gornik eksploatacji podziemnej 711[02] z3 04 u

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Arkadiusz Pawlikowski

Drążenie wyrobisk podziemnych
711[02].Z3.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Jan Jureczko
mgr inż. Grzegorz Merta

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Arkadiusz Pawlikowski

Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z3.04
Drążenie wyrobisk podziemnych, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu
górnik eksploatacji podziemnej.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Głębienie szybów metodą zwykłą

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Głębienie szybów metodami specjalnymi

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Drążenie wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Utrzymywanie wyrobisk korytarzowych i kontrola składu atmosfery

w wyrobisku

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy dotyczącej drążenia wyrobisk

podziemnych.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,

−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś treści zawarte w rozdziałach,

−

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas zajęć i że nabyłeś wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−

wykaz literatury.
W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące drążenia wyrobisk

udostępniających oraz wyrobisk przygotowawczych.

Informacje zamieszczone w Poradniku mogą zostać rozszerzone w oparciu o literaturę

dodatkową zgodnie z zaleceniami nauczyciela.

Z rozdziałem Pytania sprawdzające możesz zapoznać się:

−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania. Analiza tych pytań wskaże Ci, na
jakie treści należy zwrócić szczególną uwagę w trakcie zapoznawania się z Materiałem
nauczania,

−

po opanowaniu rozdziału Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Poradnik zawiera, po każdym rozdziale, propozycję ćwiczeń celem zdobycia przez

Ciebie umiejętności praktycznych, przydatnych w pracy zawodowej. Podczas wykonywania
ć

wiczeń zwróć uwagę na zalecenia nauczyciela dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy.

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swojej wiedzy i umiejętności

wykonując Sprawdzian postępów. Analiza wyniku tego sprawdzianu wskaże Ci treści,
których jeszcze nie opanowałeś i do których powinieneś wrócić.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło dla

nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel może posłużyć się zadaniami
testowymi.

W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego

testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, na której będziesz zakreślał właściwe
odpowiedzi spośród zaproponowanych.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w kopalni, w warsztatach, bądź w laboratoriach ośrodków

mechanizacji górnictwa musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

711[02].Z3

Eksploatacja złóż

711[02].Z3.01

Rozpoznawanie

i udostępnianie złóż

711[02].Z3.03

Dobieranie środków strzałowych

711[02].Z3.02

Rozpoznawanie i likwidacja

zagrożeń w górnictwie

711[02].Z3.04

Drążenie

wyrobisk

podziemnych

711[02].Z3.05

Wykonywanie

obudowy wyrobisk

711[02].Z3.06

Montowanie urządzeń

wentylacyjnych

i zabezpieczających

711[02].Z3.07

Eksploatowanie złóż

kopalin użytecznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować jednostki układu SI,

−

przeliczać jednostki,

−

rozróżniać podstawowe wielkości mechaniczne i elektryczne oraz ich jednostki,

−

analizować proste schematy kinematyczne części maszyn,

−

wykonywać rysunki części maszyn,

−

analizować układy hydrauliczne i pneumatyczne,

−

charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy obsłudze maszyn
i urządzeń mechanicznych,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

scharakteryzować proces technologiczny głębienia szybu,

−

dobrać metody głębienia szybu zależnie od warunków geologicznych,

−

scharakteryzować głębienie szybu metodami specjalnymi,

−

wskazać elementy zbrojenia i wyposażenia szybu w zależności od jego funkcji,

−

wyjaśnić cele i zadania wyrobisk udostępniających,

−

scharakteryzować czynności zasadnicze i pomocnicze przy drążeniu wyrobisk
udostępniających,

−

scharakteryzować czynności zasadnicze i pomocnicze przy drążeniu wyrobisk
przygotowawczych,

−

dobrać obsadę, sprzęt, obudowę, sposób drążenia do przekroju wyrobiska udostępniającego,

−

dobrać obsadę, sprzęt, obudowę, sposób drążenia do danego typu wyrobiska
udostępniającego,

−

pobrać próbki wyrobisk,

−

określić zasady kontroli drążonych wyrobisk przygotowawczych,

−

skontrolować kierunek wyrobiska,

−

skontrolować zabezpieczenie czoła przodka,

−

skontrolować skład atmosfery w chodniku,

−

dobrać kształt i wymiary wyrobiska przygotowawczego dla określonego systemu
wybierania,

−

dobrać sprzęt, maszyny i urządzenia dla wyrobiska przygotowawczego,

−

dobrać sposób drążenia dla wyrobiska przygotowawczego,

−

objaśnić zasady i sposoby utrzymania wyrobisk,

−

opracować procedurę zagrożenia w wyrobisku,

−

określić warunki przebudowy wyrobiska korytarzowego,

−

określać zasady drążenia, utrzymania i przebudowy wyrobisk górniczych,

−

sterować maszynami do drążenia wyrobisk udostępniających i przygotowawczych,

−

drążyć wyrobiska podziemne,

−

zastosować przepisy prawa geologicznego i górniczego oraz przepisy wykonawcze przy
drążeniu wyrobisk,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej
podczas drążenia wyrobisk podziemnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Głębienie szybów metodą zwykłą

4.1.1. Materiał nauczania

Wyrobiska udostępniające i ich przeznaczenie

Gdy złoże kopaliny użytecznej zostało dostatecznie zbadane i gdy zdecydowano na nim

założyć kopalnię, wówczas należy wykonać wiele różnych rodzajów wyrobisk górniczych,
które w przyszłości pozwolą na eksploatację złoża. Wyrobiska te, zwane ogólnie
eksploatacyjnymi, dzielą się na trzy rodzaje:

−

udostępniające,

−

przygotowawcze,

−

wybierkowe.
Wymienione rodzaje wyrobisk łączą się ze sobą, tworząc pewną sieć, która nadaje

charakter kopalni, stanowiąc określony model kopalni.

Po wykonaniu wymienionych robót górniczych oraz innych robót na powierzchni, można

przystąpić do eksploatacji złoża, przez którą rozumie się ogół robót górniczych
wykonywanych w celu wydobywania kopaliny użytecznej.

Roboty górnicze rozpoczyna się więc od utworzenia dostępu do złoża, czyli od jego

udostępnienia. Dostęp do złoża wykonuje się za pomocą wyrobisk udostępniających
łączących złoże lub jego część z powierzchnią ziemi. Zależnie od warunków zalegania, złoże
można udostępnić przez usunięcie nadkładu – przy wybieraniu złoża sposobem
odkrywkowym, albo za pomocą wyrobisk podziemnych – przy wybieraniu złoża sposobem
podziemnym. O tym czy złoże należy eksploatować sposobem odkrywkowym lub
podziemnym, decyduje wiele czynników.

Do udostępnienia złóż przy eksploatacji podziemnej stosuje się wyrobiska:

−

pionowe (szyb, szybik, szyb lub szybik ślepy),

−

poziome (sztolnia, przecznica),

−

pochyłe (szyb pochyły).
Szybem nazywa się wyrobisko korytarzowe pionowe głębione z powierzchni ziemi

o średnicy powyżej 4 m, zgłębione w warstwach skalnych i mające bezpośrednie połączenie
z powierzchnią ziemi. Średnice szybów okrągłych są znormalizowane

Szybikiem nazywa się podobne wyrobisko, lecz o średnicy poniżej 15 m i zazwyczaj

niegłębokie.

Szybem lub szybikiem ślepym nazywa się wyrobiska pionowe nie wychodzące na

powierzchnię, lecz łączące wewnątrz kopalni pokłady (poziomy) między sobą. O nazwie szyb
lub szybik decydują wymiary poprzeczne wyrobiska.

Sztolnią nazywa się wyrobisko korytarzowe poziome lub lekko nachylone ku ujściu

mające wlot z powierzchni i udostępniające złoże ze stoku góry.

Przecznicą nazywa się wyrobisko korytarzowe poziome lub o małym wzniesieniu

wykonane w celu udostępnienia złoża w poprzek warstw skalnych i nie mające
bezpośredniego połączenia z powierzchnią.

Szyb pochyły przebity jest w skałach otaczających złoże lub najczęściej w złożu po jego

upadzie. Jeżeli kąt nachylenia złoża jest większy od 30° do 45° to wyrobisko w nim
wykonane nazywa się szybem-pochyłym, jeżeli wyrobisko ma mniejszy kąt nachylenia,
nazywane bywa upadową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Celem zasadniczym wymienionych wyrobisk udostępniających jest połączenie złoża

kopaliny użytecznej z powierzchnią i umożliwienie przygotowania złoża do eksploatacji. Cel
ten osiągają bezpośrednio tylko niektóre z wymienionych wyrobisk, jak np. sztolnie i szyby
pochyłe, większość wyrobisk udostępnia złoże w połączeniu z innymi wyrobiskami. Na
przykład złoże składające się z kilku pokładów zalegających z pewnym nachyleniem
udostępnia się szybem w połączeniu z przecznicami lub szybem w połączeniu z przecznicami
i szybikami ślepymi.

Wyrobiska udostępniające poza utworzeniem dostępu do złoża mają swoje przeznaczenie

w okresie eksploatacji złoża. Tak np. szyby pionowe służą do wydobywania na powierzchnię
kopaliny, są to tzw. szyby wydobywcze, do zjazdu załogi pod ziemię, dla celów wentylacji
(przewietrzania), zwane szybami wentylacyjnymi kopalni, jak również do opuszczania
materiałów pod ziemię. Przecznice służą jako główne drogi transportu, urobku i załogi, do
doprowadzania powietrza świeżego oraz do wielu innych celów związanych z ruchem
kopalni. Szyby pochyłe służą do przewietrzania, do wyciągania urobku, opuszczania
materiałów, itp.

Połączenie dołu kopalni z powierzchnią

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, każda kopalnia podziemna musi mieć co najmniej

dwa zdatne do użytku połączenia wyrobisk podziemnych z powierzchnią ziemi, jedno dla
doprowadzenia powietrza świeżego (szyb wdechowy), a drugie dla odprowadzenia powietrza
zużytego (szyb wydechowy). Wyjścia te muszą mieć połączenia pod ziemią, umożliwiające
załodze wydostanie się na powierzchnię ze wszystkich poziomów i oddziałów. Przepis ten ma
na celu zapewnienie kopalni przewietrzania przepływającym przez nią prądem powietrza
i stworzenia dla załogi co najmniej jednego wyjścia z kopalni w razie niebezpieczeństwa.

Wybór sposobów udostępnienia złoża

Zasadniczym czynnikiem wpływającym na sposób udostępnienia złoża są warunki

geologiczne jego zalegania oraz w niektórych przypadkach rzeźba terenu. Do
najważniejszych warunków zalegania złoża węglowego decydujących o sposobie jego
udostępnienia należy zaliczyć:

−

liczbę pokładów węgla występującego w złożu,

−

głębokość zalegania pokładów,

−

odległość między pokładami,

−

kąt nachylenia pokładów,

−

zaburzenia w zaleganiu pokładów.
Rzeźba terenu ma wpływ wówczas, gdy złoże zalega w terenie górzystym.

Zakładanie poziomów i pięter

Każda kopalnia eksploatuje część złoża zawartą w granicach ustalonego dla niej obszaru

górniczego. Na ogół obszar górniczy zawiera zasoby węgla wystarczające na kilkadziesiąt lat
eksploatacji. Dla umożliwienia planowego wybierania złoża, które wybiera się od partii wyżej
położonych do niższych, dzieli się złoże na części udostępnione poprzednio opisanymi
wyrobiskami udostępniającymi. Każda taka wydzielona z obszaru górniczego kopalni część
złoża tworzy tzw. poziom kopalni.

Poziomem nazywa się płaszczyznę poziomą przechodzącą przez przecznicę

udostępniającą i oddzielającą położoną nad nią część złoża. Poziom określa się głębokością,
na jakiej łączy się wylot przecznicy z szybem. Poziomy zakłada się stopniowo coraz głębiej
w miarę wyczerpywania się zasobów górnych części złoża, i to w takich odstępach
(odległościach), by zasoby kopaliny użytecznej były w każdej partii (poziomie) mniej więcej
równe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Poziomy w kopalni zakłada się w celu: udostępnienia eksploatacji, skrócenia dróg

transportowych i wentylacyjnych oraz czasu ich istnienia, ułatwienia stopniowego
przemieszczania w głąb eksploatacji. Poziomy, których założenie wymaga znacznych
nakładów, powinny istnieć przynajmniej 25 do 30 lat. Wybieranie złoża w obrębie poziomów
rozpoczyna się od poziomu najwyższego. Zakładanie nowych poziomów jest kosztowne,
dlatego bardzo ważnym zagadnieniem związanym z liczbą poziomów jest odpowiedni dobór
pionowej odległości między poziomami, czyli odstęp. Liczba poziomów, a zatem odstęp
między poziomami będzie zależał od wielu czynników natury ekonomicznej, geologiczno-
górniczej, wśród których najważniejsze to nachylenie złoża i ilość zasobów w projektowanym
poziomie, która powinna być mniej więcej stała i określona tak, by koszty przypadające na
tonę wydobycia były jak najmniejsze. Druga wielkość określająca poziom to tzw. pochyła
długość poziomu, której rzut na płaszczyznę pionową stanowi właśnie odstęp. Jest to pas
węgla rozciągający się podłużnie wzdłuż obszaru górniczego licząc po nachyleniu pokładu,
a ograniczony płaszczyznami poziomów. Pochyła długość zależy głównie od nachylenia
pokładu. Im nachylenie pokładu będzie większe, tym długość pochyła poziomu będzie
mniejsza i odwrotnie. Wynikają stąd następujące wnioski: zaleganie pokładów grubych
o małym nachyleniu i niewielkiej wzajemnej odległości przemawia za stosowaniem małego
odstępu poziomów. Przy zaleganiu pokładów o większym nachyleniu, odstęp poziomów
będzie większy. W kopalniach węgla odstęp poziomów przy małym nachyleniu dochodzi do
100 m, a przy większym od 150 do 200 m. Poziomy oznacza się kolejnymi cyframi
rzymskimi, poczynając od góry np. poziom I, II itd. lub oznacza się je liczbą wyrażającą
głębokość od zrębu szybu, np. poziom 300 m, 500 m albo też wysokość nad poziomem
morza, np. poziom + 120 m n.p.m.

Z miejsc udostępnienia pokładu przecznicami na poziomie górnym i na poziomie dolnym

prowadzi się w pokładzie po jego rozciągłości chodniki zwane podstawowymi, poziomowymi
lub głównymi. Takie rozcięcie złoża nosi nazwę struktury pokładowej (rys. 1). Można też
chodniki podstawowe prowadzić pod pokładem w skale płonnej, wówczas ma się do
czynienia ze strukturą kamienną rozcięcia złoża. Chodniki główne drąży się do granicy
wybierania. Po wykonaniu chodników głównych w odpowiedniej długości, dokonuje się
podziału pokładu w obrębie poziomu pochylniami działowymi na pola eksploatacyjne.

Rys. 1. Przecznicowy sposób udostępnienia złoża (model węglowy) [7, s. 129]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dla skrócenia czasu istnienia wyrobisk oraz ułatwienia transportu urobku dzieli się złoże

w obrębie poziomu na mniejsze części, zwane piętrami (rys. 2), tj. jednostki o długości 100 do
200 m po nachyleniu, czyli poziom zawiera najczęściej 2–3 piętra. Piętro jest ograniczone
wyrobiskami przygotowawczymi – tzw. chodnikami piętrowymi wykonanymi w pokładzie.
Tak więc pierwsze piętro ograniczone jest prowadzonym po rozciągłości chodnikiem
głównym górnego poziomu i chodnikiem piętrowym, drugie piętro ograniczone jest dwoma
chodnikami piętrowymi, a trzecie chodnikiem piętrowym i chodnikiem głównym poziomu
dolnego.

W każdym piętrze chodnik górny spełnia rolę chodnika wentylacyjnego, domy chodnika

przewozowego. Czasem, gdy odległość między chodnikami piętrowymi jest ze względu na
system wybierania pokładu zbyt duża, przeprowadza się między nimi chodniki pośrednie,
które dzielą piętro na podpiętra. W nich prowadzi się wybieranie. Celem dalszych robót
w ramach piętra jest uzyskanie węgla z przodków wybierkowych. Omówione tu wyrobiska
chodnikowe wykonywane są w zasadzie w pokładzie węgla, a więc zaliczane są do robót
przygotowawczych.

Rys. 2. Podział złoża na poziomy i piętra [7, s. 151]

Drążenie wyrobisk korytarzowych, tj. wyrobisk górniczych mających znacznie większe

długości niż wymiary poprzeczne, polega na wykonywaniu ich w górotworze robotami
górniczymi ręcznie, materiałami wybuchowymi lub maszynami. Do prac związanych
z drążeniem wyrobisk należy: urabianie skały, ładowanie i transport skały z przodka oraz
zabezpieczenie wykonanego wyłomu obudową.

Wyrobiska korytarzowe są niezbędne do wykonania zarówno przy zakładaniu nowej

kopalni czy nowego poziomu, jak i w czasie trwania normalnej eksploatacji.

Cel i zadania robót udostępniających i przygotowawczych

Dla umożliwienia eksploatacji złoża trzeba wykonać roboty udostępniające oraz

przygotowawcze, czyli wykonać całą sieć wyrobisk korytarzowych. Do wyrobisk
korytarzowych należą przecznice, chodniki, pochylnie, itp. wyrobiska.

Roboty udostępniające wykonuje się w celu otwarcia złoża minerału użytecznego

wyrobiskami korytarzowymi, umożliwiającymi dogodne jego przygotowanie do prowadzenia
eksploatacji. Do wyrobisk udostępniających zalicza się wszelkie wyrobiska drążone

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w skałach płonnych, a więc szyby i szybiki, sztolnie, przecznice, przekopy kierunkowe,
przecznice oddziałowe, pochylnie i upadowe.

Wyrobiska udostępniające powinny być tak wykonane, aby spełniały swe zadania

wypływające z ich przeznaczenia. Jeśli więc drąży się np. przecznicę, która ma służyć dla
transportu urobku lokomotywami, to należy dać jej odpowiednie wymiary poprzeczne
i nachylenie dostosowane do danej lokomotywy i wozów. Wyrobiska udostępniające mogą
również spełniać inne zadania, a więc mogą służyć także dla doprowadzenia świeżego
powietrza lub odprowadzenia zużytego, dla transportu materiałów, przejścia ludzi,
odprowadzenia wody kopalnianej oraz dla przeprowadzenia rurociągów lub kabli, itp.
Wyrobiska spełniają zazwyczaj równocześnie kilka zadań, a więc np. przecznica może służyć
równocześnie dla transportu urobku i materiałów, dla ruchu załogi, dla odprowadzenia wody,
doprowadzenia świeżego powietrza, a także dla rur i kabli. Niektóre wyrobiska mają
natomiast tylko jedno zadanie, np. przekopy wodne są przeznaczone wyłącznie dla
odprowadzenia wody kopalnianej.

Po udostępnieniu i rozcięciu złoża na poziomy trzeba przygotować je do eksploatacji za

pomocą sieci wyrobisk korytarzowych, prowadzonych w samym złożu, zwanych ogólnie
robotami przygotowawczymi.

W zależności od stosowanych systemów wybierania rozcina się poziomy wyrobiskami

korytarzowymi na piętra i podpiętra, w wyniku których powstają tzw. eksploatacyjne pola
wybierania (rys. 3).

Rys. 3. Główne roboty udostępniające przygotowawcze. Podział poziomu na piętra i pola pochylniane [6, s. 140]

Dalsze prowadzenie wyrobisk przygotowawczych w polach wybierania doprowadza do

powstania pól pochylnianych i przodków wybierkowych, dróg transportowych dla urobku
i materiałów, dla doprowadzenia świeżego i odprowadzenia zużytego powietrza, dla przejścia
ludzi, odpływu wody, doprowadzenia energii, itp.

Głębienie szybów metodą zwykłą

Głębienie szybów pionowych zalicza się do najbardziej trudnych, a jednocześnie bardzo

kosztownych robót górniczych. Stopień trudności tych robót polega na tym, że urabianie
skały, jej ładowanie, transport na powierzchnię i inne czynności, jak obudowa
i przewietrzanie, są znacznie bardziej skomplikowane w wyrobisku pionowym niż poziomym.
Ponadto szyb przebija się nie tylko w skałach zwięzłych, lecz i w skałach sypkich mało
zwięzłych, a często zawodnionych (kurzawkach), w których prowadzenie robót górniczych
i zakładanie obudowy jest bardzo trudne. Ponieważ szyb powinien niezawodnie spełniać
swoje zadanie przez cały okres istnienia kopalni, roboty związane z głębieniem i obudową

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

muszą być wykonane bardzo starannie oraz fachowo i dlatego wykonywane muszą być przez
doświadczonych i wyspecjalizowanych górników szybowych.

Rodzaje, wymiary i metody głębienia szybów

Ze względu na kształt poprzecznego przekroju, szyby podzielić można na: okrągłe,

prostokątne, beczkowe i eliptyczne. O wyborze kształtu przekroju poprzecznego decyduje
przeznaczenie szybu, przewidywany okres jego eksploatacji (pracy) oraz rodzaj skał,
w których ma być szyb głębiony. Obecnie bardziej rozpowszechnione są szyby okrągłe. Szyb
podzielony jest na przedziały, które w zależności od przeznaczenia noszą nazwy: przedziału
klatkowego lub skipowego, przedziału rurowego i przedziału drabinowego. Okrągły kształt
przekroju poprzecznego pozwala na łatwe wykonywanie wyłomu, uzyskuje się korzystniejszy
rozkład ciśnienia górotworu oraz mniejszy opór powietrza płynącego szybem. Przekrój szybu
charakteryzują dwie średnice; średnica szybu w wyłomie, tj. średnica, jaką ma szyb
wydrążony w skale przed wykonaniem obudowy ostatecznej oraz średnica szybu w świetle, tj.
ś

rednica, jaką ma szyb po wykonaniu obudowy ostatecznej.

Biorąc pod uwagę wielkość powierzchni poprzecznego przekroju szybu okrągłego, przy

uwzględnieniu średnicy szybu w świetle, można szyby podzielić na następujące cztery grupy:

−

szybiki do 4,0 m,

−

szyby małe od 4,0 do 4,5 m,

−

szyby średnie od 4,5 do 6,0 m,

−

szyby duże powyżej 6,0 m.
Uwzględniając głębokość szybów można je podzielić na szyby:

−

płytkie do 200 m,

−

rednie do 500 m,

−

głębokie do 1000 i więcej metrów.
Ze względu na przeznaczenie szybów w okresie ich eksploatacji można je podzielić na

szyby:

−

wydobywcze lub wyciągowe – służące do wyciągania urobku, opuszczania materiałów,
jazdy ludzi; szybami tymi wpływa zazwyczaj powietrze świeże do kopalni, nazywa się je
wówczas szybami wdechowymi lub wlotowymi;

−

wentylacyjne (wydechowe) lub wylotowe, którymi powietrze zużyte wypływa;

−

pomocnicze, które służą do spełniania zadań pomocniczych w procesie wydobywania
kopaliny, np. do opuszczania materiałów i sprzętu, ewentualnie jazdy ludzi,
wydobywania kamienia; są one najczęściej również szybami wentylacyjnymi;

−

podsadzkowe – którymi opuszcza się z powierzchni na dół materiał podsadzkowy,

−

drzewne – wyposażone w urządzenia do opuszczania drewna kopalnianego oraz innych
długich przedmiotów, np. szyn.
Ze względu na sposób wykonania i stosowane przy głębieniu środki techniczne rozróżnia

się:

−

głębienie szybów metodą zwykłą,

−

głębienie szybów metodami specjalnymi.
Przy wyborze metody głębienia szybu należy uwzględnić wiele czynników, z których do

najważniejszych należą:

−

własności fizyko-mechaniczne górotworu,

−

grubość poszczególnych warstw górotworu,

−

rozmieszczenie warstw wodonośnych oraz warstw nieprzepuszczalnych,

−

wysokość ciśnienia hydrostatycznego poszczególnych poziomów wodonośnych.
Głębienie szybów metodą zwykłą można stosować w skałach:

−

zwięzłych, suchych lub z przypływem wody dochodzącym do 0,5 m

/min, wymagających

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stosowania robót strzelniczych,

−

skałach miękkich, umożliwiających urabianie i wybieranie narzędziami bądź też
urządzeniami mechanicznymi.
Konieczność stosowania metod specjalnych zachodzi przy przebijaniu:

−

warstw zwięzłych lecz wodonośnych, np. w piaskowcach i wapieniach wodonośnych,
w których stosowanie metody zwykłej z powodu dużego dopływu wody byłoby
utrudnione i mało opłacalne,

−

zawodnionych skał słabo zwięzłych (np. piasków, glin, iłów, kurzawek), w których
stosowanie metody zwykłej jest niemożliwe.
Zaznaczyć należy, że szyb może być głębiony początkowo metodą specjalną, a po

zgłębieniu go do pewnego poziomu, przy zmianie warunków geologicznych, dalsze głębienie
może odbywać się metodą zwykłą i na odwrót.

