Temat: 15. Obudowa wyrobisk górniczych.

1. Zadania i znaczenie obudowy wyrobisk górniczych.

Glównym zadaniem obudowy górniczej jest:

- ochrona ludzi zatrudnionych w wyrobiskach górniczych przed uderzeniem odłamkami skał opadającymi ze stropu i ociosów,

- zabezpieczenie przed zawałem,

- zapewnienie przez ustalony czas stateczności wyrobiska, a więc utrzymanie jego przekroju poprzecznego w wymiarach gwaran­tujących bezpieczne oraz bezawaryjne prowadzenie przewozu, transportu materiałów, wentylacji i innych funkcji, do pełnienia których wyrobisko zostało przeznaczone.

Niekiedy obudowa górnicza spełnia jeszcze inne zadania uboczne, jak np.:

- niedopuszczenie do wypływu do wyrobiska gazów lub wód ze skał otaczających,

- zabezpieczenie obnażonych powierzchni skalnych wyrobiska, przed wietrzeniem lub utlenianiem,

- izolację wyrobiska od ognisk pożarowych.

Pod względem technicznym obudowa górnicza powinna być:

- wytrzymała oraz łatwa do wykonania i wymiany,

- odporna na gnicie i korozję,

- łatwa do transportu.

Pod względem ekonomicznym powinna być tania, wykonana z dostępnych na rynku krajowym materiałów i przy możliwie małym nakładzie robocizny.

Prawidłowe dobranie i wykonanie obudowy górniczej ma duże znaczenie dla:

- bezpieczeństwa ludzi pracujących pod ziemią,

- bezawaryjnego prowadzenia ruchu,

- ekonomicznych wyników kopalni.

Rodzaj obudowy górniczej dla danego wyrobiska dobiera się ze względu na:

- wielkość, rodzaj i kierunek spodziewanego ciśnienia górotworu,

- rodzaj skał (ich własności fizyczne i mechaniczne),

- wymagany przekrój poprzeczny wyrobiska,

- przeznaczenie wyrobiska (korytarzowe - przewozowe, trans­portowe, wentylacyjne i inne - lub wyrobisko wybierkowe),

- przewidywany czas użytkowania wyrobiska.

Zasadniczo wszystkie dostępne wyrobiska podziemne powinny być zabezpieczone obudową górniczą przed obrywaniem się skał. Jeżeli skały są dostatecznie mocne (wytrzymałe), to kierownik ruchu zakładu może zezwolić na niestosowanie obudowy górniczej w wyrobisku.

Temat: 15.2. Materiały stosowane do obudowy wyrobisk górniczych.

1. Wybór materiału do obudowy.

Do obudowy wyrobisk górniczych stosuje się:

- drewno,

- stal,

- stopy metali lekkich,

- mur,

- beton,

- sztuczne tworzywa.

O wyborze materiału na obudowę wyrobisk decydują - obok takich czynników, jak czas trwania wyrobiska, ciśnienie górotworu, kształt wyrobiska - również właściwości materiału użytego do obudowy, a mianowicie:

- wytrzymałość materiału,

- odporność na korozję, wietrzenie i gnicie,

- ognioodporność,

- łatwość obróbki, transportu, składowania,

- możliwość wielokrotnego zastosowania,

- koszt obudowy przez cały okres używalności wyrobiska wraz ze stosowanymi środkami ochronnymi i koniecznymi przebu­dowami.

Temat: 15.2.2. Drewno jako materiał obudowy górniczej.

W polskich kopalniach obudowę górniczą drewnianą wykonuje się z drewna sosnowego, przygotowanego w postaci drewna okrągłego lub drewna tartego. Sortymenty drewna kopalnianego stosowane w polskim przemyśle węglowym podano w tabl. 15.1.

Zalety drewna:

- ma znaczną wytrzymałość przy niewielkim stosunkowo cięża­rze właściwym,

- jest łatwe do obróbki, transportu i składowania,

- suche drewno trzeszczy zanim się złamie, przez co ostrzega górnika przed niebezpieczeństwem zawału.

Wady drewna:

- ograniczona trwałość (do dwóch lat wskutek niszczącej dzia­łalności organizmów roślinnych (grzybów), powodujących butwienie i próchnienie, oraz owadów niszczących strukturę drewna,

- palność i jednorazowość pełnowartościowego użycia.

