp, zgodnie z przyjętymi założeniami.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) narysować fragment złoża i opisać je,
3) zastanowić się jakie nachylenie powinno być przy danym typie złoża,
4) narysować nachylenie skarp i opisać rysunek,
5) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

kartka formatu A4,

−

przybory do pisania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić grunty spoiste i niespoiste?



2) odczytać projekt obszaru górniczego?



3) wyjaśnić metody zapisu danych na podstawie punktów

pomiarowych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, zabezpieczenia

przeciwpożarowego oraz ochrony środowiska podczas
udostępniania złóż

4.9.1 Materiał nauczania

Wykonując jakiekolwiek prace, niekoniecznie tylko związane z udostępnianiem złoża,

należy stosować przepisy bezpiecznej i higienicznej pracy, ochrony przeciwpożarowej,
ochrony środowiska i wielu innych. Ma to na celu uchronić Cię przed zagrożeniami zdrowia
i życia Twojego oraz innych osób z Tobą współpracujących. Jeśli Ty nie zadbasz o swoje
bezpieczeństwo – nikt inny o to nie zadba.

Przystępując do pracy należy posiadać odzież roboczą, odpowiednie obuwie robocze,

a w razie potrzeby inne środki ochrony osobistej np. rękawice, maski, okulary ochronne itp.
Producenci elektronarzędzi, środków chemicznych określają warunki bezpieczeństwa, jakie
muszą być spełnione przy kontakcie z ich wyrobem, dlatego zawsze należy zapoznać się
z treścią instrukcji producenta.

W trakcie prac nie należy zapominać o ochronie przed hałasem i drganiami. Istnieje

obowiązek stosowania środków chroniących słuch, w tym, zależnie od natężenia hałasu.
Niekorzystny wpływ drgań działających na człowieka można ograniczyć lub nawet
wyeliminować

przez

używanie

odpowiedniej

odzieży,

obuwia

środków

ochrony, stosowanie wyłącznie sprawnych maszyn i urządzeń, a także przez przebywanie
w odrębnych, izolowanych pomieszczeniach albo na specjalnie wykonanej konstrukcji
zmniejszającej drgania.

Ochrona środowiska

Bardzo ważną rolę spełnia w uprzemysłowionym świecie przestrzeganie zasad ochrony

środowiska. Do najważniejszych z nich należą:
1) nie wolno stosowa materiałów zawierających szkodliwe i rakotwórcze składniki takie jak

np. azbest,

2) należy stosować tylko i wyłącznie dopuszczone do stosowania w określonych warunkach

maszyny i sprzęt, materiały posiadające odpowiednie atesty (świadectwo dopuszczenia),

3) wszelkiego rodzaju pozostałości materiałów użytych należy zbierać, segregować,

składować i później utylizować w wyspecjalizowanych ośrodkach,

4) nie wolno wylewać wody użytej do mycia narzędzi, maszyn i urządzeń bezpośrednio

do gleby czy kanalizacji, ale należy ją poddać oczyszczeniu albo utylizacji
w przeznaczonych do tego ośrodkach, ponieważ niektóre związki stosowane przy pracach
związanych z geologią, mogą spowodować skażenie gleb i wód gruntowych.

4.9.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie są zasady ochrony środowiska?
2. Jakie są zasady obsługi elektronarzędzi?
3. Jak chronimy się przed hałasem i drganiami?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie uzyskanej wiedzy, wymień i krótko scharakteryzuj znane Ci środki

ochrony indywidualnej, stosowane podczas prac związanych z udostępnianiem złoża.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) wpisać do notatnika ucznia środki ochrony osobistej stosowane podczas prac związanych

z gospodarowaniem złożem,

3) dokonać ich krótkiej charakterystyki,
4) sprawdzić poprawność wykonanego zadania,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) uporządkować miejsce pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

przewidzieć, jakie roboty mogą sprawiać zagrożenie zdrowia i życia?



dobrać odzież roboczą do określonych prac?



przygotować stanowisko komputerowe do pracy?



zastosować przepisy bezpiecznej i higienicznej pracy?



zaplanować miejsca składowanie odpadów pochodzących z badań?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania typu testu (możliwa jest

tylko jedna odpowiedź).

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

rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedź. W przypadku pomyłki należy
błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź
prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego

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

8. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Wietrzeniem nazywamy

a) zespół procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w niewysokiej

temperaturze, które prowadzą do konsolidacji pierwotnie luźnego materiału
osadowego.

b) proces wtórnego przeobrażenia skał magmowych i osadowych w skorupie ziemskiej.
c) proces twardnienia skały okruchowej (luźnej w zwięzłą).
d) proces niszczenia postaci fizycznej lub zmiany składu chemicznego skał w taki sposób,

że powstała zwietrzelina (produkt wietrzenia).

2. W naszym kraju nie występują złoża takich minerałów jak

a) pluton.
b) siarka.
c) ropa naftowa.
d) miedź.

3. Węgiel kamienny wydobywany jest w rejonie

a) Okręg Bełchatowski.
b) Zagłębia Górnośląskiego.
c) Żuław Wiślanych.
d) Kujaw i Pomorza.