W szybie wyróżnia się następujące odcinki:

−

odcinek górny, czyli tzw. głowicą szybu, która łączy szyb bezpośrednio z powierzchnią
ziemi,

−

odcinek środkowy, stanowiący główną część szybu,

−

odcinek dolny, czyli tzw. rząpie stanowiący część szybu poniżej podszybia najniższego
poziomu.

Głębienie szybów i szybików metodą zwykłą

Głębienie szybu jest operacją bardzo kosztowną i dlatego przed przystąpieniem do

głębienia zachodzi konieczność przeanalizowania wielu zagadnień z tym związanych,
wykonania całego cyklu badań geologiczno-inżynierskich, zmierzających do ustalenia metody
głębienia oraz wykonania wielu prac przygotowawczych poprzedzających głębienie szybu.

Zakres prac wstępnych poprzedzających głębienie szybu

Do prac przygotowawczych poprzedzających głębienie szybu zalicza się:

−

wiercenia badawcze i opracowanie warunków hydrogeologicznych,

−

opracowanie projektu głębienia szybu, a przede wszystkim części górniczej
i mechanicznej oraz prac projektowych, dotyczących zabudowania urządzeń potrzebnych
do głębienia szybu,

−

prace miernicze,

−

roboty budowlane,

−

roboty montażowe,

−

prace administracyjno-gospodarcze.
Po podjęciu przez zarząd kopalni decyzji o głębieniu szybu następuje porozumienie

z zarządem przedsiębiorstwa, które będzie głębić szyb, co do wykonania prac
przygotowawczych przy głębieniu szybu; niektóre zagadnienia opracowuje zarząd kopalni
inne – zarząd przedsiębiorstwa prowadzącego głębienie szybu.

Do zagadnień, które muszą być opracowane przez kierownictwo kopalni (inwestora)

należą: ustalenie średnicy szybu, jego głębokości oraz określenie jego funkcji, szczegółowa
lokalizacja szybu i urządzeń związanych z pracą szybu, uzyskanie zezwoleń na budowę od
administracji publicznej i władz górniczych, załatwienie spraw związanych z budową drogi
dojazdowej do szybu i ewentualnie linii kolejowej, sprawy dostawy energii elektrycznej,
wody przemysłowej i pitnej, ustalenie miejsca składowania urobku, załatwienie spraw
związanych z projektem podszybi i wyrobisk bezpośrednio połączonych z szybem.

Po ustaleniu metody głębienia szybu oraz rodzaju wyposażenia, przedsiębiorstwo

budujące szyb, czyli wykonawca opracowuje projekt uzbrojenia placu budowy, wierceń
badawczych i prac hydrogeologicznych, których ukończenie często dopiero decyduje

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

o ostatecznej lokalizacji szybu, organizacji i technologii głębienia szybu, jak również
opracowuje akta koncesyjne dla urządzeń wydobywczych.

Prawidłowe rozwiązanie tych zagadnień zarówno przez zarząd kopalni – (inwestora) –

jak i wykonawcę ma decydujący wpływ tak na koszty, jak i na termin ukończenia budowy
szybu.

Wiercenie otworów badawczych poprzedzające głębienie szybu

Przed przystąpieniem do projektowania głębienia szybu należy wykonać dokładne

rozpoznanie geologiczno-inżynierskie górotworu, w którym ma być głębiony szyb. Przy
projektowaniu głębienia szybu nie wystarczają dane hydrogeologiczne, uzyskane przy
rozpoznaniu zasobów złoża; wymagane jest przeprowadzenie dodatkowych badań
hydrogeologicznych. Na dodatkowe badania hydrogeologiczne składają się najczęściej: jedno
lub kilka wierceń badawczych, analiza stosunków hydrogeologicznych w sąsiednich szybach
i otworach wiertniczych oraz badania geotechniczne.

Rozeznanie pod względem hydrogeologicznym powinno dać ocenę:

−

charakteru litologicznego warstw skalnych,

−

liczby warstw wodonośnych,

−

głębokości występowania poszczególnych warstw wodonośnych i ich miąższości,
ciśnienia i współczynnika filtracji,

−

określenia spodziewanego przypływu wody do szybu z poszczególnych warstw
wodonośnych, jej charakteru przepływu, składu chemicznego i temperatury,

−

występowania skał gazonośnych.

−

Badania pod względem geomechanicznym obejmują:

−

opis warstw z punktu widzenia geomechanicznego z podaniem ziarnistości, ustalenia
wytrzymałości na ściskanie i ścinanie poszczególnych warstw skalnych,

−

ustalenie wskaźników zwięzłości, szczelinowatości, porowatości, struktury, ewentualnie
skłonności do pęcznienia, zaburzenia tektoniczne i nachylenie.
Otwór badawczy usytuowuje się zazwyczaj w odległości 10 do 30 m od osi

projektowanego szybu.

W czasie wierceń badawczych należy bardzo sumiennie pobierać próby i dokładnie

określać głębokość ich pobrania, gdyż ma to wpływ na przebieg i wybór metody głębienia.
Zasadniczą czynnością obok pobierania próbek skał, jest określenie stosunków wodnych
w otworze. Jest to czynność bardzo ważna, gdyż decyduje o wyborze metody głębienia szybu.
Aby określić stosunki wodne w otworze, wszystkie otwory badawcze – (z wyjątkiem
otworów rdzeniowych) – wierci się bez płuczki (na sucho). Stwierdzenie warstw
wodonośnych odbywa się przez obserwację pierwszego pojawienia się wody w otworze
i przez określenie jej ciśnienia hydrostatycznego. Po nawierceniu warstw wodonośnych
należy je przewiercić aż do warstwy wodo-nieprzepuszczalnej. Następnie wiercenie należy
wstrzymać, by określić ciśnienie hydrostatyczne wody i zmierzyć jej wydatek. Jednym ze
sposobów pomiaru poziomu zwierciadła wody jest stosowanie pływaka umocowanego na
lince stalowej o średnicy 2,0 mm (rozeznaje się moment uderzenia pływaka o powierzchnię
wody). Najprostszym sposobem pomiaru dopływu wody do otworu jest użycie do tego celu
naczynia o znanej pojemności. Znając czas potrzebny do napełnienia naczynia ustala się ilość
dopływającej wody.

W czasie wierceń badawczych należy się liczyć z wydobywaniem się metanu (CH

w złożach węgla i soli, dwutlenku węgla (CO

) i tlenku węgla (CO) przy wierceniu

otworów badawczych do starych zrobów, siarkowodoru (H

S) w złożach siarki.

Jeżeli przewidywane jest w czasie wiercenia napotkanie metanu, całe urządzenie

wiertnicze powinno spełniać warunki ognioszczelności. Przy wierceniu na sucho obecność
gazu stwierdza się przez obserwację ujścia żerdzi z otworu, gdyż wydobywający się gaz

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wywołuje ich drgania w czasie mieszania się z powietrzem tuż nad otworem. Gdy otwór
wiertniczy wypełniony jest wodą lub płuczką, wydobywanie się gazu rozpoznaje się przez
wydzielanie się baniek gazu i wody lub płuczki u wylotu rury wiertniczej na powierzchni.
W otworze pobiera się do pipety próbkę wydobywającego się gazu, w celu ustalenia jego
składu chemicznego.

Wiercenie otworu badawczego powinno być prowadzone pod nadzorem geologicznym.

Po ukończeniu wiercenia otwór powinien być zlikwidowany, np. przez jego zacementowanie,
aby nie doprowadzić do nagłego wdarcia się wody do kopalni.

Prace miernicze przed głębieniem szybu

Po ustaleniu najdogodniejszego miejsca dla szybu, czyli jego lokalizacji, służba

miernicza kopalni wyznacza położenie szybu w terenie.

Rys. 4. Wyznaczenie głównych osi szybu: 1 – główne osie szybu, 2 – kamienie miernicze wkopane w teren,

oznaczające główne osie szybu, 3 – tablice oznaczające na powierzchni główne osie, 4 – klamry
w szybie oznaczające główne osie szybu, 5 – kierunek północ-południe, 6 – kamienie miernicze
utrwalające kierunek północ-południe, 7 – klamry utrwalające w szybie kierunek północ-południe,
8 – trzpień umocowany w obudowie szybu utrwalający niwelację głowicy [7, s. 407]

W zakres prac mierniczych wchodzą:

−

wyznaczenie i oznaczenie w odległości do 20m od środka szybu niwelacji zrębu szybu
czyli położenia, w stosunku do poziomu morza,

−

wyznaczenie i oznaczenie w terenie głównych osi szybu oraz środka szybu, główne osie
szybu są to dwie linie prostopadłe do siebie przechodzące przez środek szybu, z których
jedna jest zazwyczaj równoległa do głównych belek zbrojenia szybu a druga prostopadła.

Ponieważ wyznaczony środek szybu otrzymany z przecięcia się osi głównych szybu ulega

zniszczeniu w czasie wykonywania głowicy szybu, do odtworzenia środka szybu
i późniejszego jego przeniesienia pod ziemią służą głównie osie szybu. Konieczne jest tu
wyznaczanie azymutu, tj. odchylenie jednej z osi szybu od kierunku północ-południe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Główne osie szybu na okres głębienia należy oznaczyć w terenie przez wkopanie

w ziemię poza ustawioną w przyszłości wieżę szybową i zabudowaniami, w odległości 15 do
20 m od środka szybu, dwóch betonowych słupków mierniczych na każdym z dwóch
kierunków (rys. 4).

Po wykonaniu głowicy szybu główne osie należy przenieść do szybu. W tym celu na

głębokości około 3 m poniżej zrębu szybu zabudowuje się na kierunkach osi cztery klamry
ż

elazne, na których przez nacięcie utrwala się kierunki osi. Należy także przenieść i oznaczyć

kierunek północ-południe oraz cechę niwelacyjną, gdyż są one potrzebne przy wyznaczaniu
poziomów i kierunków wyrobisk prowadzonych z szybu.

Zagospodarowanie terenu budowy

W ramach zagospodarowania terenu budowy należy:

−

doprowadzić od głównego szlaku komunikacyjnego drogę dojazdową o utwardzonej
nawierzchni,

−

ewentualnie doprowadzić bocznicę kolejową, jeżeli plan budowy to przewiduje, wraz
z rampą wyładowczą i placami składowymi na materiały budowlane,

−

wyrównać (niwelacja) teren,

−

doprowadzić wodę zdatną do picia i wodę przemysłową,

−

odprowadzić wody szybowe, przy czym trzeba pamiętać o tym, że wody te są niekiedy
bardzo zanieczyszczone szlamem i dlatego przed odprowadzeniem do ogólnej kanalizacji
i potoków muszą być oczyszczone w osadnikach,

−

zdrenować teren przyszybowy i składu materiałów; kanalizacja i przepusty wody
powinny być prowadzone z nachyleniami od szybu, aby w przypadku dużej ilości wód
lub uszkodzenia rurociągów nie dopuścić do zatopienia szybu,

−

ogrodzić i oświetlić teren szybowy,

−

wybudować stację transformatorów i rozdzielni oraz doprowadzić prąd elektryczny
potrzebny do głębienia szybu; podstacja elektryczna powinna być zasilana z dwu źródeł
prądu, aby w razie awarii zasilania z jednego źródła istniała możliwość ewakuacji ludzi
z dna szybu oraz utrzymania odwadniania i wentylacji,

−

doprowadzić linię telefoniczną podłączoną do ogólnej sieci pocztowej,

−

wybudować szopy i budynki na materiały budowlane, dla ochrony ludzi przed deszczem,
do przechowywania sprzętu, urządzeń sanitarnych dla załogi, lampownię, budynek
warsztatowy, budynek sprężarek, budynek maszyny wyciągowej, pomieszczenia dla
wentylatora, składu MW, itp.
W celu przyspieszenia prac przygotowawczych ważnym zagadnieniem jest używanie

typowych, dla pewnych warunków głębienia szybów, maszyn, urządzeń i budynków, gdyż
ułatwia to zarówno projektowanie, jak i zaopatrzenie materiałowe. Niemniej ważne jest
należyte rozmieszczenie tych budynków i urządzeń na placu przyszybowym. Powinno ono
zabezpieczyć najlepszą funkcjonalność obiektów dla potrzeb głębienia szybu oraz umożliwić
w czasie robót szybowych wznoszenie ostatecznych budynków i urządzeń na placu
kopalnianym.

Urządzenia do głębienia szybów i operacje pomocnicze
Wieże do głębienia szybów

Do głębienia szybów stosuje się wieże tymczasowe, przeznaczone specjalnie do głębienia

szybów lub też wieże typu kopalnianego. Wieże drugiego typu mogą być używane jako
ostateczne lub prowizoryczne – tylko w okresie głębienia szybów i robót poziomych
udostępniających.

Wieże tymczasowe do głębienia szybu wykonuje się ze stali profilowej lub rur stalowych.

Wieże tymczasowe można stosować wielokrotnie. Wieżę montuje się przy użyciu masztu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

montażowego lub żurawia. Dla skrócenia czasu, montaż wieży typu kopalnianego odbywa się
między innymi przez wydźwignięcie zmontowanych uprzednio na ziemi w pozycji leżącej
elementów wieży. Wieże tymczasowe o konstrukcji rurowej montuje się sposobem
nasuwania. Polega to na przesunięciu wieży na właściwe fundamenty po specjalnie
przygotowanej drodze jezdnej z miejsca jej montażu znajdującego się o kilkanaście metrów
od szybu. Wieża szybowa wyposażona jest w urządzenia, na które składają się: pomost
roboczy, pomost wyładowczy, wysyp, urządzenie do podtrzymywania sanek i opróżniania
kubła, pomost wyłącznika krańcowego wraz z wyłącznikiem, pomost kół linowych.

Pomost roboczy wykonany zazwyczaj z bali drewnianych jest ułożony na konstrukcji

z dźwigarów stalowych zamocowanych w murze szybowym na zrębie szybu. W pomoście
znajdują się otwory dla kubłów, lutni, rur, kabli oraz wejście do przedziału drabinowego.
Otwór dla przejścia kubłów zamyka się dwiema dwudzielnymi klapami wytrzymującymi
obciążenie załadowanego kubła. Wierzchnia strona klap pokryta jest blachą zabezpieczającą
je przed szybkim zużyciem. Z wierzchu przytwierdzone są do klap odcinki szyn,
umożliwiające wjazd na klapy platform do wyładunku i załadunku ciężkich urządzeń
transportowanych do szybu. Dla łatwiejszego odmykania klap umocowuje się do nich, oprócz
uchwytów, przeciwciężary równoważące ciężar klap. Przy klapach większych rozmiarów
stosuje się automatyczne otwieranie klap za pomocą powietrza sprężonego lub energii
elektrycznej.

Pomost wyładowczy dla urobku znajduje się powyżej pomostu roboczego. Wysyp wraz

z pomostem służą do opróżniania kubłów z urobku. Urządzenie to składa się z konstrukcji
nośnej, górnych klap i leja zsypowego. Klapy zabezpieczają dodatkowo (oprócz pomostu
roboczego) szyb przed spadaniem kawałków urobku. Właściwy wysyp zbudowany jest
w postaci leja zsypowego i służy do chwilowego gromadzenia urobku, skąd samoczynnie
zsypuje się on do podstawionych wozów lub samochodów. Leje zsypowe buduje się
przeważnie z zamknięciem. Zamykanie i otwieranie leja wypustu odbywa się za pomocą
układu dźwigni i powietrza sprężonego.

Urządzenie wyciągowe stosowane przy głębieniu szybu jest zestawem maszyn

i urządzeń, za pomocą którego wydobywa się urobioną w szybie skałę na powierzchnię,
dostarcza materiały budowlane i sprzęt do przodka szybowego oraz dokonuje się zjazdu
i wyjazdu ludzi. Na urządzenie wyciągowe składają się: maszyna wyciągowa, liny wyciągowe
i prowadnicze, zawieszenie naczyń wydobywczych, naczynia wydobywcze, urządzenia
prowadnicze, wieża wyciągowa wraz z pomostami i urządzeniami do opróżniania kubłów
oraz koła linowe na wieży.

Przy głębieniu szybów używa się dwóch typów maszyn wyciągowych: bębnowych dla

liny okrągłej i cewowych dla liny płaskiej.

Do wydobywania urobku z głębionego szybu, jazdy ludzi oraz opuszczania materiałów

i sprzętu stosuje się naczynia wydobywcze zwane kubłami (rys. 5).

Kubeł zbudowany jest w postaci cylindrycznego lub beczkowego zbiornika otwartego

u góry i zaopatrzonego w kabłąk, za pomocą którego kubeł przymocowuje się do zawiesia.
Oprócz wymienionych kubłów stosuje się inne rodzaje naczyń, jak kubły na beton, zaprawę,
na wodę i skrzynie materiałowe. Kubły przymocowane są do liny nośnej za pomocą zawiesia.
Ważnym elementem zawiesia jest urządzenie zapadkowe zabezpieczające przed
samoczynnym odpięciem się kubła z haka zawiesia. Urządzenie prowadnicze zabezpiecza
prowadzenie kubła, które składa się z dwu lin prowadniczych umieszczonych w tarczy szybu
po obu stronach kubła, z sanek prowadniczych oraz ramy napinającej utrzymującej liny
prowadnicze w pozycji równoległej i stanowiącej oparcie przy napinaniu lin prowadniczych.
Do prowadzenia kubła stosuje się dwie liny prowadnicze. Po linach tych ślizgają się
umieszczone nad kubłem sanki, obejmujące obie liny za pomocą czterech panewek
oczkowych. Przy opuszczaniu kubła poniżej ramy prowadnicze sanki zatrzymują się na niej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

a kubeł nie prowadzony schodzi w dół do przodka. Rama prowadnicza stanowi obecnie
najczęściej integralną część pomostu wiszącego używanego do różnych operacji
pomocniczych w szybie. Z konstrukcją sanek prowadniczych związany jest najczęściej daszek
ochronny nad kubłem, który chroni jadących w kuble ludzi przed ewentualnie spadającymi
drobnymi przedmiotami.

Pomosty wiszące służą do różnych operacji pomocniczych w szybie jak: wznoszenie

obudowy, zbrojenie szybu, odwadniania lub przemieszczenia napędów urządzeń ładujących
urobek do kubłów. Konstrukcja pomostu stanowi też obecnie najczęściej ramę napinającą
urządzenia wyciągowego. W tym też przypadku pomost wiszący zawieszony jest na linach
prowadniczych. W zależności od przeznaczenia wykonuje się pomosty pełne (zakrywające
cały przekrój szybu) jednopiętrowe lub wielopiętrowe (rys. 6). Podczas zbrojenia szybów
używa się najczęściej pomostów wielopiętrowych zakrywających część szybu. Pomosty
wymagają okresowego przemieszczania w szybie. Czynność tę wykonuje się przy użyciu
różnego rodzaju wciągarek wolnobieżnych zamontowanych ma powierzchni. W czasie pracy
pomosty są rozpierane o obudowę za pomocą hydraulicznych rozpieraków a pomosty
zakrywające część szybu, używane do zbrojenia spoczywają na ryglach wspartych na belkach
zbrojenia szybu. Z pomostu wiszącego opuszczana jest zazwyczaj drabina wisząca stanowiąca
rezerwowe wyjście z przodka na wypadek awarii urządzenia wyciągowego. W przypadku
stosowania do ładowania urobku ładowarek kabinowych do dolnego piętra pomostu
przymocowana jest kołowa szyna jezdna ładowarki oraz kabina sterownicza i dźwigowa.

Rys. 5. Kubeł urobkowy [7, s. 410]

Rys. 6. Pomost wiszący dwupiętrowy [7, s. 413]

Przewietrzanie szybów

Szyby głębione w skałach nadkładowych bez stosowania materiałów wybuchowych

można przewietrzać w sposób naturalny przez dyfuzję do głębokości 30 m. Sztuczne
przewietrzanie szybu stosuje się w celu dostarczenia powietrza świeżego do przodka,
usunięcia gazów po strzelaniu oraz gazów trujących, duszących i wybuchowych,
wydzielających się ze skał. Dobre przewietrzanie szybu wpływa nie tylko na poprawę
bezpieczeństwa i higienicznych warunków pracy załogi w szybie, lecz również na postęp
głębienia szybu (szybsze przewietrzanie po strzelaniu).

Szyb przewietrza się za pomocą zespołu złożonego z lutni i wentylatora. Lutnie mogą

być przymocowane do obudowy szybu, zbrojenia szybu lub też zawieszone na linach,
nawiniętych na dwa wolnobieżne kołowroty z napędem elektrycznym. Wychodzące na
powierzchnię lutnie łączy się za pomocą kolana i poziomo ułożonego odcinka lutni
z wentylatorem. Intensywność przewietrzania szybu musi być największa po odpaleniu
ładunków MW, później intensywność ta może być mniejsza. W tym celu zabudowuje się
niekiedy wentylator lutniowy, który uruchamia się w czasie postoju wentylatora

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zabudowanego na powierzchni. W szybach, w których wydzielają się gazy, wentylacja musi
być czynna bez przerwy.

Zazwyczaj stosowana jest wentylacja tłocząca, gdyż zapewnia korzystniejsze warunki

przewietrzania. Tak gazy postrzałowe, jak i inne wydzielające się szkodliwe gazy (oprócz
dwutlenku węgla), mają skłonność do unoszenia się ku górze. Ta właściwość ułatwia im
przepływ pełnym przekrojem szybu do góry, gdyż są one wypychane przez powietrze świeże
tłoczone do przodka lutniociągiem. Dla skrócenia czasu przewietrzania po strzelaniu, stosuje
się w szybach głębokich kombinowany system wentylacji ssąco-tłoczącej. W szybie
zabudowuje się dwa lutniociągi, z których jeden tłoczy powietrze świeże, a drugi ssie gazy
postrzałowe. Wydajność wentylatora ssącego powinna być większa o 10 do 20% od
wydajności wentylatora tłoczącego. Po usunięciu gazów postrzałowych szyb przewietrza się
wentylatorem tłoczącym.

Odwadnianie szybów w czasie głębienia

W czasie głębienia szybów przecinane są warstwy skalne o różnym stopniu zawodnienia.

Najczęściej występują wody w warstwach dyluwialnych, w trzeciorzędowych piaskowcach,
w dolomitach, w warstwach pstrego piaskowca oraz w porowatych piaskowcach karbońskich
i szczelinowatych warstwach łupków. Szczególnie duży dopływ wody występuje w tym
przypadku, gdy utwory te łączą się ze zbiornikami wód poprzez wychodnie warstw
przepuszczalnych lub też przez szczeliny i uskoki.