Do ochrony drewna przed próchnieniem i butwieniem, a również w celu ograniczenia palności drewna stosuje się impregnację, czyli nasycanie drewna odpowiednimi środkami chemicznymi. Takim środ­kiem jest oryginalny polski preparat Mofurit, odznaczający się dużą skutecznością ograniczania palności drewna i równocześnie własnoś­ciami grzybobójczymi.

Drewno do obudowy wyrobisk górniczych powinno być proste (lepiej wytrzymuje ciśnienie), niezbyt sękate (sęki osłabiają drewno) i bez pęknięć, gdyż one również zmniejszają wytrzymałość oraz ułatwiają butwienie i próchnienie.

Drewno używane do obudowy górniczej powinno być suche (zawartość wilgoci od 17 do 20%), gdyż drewno mokre jest ciężkie, mniej wytrzymałe i nie ostrzega górnika przed niebezpieczenstwem. Do użycia powinno się brać drewno ze składów i to takie, które leży tam najdłużej. Do obudowy, która ma istnieć dłużej niż jeden rok należy stosować drewno impregnowane. Obudowę z drewna nie impregnowanego należy okresowo oczyszczać z pleśni i grzybów oraz bielić wapnem lub mieszanką wapienno-cementową.

Temat: 15.2.3. Stal i stopy metali lekkich.

Stal jest obecnie najczęściej stosowanym materiałem do obudowy wyrobisk górniczych. Dzięki swym zaletom, a zwłaszcza wytrzyma­łości, zastępuje skutecznie - lecz niecałkowicie i nie wszędzie - drewno, mur oraz beton.

W górnictwie do obudowy górniczej stosowana jest stal węglowa o zawartości od 0,14 do 0,37% węgla. Dodatek manganu, wolframu, glinu i innych metali podnosi własności wytrzymałościowe stali. Na ogół stal stosowana do obudowy w górnictwie ma wytrzymałość wyższą od zwykłej stali stosowanej w budownictwie.

Zalety stali:

- duża wytrzymałość,

- niepalność,

- trwałość i możliwość wielokrotnego zastosowańia,

- możliwość łatwego dostosowania kształtu obudowy do kształtu wyrobiska.

Wady stali:

- wrażliwość na działanie wód agresywnych,

- duża masa elementów obudowy.

Do obudowy wyrobisk korytarzowych stosuje się przeważnie profile korytkowe i szynowe (rys. 15.1). Profile skrzynkowe i rurowe stosuje się w konstrukcjach obudów wyrobisk wybierkowych.

Glin i stopy metali lekkich cechują się znacznie mniejszym od stali ciężarem właściwym oraz większą odpornością na wpływy atmosferyczne i chemiczne. Wytrzymałość ich jest mniejsza od stali, jakkolwiek wystarczająca w przeciętnych warunkach górniczych.

W kopalniach metanowych nie wolno stosować stopów metali lekkich - zawierających glin lub magnez - do obudowy wyrobisk góniczych z uwagi na łatwość powstania iskry przy uderzeniu zardzewiałym żelazem.

Temat: 15.2.4. Mur i beton.

Mur powstaje przez:

- odpowiednie ułożenie i połączenie ze sobą kamieni naturalnych lub sztucznych (cegły, betonitów); materiałem wiążącym jest zaprawa,

- przez uformowanie go od razu jako jednolitej bryły.

Mury wznoszone z cegły lub betonitów. Cegła normalna ma wy­miary 250 x 120 x 65 mm, masa jej wynosi 3,5 kg. Do obudowy szybów używa się cegły szybowej, tzw. podwójnej, o wymiarach 250 x 120 x 130 mm. Powierzchnie cegły powinny być równe, lecz szorstkie, aby dobrze wiązały z zaprawą. Dobrze wypalona cegła ma barwę wiśniową jednostajną (również na przełamie) i przy dotknięciu nie powinna brudzić rąk.

W górnictwie używa się:

- cegły palonej klasy 150 o wytrzymałości na ściskanie 15 MPa,

- półklinkieru klasy 250 o wytrzymałości na ściskanie 25 MPa,

- klinkieru klasy 350 o wytrzymałości na ściskanie 35 MPa.

Betonity mogą być wykonane z betonu zwykłego lub zbrojonego (żelbetu) o kształtach prostopadłościanów prostych lub klinów (beto­nity klinowe do murowania sklepień). Kształty betonitów pokazano na rys. 15.2.

