ZASADY PROJEKTOWANIA
KOPALC
PODZIEMNYCH
UPROSZCZONY PROJEKT KONCEPCYJNY
KOPALNI AC
1. Charakterystyka kopalni AC
1. Obszar górniczy
Obszar górniczy projektowanej kopalni ma kształt prostokąta o wymiarach:
2,4x4 [km]. Pole jego powierzchni to 9,6 km2. KWK AC położona jest na
Wyżynie Śląskiej, w północnej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, a
znaczna jego część zlokalizowana jest w Lędzinach. Obecna i planowana
eksploatacja przebiega w zdecydowanej większości pod terenami rolniczymi i
leśnymi  ok. 85%, pozostałe 15% pod obrzeżem miasta.
2. Infrastruktura
Do obszaru górniczego doprowadzone są wszystkie potrzebne instalacje, media
oraz drogi dojazdowe. Dla odbiorców indywidualnych z transportem
samochodowym kopalnia posiada pomieszczenia socjalne z pełnymi węzłami
sanitarnymi dla kierowców oczekujących na odbiór węgla. Ponadto na
powierzchni znajduje się waga do ważenia załadunku. Oprócz tego kopalnia
posiada szatnie oraz pomieszczenia sanitarne dla pracowników, stołówkę,
magazyny surowca, warsztaty mechaniczne oraz elektryczne, laboratorium oraz
budynek biurowy. Na powierzchni znajduje się również część instalacji
znajdującej się także pod ziemią, a mianowicie taśmociąg, prowadzący do
płuczki i sortowni, gdzie węgiel poddawany jest przeróbce. Elementem
powierzchniowej infrastruktury są również budki strażnicze.
2. Opis warunków górniczo-geologicznych
1. Nadkład:
W budowie geologicznej obszaru górniczego i najbliższej okolicy wyróżniono
utwory karbonu, triasu, neogenu (miocenu) i czwartorzędu. Czwartorzęd jest
reprezentowany przez osady plejstoceńskie i holoceńskie. Plejstocen
wykształcony jest w postaci piasków i żwirów wodno-lodowcowych, które
wypełniają obniżenia terenu i doliny rzeczne. Holocen jest zbudowany z
piasków, mułów bagiennych, piasków zamulonych i torfów. Miejscami utwory
piaszczyste i żwirowe czwartorzędu rozdzielone są warstwą glin zwałowych i
iłów. Utwory neogenu (miocenu) występują w północnej części obszaru
górniczego. Głównie są to: iły i iło-łupki oraz piaski, piaskowce, pyły i zlepieńce.
Występują zwykle w obniżeniach tektonicznych. Miąższość osadów neogenu
jest zróżnicowana, waha się od 2 do 10 m. Utwory triasu reprezentowane są
przez osady triasu dolnego i środkowego: wapienia muszlowego oraz pstrego
piaskowca. Utwory czwartorzędu, trzeciorzędu i triasu stanowią nadkład
węglonośnych warstw karbońskich, znajdujących się poniżej.
2. Opis warstw karbońskich:
Utwory karbonu górnego wykształcone są jako kompleksy piaskowcowo-
iłowcowe lub iłowcowo-piaskowcowe z pokładami węgla. Warstwy karbońskie
zapadają pod kątem 4�. Utwory karbonu górnego reprezentowane są przez
krakowską serię piaskowcową, zalegającą w północno-wschodniej części
miasta, serię mułowcową, górnośląską serię piaskowcową oraz serię paraliczną.
Udokumentowane złoża węgla kamiennego przeznaczone do eksploatacji
wynoszą 36873600Mg. Najwyższa kota górnego pokładu 1-305 znajduje się na
wysokości -20m, a sam pokład ma miąższość 3m. Drugi pokład 2-502 znajduje
się 25m pod pierwszym i jego miąższość wynosi 4,5m.