Za szyby o nieznacznym przypływie wody uważa się te, w których nie zachodzi

konieczność stosowania specjalnych urządzeń odwadniających, a wodę wydala się na
powierzchnię kubłami wraz z urobkiem. Przy dopływie jednak wody ponad 50 dm

/min nie

stosuje się tego sposobu, gdyż jest nieopłacalny. Obecnie uważa się, że dopływ wody do
przodka szybu w ilości 500 dm

/min stanowi granicę stosowalności zwykłej metody

głębienia. Przy większym dopływie wód zachodzi konieczność stosowania jednej ze
specjalnych metod głębienia szybów.

Woda występująca w przodka szybowym stanowi jeden z głównych czynników

hamujących postęp głębienia. Wypływ wody z górotworu może być jednostajny lub
pulsujący. Wypływ pulsujący zachodzi w przypadku równoczesnego wydzielania się gazu
(np. metanu) z dopływającą wodą lub wówczas, gdy wody dopływają z podziemnych
zbiorników bardzo porowatych lub skawernowanych skał.

Zależnie od wielkości dopływu wody i głębokości szybu dopływającą wodę usuwa się

przez:

−

bezpośrednie odprowadzenie (odpompowywanie) całej ilości wody dopływającej do
szybu,

−

cementację lub uszczelnienie skał i obudowy szybu.
Usuwanie wody z przodka szybowego odbywa się, zależnie od wielkości dopływu

i głębokości szybu, różnymi sposobami: w naczyniach wyciągowych (kubłach), pompami
przodkowymi i stacjonarnymi, pompami wiszącymi, pompami głębinowymi, pompami
inżektorowymi, pompami typu Mamut.

Odwadnianie pompami wiszącymi stosowane jest w tym przypadku, gdy nie można

opanować przypływu wody pompami przeponowymi (membranowymi). Stosuje się je do
bezpośredniego tłoczenia wody, maksymalnie do wysokości 250 m. Pompy te zawiesza się na
linie nawiniętej na kołowrót zabudowany na powierzchni. Rury tłoczne można zawieszać na
linach i kołowrotach lub też przymocowywać do obudowy, podobnie jak lutnie wentylacyjne.

Odwadnianie pompami głębinowymi stosowane jest najczęściej do odwadniania

zatopionych szybów. Pompy te wymagają całkowitego zanurzenia w wodzie, co nie może
zachodzić w głębionym szybie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odwadnianie pompami typu Mamut stosuje się do odwadniania zatopionych szybów

do głębokości 125 m, jak również do odwadniania głębionych szybów. Sposób odwadniania
za pomocą pompy typu Mamut jest korzystny przy przetłaczaniu wody zanieczyszczonej
szlamem w szybach, gdy istnieją przerwy w dostawie prądu. Istota działania pompy typu
Mamut polega na podnoszeniu się do góry słupa wody w rurze wodnej na zasadzie naczyń
połączonych. Mieszanina wody z powietrzem, jako lżejsza od wody szybowej, osiąga wyższy
poziom i przy odpowiednim doborze stosunku głębokości zanurzenia do wysokości
podnoszonej wody następuje wypływ wody z rury wodnej. Schemat odwadniania szybu
w czasie głębienia pompami typu Mamut przedstawiono na rysunku 7.

Zaopatrzenie w energię

Powietrze sprężone. Energia powietrza sprężonego używana jest do napędów urządzeń

przy głębieniu szybów, do których należą: wiertarki udarowe, młotki pneumatyczne,
ładowarki szybowe, pompy przodkowe, urządzenia sterownicze wysypu i klap, urządzenia
w warsztacie przyszybowym. Przy głębieniu szybów stosuje się sprężarki dwustopniowe
tłokowe na maksymalne ciśnienie powietrza sprężonego 0,8 MPa.

Energia elektryczna. Po ustaleniu rodzaju maszyn, jakie mają być użyte do głębienia

szybu, sporządza się wykaz mocy zainstalowanych urządzeń oraz wykonuje się wykres
równoczesności ich pracy. Prawidłowe opracowanie wykresu jest bardzo ważne ze względu
na znaczną nierównomierność poboru mocy elektrycznej, jaką spotyka się przy głębieniu
szybu. W celu umożliwienia regulowania poboru mocy, podstacje transformatorów
i rozdzielń powinny być sekcyjne, aby poszczególne sekcje mogły być włączane i wyłączane
w miarę potrzeby. Ze względu na konieczność zabezpieczenia ciągłości ruchu urządzeń,
a zwłaszcza pomp oraz wentylatorów, konieczne jest zabezpieczenie dostawy energii
elektrycznej z dwu niezależnych źródeł.

Rys. 7. Schemat odwadniania szybu pompami Mamut: 1 – rurociąg wodny, 2 – rurociąg powietrza sprężonego,

3 –

pompy Mamut,

4 – pompa przodkowa przeponowa [7, s. 418]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sygnalizacja i łączność

Urządzenia sygnalizacyjne stosowane w czasie głębienia szybów są bardzo różne, lecz

zawsze dostosowane do technologii wyposażenia technicznego i głębokości szybu. I tak przy
głębokościach małych ograniczyć się można do prowizorycznych mechanicznych urządzeń
sygnalizacyjnych umożliwiających nadawanie sygnałów akustycznych z dna szybu do zrębu
szybu na przykład za pomocą linki zawieszonej w szybie, uruchamiającej młotek sygnałowy
zainstalowany na zrębie szybu.

Wyciąg awaryjny

W przypadku awarii urządzenia wyciągowego do wyjścia załogi służy przedział

drabinowy budowany równolegle ze zbrojeniem. Ostatni pomost spoczynkowy znajduje się
w odległości 15 do 40 m od przodka. Do połączenia pomostu spoczynkowego z przodkiem
służy drabina wisząca. Jeśli nie wykonuje się zbrojenia i przedziału drabinowego równolegle
z obudową szybu, to na wypadek awarii w dostawie prądu stosuje się wyciąg awaryjny.
Wyciąg awaryjny składa się z 2 do 3 drabin z barierami ochronnymi przymocowanymi do
liny wyciągu ręcznego. Przy głębokościach powyżej 500 m oraz w szybach o zagrożeniu
metanowym stosuje się napęd spalinowy.

Oświetlenie

Oświetlenie wpływa na wzrost wydajności i bezpieczeństwa. Do oświetlenia przodka

służą przenośne lampy elektryczne akumulatorowe oraz stałe lampy zasilane prądem
z powierzchni. Należy również oświetlać pomosty robocze.

Piony

Do utrzymania ścisłej osi pionowej szybu służy główny pion o masie 20 do 50 kg,

powieszony na lince stalowej o średnicy 2 do 6 mm, popuszczanej w miarę głębienia z bębna
wciągarki ręcznej znajdującej się na powierzchni lub na pomoście bezpieczeństwa. Do
pionowania belek przedziałowych służą lżejsze piony w liczbie potrzebnej do dokładnego
ustalenia ich położenia.

Urabianie skał

Głębienie szybu rozpoczyna się od wykonania głowicy szybu. Przed rozpoczęciem

wykopu na głowicę szybu wyrównuje się teren, a następnie wyznacza się oś szybu i jego
ś

rodek. Po wyznaczeniu środka szybu obrysowuje się na gruncie zarys wykopu na głowicę.

Warstwy luźne urabia się ręcznie lub koparką podsiębierną, skały słabo zwięzłe młotkami
pneumatycznymi, a skały zwięzłe materiałami wybuchowymi. Do głębokości 4 m urobioną
skałę z przodka szybowego wydobywa się na powierzchnię za pomocą przenośników
budowlanych do podstawionych samochodów. Przy prowadzeniu wykopu głowicy do
głębokości 12 m stosuje się do wydobywania urobku i opuszczania materiałów dźwig
samochodowy, do którego dostosowuje się wyciąg kubłowy. Obecnie coraz częściej zgłębia
się głowicę szybową nawet do 50 m, z zastosowaniem urządzeń prowizorycznych, jak małych
rozmiarów wież wyciągowych i kołowrotów elektrycznych.

Głowica szybowa może być tymczasowa lub ostateczna. W celu uniknięcia straty czasu

i nakładów na budowę głowicy tymczasowej, a następnie na jej wyburzanie i budowę głowicy
ostatecznej, wykonuje się coraz częściej od razu głowice ostateczne, przystosowując je do
celów głębienia szybu.

Przy głębieniu głowic ostatecznych wykonuje się równocześnie, w miarę możności,

wszystkie kanały i wnęki, jak kanał wentylacyjny, kanał podsadzkowy, wyjście zapasowe,
kanały rurowe, kanały kablowe, wnęki na konstrukcję wieży i urządzenie zapychaków.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ostateczne głowice szybowe mają najczęściej obudowę żelbetową. Obudowę głowicy
wykonuje się odcinkami stopniowo w miarę jej pogłębiania.

Po wykonaniu głowicy dalsze głębienie szybu może odbywać się sposobem szeregowym

lub równoległym. Sposób szeregowy polega na tym, że najpierw prowadzi się urabianie
i wybieranie skały z pewnego odcinka szybu, a następnie wykonuje się obudowę ostateczną
tego odcinka. W czasie wykonywania obudowy szybu, urabianie i ładowanie są wstrzymane.

Ze względu na długość odcinków, sposób ten dzieli się na: szeregowe głębienie krótkimi

odcinkami 2 do 6 m i długimi odcinkami 6 do 40 m.

Szeregowy sposób głębienia szybu charakteryzuje okresowe zatrzymanie robót urabiania

i ładowania w przodka na czas wznoszenia obudowy ostatecznej. Ta okresowa zmiana
szeregu czynności powoduję straty czasu i zmniejszenie postępu głębienia.

Sposób równoległy polega na tym, że równolegle z głębieniem wykonuje się obudowę

ostateczną szybu z pomostu wiszącego, czyli nie ma tu okresowych przerw.

Urządzenia do urabiania skał oraz wiercenia otworów strzałowych

Urabianie w miękkich skałach nadkładowych, jak glinach, iłach, łupkach, odbywa się za

pomocą młotków pneumatycznych, zaopatrzonych w różnego rodzaju groty. Oprócz grotów
spiczastych używa się do urabiania skał miękkich grotów łopatkowych wąskich lub szerokich.

Skały zwięzłe urabia się za pomocą materiałów wybuchowych. Do wiercenia otworów

strzałowych stosuje się ciężkie wiertarki. Do usuwania zwiercin z dna wierconego otworu
stosuje się w polskim budownictwie szybowym przedmuch otworu powietrzem sprężonym,
natomiast bardzo rzadko wypłukiwanie zwiercin wodą.

Roboty strzałowe w głębionym szybie

Głębienie szybów metodą zwykłą w skałach zwięzłych odbywa się wyłącznie za pomocą

robót strzałowych. Na postęp głębienia szybu wpływa w bardzo dużym stopniu prawidłowe
prowadzenie robót strzałowych, co zależy od wielu czynników, a przede wszystkim od
ustalenia właściwej głębokości otworów strzałowych i racjonalnego ich rozmieszczenia
w przodka szybowym.

Długość otworów strzałowych zależy od następujących czynników:

−

fizyko-mechanicznych własności skał, a przede wszystkim od ich zwięzłości – w skałach
zwięzłych długość otworów jest mniejsza,

−

dopływu wody – przy większych przypływach głębokość zabioru jest większa,

−

przekroju szybu – wraz ze wzrostem przekroju zwiększa się długość otworów
strzałowych,

−

organizacji robót – długość otworów powinna być dostosowana do czasu trwania cyklu,

−

typu i mocy wiertarek – przy otworach o większej długości konieczne jest stosowanie
wiertarek o większej mocy.
Ostateczne określenie długości otworów strzałowych związane jest z organizacją robót

w szybie. Za najbardziej odpowiednią należy uważać taką długość otworów strzałowych,
która zapewnia możliwie najmniejsze zużycie czasu na wykonanie wszystkich czynności
związanych z uzyskaniem 1 m postępu szybu, a tym samym pozwoli na uzyskanie
najlepszego tempa budowy szybu.

Sposób rozmieszczania otworów w przodka szybu zależy od charakteru zalegania

przebijanych warstw skalnych (kierunku uwarstwienia, przebiegu szczelin) oraz od przekroju
poprzecznego szybu. Prawidłowe rozmieszczenie otworów powinno zapewniać:

−

dokładne oderwanie i zruszenie skały na głębokości zabioru bez potrzeby stosowania
dodatkowego urabiania,

−

uzyskanie prawidłowego przekroju poprzecznego szybu,

−

równomierne i właściwe rozdrobienie skały,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

uzyskanie równej powierzchni dna i ociosów po odstrzale.
Przy głębieniu szybów o przekroju okrągłym w słabo nachylonych warstwach skalnych,

otwory strzałowe rozmieszcza się na okręgach kół rozmieszczonych współśrodkowo ze
ś

rodka dna szybu ku ociosom (rys. 8). Otwory założone na pierwszym okręgu od środka

szybu są otworami włomowymi. Otwory włomowe od 4 do 10 zakłada się z pewnym
nachyleniem ku środkowi szybu. Nachylenie otworów włomowych do poziomu wynosi 60 do
70°. Otwory zakładane na drugim i trzecim okręgu noszą nazwę otworów pomocniczych.
W zależności od średnicy szybu liczba tych otworów na każdym okręgu wynosi od 12 do 20.
Kąt nachylenia tych otworów do poziomu wynosi zazwyczaj 90°. Otwory rozmieszczone na
skrajnym okręgu nazywają się otworami ociosowymi lub wyrównującymi. Liczba tych
otworów wynosi 20 do 30, a ich kąt nachylenia 80 do 85°. Oprócz tych otworów wykonuje
się w środku szybu pionowy otwór centralny. Długość jego wynosi 2/3 długości otworów
włomowych. Zadaniem jego jest rozerwanie stożka skały wyrzuconego spomiędzy otworów
włomowych.

Rozmieszczenie otworów strzałowych w szybach o przekroju okrągłym jest zależne od

rednicy szybu oraz charakteru skał.

Przy stromym zaleganiu warstw skalnych w szybie rozmieszczenie otworów strzałowych

na współśrodkowych okręgach nie daje pożądanych rezultatów – gdyż współczynnik
wykorzystania otworów strzałowych jest mały, a zwłaszcza tych otworów, których kierunek
przebiega zgodnie z uwarstwieniem skał. Rozmieszczenie otworów strzałowych, ilość MW
w poszczególnych otworach oraz sposób odpalania określony jest w metryce strzałowej.

Po wywierceniu otworów strzałowych napełnia się je materiałem wybuchowym, a resztę

otworu wypełnia się przybitką.

Po wyłączeniu napięcia następnie, zgodnie z instrukcją dla poszczególnych typów

zapalarek szybowych, dokonuje się odpalenia ładunków materiałów wybuchowych
w otworach strzałowych. Kubły urządzenia wyciągowego powinny znajdować się pośrodku
szybu, a klapy pomostu na zrębie szybu powinny być otwarte. Po odstrzeleniu wentyluje się
szyb. Czas wentylacji zależny jest od mocy wentylatora i głębokości szybu. Po stwierdzeniu
na zrębie szybu dostatecznego rozrzedzenia gazów postrzałowych, co trwa zazwyczaj około
1 godziny, przodowy wraz z dozorem zjeżdża na pomost wiszący, zwiera końcówki kabla
i przewodów ochronnych. Po podaniu napięcia poniżej pomostu, oświetlenia przodka
i uruchomienia odwodnienia, przodowy wraz z dozorem zjeżdżają poniżej pomostu i do
przodka szybowego, usuwając zwisające wyrzucone odłamki skały. Potem oceniają skutki
odstrzału i przeszukują, czy nie pozostały niewypały. Po stwierdzeniu właściwego stanu
przodka zjeżdża reszta załogi i rozpoczyna się wybieranie urobku.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8. Przykład

rozmieszczenia

otworów

strzałowych w szybie [7, s. 425]

Rys. 9. Usytuowanie

szybowej

ładowarki

chwytakowej w szybie [7, s. 430]

Ręczne ładowanie urobku do kubłów jest czynnością bardzo pracochłonną wymagającą

dużego wysiłku fizycznego. Zajmuje ona 50 do 60% całego czasu jednego cyklu robót,
wpływa więc na wydłużenie cyklu i tym samym zmniejsza postęp głębienia szybu. W czasie
ładowania część załogi duże bryły skalne rozbija młotkami pneumatycznymi na drobniejsze.
Obecnie ręczne ładowanie urobku jest stosowane bardzo rzadko; w szybach o małych
przekrojach oraz fazie czyszczenia dna szybu po ładowaniu mechanicznym.

Mechaniczne ładowanie urobku

Zwiększenie postępu głębienia szybu łączy się ściśle ze zmniejszeniem czasu

załadowania odstrzelonego urobku. Dlatego też dąży się do zastąpienia mało wydajnej
ciężkiej pracy ludzkiej, urządzeniami mechanicznymi. Spośród stosowanych ładowarek
najszersze zastosowanie znalazły ładowarki chwytakowe, które chwytają urobek
koncentrycznie zaciskającymi się szczękami (4 lub 6).

Rozróżnia się ładowarki chwytakowe z ręcznym lub mechanicznym wodzeniem.

W polskim budownictwie szybowym stosuje się ładowarkę chwytakową z ręcznym
wodzeniem typu Gryf-l lub Gryf-2 polskiej produkcji i ładowarkę chwytakową
z mechanicznym wodzeniem produkcji radzieckiej typu KS-2u.

Na rysunku 9 przedstawiono usytuowanie ładowarki w szybie. Kołowrót (5) zabudowany

jest na pomoście wiszącym (1). Pomost ten zawieszony jest za pomocą czterech do ośmiu
łańcuchów i zawiesia (3) na linie i unieruchomiony rozporami (4). Lina z kołowrotu
skierowana jest do środka szybu krążkiem (6). Na linie zawieszony jest chwytak (2).

Na czas strzelania ładowarka podciągnięta jest na taką wysokość, aby nie uszkodziły jej

odłamki skalne. Po odstrzeleniu, przewietrzeniu i doprowadzeniu przodka do bezpiecznego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stanu, opuszcza się ładowarkę do przodka i wyregulowuje zawieszenie. Ładowarka
zawieszona jest prawidłowo wtedy, gdy chwytak spoczywa na urobku przy opuszczonym
podnośniku. Ładowarkę obsługują dwie osoby. Operator za pomocą kierownicy i zaworów
manipuluje ładowarką, pomocnik rozbija większe bryły, przesuwa urobek od ociosów szybu
ku środkowi i pomaga operatorowi wychylać chwytak ku ociosom szybu przy zbieraniu
urobku. Urobek zbiera się warstwami po około 0,5 m grubości, zaczynając od środka szybu
i przesuwając się ku obwodowi. Wydajność ładowarki jest największa wtedy, gdy odchylenie
chwytaka od osi zawieszania jest najmniejsze. Z tych względów do ładowania urobku
w szybach o średnicy 3,5 do 5,0 m stosuje się jedną ładowarkę, w szybach o średnicy 5,0 do
6,0 m dwie ładowarki, a w szybach o średnicy 6,0 do 7,5 m nawet trzy ładowarki. Ładowarki
rozmieszcza się wówczas w przekroju szybu tak, by nie przeszkadzały wyciągowi
kubłowemu, a równocześnie obejmowały swoim zasięgiem mniej więcej równe wycinki
powierzchni przodka szybu. Wydajność ładowarek wzrasta ze zwiększeniem się stopnia
rozdrobnienia urobku. Po zakończeniu ładowania podciąga się ładowarkę na wysokość 30 do
40 m i przymocowuje się do zbrojenia szybu, bądź wydaje się na powierzchnię chwytak dla
ewentualnej naprawy.

Organizacja pracy przy ładowaniu ładowarką z mechanicznym wodzeniem jest podobna

jak przy ładowarkach z ręcznym wodzeniem. Operator steruje ładowarką i chwytakiem
z kabiny zawieszonej pod pomostem wiszącym. Pomocnik lub pomocnicy kubła obsługują
ruch jego w szybie. Ruchy ładowarki skoordynowane są z ruchem kubłów w szybie i przez
przeloty w pomoście wiszącym. Zazwyczaj stosuje się ładowarkę z jednym chwytakiem.
Tylko przy dużych średnicach (ponad 8 m w wyłomie) opłacalne jest stosowanie ładowarki
wyposażonej w dwa chwytaki.

Obudowa szybów

O wyborze rodzaju obudowy szybu decyduje wiele czynników zarówno technicznych,

jak i ekonomicznych:

−

warunki hydrogeologiczne,

−

przeznaczenie obiektu,

−

przewidywany czas użytkowania,

−

kształt przekroju poprzecznego i głębokość,

−

baza materiałowa,

−

koszty wykonania.
Przy wyborze rodzaju obudowy szybu bierze się pod uwagę przede wszystkim rodzaj

górotworu, w jakim ma być zgłębiony, i jego zawodnienie oraz wynikające stąd ciśnienie. Nie
bez znaczenia jest również stopień agresywności występujących wód. Z przeznaczeniem
obiektu wiąże się z reguły wymagany stopień szczelności – przykładowo przewidywana
automatyzacja urządzeń szybowych narzuca konieczność wykonania obudowy całkowicie
szczelnej. Szyby główne (wydobywcze, wentylacyjne, itp.) przewidziane są przeważnie do
długotrwałego użytkowania, stąd materiały użyte do wznoszenia ich obudowy musi cechować
duża trwałość.

Przyjęty w projekcie kształt przekroju poprzecznego z góry determinuje zastosowanie

określonych rodzajów obudowy, a będąca w dyspozycji baza materiałowa narzuca dalsze
ograniczenia. Należy zaznaczyć, że całość przedsięwzięcia, a więc dobór obudowy, powinna
poprzedzać głęboka analiza techniczno-ekonomiczna.

Obudowa tymczasowa szybu ma za zadanie zabezpieczenie ociosów szybu

w zgłębionym odcinku przed obrywaniem się i wypadaniem brył skalnych do czasu
wykonania obudowy ostatecznej. Stosuje się ją przede wszystkim przy głębieniu szybów
metodą zwykłą długimi odcinkami. Skałę urabia się na odcinku od 6 do 40 m, w zależności

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

od wytrzymałości skały, a ociosy w ślad za postępem przodka zabezpiecza obudową
tymczasową. Po zgłębieniu zaplanowanego odcinka przerywa się roboty przy wyłomie
i wykonuje obudowę ostateczną. Równocześnie rozbiera się obudowę tymczasową
z wyprzedzeniem jednego do dwu metrów.

W przypadku, gdy rozebranie obudowy tymczasowej grozi niebezpieczeństwem,

wówczas pozostawia się ją i zamurowuje (obudowa stracona). Jako obudowę tymczasową
stosuje się pierścienie metalowe o przekroju ceowym, podwieszane z góry w dół na cięgłach.
Każdy pierścień składa się z 6 do 8 oddzielnych członów łączonych ze sobą śrubami,
z możliwością zwiększania lub zmniejszania średnicy pierścienia w zależności od wielkości
wyłomu. Za pierścieniem daje się opinkę z desek lub blach, którą oklinowuje się do ociosu
drewnem. Pierwszy pierścień zawiesza się na hakach umocowanych w ociosie lub do
obudowy ostatecznej poprzedniego odcinka szybu. Odstęp poziomy pomiędzy hakami, licząc
po obwodzie pierścienia, wynosi 1,2 do 1,5 m, natomiast odstęp w pionie – co 5 do 6
pierścieni. Dla lepszego usztywnienia i wzmocnienia obudowy tymczasowej (z uwagi na
roboty strzałowe) pomiędzy pierścienie obudowy zakłada się słupki drewniane lub stalowe
w odstępach co 1,5 do 2,0 m. Inną odmianę obudowy tymczasowej szybów stanowi tzw.
osłona tymczasowa przesuwna.

Obudowa ostateczna szybów w skalach zwięzłych i mało zawodnionych

Ze względu na środki techniczne stosowane przy głębieniu szybów rozróżnia się

głębienie:

−

metodą zwykłą,

−

metodami specjalnymi.
Jeśli warunki hydrogeologiczne górotworu, w którym projektuje się wykonanie szybu,

nie wymagają zastosowania metody specjalnej, głębienie szybu prowadzi się metodą zwykłą.