Mur wykonany z betonitów ma wytrzymałość większą niż mur wykonany z cegły.

Zaprawa. W górnictwie stosuje się wyłącznie zaprawę cementową. Składa się ona z cementu, piasku i wody, przy czym stosunek objętościowy cementu do piasku wynosi najczęściej 1: 3 lub 1:4. Przy większym dopływie wody stosuje się zaprawę 1:2. Najczęściej używa się cementu portlandzkiego marki 250 do 400, a w obecności wód agresywnych cementu hutniczego lub glinowego. Piasek stosowany do zaprawy powinien być grubo uziarniony, ostry, najlepiej kwarcowy, oraz wolny od domieszek ilastych i organicznych. Woda powinna być czysta i niezbyt twarda.

Ze względu na szybkie wiązanie cementu należy przygotowywać jednorazowo tylko tyle zaprawy, ile można jej użyć w ciągu dwóch godzin.

Spoiny poziome cegieł lub betonitów łączonych zaprawą cementową mają grubość 10 mm, a pionowe 12 mm.

Na 1 m³ muru potrzeba około 390 cegieł i 0,26 m³ zaprawy.

Beton. Stanowi go kamień sztuczny wykonany z kruszywa skalnego, cementu oraz wody, powstający w wyniku wiązania i twardnienia cementu. Wypełniając przygotowaną uprzednio formę betonem, uzys­kuje się monolit skalny o kształtach, jakie nadała mu forma. Można, więc z betonu wykonywać monolityczną obudowę wyrobisk, można też wykonywać prefabrykaty stanowiące elementy obudowy (np. betonity). Spoiwem betonu jest cement, przy czym najczęściej stosuje się cement portlandzki marki 250, 350 lub 400. W obecności wód agresywnych stosuje się cement hutniczy lub glinowy.

Kruszywem skalnym może być mieszanina żwiru i piasku, piasku, żwiru oraz tłucznia lub piasku i tłucznia o uziarnieniu od 2 do 80 mm. Woda powinna być wolna od domieszek chemicznych.

W kopalniach stosuje się najczęściej mieszaninę o proporcjach: 1 część cementu, 3 części piasku i 6 części tłucznia, Wymienione składniki należy wymieszać z wodą tak, aby tworzyły jednolitą masę.

Mieszanie i dodawanie wody wykonuje się zazwyczaj w specjalnych maszynach - betoniarkach. Niekiedy stosuje się mieszanie ręczne, (jeżeli potrzebna jest niewielka ilość betonu).

Wykonuje się to w następujący sposób. Żwir miesza się na sucho z cementem, a następnie stale mieszając dodaje się wody. Tłuczeń moczy się najpierw w wodzie, cement miesza się na sucho z piaskiem, a dopiero potem łączy się wszystkie te składniki, ciągle mieszając i dolewając wody. Przy dolewaniu wody należy zwracać uwagę na jej ilość, gdyż za mała ilość wody źle wpływa na wiązanie cementu, a za duża obniża wytrzymałość betonu.

Zależnie od konsystencji świeżej masy betonowej i sposobu ukła­dania betonu w formach (odeskowania) rozróżnia się:

- beton lany, tj. beton układający się w formie pod wpływem,­własnego ciężaru„

- beton ubijany, układany w formach warstwami grubości 15 do 20 cm i ubijany ubijakami lub wstrząsany wibratorami, aż do wystąpienia wody na ubijanej powierzchni,

- beton natryskowy, który uzyskuje się przez wielokrotne po­krywanie powierzchni skalnej betonem rzucanym pod cis­nieniem.

Wylany lub ubijany beton po godzinie tężeje, przechodząc z fazy półpłynnej w ciało stałe. W dalszym okresie w stężałym już betonie przebiegają procesy wiązania cementu, które powodują wzrost wy­trzymałosci betonu i które trwają nawet do 45 dni. Zasadniczo do 7 dni beton powienien osiągnąć 50%, a po 28 dniach 100% wy­trzymałości nominalnej, a więc tej, na którą był obliczony. Przez pierwsze 7 dni powinno się świezy beton polewać wodą w celu zapewnienia prawidłowego przebiegu wiązania.

Z każdego betonowania pobiera się próbki betonu. Wytrzymałość na ściskanie próbki w kształcie walca o średnicy 160 mm określa markę betonu. Na przykład beton marki 300 po 28 dniach powinien wykazać wytrzymałośc na ściskanie 30 MPa.