3. Tektonika:
Obszar górniczy jest przecięty uskokiem, którego zrzut wynosi 20m. Taka
tektonika powoduje anomalie zapadania warstw i sprawia, że część pokładu jest
położona 20m niżej od pierwszego. Kąt zalegania pokładu wynosi 4 stopnie.
4. Hydrogeologia:
Zasadniczy wpływ na kształtowanie warunków hydrogeologicznych ośrodka
skalnego w rejonie obszaru górniczego kopalni AC ma drenaż wód podziemnych
towarzyszący eksploatacji górniczej. Naturalne warunki hydrogeologiczne w
obrębie miasta i okolicy zostały zmienione wskutek długotrwałej eksploatacji
złóż węgla kamiennego i piasków. W wyniku odwodnienia górotworu uległo
obniżeniu zwierciadło wód podziemnych w utworach karbonu oraz
czwartorzędu.
Wielkość wód słodkich dopływająca do kopalni AC to 11,49m3/min.
Poglądowy przekrój hydrogeologiczny obszaru górniczego.
5. Zagrożenia górnicze:
Kopalnia AC jest zakładem górniczym bezpiecznym ze względu na brak
zagrożeń skojarzonych oraz niski poziom tych zagrożeń. Potencjalne
zagrożenia oraz ich siłę przedstawia poniższa tabela:
Zagrożenie wybuchem pyłu klasa A
węglowego
Zagrożenie pożarowe generalnie grupa V
Zagrożenie tąpaniami generalnie pokłady nietąpiące, stopień I w części
pokładów 305
Zagrożenie wodne Obszar górniczy, w granicach którego prowadzi
eksploatację KWK AC, generalnie zaliczony jest
do I stopnia oraz fragmentarycznie do II stopnia.
Zagrożenie naturalnymi generalnie brak wyrobisk zagrożonych
substancjami radiacyjnie
promieniotwórczymi
Zagrożenie metanowe zagrożenie metanowe nie występuje
Zagrożenie wyrzutami Zagrożenie to w kopalni nie występuje i nie
gazów i skał przewiduje się jego pojawienia w miarę dalszego
rozwoju robót górniczych w granicach
eksploatacji w KWK AC.
3. Obliczenie zasobów kopalni
1. Współczynnik wykorzystania złoża
2. Wskaz
niki zasobności złoża
 bezwzględne:
]
- względne:
Zu = * =7,32
1
Zu = * =5,58
2
Zu = * = 3,841
3
Sprawdzenie poprawności obliczonych zasobów
Z  Z / Z * 100 [%]
opI opII opI
(36873600  36600000) / 36873600 *100 = 0,01 * 100 = 1 %
Obliczenia wykonane poprawnie, ponieważ granica błędu poniżej 3% została zachowana.
4. Model kopalni:
1. liczba szybów, lokalizacja i funkcja
W projektowanej kopalni AC, według zastosowanych obliczeń, będą znajdowały się
dwa szyby: jeden wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wdechowy, a drugi
wentylacyjny.
Lokalizacja centralna w obszarze górniczym.
2. Obliczenie wydobycia dobowego kopalni
Liczebność załogi:
1 zmiana: 40% A = 236
2 zmiana: 35% A = 207
3 zmiana: 25% A = 147
3. Opis wentylacji
W projektowanej kopalni znajduje się jeden szyb wdechowy i jeden wentylacyjny, które są
zlokalizowane centralnie. Szyby te mają za zadania umożliwienie przepływu powietrza
przez wyrobiska. Szyb wdechowy służy do doprowadzania świeżego powietrza, natomiast
wentylacyjny do odprowadzania zużytego.
Wentylacja pokładu 305  część wisząca
Świeże powietrze wpada do szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wdechowego,
następnie kieruje się przecznicą główną transportową (-100) i przekopem do chodnika
kierunkowego poziomu 1 pokładu 305 (-100). Zużyte powietrze jest odprowadzane
pochylnią 1 w pokładzie 305 do zbiorczego chodnika wentylacyjnego (-20) w pokładzie
305. Następnie jest przekopem wentylacyjnym (-20) odprowadzane do chodnika
wentylacyjnego poziomu 1 (-40) w pokładzie 305. Następnie trafia do głównej przecznicy
wentylacyjnej (-40), a następnie do szybu wentylacyjnego, skąd trafia na powierzchnię.