Metoda ta polega na urabianiu skały i wykonywaniu obudowy ostatecznej bez

konieczności stosowania specjalnych zabiegów.

Przy głębieniu szybu metodą zwykłą muszą być spełnione dwa zasadnicze warunki:

−

własności geomechaniczne skał, przez które przechodzi szyb, muszą zapewniać
utrzymywanie się ociosów na określonym odcinku do czasu wykonania obudowy
ostatecznej (konieczna jest odpowiednia zwięzłość skał),

−

dopływ wody z warstw przebijanych szybem musi być odpowiednio mały.

Rodzaje stosowanej obudowy

W górotworze odpowiednio zwięzłym o ograniczonym zawodnieniu, w którym głębienie

szybów wykonuje się metodą zwykłą, stosowane są następujące rodzaje obudowy ostatecznej:

−

drewniana,

−

murowa z cegły,

−

murowa z betonitów,

−

betonowa monolityczna,

−

elbetowa,

−

tubingowa (żeliwna, żelbetowa),

−

betonowa – natryskowa i jej odmiany,

−

kotwowa i jej odmiany.
Oprócz wymienionych rodzajów obudowy mogą być stosowane obudowy mieszane,

zespolone, np. murowo-betonowe, stalowo-betonowe, itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obudowę drewnianą we współczesnym budownictwie szybowym stosuje się bardzo

rzadko i to jedynie w szybikach i szybach pomocniczych i drugorzędnych, Obudowę
wykonuje się z drewna sosnowego i dębowego. Obudowa drewniana może być wykonywana
jako obudowa wieńcowa na słupkach oraz obudowa wieńcowa pełna. Drewno do obudowy
wyrobisk szybowych powinno być impregnowane w celu zwiększenia jego trwałości oraz
zmniejszenia palności.

Obudowa murowa z cegły była do niedawna obudową najbardziej rozpowszechnioną.

Do 1955 wszystkie szyby głębione z powierzchni miały obudowę z cegły. Obecnie obudowa
ta została w dużym stopniu wyparta przez beton monolityczny. W naszym budownictwie jest
niezastąpiona w szybach ślepych i szybikach, gdzie warunki nie pozwalają na stosowanie
złożonych technologii wymaganych przy obudowie betonowej. Grubość obudowy murowej
z cegły (zalecana) wynosi 1,5 do 3 cegieł, wyjątkowo 4 cegły.

Obudowa murowa z betonitów jest pewnego rodzaju udoskonaleniem obudowy z cegły.

Znaczna wytrzymałość betonitów na ściskanie oraz mniejsza ilość spoin pozwalają
zmniejszyć grubość obudowy szybowej i obniżyć jej koszty. Obudowę tę, dzięki mniejszej
liczbie spoin, cechuje większy stopień wodoszczelności od obudowy z cegły oraz szybsze
wykonanie. Koszt obudowy betonitowej jest mniejszy od obudowy z cegły, a zwłaszcza
klinkierowej.

Obudowa betonowa monolityczna szybko wyparła inne rodzaje obudów, a przede

wszystkim obudowę murową z cegły i betonitów. Obudowa betonowa uważana jest dziś za
najlepszą i najtańszą obudowę szybową.

Wykazuje ona w stosunku do innych rodzajów obudowy wiele zalet takich jak:

−

możność całkowitego zmechanizowania wykonawstwa (przy zastosowaniu ślizgowego
lub przestawnego odeskowania i opuszczania masy betonowej rurociągiem),

−

dobre związanie obudowy z górotworem, co pozwala wyeliminować stopy szybowe,

−

obniżenie pracochłonności (3 do 6 razy) oraz kosztów (o 30 do 40%),

−

wysoką wytrzymałość, dzięki czemu zmniejsza się grubość obudowy.
Do wad obudowy betonowej zalicza się:

−

nieco mniejszą odporność na wody agresywne, wrażliwość na ruchy górotworu,

−

niemożność przejmowania obciążeń natychmiast po ułożeniu,

−

trudna naprawa uszkodzonej obudowy.
Po wyrównaniu dna szybu i osadzeniu na nim pionowo (rys. 10) odeskowania (1) zamyka

się drzwi i rozpiera je klinami. Beton opuszcza się rurociągiem średnicy 150 mm,
zawieszonym na belkach zbrojenia szybowego. Rurociąg ten nad pomostem (2), łączy się
z innym rurociągiem o większej średnicy, tzw. teleskopem (3). Pozwala to na betonowanie
dwu do trzech odcinków. Beton spływa teleskopem kilkanaście metrów pod pomost wiszący,
a następnie giętkim przewodem, złożonym z blaszanych lejkowatych segmentów (4),
włożonych jeden w drugi, poza stalowe odeskowanie. Gdy głębokość szybu przekracza
400 m, stosuje się ogranicznik szybkości (5), w którym wytraca się energię kinetyczną
spadającej mieszaniny betonu.

Betonowanie obudowy przeprowadza się równocześnie z wybieraniem urobku.

W pierwszej fazie betonowania, tj. gdy wysokość świeżo betonowanego odcinka nie
przekracza 0,6 m, urobek wybiera się na całym przekroju. Aby zabezpieczyć odeskowanie
przed związaniem z betonem, powleka się jego zewnętrzną stronę specjalną mieszaniną oleju,
smaru i wody. Po wykonaniu obudowy przestrzeń pomiędzy ociosem a wykładziną uszczelnia
się, wtłaczając roztwór cementowy. Zastosowanie opisanych urządzeń do wykonywania
obudowy betonowej pozwoliło na znaczne zwiększenie postępu głębienia szybów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 10. Głębienie i betonowanie szybu z przesuwanym odeskowaniem [7, s. 446]

Obudowa żelbetowa stosowana jest w rzadkich przypadkach i w wyjątkowych

warunkach, np. przy nierównomiernych ciśnieniach w strefach zaburzeń i uskoków oraz
w innych warunkach geologiczno-górniczych powodujących powstawanie w obudowie
wysokich i złożonych naprężeń ściskających oraz zginających i rozciągających. W polskim
budownictwie szybowym obudowa żelbetowa znalazła praktycznie znikome zastosowanie.

Obudowa żelbetowa, pomimo jej wysokich parametrów wytrzymałościowych, ma wiele

cech ujemnych. Woda w szybach mokrych infiltruje przez nieszczelności betonu do stali
zbrojeniowej i powoduje jej korozję. Tworzące się związki żelaza wskutek zwiększania
objętości rozsadzają beton, powodując jego niszczenie. Przy istnieniu dopływu wód beton
musi mieć maksymalny stopień szczelności, a przy wodach agresywnych konieczna jest jego
hydroizolacja, uniemożliwiająca infiltrowanie wody do wnętrza obudowy żelbetowej. Innymi
wadami tej obudowy są duże trudności przy naprawach i remontach uszkodzonej obudowy,
jak również skomplikowane i pracochłonne jej wykonywanie.

Obudowa tubingowa stanowi cylinder złożony z oddzielnych pierścieni, które z kolei

składają się z oddzielnych elementów, zwanych tubingami. Najczęściej tubingi wykonywane
są z żeliwa oraz żelbetu, rzadziej ze staliwa lub stali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tubingi żeliwne

W warunkach hydrogeologicznych, zezwalających na stosowanie głębienia metodą

zwykłą, obudowa tubingowa żeliwna jest stosowana w wyjątkowych warunkach ze względu
na jej bardzo wysoki koszt. Obudowa ta (cylinder tubingowy + warstwa betonu)
charakteryzuje się bardzo dużą wytrzymałością na ciśnienie skał i wody oraz bardzo wysokim
stopniem wodoszczelności. Ponadto jest ona najbardziej odporna na działanie wód
agresywnych. Może być wykonywana jako pojedyncza lub podwójna. Ze względu na swoje
zalety jest stosowana w szczególnie trudnych warunkach hydrogeologicznych, przede
wszystkim w górnictwie solnym, przeważnie w szybach głębionych metodą mrożeniową.

Tubingi żelbetowe

Obudowa ostateczna z tubingów żelbetowych była stosowana w polskim budownictwie

szybowym w latach sześćdziesiątych. Została jednak zarzucona przede wszystkim z powodu
trudności montażowych i dużej pracochłonności, małej szczelności oraz w związku
z trudnościami w zabudowaniu zbrojenia szybowego.

Obudowa z betonu natryskowego może być wykonywana jako obudowa:

−

z samego betonu natryskowego,

−

kotwowo-betonowa,

−

elbetowa,

−

kombinowana.
Obudowa z samego betonu natryskowego może mieć zastosowanie w skałach

odpowiednio zwięzłych i suchych lub z niewielkim dopływem wody. Szczególnie jest
przydatna w szybach ślepych i szybikach, gdzie ograniczone są możliwości stosowania
odeskowań. Charakteryzuje się ona bardzo dobrym powiązaniem z górotworem, wysoką
szczelnością i stosunkowo dużą wytrzymałością. Ponadto jej zastosowanie pozwala
zmechanizować i skrócić czas wykonywania obudowy oraz wyeliminować kłopotliwe
odeskowania i zagęszczanie betonu.

Częściej jednak beton natryskowy stosowany jest w odmianie kotwowo-betonowej.

Obudowa kotwowa spełniać może również rolę obudowy tymczasowej; można stosować
kotwie wraz z siatką stalową, która zwiększa wytrzymałość oraz przyczepność betonu. Beton
natryskowy nakłada się na ocios, wstępnie wzmocniony kotwiami i siatką, przy użyciu
urządzeń natryskowych, tzw. torkretnic pracujących metodą na „sucho” lub na „mokro”.
Obudowa taka charakteryzuje się stosunkowo wysoką wytrzymałością, przy niewielkiej
grubości.

Inną odmianą obudowy z betonu natryskowego jest obudowa żelbetowa. Jej wykonanie

polega na nakładaniu masy betonowej metodą natryskową na nałożoną uprzednio na ocios
konstrukcję prętową zbrojenia.

Następną odmianą obudowy z betonu natryskowego jest obudowa kombinowana,

składająca się z pierścieni stalowych i siatki, nakładanych na ociosy jako obudowa
tymczasowa, oraz narzuconej warstwy betonu natryskowego.

Zbrojenie i wyposażenie szybów

W skład zbrojenia szybu wchodzi cała konstrukcja stalowa, drewniana wraz

z prowadnikami i elementami mocującymi zabudowanymi w szybie. Do prowadzenia naczyń
wydobywczych w szybie służą prowadniki (5) (rys. 11), które są usytuowane prostolinijnie do
osi szybu. Są stosowane prowadniki drewniane, stalowe lub linowe. Prowadniki drewniane
i stalowe nocuje się do belek stalowych, nazywanych często dźwigarami (4). Do każdego
dźwigara szybowego zabudowane są przeważnie dwa albo cztery ciągi prowadników.
Zabudowa belek stalowych do obudowy szybowej odbywa się za pomocą wsporników, które

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

mogą być osadzane w obudowie szybowej bezpośrednio lub za pomocą kotwi klinowych.
Dźwigary szybowe są usztywniane rozporkami, zamocowanymi do obudowy – podobnie jak
dźwigary. W zależności od rodzaju prowadników oraz wielkości urządzeń wyciągowych,
pionowe odstępy dźwigarów wynoszą od 1,5 do 6 m. Do zbrojenia przymocowuje się
urządzenia umożliwiające wykorzystanie szybu do określonych zadań. Urządzenia te, zwane
wyposażeniem szybu, składają się najczęściej (rys. 11) z przedziału drabinowego (1),
przedziału wyciągowego (2), przedziału rurowego (3), dla rurociągów i kabli (4) oraz stołka
szybowego (krzesła szybowego) (5).

Rys. 11. Podział tarczy szybu [7, s. 501]

Przedział wyciągowy

Wymiary przedziału wyciągowego zależą od wymiarów naczyń wydobywczych i od

ustalonych przepisami górniczymi najmniejszych odległości pomiędzy tymi naczyniami oraz
pomiędzy nimi a uzbrojeniem i ścianami szybu.

Przedział drabinowy jest zapasowym (awaryjnym) wyjściem z kopalni dla załogi

w przypadku unieruchomienia maszyny wyciągowej. Przedział drabinowy powinien być
urządzony tak, aby był do niego łatwy dostęp z podszybia. Przedział ten musi być oddzielony
od innych przedziałów na całej długości wytrzymałą przegrodą. W szybach i szybikach
z regularną jazdą ludzi, w przypadku, gdy nie jest zabudowany wyciąg awaryjny, instaluje się
przedział drabinowy.

Usytuowanie przedziału drabinowego jest takie, że istnieje do niego dostęp z każdego

naczynia wydobywczego. W szybach i szybikach jednoprzedziałowych przedział drabinowy
instaluje się na całej długości szybu, w szybach wieloprzedziałowych natomiast w obszarze,
w którym istnieje jedno urządzenie wyciągowe. Pomosty spoczynkowe przedziałów
drabinowych zabudowuje się na rozporkach w odległości nie większej niż 8,0 m. Kąt
pochylenia drabin nie może przekraczać wartości 80° i dla przejścia ludzi wykonuje się
otwory o takich wymiarach, aby mógł przez nie przejść np. w czasie wypadku – człowiek
niosący na plecach aparat oddechowy. W szybach głębokich zamiast przedziału drabinowego
instaluje się wyciągi awaryjne lub pomocnicze. Wymagania te ujmują przepisy górnicze.

Przedział rurowo-kablowy umieszczony jest zwykle w sąsiedztwie przedziału

drabinowego. Wymiary przedziału są uzależnione od liczby i wymiarów kabli i rur.
W przedziale rurowym prowadzi się najczęściej rurociągi wodne, rurociągi powietrza
sprężonego, rurociągi podsadzkowe oraz kable wysokiego i niskiego napięcia. Umieszcza się
je w wolnych miejscach szybów, ale tak, żeby ich kontrola i naprawa była łatwo wykonalna
z naczyń wydobywczych lub z przedziału drabinowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co to jest wyrobisko udostępniające?
2. Jakie znasz rodzaje wyrobisk udostępniających?
3. Jaki jest cel wyrobisk udostępniających?
4. Co to jest szyb?
5. Co to jest szybik ślepy?
6. Co to jest sztolnia?
7. Co to jest przecznica?
8. Co to jest poziom kopalni?
9. Co to są wyrobiska korytarzowe?
10. Co to są wyrobiska przygotowawcze?
11. Jakie znasz rodzaje szybów?
12. Jakie znasz metody głębienia szybów?
13. W jakim celu wierci się otwory badawcze poprzedzające głębienie szybów?
14. Co wchodzi w zakres prac mierniczych przed głębieniem szybu?
15. Jakie znasz urządzenia służące do głębienia szybów?
16. W jaki sposób kontrolujemy zachowanie osi pionowej szybu?
17. W jaki sposób urabiamy skałę przy głębieniu szybów?
18. Jakie są sposoby ładowania urobku?
19. Jakie znasz rodzaje stosowanej obudowy szybów?
20. Co to jest zbrojenie szybu i co wchodzi w skład wyposażenia szybu?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dopasuj definicje wyrobisk udostępniających i przygotowawczych do odpowiednich

nazw.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać

materiałach

dydaktycznych

rodzaje

wyrobisk

udostępniających

i przygotowawczych,

3) zapamiętać definicje,
4) rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela wyrobiska i dopasować je do nazwy,
5) scharakteryzować cel i przeznaczenie rozpoznanych wyrobisk.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj, na podstawie, opisu obudowy stosowane przy drążeniu szybów i dokonaj ich

klasyfikacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje stosowanych obudów szybów,
3) zapoznać się z podziałem i przeznaczeniem obudów,
4) rozpoznać obudowę,
5) sklasyfikować obudowę przy jakiej metodzie drążenia szybu jest stosowana,
6) opisać i narysować schematy rozpoznanych obudów na podstawie literatury.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Scharakteryzuj prace pomocnicze stosowane przy drążeniu szybów. Dokonaj oceny

ważności tych prac, kolejności ich wykonywania oraz uzasadnij, co jest celem tych prac.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych jakie prace pomocnicze wykonywane są przy

drążeniu szybów,

3) opisać wszystkie prace pomocnicze jakie wykonywane są przy drążeniu szybów ze

szczególnym uwzględnieniem ich zasadności i kolejności wykonywania,

4) opisać maszyny i urządzenia wykorzystywane w tych pracach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować wyrobiska udostępniające?

2) scharakteryzować wyrobiska przygotowawcze?

3) opisać zakładanie poziomów i pięter w kopalni?

4) scharakteryzować prace wstępne poprzedzające głębienie szybu?

5) opisać urządzenia do głębienia szybów?

6) scharakteryzować

operacje

pomocnicze

wykonywane

podczas

głębienia szybów?

7) opisać roboty strzałowe w głębionym szybie?

8) opisać mechaniczne ładowanie urobku?

9) opisać sposób wykonania obudowy betonowej monolitycznej?

10) scharakteryzować zbrojenie i wyposażenie szybu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Głębienie szybów metodami specjalnymi

4.2.1. Materiał nauczania

Głębienie szybów metodami specjalnymi

Do specjalnych metod głębienia szybów zaliczyć należy te metody, przy których przed

przystąpieniem do bezpośredniego urabiania skał wykonuje się różnego rodzaju zabiegi
umożliwiające urabianie i wybieranie skały oraz wykonanie obudowy ostatecznej szybu.

Konieczność zastosowania specjalnych metod głębienia zachodzi w tych przypadkach,

gdy głębienie szybu:

−

w skałach wodonośnych i zwięzłych (np. piaskowcach, wapieniach) metodą zwykłą
wskutek dużego dopływu wody jest bardzo utrudnione i nieopłacalne lub wręcz
niemożliwe,

−

metodą zwykłą w skałach zawodnionych o małej zwięzłości lub kurzawkowych jest
niemożliwe.
Specjalne metody głębienia szybów to metoda:

−

kesonowa,

−

obniżania poziomu wód gruntowych,

−

chemicznego zeskalania skał,

−

fizycznego utwardzania skał przez: cementację, glinizację, bituminizację,

−

wiercenia szybów,

−

zamrażania skał.
Metody te mogą być stosowane przy głębieniu szybu oddzielnie, kolejno (np. najpierw

metoda obudowy wbijanej, a później metoda obudowy opuszczanej) lub łącznie (np. metoda
kesonowa w połączeniu z obniżaniem poziomu wód gruntowych).

Metoda kesonowa

Metoda kesonowa polega na zastosowaniu kesonów do obudowy opuszczanej, ten.

specjalnych urządzeń zasilanych powietrzem sprężonym, które zapobiegają wypływowi skały
ciekłej i wody spod buta obudowy i umożliwiają w ten sposób wybieranie skały w szybie oraz
wznoszenie obudowy ostatecznej.

Keson składa się z dwu głównych części (rys. 12), komory roboczej (1) i cylindra

obudowy opuszczanej (2), uzbrojonego u dołu w stalowy but (6). Od góry komora robocza
zamknięta jest żelbetowym pomostem (3). Dalsze podstawowe urządzenia oprócz samego
kesonu stanowią: urządzenie śluzowe (4), przewód (5) łączący urządzenie śluzowe
z kesonem, wyciąg dla urobku, przewody dla doprowadzenia powietrza sprężonego
i odprowadzenia wody, urządzenia pomiarowo-kontrolne i sygnalizacyjne oraz sprężarki.

Do komory roboczej (1) doprowadza się powietrze sprężone o takim ciśnieniu, by

przezwyciężyć ciśnienie hydrostatyczne wody zawartej w skale ciekłej i powstrzymać jej
dopływ do przodka w czasie głębienia.

Metoda obniżania poziomu wód gruntowych

Głębienie szybów z zastosowaniem metody obniżania poziomu wód gruntowych polega

na ściąganiu wody ze skał wodonośnych otworami odwierconymi wokół projektowanego
szybu (rys. 13). Wodę z otworów można ściągnąć przez:

−

pompowanie wody z otworów wywierconych wokół szybu,

−

spuszczanie wody, otworami odwierconymi wokół szybu i obudowanymi filtrami do
podziemnych wyrobisk, skąd się ją pompuje na powierzchnię,

−

spuszczenie wody do niżej zalegających warstw bezwodnych przez otwory odwiercone

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w przodka szybu lub wokół szybu.
W następstwie wypompowywania wody z otworu powstaje wokół niego tzw. stożek lub

lej depresyjny, a skała w zasięgu tego stożka ulega w mniejszym lub większym stopniu
osuszeniu.

Osuszenie

umożliwia

zgłębianie

szybu

lepszych

warunkach

hydrogeologicznych.

Wodę z otworów ściąga się:

−

pompami głębinowymi,

−

pompami tłokowymi,

−

wyporowymi pompami powietrznymi.

Rys. 12. Keson wraz z urządzeniem śluzowym

[7, s. 453]

Rys. 13. Obniżenie

poziomu

wód

gruntowych:

1 – warstwa przepuszczalna, 2 – warstwa
nieprzepuszczalna, 3 – poziom zwierciadła
wody, 4 – otwory odwadniające[7, s. 455]

Metody chemicznego zeskalania skał

Stosowane przy głębieniu szybów chemiczne zestalanie skał wykonywane może być

dwoma sposobami, a mianowicie jako:

−

zwykłe chemiczne zeskalenie skał (silikatyzacja),

−

elektrochemiczne zeskalanie skał (cebertyzacja).
Silikatyzacja polega na przeobrażeniu skały ciekłej w skałę zwięzłą o pewnej

wytrzymałości. Odbywa się to w ten sposób, że do wodonośnej skały wtłacza się (iniektuje)
zazwyczaj dwa roztwory chemiczne związków. Jako pierwszy stosowany jest najczęściej
roztwór szkła wodnego sodowego. Drugim, zależnie od charakteru skał, może być roztwór
chlorku wapnia lub chlorku glinu. Po wtłoczeniu zachodzi pomiędzy roztworami we wnętrzu
porowatej skały reakcja, w wyniku której powstaje nierozpuszczalny związek krzemionki
z wapniem lub glinem. Wiąże on cząstki skalne, znajdujące się w skale ciekłej, w jednolitą,
nieprzepuszczalną w wodzie masę stałą, zwiększając tym sposobem jej wytrzymałość oraz
zmniejszając wodoprzepuszczalność.

W przypadku konieczności zeskalania skał znajdujących się na pewnej głębokości zabieg

ten opłaca się wykonywać nie z powierzchni, lecz z szybu.

W tym celu na pewnej głębokości w szybie sporządza się dostatecznie wytrzymały korek

(rys. 14) betonowy (1) rozparty o obudowę szybu (2) i osadza się w nim odpowiednią liczbę
króćców (3) z zaworami. Poprzez króćce w betonie wbija się do piasku rurki (4), uszczelnia
się połączenia z króćcami i wtłacza chemikalia. W przypadku trudności przy wbijaniu rurek
wierci się na określoną głębokość otwory i do nich wprowadza rurki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cebertyzacja jest ulepszoną metodą chemicznego zeskalania skał i polega na kolejnym

wtłaczaniu w luźny górotwór, przez perforowane rurki chemikaliów (szkła wodnego, chlorku
wapnia), a następnie na przepuszczaniu prądu stałego.

Przepuszczanie prądu stałego przez górotwór od jednej elektrody do drugiej wywołuje

zjawisko tzw. elektroosmozy gruntu. Polega ona na oddzielaniu się cząstek stałych górotworu
od wody i gromadzeniu się ich wokół elektrod. Wtłoczone chemikalia wypełniają wolne
przestrzenie wokół zagęszczonych cząstek i po zestaleniu dodatkowo wzmacniają
i uszczelniają górotwór.