Zaletą betonu jest ogniotrwałość, długotrwałość, duża odporność na obciążenia statyczne i czynniki atmosferyczne.

Wady betonu to: mała wytrzymałość na obciążenia dynamiczne, na rozciąganie i zginanie, duży ciężar objętościowy oraz trudności doko­nywania przebudów.

Żelbet (żelazobeton, stalobeton). Jest to beton zaopatrzony w stalowe wkładki (zbrojenie) w tych miejscach, w których spodziewane jest występowanie naprężeń rozciągających, przekraczających stosunkowo małą wytrzymałość betonu na rozciąganie. Równoległa współpraca betonu i zbrojenia jest zapewniona dzięki doskonałej przyczepności obu materiałów oraz jednakowym współczynnikom ich rozszerzalno­ści cieplnej.

Zalety żelbetu to: ogniotrwałość, długotrwałość, odporność na ciśnienia statyczne i dynamiczne, możliwość wykonywania konstrukcji o dowolnym kształcie, małe koszty utrzymania.

Wadą żelbetu jest duża masa objętosciowa (około 2,5 t/m³) i trudności w dokonywaniu przebudów.

Temat: 15.3. Podstawowe pojęcia i podział obudowy górniczej.

Obudowa górnicza stanowi urządzenie lub zbiór urządzeń, zwanych zestawami lub elementami obudowy, stanowiących kompletne zabez­pieczenie wyrobiska górniczego.

Zestaw obudowy stanowi komplet elementów składowych obudo­wy, tworzących funkcjonalną całość przeznaczoną do zabezpieczenia wyrobiska górniczego.

Element obudowy jest to urządzenie stanowiące część składową zestawu lub kompletu obudowy.

Element podstawowy jest to element podpierający, podtrzymujący lub osłaniający pułap, ociosy i spodek wyrobiska (np. stojak, strop­nica, spągownica, łuk).

Element pomocniczy jest to element obudowy stanowiący uzu­pełnienie elementów podstawowych w procesie zabezpieczenia wy­robiska.

Zestawienie oraz schemat podziału zestawów i elementów obudo­wy górniczej podano w tabl. 15.2 oraz na rys. 15.3.

Sposób rozmieszczenia zestawów obudowy w wyrobisku gór­niczym nazywa się systemem obudowy. Jest on podyktowany systemem wybierania, organizacją pracy oraz wyposażeniem maszynowym wy­robiska.

Rys. 15.4. Podział obudowy gómiczej z uwzględnieniem rodzaju wyrobiska gómiczego i systemu jego zabezpieczenia (według PN-71/G-01100)

Norma polska PN-71/G-O1100 podaje następujący podział obudo­wy górniczej (bez uwzględnienia szybów i szybików):

a) według rodzaju wyrobiska i systemu obudowy (rys. 15.4) na:

- obudowę ścian,

- obudowę zabierek,

- obudowę wyrobisk korytarzowych i komorowych,

b) według sposobu pracy oraz podstawowych cech konstrukcji (rys. 15.5) na:

- obudowę sztywną,

- obudowę podatną,

c) według stosowanego materialu na obudowę:

- drewnianą,

- metalową,

- kamienną,

- z tworzyw sztucznych,

- mieszaną.

Według rodzaju i sposobu zabezpieczenia pułapu, ociosów oraz spodku wyrobiska obudowę górniczą można podzielić na:

- podporową, której zestawy i elementy przejmują ciśnienie góro­tworu oraz zabezpieczają pułap, spodek i ociosy wyrobiska przez ich podparcie, rozparcie lub podtrzymanie,

- kotwiową, zabezpieczającą wyrobisko za pomocą kotwi spina­jących warstwy skalne, przez co następuje wzrost ich wy­trzymałości,

- natryskową, wykonaną z warstwy materiału - np. beto­nu - nałożonego przez natryskiwanie na pułap i ociosy w celu ich umocnienia oraz uszczelnienia.

Obudową ostateczną jest obudowa górnicza wykonywana z zamia­rem pozostawienia jej na cały czas używalności wyrobiska.

Obudowa tymczasowa zabezpiecza wyrobisko w czasie jego pro­wadzenia, gdy przewidziane jest później zastosowanie obudowy osta­tecznej.