Wentylacja chodnika transportowego poziomu 2 pokładu 305 (-188)
Świeże powietrza wpada do szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wdechowego,
następnie trafia główną przecznicą transportową (-188) do zbiorczego chodnika
transportowego poziomu 2 (-188), następnie powietrze szybikiem wędruje do pochylni 1 w
pokładzie 305, a z niej jest odprowadzane do zbiorczego chodnika wentylacyjnego (-20),
skąd trafia przekopem wentylacyjnym (-20) do chodnika wentylacyjnego poziomu 1 (-40) w
pokładzie 305, a stamtąd trafia do głównej przecznicy wentylacyjnej (-40), a następnie na
powierzchnię.
Pokład 305  część zrzucona
Wentylacja chodnika kierunkowego poziomu 1 pokładu 305 (-100) rozpoczyna się w
szybie wdechowym, gdzie wpada świeże powietrze, a następnie wędruje do głównej
przecznicy transportowej (-100), skąd trafia do chodnika kierunkowego poziomu 1 (-100) w
pokładzie 305. Zużyte powietrze jest odprowadzane pochylnią 2 w pokładzie 305 do
zbiorczego chodnika wentylacyjnego (-40) w pokładzie 305. Następnie trafia do głównej
przecznicy wentylacyjnej (-40), z której następnie do szybu wentylacyjnego, a stamtąd na
powierzchnię.
Wentylacja chodnika transportowego poziomu 2 pokładu 305 (-208) rozpoczyna się
wpadnięciem świeżego powietrza do szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-
wdechowego, skąd trafia główną przecznicą transportową (-188), następnie wędruje
chodnikiem (-188) w pokładzie 305 do przekopu wentylacyjnego (-208), a stamtąd trafia do
chodnika transportowego poziomu 2 pokładu 305 (-208). Zużyte powietrze jest
odprowadzane pochylnią wentylacyjną 2 w pokładzie 305 do zbiorczego chodnika
wentylacyjnego (-40) w pokładzie 305. Następnie trafia do głównej przecznicy
wentylacyjnej (-40), skąd trafia do szybu wentylacyjnego, a z niego na powierzchnię.
Pokład 502  część wisząca
Wentylacja chodnika podstaowego poziomu 1 pokładu 502  świeże powietrze wpada do
szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wdechowego, następnie trafia główną
przecznicą transportową (-100) do przekopu (-100), stamtąd do chodnika podstawowego
(-100) poziomu 1 w pokładzie 502. Zużyte powietrze jest odprowadzane pochylnią 1 w
pokładzie 502 do zbiorczego chodnika wentylacyjnego (-45) w pokładzie 502, a stamtąd
do przekopu (-45). Następnie trafia do chodnika wentylacyjnego (-65) w pokładzie 502, a z
niego do głównej przecznicy wentylacyjnej (-65), skąd trafia do szybu wentylacyjnego, a z
niego na powierzchnię.
Wentylacja chodnika transportowego poziomu 2 pokładu 502 (-215)  powietrze wpada do
szybu wdechowego, skąd wędruje do przecznicy głównej transportowej (-215), a z niej
trafia do chodnika transportowego (-215) pokładu 502 poziomu 2. Następnie trafia do
pochylni 1 pokładu 502, a z niej do chodnika zbiorczego wentylacyjnego (-45) poziomu 2 w
pokładzie 502, po czym trafie do przekopu (-45). Z niego trafia do chodnika zbiorczego
wentylacyjnego(-65) poziomu 2 w pokładzie 502. Następnie zużyte powietrze trafia do
głównej przecznicy wentylacyjnej (-65), skąd trafia do szybu wentylacyjnego, a z niego na
powierzchnię.