Metody fizycznego utwardzania i uszczelniania skał

Metody te polegają na wzmocnieniu a równocześnie na uszczelnieniu skał przez

wtłoczenie przez otwory do pustek i szczelin w skałach takich materiałów zapełniających oraz
utwardzających skały, jak cement, glina i bituminy. Zależnie od użytego materiału mówi się
wówczas o cementacji, glinizacji i bituminizacji skał.

Rozróżnia się dwa rodzaje cementacji:

−

wyprzedzającą,

−

uzupełniającą.

Cementacja uzupełniająca polega na wypełnieniu pustek w skale poza obudową

wykonanego już szybu w celu wzmocnienia skał otaczających szyb i jego obudowy spękanej
wskutek ciśnienia, bądź uszczelnienia górotworu i obudowy szybu dla zmniejszenia dopływu
wody. Metody te znalazły powszechne zastosowanie w robotach szybowych w naszych
zagłębiach. Stosuje się je przy głębieniu szybów metodą zwykłą dla zmniejszenia dopływu
wody do szybu przez obudowę – oraz jako uzupełnienie metod specjalnych, na przykład
obudowy wbijanej, opuszczanej oraz dla wzmocnienia i uszczelnienia obudowy szybów
głębionych metodą mrożenia.

Cementacja wyprzedzająca skał

Zadaniem cementacji wyprzedzającej jest uszczelnienie oraz wzmocnienie skały przez

wtłoczenie w nią wodnego roztworu cementu. Po wykonaniu tego zabiegu w uszczelnionej
i wzmocnionej skale głębi się szyb.

Cementację wyprzedzającą można wykonać dwoma sposobami: przez otwory odwiercone

wokół szybu z powierzchni ziemi lub przez otwory wiercone z dna szybu (rys. 15).

Rys. 14. Korek

betonowy

szybie

przeprowadzenia

chemicznego

zestalania skał [7, s. 458]

Rys. 15. Cementacja skał: 1 – otwory cementacyjne,

2 – warstwa cementowana, 3 – warstwa
wodonieprzepuszczalna [7, s. 501]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozłożenie i wiercenie otworów cementacyjnych

Przy cementacji wyprzedzającej z powierzchni ziemi (rys. 15) otwory cementacyjne (1)

rozkłada się na okręgu wokół szybu. Średnica okręgu jest 3–4 m większa od średnicy, szybu
w wyłomie. Odstęp między otworami wynosi 2–3 m. W skałach piaszczystych osypujących
się otwory się ruruje. W strefie podlegającej cementacji otworów się nie ruruje. W przypadku
zaciskania otworu należy go zarurować, a po opuszczeniu do otworu perforowanej rury
cementacyjnej usunąć rury okładzinowe. Otwory cementacyjne wierci się i cementuje na
pewną głębokość strefami. Długość strefy zależy od charakteru skał i wynosi od 10 do 25 m.
Po zacementowaniu otworu pozostawia się go w spokoju przez 2–12 h dla związania
cementu, a następnie zwierca się korek w otworze i wierci się otwór dalej. Do
przeprowadzenia cementacji wystarcza średnica otworu 75–100 mm. Dla ułatwienia wierceń
do większej głębokości wierci się otwory o większej średnicy 100–200 mm.

Korki cementacyjne

Przy cementowaniu skał z dna szybu, przed przystąpieniem do cementacji każdego

odcinka, konieczne jest wykonanie korka np. z betonu, który uszczelnia i wzmacnia dno
szybu. Zadaniem korka jest przeciwstawienie się siłom naporu hydrostatycznego wód
podziemnych oraz siłom ciśnienia roztworu cementowego. W zasadzie korek wykonuje się
z betonu ubijanego, rzadziej z cegły. Beton układa się i ubija warstwami po 0,5 m. Po
osiągnięciu projektowanej wytrzymałości należy korek uszczelnić dodatkowo przez
cementację i wypróbować wodą na szczelność. W korku betonowym osadza się rurki
obsadowe otworów cementacyjnych. Wiercenie otworów można rozpocząć po osiągnięciu
przez korek pewnej wytrzymałości.

Urządzenia cementacyjne

Do przeprowadzenia cementacji niezbędne są: pompy cementacyjne, mieszalnik dla

roztworu cementu, zbiorniki, węże wytrzymałe na wysokie ciśnienie, rury doprowadzające,
zawory i przyrządy pomiarowe.

Wtłaczanie roztworu cementowego

Cementowanie każdego otworu składa się z następujących czynności:

−

zabudowa urządzeń do cementacji w otworze,

−

określenia wodochłonności otworu,

−

wtłaczania roztworu cementowego,

−

przemycia wodą urządzeń i przewodów cementacyjnych,

−

demontażu urządzeń do cementowania w otworze.
Roztwór cementowy można wtłaczać do otworu dwoma sposobami: obiegowym – przy

stałym z góry ustalonym ciśnieniu; naporowym – przy stopniowym zwiększaniu ciśnienia
w miarę cementacji otworu.

Kontrola cementacji i głębienia szybu

Po ukończeniu cementacji danego odcinka należy zbadać stopień zacementowania

górotworu.

Stopień zacementowania można ocenić przez:

−

analizę danych technicznych zebranych w czasie cementacji,

−

próbne pompowanie wody do otworów cementacyjnych i kontrolnych,

−

obserwację rdzeni przewierconych otworów kontrolnych.
Przez ograniczenie do minimum dopływu wód uzyskuje się:

−

możność głębienia szybu bez konieczności stosowania pomp przodkowych do
odwadniania systemem przelewowym,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

trwałe ograniczenie dopływu wody do szybu nie tylko w czasie głębienia ale także
w czasie jego eksploatacji,

−

możliwość

szybkościowego

głębienia

szybu,

gdyż

wyeliminowana

zostaje

nieproduktywna czynność odwadniania przodka,

−

podniesienie komfortu pracy w szybie i warunków bezpieczeństwa pracy zarówno
w czasie głębienia, jak i eksploatacji szybu,

−

możność stosowania monolitycznej obudowy betonowej – wykonywanej sposobem
zmechanizowanym,

−

niższy efektywny koszt głębienia szybu oraz jego utrzymania, od kosztu głębienia
i utrzymania szybu przy pełnym, pierwotnym dopływie wody.

Glinizacja skał – dla zmniejszenia zużycia cementu wtłacza się w tych przypadkach

zamiast roztworu cementu roztwór gliny z wodą.

Bituminizacja skał – polega ona na wtłaczaniu do szczelinowatego górotworu płynnych

bituminów. Przenikając w szczeliny oraz stykając się z wodą i skałą, bituminy ochładzają się,
twardnieją, zasklepiają szczeliny i uniemożliwiają przenikanie wody.

Metoda wiercenia szybów

Metoda ta oparta jest na zasadzie normalnego wiercenia otworów wiertniczych, lecz

o dużej średnicy, odpowiadającej przekrojowi szybu w skale. Po wywierceniu całego szybu
lub jego odcinka wykonuje się obudowę.

Szyby głębi się tą metodą zarówno w słabych skałach wodonośnych (piaski, ił, gliny), jak

i w mocnych skałach, silnie wodonośnych (wapienie, dolomity, piaskowce). Szyby wierci się
dwoma sposobami: obrotowo lub udarowo.

Obrotowy sposób wiercenia szybów

Przed przystąpieniem do obrotowego wiercenia szybu wykonuje się w jego osi otwór

wiertniczy. Zadaniem otworu jest:

−

nadanie właściwego, pionowego kierunku przyrządowi wiercącemu szyb,

−

wykonanie w razie potrzeby uszczelnienia skał szczelinowatych przed wierceniem w celu
zapobieżenia ucieczce płuczki iłowej utrzymującej ściany wierconego szybu
zapobiegając ich obsunięciu się,

−

umożliwienie zainstalowania w odwierconym otworze wyporowej pompy powietrznej do
wynoszenia urobku,

−

możliwość zbadania właściwości warstw skalnych przewierconych otworem, a tym
samym ustalenia należytego programu wiercenia szybu,

−

ułatwienie sprawdzania pionowości szybu, a w razie potrzeby prostowania szybu za
pomocą specjalnych przyrządów wiertniczych.
Zasadę wiercenia szybu sposobem obrotowym przedstawiono na rysunku 16. Przyrząd do

wiercenia szybu (1) wykonuje się najczęściej o takim kształcie, aby urabianie skały
następowało stopniowo tak, że dno szybu (2) przybiera kształt stożka. Stożkowo osadzone
ramiona przyrządu uzbrojone są w noże utwardzone spiekami, które w czasie obrotu
przyrządu urabiają skałę.

Przyrząd wiertniczy umocowany jest do sztywnego, wydrążonego przewodu

wiertniczego (3), wprawianego w ruch stołem obrotowym (4), podobnym do wiertnicy
stosowanej do wierceń obrotowych otworów naftowych. Urządzenie do wiercenia szybu
zainstalowane jest wraz z wieżą wiertniczą na powierzchni. Przewód wiertniczy (3) składa się
z rur płuczkowych. Do wynoszenia urobku, stosowana jest powietrzna pompa wyporowa tzw.
pompa „Mamut”. Rurą (5), znajdującą się w środku przewodu wiertniczego i sięgającą do dna

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

szybu, doprowadza się powietrze sprężone o ciśnieniu 0,8 MPa. Powietrze to rozprężając się
wprawia w ruch płuczkę iłową, która wypełnia szyb aż do poziomu wód gruntowych
i powoduje wynoszenie urobku na powierzchnię przez przewód wiertniczy, skąd jest
odprowadzany za pomocą specjalnego wylewu (6). Płuczka iłowa z urobkiem kierowana jest
do osadników (7), a stąd po osadzeniu urobku – z powrotem do szybu. Do wiercenia szybów
w skałach zwięzłych stosuje się przyrząd wiertniczy innego typu – z gryzakami (odpowiednio
frezowane stalowe walce), podobnymi w konstrukcji do gryzaków stosowanych przy
wierceniach naftowych.

Po wywierceniu szybu do określonej głębokości zakłada się obudowę, zwykle ze

stalowych szczelnych pierścieni (tubingów) lub pierścieni żelbetowych.

Metoda zamrażania skał

Zasada głębienia szybu z zamrażaniem skał (rys. 17) polega na odwierceniu, wokół

obrysu projektowanego szybu kilkudziesięciu otworów wiertniczych na głębokość nieco
większą od najgłębiej położonej niebezpiecznej ze względu na wodonośność warstwy skalnej.

Do otworów tych wprowadza się dwie kolumny rur, zewnętrzną, tzw. mrożeniową

i wewnętrzną, tzw. ługową. Oziębiony w specjalnych zespołach maszyn roztwór soli (ług),
stanowiący ciecz zamrażającą, wtłacza się do poszczególnych otworów przez rurę
rozdzielczą, czyli tzw. pierścień mrożeniowy i rurkę ługową. Roztwór ten oziębia luźne,
nawodnione piaski, kurzawki i zamraża je do temperatury -10°C do -15°C. Ogrzany roztwór
wychodzi na powierzchnię przestrzenią między rurą ługową a rurą mrożeniową. Roztwór ten
ponownie oziębia się w urządzeniu zamrażającym i przetłacza z powrotem do otworów
mrożeniowych. Zamrożona skała jest dostatecznie mocna, aby zabezpieczyć ściany szybu
w czasie głębienia przed wdarciem się zawodnionych i znajdujących się pod zwiększonym
ciśnieniem skał. W Polsce metoda ta jest stosowana przy głębieniu szybów w wodonośnych
warstwach skalnych lub w kurzawkach.

Rys. 16. Zasada wiercenia szybu sposobem obrotowym [7, s. 471]

Rys. 17. Zasada zamrażania skał: 1 – kanał

ługowy, 2 – pierścień mrożeniowy,
3 – piwnica mrożeniowa, 4 – rura
mrożeniowa, 5 – rura ługowa,
6 – otwór kontrolny, 7 – cylinder
zamrożonej skały, 8 – obudowa
szybu [7, s. 501]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Głębienie szybu

Szyb w części zamrożonej głębi się przez wybieranie skały:

−

krótkimi odcinkami około 3,5 m i następnie wykonuje się obudowę ostateczną,

−

długimi odcinkami do 200 m, wzmacniając ociosy obudową, a następnie wykonuje się
obudowę ostateczną; bardzo często zamiast obudowy tymczasowej wykonuje się
krótkimi odcinkami tzw. obudowę wstępną z cegły klinkierowej lub prefabrykatów
betonowych tzw. paneli; obudowa ta stanowi część obudowy ostatecznej.
W pierwszym przypadku obudowę ostateczną wykonuje się z dna szybu i pomostów

przekładanych w szybie, w drugim przypadku obudowę wykonuje się z tzw. pomostu
wiszącego.

Urabianie skały

Skałę zamrożoną, łatwo urabialną (kurzawkową, miękkie iły), urabia się najczęściej za

pomocą młotków mechanicznych. Nie zamrożoną skałę w środku szybu urabia się łopatami
i kilofami. Skały bardziej zwięzłe i zamrożone, jak wodonośne piaskowce i wapienie, urabia się
materiałami wybuchowymi, jednak z pewnymi rygorami ze względu na możliwość uszkodzenia
rur mrożeniowych znajdujących się w skale niedaleko od wylotu szybu. Urobioną skałę ładuje
się do kubłów i wyciąga na powierzchnię. W czasie urabiania normalny skład obsady jest taki,
ż

e na dwu górników urabiających skałę, młotkami mechanicznymi daje się jednego ładowacza.

Wykonywanie obudowy ostatecznej

Wykonywanie obudowy ostatecznej jest czynnością szczególnie odpowiedzialną

w szybach zgłębianych metodą zamrażania skał. W czasie bowiem wykonywania obudowy
ciśnienie skał otaczających przejmuje na siebie płaszcz zamrożonej skały. Obudowa zaś
przejmuje ciśnienie dopiero po upływie pewnego czasu, po odmrożeniu górotworu. Wtedy
występuje moment krytyczny, w którym w razie źle dobranej lub wykonanej obudowy może
dojść do zniszczenia całego szybu.

W szybach mrożonych wykonywane są następujące rodzaje obudowy:

−

murowana z cegły klinkierowej,

−

murowana z cegły klinkierowej w połączeniu z zewnętrznym pierścieniem betonowym,
tzw. koszulką betonową,

−

murowana z cegły klinkierowej, przedzielona pierścieniem asfaltu (izolacja)
w połączeniu z zewnętrznym pierścieniem betonowym,

−

betonowa,

−

stalowa tubingowa.
Obudowa murowana nie zapewnia dużej wodoszczelności i dlatego daje się na zewnątrz

niej pierścień z betonu ubijanego. Ma on również za zadanie izolację termiczną obudowy
murowanej w czasie jej wiązania. W szybie mrożonym bowiem występują niekorzystne
warunki dla wiązania zaprawy cementowej wskutek zbyt niskiej temperatury, jaka tam
występuje.

Obudowy wbijane

Rozróżnia się następujące obudowy wbijane (rzadko stosowane):

−

pionową, zwaną angielską (drewniana, rzadziej jako stalowa),

−

skośną, zwaną polską (wykonana z okrąglaków rzadziej z belek połączonych
w półdrewna),

−

cianki wodoszczelne stalowe (okładziny stalowe o profilu płaskim bądź okrągłym),

−

cianki betonowe (wykonane z pali Franki – słup betonowy w otworze utworzonym przez

uprzednio wbitą w grunt rurę za pośrednictwem suchego korka betonowego, a następnie
w miarę betonowania podciągana w górę).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obudowy wbijane stosuje się w skałach sypkich suchych bądź zawodnionych, w skałach

o charakterze kurzawkowym grubości od 3 do 4 m (5 m), gdy poniżej nich zalega warstwa
skał nieprzepuszczalnych grubości co najmniej 2 m. Obudowę wbijaną można wykonywać od
powierzchni terenu lub od pewnej głębokości.

Obudowa opuszczana

Opuszczanie obudowy polega na stopniowym zagłębianiu obudowy szybu górotwór.

Obudowa opuszczana nadaje się do przejścia luźnych warstw wodonośnych. Wykonuje się ją
jako murowaną, betonową, żelbetową lub tubingową. Dla łatwiejszego opuszczania obudowę
zaopatruje się u dołu w nóż zwany butem. Opuszczanie następuje pod wpływem ciężaru
cylindra obudowy, który odcinkami ok. 1,5 m nadbudowuje się na powierzchni. Jeśli wskutek
tarcia i wyporu wody obudowa przestaje opuszczać się obciąża się ją dodatkowo statycznie,
np.: szynami, itp. lub mechanicznie prasami śrubowymi, hydraulicznymi, itp.

Gdy w nowych warunkach obudowa nie zagłębia się, wprowadza się teleskopowo

wewnątrz nowy cylinder obudowy. But wykonuje się dla lżejszych obudów w formie
segmentów z blachy.

Obudowa murowo-betonowa

Obudowę betonową przy głębieniu metodami specjalnymi stosuje się głównie jako

obudowę opuszczaną, przy głębieniu metodą kesonową oraz w szybach zamrażanych.
Podobnie jak obudowa murowana nie zapewnia ona całkowitej wodoszczelności. Kombinacja
obudowy murowanej z cegły i betonowej, daje już większe gwarancje wodoszczelności,
szczególnie przy zastosowaniu asfaltowego uszczelniania. Niekiedy dla zwiększenia
wodoszczelności dodaje się do betonu specjalnych środków chemicznych, np. silikonu.
Obecnie w szybach mrożonych stosuje się obudowę betonową. Wykonuje się zarówno
jednolitą obudowę betonową, kombinowaną murowo-betonową jak i stalowo-betonową.
W celu zwiększenia wodoszczelności obudowy stosuje się również pomiędzy obudową
wstępną a obudową ostateczną wkładkę izolacyjną z folii z tworzyw sztucznych.

Obudowa tubingowi

W ostatnich latach szyby głębi się na znacznych głębokościach w trudnych warunkach

hydrogeologicznych. Obudowy murowane okazały się niewystarczające tak ze względu na
wytrzymałość jak i pożądaną wodoszczelność. W związku z tym obudowa metalowa jest
coraz częściej stosowana. Obudowa tubingowa jest bardzo kosztowna – najdroższa spośród
wszystkich rodzajów obudowy i wymaga znacznego zużycia stali. Obudowa tubingowa
polega na obudowaniu ścian szybowych szczelną ścianką złożoną z poszczególnych
segmentów w kształcie łukowatych płyt żeliwnych, zwanych tubingami.

Obecnie stosuje się najczęściej tubingi łączone ze sobą śrubami, przy czym całe

pierścienie tubingowe również są łączone ze sobą w ten sposób. Uszczelnienie
poszczególnych tubingów w pierścieniu wykonuje się za pomocą ołowianych uszczelek lub
przez dopasowanie do siebie specjalnie dokładnie obrobionych powierzchni stykowych
tubingów

uszczelnienie

złącz

specjalnym

gatunkiem

cementu

rozprężającego

(ekspansywnego). Dla całkowitego uszczelnienia obudowy tubingowej i połączenia jej
z ociosem ubija się między obudową tubingową a ociosami beton. Poszczególne odcinki
obudowy tubingowej, jak i każdej innej, wymagają dobrego ich posadowienia. Dokonuje się
tego za pomocą tubingowych pierścieni (wieńców) podstawowych. Są one osadzone swoją
stopą w górotworze, zapewniając przez to nośność dla górnego odcinka obudowy.

Obudowa tubingową może być budowana z góry w dół i z dołu do góry.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obudowa stalowo-betonowa stanowi udoskonalenie obudowy tubingowej. W miejsce

poszczególnych elementów tubingowych montuje się w szybie elementy stalowe
ukształtowane z blach stalowych uodpornionych na działanie wód agresywnych. Elementy te
łączy się między sobą najczęściej spawami. Przestrzeń za stalowymi elementami betonowymi
wypełnia się betonem. Stosuje się jeden lub dwa płaszcze tych elementów. Uzyskana tak
obudowa wykazuje dużą szczelność, elastyczność i mały opór dla przepływu powietrza. Jako
obudowa plastyczna umożliwia ona eksploatację złoża w filarze ochronnym szybu.

Wybór specjalnych metod głębienia szybów w danych warunkach jest często bardzo

trudny. Znaczenie mają tutaj nie tylko czynniki hydrogeologiczne, ale również względy
techniczno-ekonomiczne, jak czas i koszt budowy, stopień powodzenia w zastosowaniu danej
metody, posiadanie przez wykonawcę odpowiedniego sprzętu i wykwalifikowanej załogi.

Kesonową metodę głębienia stosuje się zwykle w przypadku miąższości słabych

wodonośnych warstw powyżej 8 m. Granicę stosowalności tej metody stanowi ciśnienie
hydrostatyczne wody, nie większe jak 0,3 MPa.

Metoda głębienia z obniżaniem poziomu hydrostatycznego wód może być zastosowana

sama lub jako metoda uzupełniająca przy obudowie wbijanej, opuszczanej lub kesonowej.
Sposób ten nie daje jednak dobrych rezultatów w skałach słabo przepuszczalnych nawet
wtedy, gdy skały wodonośne poprzerastane są warstwami skał wodonieprzepuszczalnych.

Chemiczna metoda zeskalania górotworu jest opłacalna przy zastosowaniu jej w piaskach

o średniej wodoprzepuszczalności. Skał o małej wodoprzepuszczalności, jak również piasków
o zawartości 10 do 15% gliny nie daje się zeskalić tym sposobem.

Metodę cementacji można zastosować przy głębieniu szybów w twardych

szczelinowatych skałach. Wtłaczanie roztworu cementowego w słabo wodonośne skały nie
daje pożądanych wyników. Glinizacja ma zastosowanie w tych warunkach co i cementacja,
a więc w przypadku dużych szczelin i pustek w skałach. Metodę bituminizacji stosuje się
w warstwach podobnych jak cementację, przy większych jednak prędkościach przepływu
wody.

Obrotowy sposób wiercenia szybów całym przekrojem znajduje zastosowanie w skałach

słabych wodonośnych lub suchych dla średnicy szybów 5 do 6 m i głębokości do 100 m,
w skałach zaś mocnych wodonośnych lub suchych dla średnicy do 2,1 m przy głębokości do
200 m.

Wadą tego sposobu jest możliwość skrzywienia szybu, tj. odchylenia jego osi od pionu.

Sposób głębienia szybu z zamrażaniem górotworu, można stosować zarówno w wodonośnych
skałach, jak i mocnych, dla dowolnej głębokości ich zalegania.

Naprawy zbrojenia i obudowy szybów

Uszkodzenia zbrojenia szybu i obudowy szybu mogą wystąpić wskutek:

−

ciśnienia górotworu,

−

ruchu naczyń wydobywczych,

−

udaru wywołanego, np.: wpadnięciem do szybu ciężkiego przedmiotu,

−

działania korozji.

Ciśnienia górotworu na obudowę szybu, szczególnie wynikające z wpływów eksploatacji

w filarze ochronnym, powodują zaciskanie obudowy, w wyniku czego obudowa ulega
łuszczeniu, wypadają kawałki obudowy, a zbrojenie szybu ulega wyboczeniu. Ruch naczyń
wydobywczych powoduje wybijanie dźwigarów w gniazdkach obudowy i w przypadku
zerwania liny, klatka lub skip powodują uszkodzenie zbrojenia oraz obudowy szybu. Czasami
zdarza się, że wpadnie do szybu ciężki przedmiot, np. wózek kopalniany, który powoduje
zarabowanie zbrojenia i uszkodzenie obudowy szybu. Szyby kopalniane są użytkowane przez
długi okres czasu i w warunkach wilgotnych ulega korozji zbrojenie szybu, a przesączająca

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

się przez obudowę woda wymywa materiał obudowy, powodując jej znaczne osłabienie.
Skorodowane zbrojenie jest mało wytrzymałe i wymienia się go na nowe.

Głębienie szybików

Szybikami nazywa się górnicze wyrobiska pionowe lub pochyłe o nachyleniu do 45°

o przekroju poprzecznym do 15 m

Szybiki zalicza się do wyrobisk udostępniających.