Dokumentem podstawowym obudowy górniczej w kopalni jest książka obudowy - dokument zatwierdzony przez okręgowy urząd górniczy - zawierająca wykaz dopuszczonych do stosowana w róż­nych warunkach odpowiednich sposobów obudowy wyrobisk gór­niczych. Książka obudowy jest częścią składową obowiązującego daną kopalnię planu robót górniczych (tzw. Planu ruchu).

Temat: 15.4. Obudowa podporowa.

15.4.1. Obudowa podporowa drewniana.

Obudowa drewniana jest obudową, której elementy podstawowe (stojaki i stropnice) wykonane są z drewna. Zestawami obudowy drewnianej są odrzwia i stosy.

Stojaki lub tzw. krzyże (krótki okrąglak lub połowica podparta stojakiem - rys. 15.6) stosowane są rzadko samodzielnie jako obudowa górnicza i tylko tam, gdzie strop jest odpowiednio zwięzły oraz wytrzymały.

W wyrobiskach wybierkowych stosuje się pojedyncze stojaki w celu doraźnego wzmocnienia obudowy w określonym miejscu, a także w rzędzie, jako tzw. organy zabezpieczające czynne wyrobisko od strony zrobów.

W wyrobiskach poziomych stojaki stawia się prostopadle do pułapu. W wyrobiskach nachylonych stawia się je w położeniu po­średnim między pionem, a prostą prostopadłą do spodku wyrobiska (rys. 15.7).

Przed zabudowaniem stojaka wymierza się potrzebną jego długość za pomocą dwóch zachodzących na siebie łat (musów) i stosownie do wymiaru dobiera się odpowiedni stojak. Następnie wykonuje się w spągu gniazdko głębokosci 10 do 15 cm, po czym wprowadza się w nie cieńszy koniec stojaka i podbija go mocno pod strop lub stropnicę.

Podatność stojaka drewnianego uzyskuje się przez jego zaostrzenie lub zaciosanie (rys. 15.8).

Stropnice wraz z okładzinami stosuje się jako obudowę górniczą wówczas, gdy strop jest słaby, a ociosy wytrzymałe. Stropnice osa­dzone są w gniazdkach wykutych w mocnych skałach ociosowych (rys. 15.6c) lub oparte na stalowych wspornikach zakotwionych w ociosie.

Odrzwia stanowią pojedynczy zwykły zestaw obudowy złożonej ze stropnicy, co najmmej dwóch stojaków i elementów pomocniczych. Rozróżnia się odrzwia zwykłe otwarte (rys. 15.9b) lub zamknięte (rys. 15.9a) stosowane tam, gdzie występuje wyciskanie spągu. Stojaki ze stropnicą. łączone są za pomocą wiązań.

Rys. 15.9. Drewniana obudowa chodników odrzwiami

W kopalniach polskich stosuje się wiązania polskie, niemieckie i bardzo rzadko wiązania szwedzkie.

Wiązanie polskie (rys. 15.10) wymaga wykonania. w grubszym końcu stojaka cylindrycznego wycięcia, tzw. olunku, w którym to wycięciu spoczywa stropnica. Olunek wykonuje się specjalną piłą mechaniczną na powierzchni kopalni lub na dole ręcznie siekierą.

Wiązanie polskie jest łatwe do wykonania. i pracuje dobrze przy nacisku pionowym na stropnicę. Przy nacisku bocznym stojak może być wypchnięty spod stropnicy. W takich przypadkach zabezpiecza. się odrzwia rozporą (rys. 15.11).

Wiązanie niemieckie (rys. 15.12) wymaga dokładnego wykonania. Wiązanie to pracuje dobrze zarówno przy ciśnieniu pionowym z góry, jak i przy ciśnieniu z boku, przy czym przy większym cisnieniu bocznym stojaki dotykają stropu wyrobiska, a stropnica spoczywając w ich wycięciach nie dotyka ociosów.

Wiązanie szwedzkie (rys. 15.13), stosowane przy ciśnieniach jed­nakowych od stropu i ociosów, wymaga bardzo dokładnego dopaso­wania stojaka oraz stropnicy. W przypadku występowania większych ciśnień w wyrobiskach korytarzowych stosuje się dodatkowe stojaki środkowe, czyli tzw. pośredniaki.

W wyrobiskach wybierkowych (zabierki, ściany z podsadzką hydrauliczną) odrzwia podpiera się trzema, czterema, a nawet pięcio­ma stojakami (rys. 15.14).