Pokład 502  część zrzucona
Wentylacja chodnika podstawowego poziomu 1 pokładu 502 (-100)  świeże powietrze
wpada do szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wechowego, skąd trafia przecznicą
główną transportową (-100) do chodnika podstawowego (-100) poziomu 1 w pokładzie
502. Zużyte powietrze zostaje odprowadzone pochylnią 2 pokładu 502 do zbiorczego
chodnika wentylacyjnego (-65) w pokładzie 502. Z niego trafia do głównej przecznicy
wentylacyjnej (-65), a z niej do szybu wentylacyjnego, z którego jest odprowadzane na
powierzchnię.
Wentylacja chodnika transportowego poziomu 2 w pokładzie 502 (-233)  świeże
powietrze wpada do szybu wydobywczo-zjazdowo-materiałowo-wdechowego, a z niego do
głównej przecznicy transportowej (-215), następnie do zbiorczego chodnika
transportowego (-218) poziomu 2 w pokładzie 502. Z niego z kolei trafia przekopem (-233)
do zbiorczego chodnika transportowego (-233) poziomu 2 pokładu 502. Zużyte powietrze
jest odprowadzane pochylnią 2 w pokładzie 502 do zbiorczego chodnika wentylacyjnego (-
65) w pokładzie 502. Z niego trafia do głównej przecznicy wentylacyjnej (-65), a z niej do
szybu wentylacyjnego, a następnie na powierzchnię.
5. Struktura udostępniania złoża
1. Opis struktury
W projektowanej kopalni została zastosowana złożowa struktura udostępniania złoża.
Struktura złożowa polega na wydzielaniu rejonów eksploatacyjnych upadowymi i
chodnikami głównymi; wyrobiska te są głównymi drogami transportowymi. Struktura ta
charakteryzuje się niskimi kosztami udostępniania i większą szybkością udostępniania i
rozcięcia złoża. Wadą tej struktury są wysokie koszty utrzymania wyrobisk górniczych.
2. Uzasadnienie wyboru struktury:
Struktura złożowa jest dobrym rozwiązaniem w projektowanej kopalni, ponieważ znajduje
zastosowanie w kopalniach słabo nachylonych (projektowana kopalnia  4 stopnie), o
cienkich pokładach, zalegających równomiernie i w niewielkich odległościach od siebie.
Dodatkowo jest stosowana w małych kopalniach, których wydobycie dobowe nie
przekracza 6000 t (kopalnia AC  niecałe 3000 t/dobę), oraz w kopalniach
charakteryzujących się niewielkim obszarem górniczym (kopalnia AC  9,6 km2).
3. Opis udostępniania
Udostępnianie złoża odbywa się za pomocą przecznicy transportowej, którą drąży się z
szybu z podszybia szybu wydobywczego i która przecina pokłady na każdym poziomie. W
miejscu przecięcia się przecznicy z pokładem wykonuje się chodnik podstawowy w złożu,
z którego prowadzi się w określonych odległościach oraz kierunkach pochylnie, z których
wykonuje się chodniki prowadzące do pól ścianowych.
6. Opis systemu eksploatacji
1. Przyjęty system
W kopalni AC został zastosowany system ścianowy.
8. Obliczenie głównych parametrów wentylacji
1. Określenie ilości powietrza świeżego ze względu na liczbe załogi:
A *q
L z
2. Określenie ilości powietrza świeżego ze względu na wielkość wydobycia dobowego i
wydzielanie się metanu:
3. Ilość powietrza ze względu na głębokość eksploatacji i temperaturę pierwotną skały:
4. Ilość powietrza przepływająca przez szyb wdechowy:
2949,89 = 3097,38= 51,62 m3/s
5. Ilość powietrza przepływająca przez szyb wentylacyjny:
54,08 m3/s
6. Sprawdzanie prędkości powietrza w szybach:
V = 51,08/ (0,8*28,5*1) = 2,37 m/s
went