Wykonuje się je w celu udostępnienia złoża, lub przyspieszenia robót na nowym głębszym
poziomie, bądź jako wyrobiska pomocnicze. Szybiki, ze względu na ich przeznaczenie, dzielą
się, podobnie jak szyby, na wydobywcze, materiałowe, wentylacyjne i podsadzkowe.

Wybór kształtu poprzecznego przekroju szybiku jest zależny od jego przeznaczenia,

przewidzianego okresu pracy szybiku, jak również od rodzaju przebijanych warstw
górotworu. Najczęściej stosuje się szybiki o przekroju poprzecznym okrągłym lub
prostokątnym.

Szybiki o prostokątnym przekroju poprzecznym, szczególnie w obudowie drewnianej,

mają przeważnie mały przekrój poprzeczny, drugorzędne znaczenie i krótki okres trwania nie
przekraczający 10 do 15 lat.

Szybiki o przekroju okrągłym są stosowane najczęściej jako najkorzystniejsze z punktu

widzenia współpracy obudowy z górotworem. Szybiki okrągłe wykonuje się obecnie
w obudowie murowanej z cegły, betonitów rzadziej betonu. Szybiki głębi się:
a) z góry w dół:

–

pełnym przekrojem, z równoczesnym wykonywaniem obudowy ostatecznej,

–

z zastosowaniem otworu wielkośrednicowego;

b) z dołu do góry nadsięwłomem:

–

z pełnym przekrojem, z równoczesnym wykonywaniem obudowy ostatecznej,

–

wąskim przekrojem, z zastosowaniem obudowy tymczasowej z późniejszym
poszerzeniem szybika, z góry w dół do właściwego przekroju i z równoczesnym
wykonywaniem obudowy ostatecznej,

–

pełnym przekrojem, z magazynowaniem urobku.

Głębienie szybików z góry w dół pełnym przekrojem, z wykonywaniem ostatecznej

obudowy murowej, różni się nieco w poszczególnych fazach od sposobów głębienia szybów
z powierzchni. Najczęściej w kopalniach wykonuje się szybiki z poziomów czynnych. Są to
szybiki głębione w celach udostępnienia złoża między istniejącym, a nowo budowanym
poziomem. Szybiki te nazywa się między poziomowymi lub szybikami ślepymi.

Pogłębianie czynnych szybów i szybików do poziomów niższych

Przez nazwę pogłębianie szybu rozumie się zwiększenie głębokości szybu wykonanego

w okresie wcześniejszym i będącego już w eksploatacji. Czynności pogłębiania mogą się
odbywać w czasie pracy szybu, jak i przy wstrzymaniu w nim ruchu.

Pogłębienie szybu jest konieczne w celu udostępnienia niższych poziomów lub pokładów

w złożu, gdzie pogłębienie szybu do następnego pokładu umożliwia prowadzenie eksploatacji
w niższym pokładzie.

Pogłębienie szybu może być wykonane:

−

z góry w dół,

−

z dołu do góry – nadsięwłomem,

−

równocześnie z góry w dół i z dołu do góry.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 18. Głębienie szybików z zastosowaniem otworu wielkośrednicowego [7, s. 451]

Pogłębianie czynnych szybów z góry w dół

Pogłębianie to może być wykonane trzema sposobami:

–

z pozostawieniem tzw. półki skalnej (rys. 19a), tj. części nie wybranej skały (1)
w przekroju szybu między starą (4), a nową częścią pogłębianego szybu (5); półkę skalną
podbudowuje się pomostem zabezpieczającym (2) z dźwigarów stalowych, a na wierzchu
półki urządza się sztuczne rząpie (3), gdzie gromadzi się woda z górnej części szybu (4),

–

z zastosowaniem pomostu ochronnego (rys. 19b),

–

z zastosowaniem pomocniczego szybiku i przecznicy.

Rys. 19. Pogłębianie szybu z góry w dół [7, s. 493]

Rys. 20. Przebijanie szybu z dołu do góry [7, s. 497]

Przebijanie szybów z dołu do góry

Przebijanie szybów z dołu do góry można wykonać:

−

małym przekrojem (1), a następnie poszerzonym przekrojem (2) z góry w dół (rys. 20a);
przy czym obudowę ostateczną szybu zakłada się przy poszerzeniu szybu z góry w dół,

−

pełnym przekrojem z dołu do góry (rys. 20b) z zastosowaniem obudowy tymczasowej (5)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i magazynowaniem urobku (6), a następnie wykonaniem obudowy ostatecznej z góry
w dół, po przebiciu szybu do czynnej części szybu (3),

−

pełnym przekrojem (rys. 20c) z wykonywaniem obudowy ostatecznej (7) co 2–3 m
i magazynowaniem urobku (6).

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie znasz specjalne metody głębienia szybów?
2. Co to jest silikatyzacja i cebertyzacja?
3. Co to jest glinizacja i bitumizacja skał?
4. Co to są korki cementacyjne?
5. Co to jest zamrażanie skał?
6. Co to jest keson?
7. W jaki sposób można ściągnąć wodę z otworów w metodzie obniżania poziomu wód

gruntowych?

8. Jakie znasz rodzaje obudowy szybów stosowanych przy specjalnych metodach głębienia

szybów?

9. Jakie znasz sposoby pogłębiania czynnych szybów i szybików?
10. Co jest przyczyną uszkodzenia zbrojenia szybów?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj, na podstawie, opisu drążenia szybu zastosowaną specjalną metodę drążenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych specjalne metody drążenia szybów,
3) rozpoznać zastosowane metody drążenia,
4) opisać szczegółowo etapy wykonywania szybu i narysować schemat wykonywanych prac

na podstawie literatury.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Odszukaj, w dostępnej literaturze, inne metody pogłębiania czynnych szybów i szybików

oraz sposoby przebijania się szybikami ślepymi między poziomami.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych, literaturze metody pogłębiania szybów

i szybików,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) opisać szczegółowo odszukane metody,
4) scharakteryzować w jakich warunkach dana metoda jest stosowana i jaki sprzęt jest

wykorzystywany.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować metodę kesonową?

2) opisać metodę obniżania poziomu wód gruntowych?

3) opisać metodę chemicznego zeskalania skał?

4) scharakteryzować metody fizycznego utwardzania i uszczelniania

skał?

5) opisać metodę zamrażania skał?

6) opisać metodę obrotowego wiercenia szybów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Drążenie

wyrobisk

korytarzowych

udostępniających

i przygotowawczych

4.3.1. Materiał nauczania

Znaczenie, cel i rodzaje wyrobisk

Wyrobiska korytarzowe, w górnictwie podziemnym, odgrywają decydującą rolę

w udostępnianiu złóż eksploatowanych.

W strukturze kopalń podziemnych rozróżnia się wyrobiska chodnikowe główne –

wykonywane w skale, wyrobiska chodnikowe pokładowe oraz wyrobiska chodnikowe
pomocnicze. Każde z nich rzutuje na całokształt efektywności eksploatacji szybkością
wykonania, wielkością przekroju i funkcjonalnością, czasem utrzymania i koniecznych
remontów. Tendencją generalną jest, aby przez dobór właściwych parametrów intensywności
wykorzystania wyrobiska (tj. odpowiednio wysoką koncentrację produkcji przypadającą na
element kopalni), tempo wykonania wyrobiska, wyposażenia oraz zabezpieczenia przed
nadmierną ilością remontów, uzyskać minimalne obciążenie kosztowe liczone w ostatecznym
rozrachunku na tonę produkcji.

Wśród wyrobisk korytarzowych można wyróżnić wyrobiska:

−

korytarzowe udostępniające złoże,

−

korytarzowe przygotowawcze,

−

przygotowujące eksploatację,

−

korytarzowe eksploatacyjne.
Do wyrobisk korytarzowych udostępniających złoże zaliczyć należy: sztolnie, upadowe

z powierzchni, przekopy kierunkowe, przecznice międzypolowe (przekopy łączące),
przecznice główne, przecznice polowe, pochylnie (upadowe kamienne międzypokładowe),
chodniki badawcze (rozpoznające zaleganie pokładu pod względem rozciągłości i upadu).

Do wyrobisk korytarzowych przygotowawczych należą wyrobiska służące do

przygotowania złoża do wybierania. Wyrobiska przygotowawcze umożliwiają odstawę
urobku w obrębie pokładu, dostawę potrzebnych przy eksploatacji urządzeń, maszyn,
materiałów, podsadzki i energii, wygodny i bezpieczny dostęp załogi do przodka,
doprowadzenie świeżego i odprowadzenie zużytego powietrza, odprowadzenie naturalnego
dopływu wody i wody podsadzkowej. Wyrobiska te określone są według spełnianej funkcji.
Do wyrobisk korytarzowych eksploatacyjnych należą chodniki rozcinające filary w systemach
zabierkowych, chodniki przyścianowe, przecinki w systemach ścianowych. Zależnie od
grubości pokładów i stosowanych systemów eksploatacyjnych, chodniki węglowe mogą być
wykonywane przyspągowo, przystropowo lub w całości w pokładzie.

Czynniki określające technikę drążenia wyrobisk

Podstawowymi czynnikami określającymi technikę drążenia wyrobisk korytarzowych są:

−

warunki naturalne, w których drążone jest wyrobisko chodnikowe,

−

funkcjonalność wyrobiska w sposobie przyszłego jego wykorzystywania,

−

przekrój wyrobiska i sposoby zabezpieczenia przed opadem skał oraz zagnieceniem,

−

czas, w jakim wyrobisko chodnikowe powinno być wykonane.
Przez warunki naturalne rozumie się – głębokość, na której wyrobisko jest wykonywane,

rodzaj skały, w której wyrobisko jest drążone, gazowość górotworu, stopień zawodnienia,
położenie wyrobiska względem głównej struktury tektonicznej skał, tj. uwarstwienia skał,
płaszczyzn łupliwości, kierunku przebiegu uskoków.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rodzaj wyrobiska chodnikowego określa się na podstawie udziału drążenia w skale

płonnej lub w węglu na podstawie załącznika 3. do Rozporządzenia Ministra Gospodarki
Pracy i Polityki Społecznej z dnia 1. kwietnia 2003 r. w sprawie nabywania, przechowywania
i używania środków strzałowych w zakładach górniczych (Dz. U. Nr 72, poz. 655) i dzieli się
je na wyrobiska:

−

kamienne – wyrobisko, w którym w całym przekroju poprzecznym przodka występuje
skała płonna (kamień),

−

kamienno-węglowe – wyrobisko, w którym powierzchnia węgla w przodku jest mniejsza
niż 20% powierzchni poprzecznego przekroju wyrobiska,

−

węglowo-kamienne i węglowe – wyrobisko, w którym powierzchnia węgla w przodku
jest większa niż 20% powierzchni poprzecznego przekroju wyrobiska.
Wyrobiska korytarzowe węglowo-kamienne mogą być wykonane z przybierką:

−

stropu nad pokładem,

−

spągu pod pokładem,

−

spągu i stropu równocześnie.
Wybór rodzaju przybierki zależy od urabialności skał, skłonności spągu do wyciskania,

tendencji stropu do opadu, lecz w szczególności od planowanej funkcji wyrobiska,
a zwłaszcza rodzaju transportu i współdziałania z przyszłym systemem eksploatacji.

Wybór sposobu drążenia wyrobisk korytarzowych

Sposób drążenia wyrobisk może być oparty na:

–

minimalnym stopniu mechanizacji, tj. mechanicznym wierceniu otworów strzałowych –
pozostałe czynności wykonuje się ręcznie,

–

rednim stopniu mechanizacji prac; większość prac, a szczególnie wiercenie otworów

i ładowanie urobku, jest zmechanizowane,

–

mechanizacji kompleksowej; zmechanizowana jest czynność urabiania, ładowania,
odstawy i częściowo wykonania obudowy.
Rodzaj wyposażenia w sprzęt oraz przyjęcie formy organizacji mniej lub więcej złożonej

uzależnia się od długości wykonywanego wyrobiska, ilości wyłomu skały i czasu, w jakim
wyrobisko powinno być wykonane. Czynnikiem o dużym znaczeniu dla wyboru sposobu
drążenia wyrobisk korytarzowych jest środowisko, a szczególnie rodzaj skał, w których
wyrobisko będzie wykonywane. Czynnikiem decydującym o formie organizacji jest czas,
w którym wyrobisko chodnikowe powinno lub musi być wykonane.

Wyrobiska korytarzowe dzielą się według przyjętego przekroju na prostokątne lub

trapezowe, półeliptyczne, kołowe lub eliptyczne, przy czym kształt wyrobiska uwarunkowany
jest stosowanym materiałem do obudowy, występującymi ciśnieniami, funkcjonalnością
wyrobiska oraz sposobem mechanizacji robót w trakcie wykonywania wyrobiska lub jego
użytkowania.

Wielkość

przekroju

wyrobiska

korytarzowego

wynika

potrzeb

wentylacyjnych i jego funkcjonalności.

Kształt przekroju oraz obudowa wyrobisk korytarzowych

Ze względu na minimalne nakłady na robociznę i materiały oraz na swobodę poruszania

się w wyrobisku, kształt wyrobiska powinien odpowiadać tendencji utrzymywania go,
z wykorzystaniem struktury i wytrzymałości skał, w których wyrobisko jest drążone.

Dominującym kształtem wyrobiska bez obudowy będzie przekrój półeliptyczny lub

owalny.

W wyrobiskach pokładowych może istnieć możliwość wykonania wyrobisk:

−

bez obudowy – przy silnych skałach stropowych,

−

z obudową kotwową – przy skałach uwarstwionych wymagających częściowego
wzmocnienia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

z obudową podporową (dotychczas stosowaną w przeważających przypadkach).
Obudowa kotwowa może być wykonywana kotwiami stalowymi z głowicami

rozprężnymi lub kotwiami wklejanymi w górotwór. Długość kotew zależy od warunków
stropowych. Przekrój wyrobiska przy obudowie kotwowej powinien być prostokątny.

Obudowa podporowa może być drewniana, stalowa i mieszana. Wykonuje się ją jako

sztywną lub podatną. W wyrobiskach korytarzowych stosuje się obudowę podporową
murową, stalową oraz żelbetową.

Nowym rodzajem obudowy głównych wyrobisk chodnikowych jest obudowa kotwowa

z betonem natryskowym. Przekrój wyrobiska może być prostokątny, owalny, lub kołowy
i uzależniony jest od występujących ciśnień górotworu, czasu użytkowania wyrobiska i jego
funkcjonalności.

Systemy prowadzenia wyrobisk korytarzowych

Wyrobiska korytarzowe można prowadzić systemem pojedynczych lub podwójnych

(równoległych) przodków. Wyrobiska udostępniające, czyli kamienne, są w zasadzie
prowadzone

prawie

wyłącznie

przodkami

pojedynczymi,

natomiast

wyrobiska

przygotowawcze węglowo-kamienne, a zwłaszcza węglowe, są często prowadzone systemem
przodków podwójnych.

Zaletą systemu pojedynczych przodków chodnikowych jest zmniejszenie ilości wyrobisk

korytarzowych, a tym samym zmniejszenie zużycia materiału wybuchowego i wychodu
drobnych sortymentów węgla, a także mniejszy koszt utrzymania chodników. Wadą
natomiast chodników pojedynczych jest trudniejsze przewietrzanie i dlatego w ten sposób
prowadziło się dawniej tylko wyrobiska stosunkowo krótkie. Obecnie wyrobiska korytarzowe
pojedyncze prowadzi się nawet na znacznych długościach, a to dzięki usprawnionej
wentylacji odrębnej (zastosowanie wentylatorów wysoko depresyjnych o dużych
wydajnościach i zwiększenie średnicy oraz szczelności lutni).

System podwójnych przodków chodnikowych polega na tym, że w odległości 15 do 25 m

prowadzi się równolegle do siebie dwa chodniki. Najczęściej jeden z tych chodników
prowadzony jest z wyprzedzeniem co najmniej 40 m ściśle po rozciągłości pokładu
i traktowany jest jako chodnik badawczy.

Mimo zalet chodników równoległych są one obecnie stosowane w mniejszym zakresie

niż dawniej, a to dzięki wspomnianym poprzednio usprawnieniom wentylacji odrębnej. Prócz
tego na zmniejszenie ilości chodników równoległych wpłynęło również coraz szersze
stosowanie wybierania pokładów systemem ścianowym, przy którym wszelkie wyrobiska
znajdujące się między chodnikiem transportowym a nadścianowym stanowią pewną
przeszkodę w ruchu.

Ilość wyrobisk korytarzowych tak udostępniających, jak i przygotowawczych, zależna

jest od warunków zalegania złoża i od wybranego systemu eksploatacji oraz od ilości
planowanego wydobycia. Wyrobiska korytarzowe powinny być wykonane w odpowiednim
czasie, zsynchronizowanym z robotami wybierkowymi. Jeśli byłyby opóźnione, to nie
zapewni się kopalni wystarczającej ilości przodków wybierkowych, składających się jako
całość na tzw. front wybierania, wskutek czego kopalnia może mieć trudności wykonania
planu wydobycia. Ale gdy kopalnia przygotowuje zbyt dużo nowych pól wybierania i nie jest
w stanie w pełni ich wykorzystać ze względu na małą zdolność wydobywczą szybów lub
z innych przyczyn – to taka gospodarka również jest wadliwa. Za wcześnie bowiem
wykonane wyrobiska przygotowawcze wymagają znacznych nakładów na ich utrzymanie;
niekiedy wyrobiska te są tak zdeformowane, że wymagają gruntownej przebudowy. Ponadto
w pokładach o węglu skłonnym do samozapalenia zbyt wczesne wykonanie robót
przygotowawczych może spowodować zagrożenia pożarowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby uniknąć trudności wynikających z braku lub nadmiaru robót przygotowawczych,

należy ilość tych robót powiązać z wysokością wydobycia. W tym celu sporządza się wykres
zasobów poszczególnych pól, harmonogram produkcji i do nich dostosowuje się
harmonogram robót przygotowawczych. W czasie prowadzenia wyrobisk przygotowawczych
i postęp ich i wykonanie w czasie kontroluje się według tych harmonogramów.

Przy eksploatacji pokładów cienkich prowadzenie robót przygotowawczych jest

kosztowne, gdyż wykonuje się je zawsze jako roboty węglowo-kamienne z przybierką spągu,
lub rzadziej stropu.

Wyrobiska korytarzowe kamienne

Wyrobiska korytarzowe kamienne drąży się najczęściej dla udostępnienia złóż i dlatego

należy je prowadzić tylko według zatwierdzonych projektów technicznych, opracowanych na
podstawie wyników robót poszukiwawczych. W dokumentacji technicznej określony jest
dokładnie kierunek, nachylenie, przekrój poprzeczny, rodzaj obudowy i wyposażenie
wyrobisk.

Podczas drążenia należy codziennie kontrolować nachylenie wyrobiska za pomocą łaty

niwelacyjnej przybitej z odpowiednim nachyleniem do obudowy (rys. 21). Przy drążeniu
wyrobisk pochyłych, a więc pochylń i upadowych, nachylenie sprawdza się również za
pomocą łaty lub za pomocą trzech poziomych sznurków umocowanych w pewnych odstępach
od siebie w poprzek wyrobiska do klamerek wbitych do obudowy. Sznurki umocowuje się na
różnych wysokościach w ten sposób, by linia prosta przez nie przechodząca miała w stosunku
do poziomu takie nachylenie, jakie ma mieć upadowa lub pochylnia. Podobnie za pomocą
trzech sznurków (pionów) wytyczamy kierunek wyrobisk, który należy również codziennie
sprawdzać, aby nie dopuścić do ich skrzywienia.

Rys. 21. Sprawdzanie kierunku wyrobiska [6, s. 150]

Obrywka jest wykonywana przez górnika przodowego na początku dniówki oraz po

odstrzeleniu otworów strzałowych i przewietrzeniu przodka. Polega na obrywaniu ze stropu
i z ociosów łomem poluzowanych części kamienia. Stosuje się metodę badania stropu zwaną
wibracyjną, polegającą na przyłożeniu rozstawionych palców jednej ręki do stropu
i uderzeniu kilofem w strop. Jeśli przy uderzeniu palce wyczują najmniejsze drgania skały
tzn., że ta część skały nie jest związana z całością stropu i może grozić oberwaniem.
W przodkach wysokich do opukiwania używa się najpierw łomu, którym sprawdza się czy
strop jest słaby, a następnie można dostawić drabinę i opukiwać lub obrywać strop kilofem.
Nie należy opukiwać ani dokonywać obrywki bezpośrednio nad głową. Przodek należy
dobrze oświetlić i zaczynać obrywkę od miejsc najbardziej niebezpiecznych. Podczas
obrywki nie powinny być wykonywane w przodka żadne inne czynności. Do wyrównywania
wystających zbytnio z ociosów części skał, a także do samej obrywki stosuje się często młotki
pneumatyczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Urabianie skały w przodkach kamiennych jest podstawową czynnością, najbardziej

pracochłonną, bo zajmującą 30 do 50% całego czasu pracy załogi. Urabianie w przodkach
kamiennych odbywa się prawie wyłącznie za pomocą materiałów wybuchowych, gdyż próby
mechanizacji urabiania maszynami zespołowymi w przodkach kamiennych nie dały
dotychczas zadowalających wyników ze względu na znaczną twardość i zwięzłość skał
w zagłębiach polskich. Urabianie materiałami wybuchowymi jest złożonym procesem
roboczym, na który składają się następujące czynności zasadnicze: wiercenie otworów
strzałowych, nabijanie tych otworów, odpalanie i obrywka. Najbardziej pracochłonne z tych
czynności jest wiercenie otworów strzałowych i dlatego postęp przodków kamiennych
w dużym stopniu zależy od jakości sprzętu i maszyn używanych do wiercenia.

Ładowanie i transport urobku. Postęp wyrobisk kamiennych w dużym stopniu zależy od

szybkości usuwania urobionej skały, a więc od jej ładowania i transportu. Ładowanie urobku
może się odbywać ręcznie lub mechanicznie; urobek w wyrobiskach poziomych transportuje
się najczęściej wozami, rzadziej natomiast przenośnikami wstrząsanymi zgrzebłowymi lub
taśmowymi.

Ładowanie ręczne jest bardzo pracochłonne i uciążliwe ze względu na znaczny ciężar

właściwy skały płonnej.

Ładowanie ładowarkami zasięrzutnymi. Najczęściej do robót kamiennych stosuje się

u nas ładowarki zasięrzutne, należące do grupy ładowarek łyżkowych. Ładowarki zasięrzutne
mają wiele zalet, przede wszystkim są stosunkowo małe, zwrotne, wydajne i łatwe
w obsłudze. Ponadto ładowarki te są łatwe do transportu z jednych przodków do innych oraz
mogą pracować w krętych wyrobiskach. Obecnie stosuje się u nas kilka typów ładowarek
zasięrzutnych, najczęściej na podwoziach kołowych i z napędami pneumatycznymi.

Ładowarki zgarniakowe. Dotychczasowe wyniki pracy ładowarek zgarniakowych

wykazują, że mają one wiele zalet, co zapewnia im coraz szersze zastosowanie.
Ładowarki te charakteryzują się bardzo prostą budową, niskimi kosztami inwestycyjnymi
i ruchowymi, szerokim zakresem zastosowania, poza tym są niezawodne w ruchu. Ładowarki
zgarniakowe nadają się do ładowania urobku zarówno w wyrobiskach poziomych jak i silnie
nachylonych (

30°).

Obudowa wyrobisk korytarzowych kamiennych. Po odstrzeleniu każdego odwiertu

obnażone skały, a zwłaszcza stropowe, muszą być odpowiednio zabezpieczone za pomocą
obudowy tymczasowej lub stałej.

Obudowę tymczasową wykonuje się po dokładnej obrywce stropu według zatwierdzonej

instrukcji wykonywania robót, natomiast obudowę ostateczną należy wykonać po wybraniu
urobku zgodnie z obowiązującym projektem technicznym wraz z technologią wykonywania
robót.