4. Sjenit jest skałą

a) żyłową.
b) osadową.
c) metamorficzną.
d) magmową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Przed przystąpieniem do pracy z jakimkolwiek elektronarzędziem nie trzeba

a) sprawdzać stanu technicznego.
b) zapoznać się z instrukcją obsługi.
c) odkręcać obudowy.
d) wykonywać próbnego rozruchu urządzenia.

6. Wśród kategorii rozpoznawania złóż nie występuje kategoria

a) E.
b) C

c) C

d) A.

7. Złoża dzielą się na kilka rodzajów zasobów. Wśród nich nie występują zasoby

a) przemysłowe.
b) górnicze.
c) bilansowe.
d) pozabilansowe.

8. Do gruntów spoistych zaliczamy

a) pospółki.
b) piasku drobnoziarnistego.
c) żwiru.
d) gliny piaszczystej.

9. Nachylenie skarp w gruntach niespoistych uzależnione jest od

a) wielkości ziaren.
b) spoistości.
c) kąta naturalnego stoku.
d) kohezji.

10. Budową złoża nazywamy

a) przestrzenny sposób jego ukształtowania.
b) geometryczny sposób jego wykształtowania.
c) sposób jego ułożenia w skorupie ziemskiej.
d) formy jego ułożenia w skorupie ziemskiej.

11. Złoże dzieli się na grupy, wśród których nie występuje grupa

a) IV.
b) II.
c) I.
d) III.

12. Do wzmacniania skarp nie stosuje się

a) geowłókniny.
b) gwoździ.
c) mikrofali.
d) mikropali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Zalegające kopaliny na niewielkich głębokościach możemy odnaleźć za pomocą rowów

poszukiwawczych niezabudowanych na głębokości do
a) 5 m.
b) 20 m.
c) 10 m.
d) 0,5 m.

14. Jakie wyrobiska poszukiwawcze stosujemy najczęściej w terenie górzystym

a) szyby pionowe.
b) sztolnie.
c) przekopy poszukiwawcze.
d) głębokie otwory wiertnicze.

15. W poszukiwaniach geofizycznych metodą grawimetryczną są wykorzystywane zjawiska

a) magnetyczne.
b) elektryczne.
c) zdolność przenoszenia wstrząsów.
d) siły przyciągania ziemskiego.

16. Wiercenia udarowe stosuje się w skałach

a) sypkich.
b) ilastych.
c) twardych.
d) zawodnionych.

17. Udostępnianie złoża można wykonać przez wkop udostępniający zewnętrzny. Możemy je

wykonywać na kilka sposobów. Nie stosuje się wkopu
a) centralny.
b) skrajny.
c) skrzydłowy.
d) schodkowy.

18. Usytuowanie wyrobisk udostępniających powinno być tak zlokalizowane, aby

a) znajdowały się w terenie zabudowanym budynkami przemysłowymi.
b) znajdowały się w terenie zabudowanym budynkami mieszkalnymi.
c) udostępniały złoże w najdogodniejszym miejscu.
d) grubość nadkładu była jak największa.

19. Zlepieniec jest skałą

a) żyłową.
b) osadową.
c) okruchowa.
d) magmową.

20. Przy pracach związanych z udostępnianiem złoża należy

a) używać okularów ochronnych.
b) robić co jakiś czas przerwy.
c) siedzieć, jak najbliżej monitora.
d) wyłączać elektronarzędzia przez ciągnięcie za kabel.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Udostępnianie złóż mineralnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Bielewicz T., Prus B.: Górnictwo. Wydawnictwo Śląsk, 1984
2. Bolewski A., Gruszczyk H.: Geologia gospodarcza. Wydawnictwa geologiczne,

Warszawa 1989

3. Burnat B., Korzeniowski J. I.: Kopaliny pospolite. Prowadzenie ruchu zakładu

górniczego. Wydawnictwa i Szkolenia Górnicze Burnat &Korzeniowski, 2003

4. Kozłowski Z.: Technika prowadzenia robót w kopalniach odkrywkowych. Śląsk, 1974
5. Mordawski J., Wiecki W.: Geografia Polski. Geografia 3. OPERON, Gdynia 2004
6. Rajnich R., Siembab J., Sosna A.: Mapy górnicze. Część 1. Wydawnictwo Śląsk,

Katowice 1986

7. Rubinowski Z.: Geologia złóż. Wydawnictwa geologiczne, Warszawa 1973
8. http://geomuseum.tu-clausthal.de
9. http://opis_maszyn.htm
10. www.agro.ar.szczecin.pl
11. www.a-m.de
12. www.ar.wroc.pl
13. www.atlas.copco
14. www.definem.com
15. www.fizyka.net.pl
16. www.geo.uw.edu.pl
17. www.geo.uw.edu.pl
18. www.geofizyka.agh.edu.pl
19. www.geografia.lo4.poznan.pl
20. www.if.pw.edu.pl
21. www.maximus.pl
22. www.mount.cad.pl
23. www.pgi.gov.pl
24. www.ppwb.org.pl
25. www.redbor.pl
26. www.sciaga.pl
27. www.sejm.gov.pl
28. www.wikipedia.pl
29. www.visiontec43.info
30. www.warszawiak.org
31. www.wiw.pl
32. www.wsp.krakow.pl
33. www2.geod.agh.edu.pl