Roboty pomocnicze. Dla zapewnienia zaplanowanego postępu wyrobisk kamiennych

powinny być we właściwym czasie wykonywane roboty pomocnicze, do których należy:
układanie torów albo dokładanie przenośników wstrząsanych, taśmowych lub zgrzebłowych,
zawieszanie lutni wentylacyjnych oraz rur powietrza sprężonego. Roboty te przeważnie nie
należą do obowiązków obsady porządku, lecz wykonuje je obsada pozaprzodkowa.

Wyrobiska kamienno-węglowe

Przy rozcinaniu pokładów cienkich lub średniej grubości wyrobiska korytarzowe drąży

się z przybierką skał płonnych stropowych lub spągowych, jeśli wysokość tych wyrobisk ze
względów ruchowych musi być większa niż grubość pokładu. Przodki takie nazywa się
kamienno-węglowymi lub węglowo-kamiennymi.

Przybierkę skał płonnych można wykonywać w stropie lub w spągu pokładu, albo

równocześnie w stropie i spągu. Na decyzję, jakie należy przybierać warstwy skały płonnej,
wpływa ich rodzaj, nachylenie pokładu i przeznaczenie wyrobiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy mocnym stropie a słabym spągu korzystniejsze jest przybieranie skał spągowych,

zwłaszcza jeśli nachylenie pokładu jest małe.

Jeśli w stropie zalega niezbyt gruba warstwa słabej skały, a nad nim jest warstwa skały

mocnej, to korzystniej jest przybierać strop.

W pokładach mających strop fałszywy, czyli cienką warstwę łupku (10 do 50 cm) słabo

związanego ze stropem właściwym, najkorzystniej jest prowadzić przybierkę częściowo
w stropie, częściowo w spągu.

Rys. 22. Chodnik z przybierką: a) spągu, b) stropu [6, s. 181]

Przybierkę stropu i spągu wykonuje się również przy drążeniu chodników w cienkich

pokładach o dużym nachyleniu. W pokładach stromych z zasady przebiera się zawsze spąg.

W chodnikach, w których ma się odbywać transport urobku zarówno kołowy, jak

i przenośnikami, korzystniej jest przybierać spąg, gdyż ułatwione jest wykonanie wysypów
dla przenośników podających urobek ze ścian lub z dowierzchni. W wyrobiskach
przeznaczonych tylko do przewietrzania korzystniej jest natomiast przybierać strop.

Rys. 23. Chodnik z przybierką: a) stropu i spągu, b) stropu i spągu w pokładzie silnie nachylonym [6, s. 181]

Wyrobiska korytarzowe kamienno-węglowe można drążyć wąskim lub szerokim

przodkiem. Przy drążeniu chodnika wąskim przodkiem kamień otrzymany z przybierki spągu
lub stropu ładuje się do wozów i wydobywa szybem na powierzchnię, lub wykorzystuje się
do podsadzki przy eksploatacji pokładu z podsadzką suchą. Wydobywanie kamienia na
powierzchnię jest kosztowne, a ponadto zmniejsza możliwości produkcyjne kopalni przez
dodatkowe obciążenie transportu poziomego i wyciągu szybowego. Z tego względu
w kopalniach eksploatujących pokłady cienkie (poniżej 1,5 m grubości) często prowadzi się
chodniki w węglu szerokim przodkiem. Drążenie chodników kamienno-węglowych szerokim
przodkiem. Polega ono na tym, że przodek prowadzi się na szerokość 6 do 30 m, następnie
robi się przybierkę stropu lub spągu tylko na szerokość zaprojektowanego chodnika,
np.: 3,5 m, a otrzymanym kamieniem podsadza się pozostałą szerokość przodka, czyli tzw.
kieszenie, całkowicie lub częściowo.

Obecnie w wyrobiskach kamienno-węglowych stosuje się u nas trzy zasadnicze sposoby

urabiania, a mianowicie urabianie:

−

materiałami wybuchowymi,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

młotkami pneumatycznymi,

−

kombajnami chodnikowymi.
Urabianie można wykonywać w przodka od razu na całym jego przekroju, a więc razem

węgiel i kamień, albo można też urabiać najpierw węgiel, a następnie dopiero kamień.
W pierwszym przypadku zachodzi trudność oddzielenia węgla od kamienia w czasie
ładowania, zwłaszcza gdy w przodka zmechanizowane jest ładowanie, a urobek idzie na
taśmę zbiorczą.

Ładowanie urobku. Podobnie jak w przodkach węglowo-kamiennych, ładowanie odbywa

się ręcznie oraz mechanicznie, najczęściej ładowarką łapową kombajnu chodnikowego.

Obudowa chodników kamienno-węglowych. W chodnikach drugorzędnych o krótkim

okresie trwania stosuje się zazwyczaj obudowę drewnianą odrzwiami z wiązaniem polskim,
natomiast w głównych robotach przygotowawczych, ze względu na dłuższy okres ich trwania,
stosuje się najczęściej obudowę stalową łukami podatnymi ŁP, rzadziej łukami sztywnymi.

Wyrobiska korytarzowe węglowe

Wyrobiska przygotowawcze węglowe drążone w pokładach średnich i grubych stanowią

największą grupę wyrobisk korytarzowych. Drążenie wyrobisk korytarzowych w węglu jest
podobne do opisanego już drążenia takich wyrobisk węglowo-kamiennych wąskim
przodkiem.

Podobne jest również wyposażenie przodków z pominięciem wiertarek udarowych, gdyż

w chodnikach węglowych mamy do czynienia tylko z jednolitą skałą, tj. z węglem. Z tego też
względu czoło przodka urabia się naraz całym przekrojem.

Urabianie w chodnikach węglowych może się odbywać za pomocą młotków

pneumatycznych (mechanicznych), materiałami wybuchowymi, wrębiarkami i kombajnami
chodnikowymi.

Ładowanie urobku. Podobnie jak w przodkach węglowo-kamiennych, ładowanie odbywa

się ręcznie oraz mechanicznie, najczęściej ładowarką łapową kombajnu chodnikowego.

Główne wyrobiska przygotowawcze mają obecnie najczęściej obudowę stalową z łuków

podatnych ŁP z okładzinami z płyt żelbetowych lub z siatki MM. Często stosuje się również
okładziny kombinowane: nad łukami stropnicowymi zakłada się okładziny żelbetowe, a za
łukami bocznymi daje się siatkę MM.

Systematyka obudowy wyrobisk korytarzowych

Materiałem obudowy może być: drewno, cegła, betonity, beton, beton natryskowy,

elbet, stal, strunobeton, siatkobeton, drutobeton, itp.

Elementami obudowy mogą być: bale (okładziny), stojaki, stropnice, łuki, zestawy

prefabrykowane, zastrzały, podciągi, kliny, kotwie, sworznie, przyczółki, tubingi, cegły,
betonity. Obudowę górniczą można usystematyzować jak na rysunku 24. W myśl tego
podziału obudowa traktowana jest jako urządzenie lub zbiór urządzeń stanowiących ochronę
wyrobiska górniczego przed zaciskaniem.

Maszyny i urządzenia do drążenia wyrobisk udostępniających i korytarzowych

Dla zapewnienia prawidłowych postępów chodnika w ramach opracowywania

optymalnej organizacji należy rozważyć cały zestaw maszyn i urządzeń wykorzystywanych
przy drążeniu wyrobisk korytarzowych. W tabeli 1 przedstawiono podział maszyn i urządzeń
wykorzystywanych w robotach korytarzowych.

Dostawa materiałów do przodków korytarzowych

Bardzo duży wpływ na postęp robót przygotowawczych ma sprawne działanie transportu

urobku oraz materiałów. Przy transporcie urobku wozami nie ma żadnych trudności z dostawą

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

materiałów do przodka, gdyż dostarcza się je tymi samymi wozami lub drzewiarkami
(platformami). Transport urobku odbywa się jednak zazwyczaj taśmociągami lub
przenośnikami zgrzebłowymi, które mają dostateczną wydajność nawet dla największych
postępów przodków, natomiast nie załatwiają dostawy materiałów i sprzętu lub maszyn.
Dlatego obok przenośników buduje się tor i stosuje przewóz kołowrotami z liną otwartą lub
niekiedy z liną bez końca. Przy zmiennym zaleganiu pokładu i częstych zmianach w jego
nachyleniu lub przy zbyt małym przekroju poprzecznym, uniemożliwiającym zabudowanie
toru, stosuje się często kolejki wiszące lub kolejki jednoszynowe.

Rys. 24. Systematyka obudowy wyrobisk korytarzowych ze względu na sposób pracy i konstrukcję [4, s. 99]

Tablica 1. Maszyny i urządzenia stosowane przy drążeniu wyrobisk udostępniających i przygotowawczych

Grupa

Podgrupa

1.1. Młotki mechaniczne
1.2. Maszyny i urządzenia wiertnicze
1.3. Wrębiarki
1.4. Urządzenia do urabiania hydraulicznego

i ogniowego

Maszyny i urządzenia do urabiania

12.1. Kombajny chodnikowe

Maszyny do ładowania

2.1. Ładowarki

Maszyny i urządzenia do transportu

3.1. Maszyny i urządzenia odstawy urobku
3.2. Urządzenia transportu pomocniczego
4.1. Obudowa indywidualna
4.2. Urządzenia do kotwienia

Maszyny i urządzenia do obudowy

45.1. Obudowa zmechanizowana

Maszyny i urządzenia do likwidacji wyrobisk

5.1. Maszyny i urządzenia do rabowania obudowy
5.2. Urządzenia podsadzkowe

Maszyny i urządzenia do przewietrzania
i odwadniania

6.1. Pompy
6.2. Wentylatory
6.3. Lutniociągi
6.3. Urządzenia klimatyzacyjne

Maszyny i urządzenia przeróbcze

7.1. Kruszarki

Urządzenia do mechanizacji prac pomocniczych

8.1. Podciągarki
8.2. Podnośniki
8.3. Itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Formy organizacji pracy w przodkach przygotowawczych

Organizacją prac w przodkach przygotowawczych nazywa się całokształt przedsięwzięć

zmierzających do właściwego rozplanowania w czasie i miejscu pracy operacji roboczych
przy optymalnym i bezpiecznym wykorzystaniu sprzętu i ludzi.

W skład organizacji w przodkach przygotowawczych wchodzą następujące czynniki:

−

organizacja robót,

−

organizacja miejsca pracy,

−

system pracy.
Organizacja robót w przodka przygotowawczym obejmuje zespół przedsięwzięć

zmierzających do właściwego rozplanowania operacji roboczych i czynności zapewniających
maksymalną intensywność procesu produkcyjnego. Formy organizacji robót w przodkach
przygotowawczych zależą od stopnia wyposażenia technicznego i zastosowanego systemu
mechanizacji. Wyróżnia się następujące formy organizacji przy robotach przygotowawczych:

−

szeregową,

−

cykliczno-szeregową,

−

cykliczno-równoległą,

−

cykliczno-potokową: szeregową, równoległą,

−

potokową.
Organizacja pracy w przodka obejmuje całokształt przedsięwzięć zmierzających do

właściwego rozplanowania siły roboczej, podziału i kooperacji pracy, zapewniających
zgodnie z przyjętą formą organizacji robót rytmiczną pracę robotników w ciągu całej zmiany.

Wyróżnia się trzy podstawowe formy organizacji pracy różniące się charakterem

podziału pracy i stopniem kooperacji:
1) zespoły robocze składające się z ludzi o określonych zawodach (np. kombajniści,

strzałowi, ładowacze),

2) zespoły robocze składające się z ludzi o określonych zawodach z tym że każdy

z zatrudnionych wykonuje kilka różnych czynności,

3) zespoły kompleksowe składające się z ludzi, którzy posiadają umiejętność wykonywania

wszystkich czynności wchodzących w zakres procesu drążenia wyrobisk korytarzowych
przystosowanym sprzętem i określoną metodą pracy.
W przodkach korytarzowych najbardziej zasadniczym jest trzyzmianowy system pracy.

Proces wykonawczy w robotach korytarzowych składa się z następujących podstawowych
czynności:

−

urabiania calizny,

−

ładowania urobku,

−

obudowy wyrobiska,

−

wykonywania ostatecznego wyposażenia.
W przodkach o dużych postępach oraz dużym stopniu mechanizacji obudowa ostateczna

i wyposażenie ostateczne (tory, ścieki, rurociągi) wykonywane są przez brygady
pozaprzodkowe.

Wzrost liczby stosowanych maszyn w robotach korytarzowych wymaga tworzenia

oddzielnych form organizacji w zależności od stopnia wyposażenia przodka w maszyny.

W przodkach, w których wprowadzona jest częściowa mechanizacja prac urabiania

(wiercenie otworów przy użyciu wiertarek obrotowych i udarowych) organizacja prac może
być:

−

szeregowa,

−

cykliczno-szeregowa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Czynności i operacje robocze wykonywane są jedna za drugą (szeregowo). Obsada

przodkowa wykonuje również roboty wchodzące w skład wyposażenia ostatecznego
wyrobiska.

Szeregowa organizacja pracy w przodkach korytarzowych powoduje przerwy w pracy

poszczególnych członków obsady, z czym związane jest stosunkowo małe natężenie prac oraz
mała wydajność i mały postęp przodka w czasie.

W przodkach, gdzie występuje częściowa lub całkowita mechanizacja poszczególnych

czynności, przez stosowanie wrębiarek lub zastosowanie ładowarek, stosowana jest
organizacja:

−

cykliczno-szeregowa,

−

cykliczno-równoległa.
Cykliczno-szeregowa organizacja robót obejmuje kolejne czynności jak: wiercenie

otworów, odstrzał calizny, wentylacja przodka, obrywka, ładowanie, częściowa obudowa,
ładowanie urobku, obudowa ostateczna i ponowne wiercenie otworów.

Cykliczno-równoległa forma organizacji robót w wyrobiskach korytarzowych

uintensywnia pracę w przodka dzięki wykonywaniu wszystkich prac wykończeniowych przez
brygady pozaprzodkowe (szczególnie obudowę ostateczną).

System prac wielozmianowy daje możliwość dużego natężenia prac oraz umożliwia

zwiększenie postępu drążenia w czasie.

W przodkach, gdzie występuje całkowita mechanizacja czynności urabiania i ładowania

dzięki zastosowaniu kombajnów chodnikowych, stosowana jest organizacja robót:

−

cykliczno-równoległa,

−

cykliczno-potokowa.
Formę cykliczno-równoległą stosuje się na zasadach omówionych uprzednio.
W przypadku, gdy obudową ostateczną i wyposażeniem wyrobiska korytarzowego

zajmuje się oddzielna brygada, można stosować cykliczno-potokową formę organizacji robót.
Stosowane są zasadniczo dwa rodzaje organizacji pracy:

−

drużyny robocze z wydzielaniem poszczególnych czynności,

−

drużyny kompleksowe specjalizowane.
Przy drużynach roboczych z wydzielaniem poszczególnych czynności jedna z grup

obsługuje kombajn, inna stawia obudowę, a jeszcze inna zajmuje się wyposażeniem
ostatecznym przodka.

Przy drużynach kompleksowo specjalizowanych drużyna składa się z wysoko

wykwalifikowanych robotników posiadających umiejętności wykonywania wszystkich
czynności i operacji roboczych wchodzących w zakres zmiany roboczej.

Przy całkowitej mechanizacji urabiania, ładowania oraz częściowej mechanizacji

obudowy, jaką uzyskuje się przy kombajnach chodnikowych w połączeniu z obudową
zmechanizowaną przesuwaną za przodkiem, wyróżnia się dwie odmiany cykliczno-potokowej
organizacji robót:

−

szeregową, gdy obudowa jest przesuwana w przerwach pracy kombajnu,

−

równoległą, gdy obudowa jest przesuwana równolegle z pracą kombajnu.
Obudowa zmechanizowana w robotach chodnikowych znajduje dotychczas zastosowanie

sporadyczne i oparta jest na rozwiązaniu przystosowanym do warunków lokalnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie znasz rodzaje wyrobisk korytarzowych?
2. Jakie są formy organizacji pracy w przodkach przygotowawczych?
3. Co to jest wyrobisko kamienne a co to jest wyrobisko kamienno-węglowe?
4. Co to jest przybierka spągu?
5. Co to jest przybierka stropu?
6. Jakie znasz rodzaje obudów stosowanych w wyrobiskach korytarzowych?
7. Jakie znasz maszyny i urządzenia stosowane przy drążeniu wyrobisk udostępniających?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj, na podstawie, opisu formę organizacji pracy w przodkach przygotowawczych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych formy organizacji prac,
3) zapamiętać nazwę danej formy organizacji,
4) rozpoznać charakteryzowaną przez nauczyciela organizację prac,
5) opisać jedną wybraną formę organizacji i ustalić obłożenie przodka eksploatacyjnego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj typ wyrobiska chodnikowego (węglowe, kamienne, węglowo-kamienne), na

podstawie opisu technologii jego drążenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych typy wyrobisk chodnikowych,
3) zapoznać się z technologiami drążenia wyrobisk chodnikowych i rodzajami stosowanej

obudowy w tych wyrobiskach,

4) rozpoznać typ wyrobiska i krótko go scharakteryzować.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować

formy

organizacji

pracy

robotach

przygotowawczych?

2) scharakteryzować sposób drążenia wyrobisk kamiennych?

3) scharakteryzować sposób drążenia wyrobisk węglowych?

4) scharakteryzować sposób drążenia wyrobisk kamienno-węglowych?

5) opisać sposób sprawdzania kierunku drążenia wyrobiska korytarzowego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Utrzymywanie wyrobisk korytarzowych i kontrola składu

atmosfery w wyrobisku

4.4.1. Materiał nauczania

Utrzymanie i przebudowa wyrobisk korytarzowych

Zasadniczym warunkiem decydującym o żywotności obudowy jest jakość jej wykonania

w czasie prowadzenia wyrobisk. Obudowa wykonana niedbale nie ma wymaganej
podporności, dopuszcza do wzrostu stref odprężonych w skałach, wskutek czego może ulec
zniszczeniu. Wymienione przyczyny zmuszają do systematycznej kontroli stanu obudowy
w czynnych wyrobiskach, a w razie stwierdzenia uszkodzenia obudowy należy przystąpić do
jej wzmocnienia, wymiany lub przebudowy.

Przez utrzymanie wyrobisk korytarzowych należy rozumieć naprawę obudowy lub jej

wymianę, w celu zachowania wyrobiska w należytym stanie dla ruchu. Aby nie dopuścić do
zawałów w wyrobiskach, należy z góry przewidywać okresy wymiany elementów obudowy
i ich napraw. Wykonywanie tych prac należy powierzać doświadczonym osobom.

Przystępując do wymiany elementów obudowy należy stwierdzić, czy w związku z tym

nie spowoduje się lokalnych zawałów. Wymiana pojedynczych stojaków bądź odrzwi nie
stwarza na ogół większego niebezpieczeństwa. Wymiana stojaka lub odrzwi uszkodzonych
ciśnieniem górotworu jest trudniejsza od wymiany obudowy zbutwiałej.

Wymieniając stojak złamany, należy najpierw podeprzeć stropnicę dodatkowym

stojakiem, a dopiero po takim zabezpieczeniu usunąć złamany. Nie należy usuwać stojaka
przez uderzanie, gdyż wstrząsy, które przejmuje stojak, przenoszą się na całe odrzwia oraz na
luźną skałę stropową. Najlepiej jest wypychać stojak za pomocą dźwigni opieranej o ocios.
Gdy stojaki są silnie zaciśnięte, należy je podkopywać. Wycinanie stojaka należy stosować
tylko w ostateczności. Po postawieniu stojaka nowego, stojak tymczasowy należy usunąć.

W wyrobiskach, w których spodziewany jest wzrost ciśnienia wskutek zbliżania się

frontu eksploatacji, należy wzmocnić istniejącą obudowę przez postawienie stojaków
ś

rodkowych lub zabudowanie dodatkowych odrzwi.

Uszkodzoną obudowę murowaną wzmacnia się często za pomocą obudowy

wielobokowej. Gdy uszkodzenia obudowy są znaczne, najlepiej jest wycinać uszkodzone
części i murować na nowo. Należy pamiętać jednak o tym, by przed przystąpieniem do
wycinania uszkodzonych miejsc obudowę wzmocnić, najlepiej przez postawienie krzyży.

Jako przebudową wyrobisk korytarzowych określa się wymianę obudowy połączoną

z przybierką stropu, ociosów bądź spągu, w celu nadania chodnikowi zaciśniętemu
pierwotnego przekroju oraz usuwania mniejszych zawałów. Przed przystąpieniem do
przebudowy wyrobisk zaciśniętych należy wzmocnić istniejącą obudowę przez postawienie
np. stojaków środkowych.

Przebudowa wyrobiska korytarzowego w obudowie ŁP. Wzmożony nacisk górotworu

powoduje deformacje obudowy ŁP (rys. 25a) i stopniowe zaciskanie wyrobiska. Aby
przywrócić wyrobisku wymagany przekrój zgodnie z funkcją, jaką wyrobisko spełnia
(np. chodnik taśmowo-transportowy) należy dokonać przebudowy wyrobiska.

Przykład przebudowy chodnika taśmowego przedstawiono na (rys. 25b). Przed

przystąpieniem do przebudowy należy zabezpieczyć przenośnik. Najlepiej ustawić nad
przenośnikiem koziołki drewniane, a na nich ułożyć grube bale. Sposób ten ma tę zaletę, że
w razie potrzeby można pod przykryciem uruchomić przenośnik dla odprowadzenia kamienia
z przybierki.

Po zabezpieczeniu przenośnika można przystąpić do przybierki stropu. Przed

rozpoczęciem przybierki należy wzmocnić starą obudowę, aby uchronić wyrobisko przed

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zawałem. Następnie stopniowo usuwa się obudowę starą zdeformowaną i obnaża się strop
wyrobiska na potrzebnej długości w celu oberwania luźnych skał i wyrównania stropu. Przy
usuwaniu obudowy należy pamiętać o zachowaniu szczególnej ostrożności w czasie
odkręcania strzemion starych łuków, gdyż mogą one znajdować się w stanie naprężenia
i w czasie odkręcania może zostać zerwany gwint, a nakrętka gwałtownie odrzucona. Nowe
łuki podatne ustawia się następująco: należy przygotować z okrąglaków rozpory bądź
specjalne rozpory, wykonane z betonitów, których na obwodzie łuku powinno być co
najmniej pięć. Po przygotowaniu rozpór podwiesza się stropnicę na podciągu. Następnie
przystępuje się do ustawiania stojaków (łuków ociosowych) w gniazdkach lub na podkładach,
opierając je początkowo o ocios lub sąsiedni łuk. Następnie przysuwa się łuk ociosowy do
łuku stropnicowego i chwyta się złącze łubkiem na śruby 10 cm poniżej końca łuku
ociosowego (4) (rys. 25b), po czym zakłada się na złącze drugi łubek również 10 cm powyżej
końca łuku stropnicowego (5). W ten sam sposób postępuje się przy ustawianiu drugiego
stojaka. Tak zabudowany łuk zabezpiecza się (podpiera się go), aby się nie wywrócił,
i zabudowuje drugi łuk. Następnie łączy się (spina się) oba łuki rozporami (1) w środku łuku
stropnicowego, rozporami (2) na końcach łuku stropnicowego, rozporami (3) po bokach
w odległości 20 do 50 cm od spągu, po czym zakłada się dalsze rozpory. Wykładkę łuków
rozpoczyna się od dołu. W miarę wykonywania wykładki ku górze, wolną przestrzeń między
ociosami a wykładką wypełnia się kamieniem, podsadzając całą wolną przestrzeń.

Bardzo trudna i niebezpieczna jest przebudowa przecznic i głównych chodników

transportowych, w których odbywa się ruch elektrowozów. Dla bezpiecznego prowadzenia
przebudowy trzeba ustalić czas wyłączenia przewodu jezdnego spod napięcia. Ponieważ czas
naprawy jest ograniczony, nie należy wypuszczać zbyt wiele kamienia lub węgla, natychmiast
zaś wykonywać tymczasowe zabezpieczenie stropu, którego nie usuwa się do czasu
wykonania obudowy ostatecznej. Szczególnie ostrożnie należy wykonywać przebudowę
skrzyżowań i rozgałęzień wyrobisk korytarzowych, zwłaszcza przy słabym stropie, gdyż
w takich warunkach spoczywa na obudowie znaczna ilość odprężonej skały.

Rys. 25. Przebudowa i wymiana obudowy ŁP: a) zdeformowane łuki, b) przebudowa chodnika w obudowie ŁP

[4, s. 99]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przyczyny powstawania zawałów w wyrobiskach korytarzowych

Przyczyny powstawania zawałów mogą być różne. Zawał w przodka może powstać

wskutek nadmiernego odsłonięcia słabego stropu, wybicia obudowy przy strzelaniu lub przez
wykolejone wozy, wreszcie wskutek niedbale lub wadliwie wykonanej obudowy. Zawały
mogą powstać również wskutek tąpnięć. Przyczyną zawału może być także nadmierne
ciśnienie eksploatacyjne wywołane zbliżaniem się frontu eksploatacyjnego.

Aby uniknąć zawałów, należy dokładnie i sumiennie wykonywać obudowę. W razie

stwierdzenia uszkodzenia obudowy, należy bezzwłocznie obudowę wzmocnić lub wymienić
uszkodzony element bądź w zagrożonym miejscu postawić dodatkową obudowę. W celu
zabezpieczenia się przed obrywaniem węgla z ociosów należy stosować obudowę rozporową.

Przed wybijaniem obudowy należy zabezpieczyć się przez klamrowanie stropnic ze

stojakami, wiązanie ich linką albo przez przybicie do stropnicy drewnianych nakładek.

Obudowa wyrw zawałowych

Przebudowa chodników zawalonych jest bardzo trudna i niebezpieczna, dlatego czynność

tę mogą wykonywać tylko górnicy o wysokich kwalifikacjach i to w obecności dozoru.
Wysokość zawałów w chodnikach kamiennych oraz węglowych, w pokładach średniej
grubości sięga zazwyczaj do granicy sklepienia ciśnień i wynosi, zależnie od głębokości
i szerokości wyrobiska, od 1 do 6 m. Gdy skały stropowe mają wyraźną podzielność pionową
lub gdy w stropie zalega słaby piaskowiec, wówczas wysokość zawałów dochodzi do 10
i więcej metrów. W pokładach grubych w chodnikach węglowych prowadzonych po spągu,
wysokość zawału osiąga przeważnie granicę sklepienia ciśnień, o ile nie występują tąpania,
natomiast przy silnych tąpaniach, wysokość zawału przekracza sklepienie ciśnień,
dochodzące do kilkunastu metrów wysokości.

Przed przystąpieniem do usuwania zawału należy, z jednej i drugiej strony zabezpieczyć

wyrobisko przez wzmocnienie obudowy i postawienie odrzwi dodatkowych. Po zabezpieczeniu
wyrobiska dokonuje się za pomocą łomu obrywki zwisów ze stropu i ociosów.

Kontrolę składu powietrza kopalnianego prowadzi się systematycznie co pewien czas,

czyli okresowo, oraz dorywczo w razie potrzeby. Wykonuje się ją za pomocą:

−

specjalnych przyrządów do wykrywania i pomiaru gazów występujących w powietrzu
kopalnianym

−

analizy chemicznej przeprowadzanej w laboratorium.
W przypadkach szczególnych, np. dużego zagrożenia, stosuje się urządzenia do ciągłego

pomiaru stężenia gazów z możliwością rejestracji wyników w formie wykresu
i przekazywania ich bezpośrednio do dyspozytorni kopalnianej.

Analizy chemiczne laboratoryjne pozwalają określić bardzo dokładnie skład powietrza

kopalnianego. Metodę tę stosuje się przy okresowej kontroli powietrza kopalnianego.
Wymaga ona pobrania próbek powietrza kopalnianego, przesłania ich do laboratorium
i wykonania tam analizy chemicznej. Wszystko to trwa co najmniej kilka godzin i nie
pozwala na natychmiastową informację o zawartości szkodliwych gazów.

Natychmiastowe, aczkolwiek mniej dokładne, wyniki uzyskuje się stosując specjalne

przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów w powietrzu kopalnianym. Przyrządy te nazywają
się wykrywaczami, indykatorami lub detektorami. W kopalniach najpowszechniej stosowane
są: benzynowe lampy wskaźnikowe, wykrywacze mieszkowe z rurkami wskaźnikowymi,
metanomierze różnych typów.

Wykrywacz harmonijkowy typu WG-2M (rys. 26). Jest on dogodnym przyrządem

zezwalającym na przepompowanie powietrza kopalnianego przez specjalną dla danego gazu
rurkę wskaźnikową. Jest to rurka szklana zatopiona z obu końców i wypełniona masą

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wskaźnikową zmieniającą barwę pod działaniem określonego gazu. Istnieją rurki
wskaźnikowe do wykrywania i określania zawartości tlenku węgla, dwutlenku węgla,
siarkowodoru, dwutlenku siarki, tlenków azotu (NO, NO

), wodoru, tlenu oraz

węglowodorów ciężkich. Zestaw rurek wskaźnikowych przedstawiono na rysunku 27.

W celu oznaczenia zawartości danego gazu w powietrzu kopalnianym obłamuje się oba

końce rurki wskaźnikowej i wkłada się ją w gniazdko wykrywacza mieszkowego zgodnie
z kierunkiem strzałki. Następnie naciska się na pompkę, powodując wypchnięcie przez zawór
wsteczny powietrza zawartego w mieszku oraz sprężenie sprężyny napinającej mieszek. Po
zwolnieniu ucisku sprężyna rozpręża się rozszerzając mieszek do pierwotnej jego objętości,
co powoduje zassanie badanego powietrza kopalnianego przez rurkę wskaźnikową, gdyż
zawór wydechowy jest wtedy zamknięty.

ciskanie mieszka należy powtórzyć tyle razy, ile przewiduje instrukcja dołączona do

danego rodzaju rurki wskaźnikowej. Nie wolno ściskać zbyt szybko mieszka nie czekając na
całkowite jego rozprężenie, gdyż daje to fałszywy pomiar.

Przed rozpoczęciem pomiarów należy wykrywacz sprawdzić ze względu na szczelność

mieszka i zdolność zasysania powietrza. W tym celu zamyka się otwór ssący (gniazdko)
mieszka i ściska się mieszek aż do oporu. Mieszek jest wtedy szczelny, jeżeli po 2 minutach
nie rozpręży się całkowicie, tj. aż do napięcia łańcuszków. Pomiary należy wykonywać tylko
sprawnym i nie uszkodzonym wykrywaczem.

Rys. 26. Wykrywacz harmonijkowy typu WG-2M:

a) przekrój, b) widok; 1 – mieszek,
2 –sprężynki, 3 – łańcuszek, 4, 5 – płytki
z tworzywa

sztucznego,

zawór

wsteczny, 7 – gumowe gniazdko, 8 – rurka
wskaźnikowa [1, cz. II, s. 209]

Rys. 27. Rurki wskaźnikowe: a) CO (typu 0,001), b) CO

(typu 0,1), c) CO

(typu 0–5%), d) CO

(typu

1%), e) H

S, f) O

, g) H

, h) NO [1, cz. II, s. 210]

Tlenek węgla wykrywa się za pomocą rurek wskaźnikowych typu 0,001, 0,002 i 0,1.

Najczęściej oznacza się zawartość tlenku węgla rurką typu 0,001. Po osadzeniu rurki
wskaźnikowej w gniazdku wykrywacza naciska się pompkę jeden raz, po czym po
całkowitym rozprężeniu mieszka odczytuje się wynik. Jeśli w powietrzu kopalnianym
znajduje się tlenek węgla, to w rurce pojawia się zabarwienie zielone. Gdy zabarwienie to
dochodzi do pierwszej kreski, wtedy stężenie wynosi 0,01%, gdy do drugiej – 0,05%.
W takim przypadku nie naciska się więcej pompki i pomiar uznaje się za zakończony. Jeżeli
zabarwienie nie pojawiło się albo widać tylko jego ślady to należy pompować jeszcze
dziewięć razy i potem odczytać wynik na skali rurki wskaźnikowej. Długość zabarwienia
zielonego jest miarą stężenia tlenku węgla.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Badania zawartości dwutlenku węgla, siarkowodoru, tlenu, wodoru, tlenków azotu i siarki

prowadzi się w podobny sposób, stosując właściwe rurki wskaźnikowe. Z typami rurek
wskaźnikowych używanych do wykrywania i określenia stężenia szkodliwych gazów oraz
kolorem zabarwienia masy reakcyjnej w rurce należy się zapoznać na podstawie literatury.

Do pomiaru ilości tlenu używa się rurek wskaźnikowych dłuższych od pozostałych. Przy

jednym ruchu pompką rurka wskazuje zawartość 1 do 21% tlenu, barwiąc niebieską masę
reakcyjną na zielono.

Wykrywanie i pomiar zawartości metanu w powietrzu kopalnianym należy wykonywać

metanomierzami dopuszczonymi do stosowania w podziemnych zakładach górniczych.

W kopalniach silnie metanowych utrzymywana jest stała kontrola zawartości metanu

w powietrzu kopalnianym za pomocą automatycznych systemów metanometrycznych.
Dawniej stosowano do pomiarów metanu benzynowe lampy wskaźnikowe.

Metanomierze są przyrządami do pomiaru zawartości metanu w powietrzu kopalnianym.

Ich zaletą w porównaniu z lampą wskaźnikową jest większa dokładność pomiaru i większe
bezpieczeństwo.

Produkowane obecnie i stosowane w górnictwie węglowym metanomierze można

podzielić na dwie zasadnicze grupy:

−

indywidualne i przenośne;

−

stacjonarne, tzn. takie, które zabudowane są na stałe w określonych punktach kopalni;
stanowią one zazwyczaj podstawowy człon zabezpieczeń metanometrycznych.

Metanomierz VM-1 (rys. 28) jest metanomierzem żarowym. Działanie metanomierzy

tego typu oparte jest na spalaniu metanu zawartego w powietrzu kopalnianym,
wprowadzonego do komory pomiarowej metanomierza. Przyrost temperatury wywołany
spalaniem metanu powoduje zwiększenie oporu elektrycznego przewodnika, powodujące
w układzie

elektrycznym

metanomierza

(mostku

Wheatstone’a)

przepływ

prądu

elektrycznego przez obwód galwanometru. Odpowiednie wyskalowanie galwanometru
pozwala odczytać zawartość CH

w powietrzu kopalnianym wprowadzonym do komory

pomiarowej.

Rys. 28. Metanomierz indywidualny VM-1: a) widok, b)

konstrukcja; 1 – korpus, 2 – uchwyt zaczepowy,
3 – styki do ładowania, 4 – przycisk pomiarowy,
5

–

miernik,

–

obwód

drukowany,

7 – akumulator, 8 – pompka, 9 – zawór,
10 – obwód drukowany, 11 – oslona plastykowa,
12 – otwór ssawny, 13 – filtr, 14 – komora
pomiarowa, 15 – otwór wylotowy [1, cz. II, s.
209]

Rys. 29. Opis

tarczy

miernika

metanomierza:

1 – pole zielone do kontroli zera, 2 – pole
zielone do kontroli napięcia, 3 – pole
czerwone wskazujące stężenie 12% CH

4 – pole czerwone wskazujące stężenie
3 –12% CH

, 5 – pole czerwone wskazujące

stężenie 5–12% CH

[1, cz. II, s. 246]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zakres pomiarowy metanomierza wynosi od 0 do 5% metanu; dokładność wskazań 0,2%.

Konstrukcję metanomierza VM-1 pokazano na rysunku 28b. Metanomierz ma obudowę
gumową spełniającą równocześnie zadanie pompki. Wewnątrz tej obudowy znajduje się
w osłonie plastikowej akumulator oraz komora pomiarowa, w której następuje spalanie,
pomiar zmiany oporu i wytwarzanie impulsów elektrycznych potrzebnych do wychylenia
wskazówki galwanometru. Przed użyciem metanomierza należy przeprowadzić:

−

kontrolę zasilania (akumulatora); kontrola polega na krótko trwałym zwarciu
przedmiotem metalowym końcówki metalowej otworu ssawnego metanomierza ze
stykiem do ładowania akumulatora, znajdującym się po tej samej stronie – wskazówka
galwanometru powinna zatrzymać się lub przekroczyć pole zielone na tarczy miernika;

−

kontrolę zera; kontrolę zera przeprowadza się w atmosferze powietrza czystego; po
kilkakrotnym naciśnięciu pompki wbudowanej w gumową osłonę metanomierza należy
wcisnąć na czas 3 do 4s przycisk pomiarowy – wskazówka galwanometru powinna
ustalić się na polu zielonym oznaczonym cyfrą 0.
Tarczę miernika metanomierza pokazano na rysunku 29. Sprawdzony metanomierz

należy trzymać w trakcie pomiarów w prawej ręce, przy czym nie mogą być zasłonięte
otwory wlotowy i wylotowy. Wprowadzenie badanego powietrza do komory pomiarowej
następuje po kilkakrotnym naciśnięciu i zwolnieniu pompki gumowej. Po zakończeniu
pompowania odczekuje się 2 s i naciska przycisk pomiarowy przez 3 do 4 s. W tym czasie
wychylenie wskazówki ustala się, po czym można odczytać wynik na skali metanomierza. Po
przekroczeniu stężenia metanu 5% wskazówka wchodzi na pole czerwone po prawej stronie
skali, a po przekroczeniu 12% przeskakuje na pole czerwone po drugiej stronie skali.

Pobieranie próbek i ocena złoża

Do ustalenia przemysłowej wartości złoża szczególnie ważne jest staranne i umiejętne

pobieranie próbek kopaliny użytecznej w czasie poszukiwań górniczych oraz po ich
zakończeniu. Rozróżnia się próbki do badań stratygraficznych, mineralogiczno-
petrograficznych, chemicznych, technologicznych i specjalnych.

Próbki do badań stratygraficznych pobiera się w skałach osadowych w celu

scharakteryzowania skały pod względem litologicznym i określenia jej wieku geologicznego
przez zbadanie zawartych w niej skamieniałości. Próbki do badań mineralogiczno-
petrograficznych pobiera się w celu określenia składu mineralnego, struktury i tekstury
badanej skały, co umożliwia ustalenie rodzaju skały oraz dokonania wstępnej oceny jej
technicznych lub technologicznych własności. Próbki do badań chemicznych służą do
określenia składników kopaliny użytecznej, czyli zawartości w niej różnych składników
chemicznych. Próbki do badań technologicznych (technicznych) służą do określenia
fizycznych i technologicznych własności zbadanej skały oraz do ustalania ewentualnych
sposobów wzbogacania (przeróbki) kopaliny, czyli mają na celu ustalenie jej jakości
i przydatności jako surowca. Próbki technologiczne mają masę od kilkuset kilogramów do
kilkudziesięciu ton. Badania przeprowadza się w skali laboratoryjnej, półprzemysłowej
i przemysłowej.

Ze względu na sposób pobierania dzieli się próbki na odosobnione i metodyczne, jeżeli

kopalina nie ma zastosowania w stanie surowym. Próbki odosobnione pobiera się z różnych
punktów naturalnego lub sztucznego odsłonięcia kopaliny użytecznej jako próbki wstępne do
celów orientacyjnych. Próbki metodyczne pobiera się według z góry określonego planu,
w sposób umożliwiający uzyskanie pełnego obrazu zmienności kopaliny w złożu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 30. Pobieranie

próbek

metodycznych

sposobem

bruzdowym [7, s. 99]

Rys. 31. Pobieranie próbek metodycznych sposobem punktowym

[7, s. 100]

Jednym z najlepszych sposobów pobierania próbek metodycznych jest sposób bruzdowy

(rys. 30). Próbkę pobiera się w ten sposób, że od stropu do spągu wycina się w pokładzie
prostopadle do uwarstwienia prostokątną bruzdę c o wymiarach zależnych od stopnia
niejednorodności kopaliny. Przed pobraniem, próbki należy w części pokładu przeznaczonego
do pobrania próbki usunąć zwietrzały węgiel do głębokości co najmniej 50 cm. Drugim
sposobem pobierania próbek metodycznych jest sposób punktowy. Na rysunku 31a–c punkty
oznaczają miejsca pobierania próbek. Polega on na pobieraniu z różnych miejsc ścian
wyrobiska jednakowej ilości kopaliny użytecznej z wielu punktów regularnie
rozmieszczonych, wyznaczonych za pomocą siatki geometrycznej. Każdą próbkę poddaje się
badaniom.

Próbka dobierana jest to orientacyjna średnia próbka powstała z próbek punktowych

przez ich połączenie, zmieszanie i pomniejszenie. Nie pobiera się jej ze ścian wyrobiska, lecz
bezpośrednio z urobku w przodka. Na próbkę składa się 20 do 30 próbek o masie 0,5 do 1 kg
pobranych w różnych punktach leżącego na spągu urobku.

Do zbadania kopaliny użytecznej ze względu na sposób jej przeróbki mechanicznej

pobiera się próbki urobkowe, inaczej masowe.

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co to jest utrzymanie i przebudowa wyrobiska?
2. Jak kontrolujemy skład powietrza kopalnianego w wyrobisku?
3. Jakie są przyczyny powstawania zawałów?
4. Do czego służy wykrywacz harmonijkowy?
5. Jak dzielimy metanomierze stosowane w górnictwie węglowym?
6. Do czego służą rurki wskaźnikowe?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Obsłuż wykrywacz harmonijkowy oraz zapoznaj się z zestawem rurek wskaźnikowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych metodę pomiaru składu powietrza kopalnianego,
3) zapoznać się z przeznaczeniem rurek wskaźnikowych i kolorem zabarwienia masy

reakcyjnej – opisać rurki wskaźnikowe,

4) określić dopuszczalne stężenia gazów w atmosferze kopalnianej i nauczyć się posługiwać

wykrywaczem harmonijkowym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

wykrywacz harmonijkowy i zestaw rurek wskaźnikowych.

Ćwiczenie 2

Obsłuż metanomierz VM-1.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych metody pomiaru zawartości metanu w powietrzu

kopalnianym,

3) zapoznać się z sposobem pomiaru zawartości metanu metanomierzem VM-1,
4) przeprowadzić kontrolę zasilania, kontrolę zera, dokonać pomiaru zawartości metanu

oraz odczytać stężenie metanu z tarczy miernika.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

metanomierz VM-1.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) opisać przebudowę wyrobiska korytarzowego w obudowie ŁP?

2) opisać pomiar składu powietrza kopalnianego wykrywaczem

harmonijkowym typu WG-2M?

3) opisać budowę i zasadę działania metanomierza VM-1?

4) opisać próbki kopaliny pobierane w celu ustalenia przemysłowej wartości

złoża?

„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 wielokrotnego wyboru o różnym stopniu trudności. Tylko jedna

odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Prawidłową odpowiedź

zaznacz X (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. Trudności mogą
przysporzyć Ci zadania: 16–20, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.
Przeznacz na ich rozwiązanie więcej czasu.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Wyrobisko korytarzowe pionowe głębione z powierzchni ziemi o średnicy powyżej 4 m

to
a) szyb.
b) szybik
c) sztolnia.
d) szyb ślepy.

2. Wyrobisko korytarzowe poziome lub o małym wzniesieniu wykonane w celu

udostępnienia złoża w poprzek warstw skalnych i nie mające bezpośredniego połączenia
z powierzchnią to
a) sztolnia.
b) przecznica.
c) szyb pochyły.
d) poziom kopalni.

3. Sztolnia to wyrobisko

a) pionowe.
b) poziome.
c) pochyłe.
d) wybierkowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Na rysunku numerem 2 oznaczono

a) kubeł.
b) wiertnicę.
c) pomost roboczy.
d) ładowarkę chwytakową.

5. Na rysunku numerem 5 oznaczono

a) dźwigar.
b) przedział drabinowy.
c) linę nośną.
d) prowadnik.

6. Na rysunku przedstawiono rurkę wskaźnikową do pomiaru

a) tlenku węgla.
b) dwutlenku węgla.
c) tlenu.
d) metanu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Najczęściej stosowany przekrój szybu to przekrój oznaczony literą

a) b.
b) a.
c) d.
d) c.

8. Na rysunku przedstawiono

a) glinizację skał.
b) bitumizację skał.
c) cementację skał.
d) zamrażanie skał.

9. Na rysunku przedstawiono

a) metanomierz.
b) wykrywacz harmonijkowy.
c) pochłaniacz górniczy.
d) aparat ucieczkowy.

10. Na rysunku przedstawiono

a) metanomierz.
b) wykrywacz harmonijkowy.
c) pochłaniacz górniczy.
d) aparat ucieczkowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11. Na rysunku przedstawiono chodnik z przybierką

a) stropu.
b) stropu i spągu.
c) spągu.
d) ociosów.

12. Główne wyrobiska przygotowawcze mają obecnie najczęściej obudowę

a) odrzwiową podatną.
b) murową.
c) kotwową.
d) natryskową.

13. H

S to

a) metan.
b) siarkowodór.
c) tlenek węgla.
d) wodór.

14. Chodnik drążony w przeważającej części przekroju w skałach, tj. ponad 20% to chodnik

a) kamienny.
b) kamienno-węglowy.
c) węglowo-kamienny.
d) badawczy.

15. Na rysunku numerem 12 oznaczono

a) otwór ssawny.
b) akumulator.
c) pompka.
d) filtr.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16. Na rysunku numerem 6 oznaczono

a) łańcuszek.
b) zawór wsteczny.
c) mieszek.
d) sprężynka.

17. Próbki do badań mineralogiczno-petrograficznych pobiera się w celu określenia

a) składu mineralnego, struktury i tekstury badanej skały.
b) charakterystyki skały pod względem litologicznym i ustalenia jej wieku

geologicznego.

c) składników kopaliny użytecznej, czyli zawartości w niej różnych składników

chemicznych.

d) fizycznych i technologicznych własności zbadanej skały oraz do ustalania

ewentualnych sposobów wzbogacania (przeróbki) kopaliny.

18. Chemiczne zeskalenie skał to

a) bitumizacja.
b) glinizacja.
c) silikatyzacja.
d) cebertyzacja.

19. Glinizacja to

a) fizyczne utwardzenie i uszczelnienie skał.
b) zamrażanie skał.
c) odwadnianie skał.
d) chemiczne uszczelnienie skał.

20. Na rysunku numerem 4 oznaczono

a) keson.
b) pompę.
c) wentylator.
d) lutniociąg.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Drążenie wyrobisk podziemnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Bielewicz T., Prus B., Honysz J.: Górnictwo cz. I i II. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice

1993

2. Broen A.: Kombajny chodnikowe. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1992
3. Chudek M., Pach A.: Obudowa wyrobisk eksploatacyjnych w kopalniach węgla

kamiennego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002

4. Chudek M.: Obudowa wyrobisk górniczych. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1975
5. Hobler M.: Projektowanie i wykonywanie robót strzałowych w górnictwie podziemnym,

Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1982

6. Kostorz J, Pogoda W.: Górnictwo cz. II. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1989
7. Nowak K., Kostorz J: Górnictwo cz. I. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1989
8. Poradnik górnika. Praca zbiorowa. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1982
9. Czasopisma: Wiadomości Górnicze, Przegląd Górniczy, Bezpieczeństwo Pracy

i Ochrony Środowiska w Górnictwie, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa.

10. http://images.google.pl/imghp
11. Katalogi firmowe maszyn i urządzeń do urabiania.
12. Przepisy wykonawcze do Prawa geologicznego i górniczego
13. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej: Seria Górnictwo