W celu osłonięcia wyrobiska przed opadaniem do niego odłamków skalnych opina się strop między stropnicami okładzinami z okorków. W postępującym przodku natychmiast po obnażeniu stropu należy zawiesić stropnicę. Zawiesza się ją najczęściej na dwóch udźwi­gach, z których każdy podwieszony jest na dwóch podwieszakach (rys. 15.15). Następnie opina się obnażony strop okładzinami (okor­kami, połowicami, okrąglakami).

Podwieszona stropnica z opinką stanowi obudowę tymczasową i zabezpiecza załogę przodka przed odłamkami skalnymi opadającymi ze stropu. Po wybraniu urobku, pod podwieszoną stropnicą pod­budowuje się stojaki, po czym usuwa się udźwigi i podwieszaki.

Rys. 15.15.Wykonywanie odrzwi o wiązaniu polskim za pomocą udźwigów

a - schemat rozmieszczenia elementów obudowy,

b - prawidłowe oklinowanie udźwigów;

1 - stropnica podwieszona w przodku na udźwigach,

2, 3 - udźwigi,

4, 5, 6, 7 - podwieszaki,

8, 9 - stropnice podbudowane stojakami (kompletne odrzwia),

10, 11 - miejaca, w których będą zabudowane stojaki po wybraniu urobku,

12 - k1iny

W kopalniach węgla w wyrobiskach wysokości przekraczającej 3 m poszczególne elementy obudowy drewnianej powinny być od­powiednio zabezpieczone przed wybiciem lub przewróceniem. W tym celu wiąże się stropnice ze stojakiem linką z wyżarzonej miękkiej stali (ze starych lin) lub spina je klamrą (rys. 15.16).

Okorki lub połowice opinające strop lub ociosy powinny_, być unieruchomione przez oklinowanie. Odrzwia drewniane upodatma się przez zabudowanie zaostrzonych lub zaciosanych stojaków.

Wszelkie pustki między obudową a ociosami i stropem wyrobiska powinny być szczelnie wypełnione, przy czym przy obudowie drew­nianej można wypełnić je przez wyklocowanie drewnem (rys. 15.17).

Jeżeli odrzwia budowane są na piasku (z wybranej i podsadzonej uprzednio dolnej warstwy pokładu), to stojaki mogą być narażone na wciskanie w piasek. Dlatego też należy stawiać je na podkładkach z połowic lub z bali długosci 0,4 do 0,5 m, wkopanych w piasek na głębokość 0,3 do 0,5 m (rys. 15.18).

W zależności od lokalnych warunków górniczo-geologicznych stosuje się liczne i różne konstrukcje oraz technologie wykonania obudowy.

Stos, zwany również kasztem, stanowi podporę stropu wyrobiska górniczego charakteryzującą się dużą podpornością oraz dużą po­wierzchnią podstawy, dzięki ktorej utrzymuje on bez rozparcia stałą równowagę w pozycji stojącej. Stosy drewniane (klatkowe) wyko­nywane są z okrąglaków lub kantówek układanych krzyżowo na sobie po dwie lub więcej na kształt studni lub klatki (rys. 15.19). Stos może być pusty lub wypełniony kamieniem. Może być staly lub roz­bieralny.

Rys. 15.19. Stos drewniany klatkowy.

Temat: 15.4.2. Obudowa metalowa.

Obudowa metalowa jest obudową górniczą, której podstawowe ele­menty wykonane są z metalu (głównie ze stali - obudowa stalowa, nadziej ze stopów metali lekkich).

Ze względu na swe zalety obudowa stalowa stanowi obecnie najczęściej stosowaną obudowę wyrobisk korytarzowych i ścian.

15.4.2.1. Elementy podstawowe obudowy metalowej.

Elementy podstawowe obudowy metalowej stanowią stojaki, strop­nice, łuki i kotwie.

Stojaki metalowe. Dzieli się na pojedyncze i rozsuwne. Stojaki pojedyn­cze (stosowane bardzo rzadko) wykonywane są zazwyczaj, ze starych szyn kolejowych, kopalnianych, profili dwuteowych lub korytko­wych przyciętych do odpowiedniej długości.

Stojaki rozsuwne są to stojaki złożone z kilku części; można je rozsuwać na określoną długość. Mogą one być sztywne lub podatne i te ostatnie są obecnie prawie wyłącznie stosowane.

Stojaki rozsuwne podatne dzielą się na cierne i hydrauliczne. W stojakach ciernych nacisk stropu przejmowany jest przez zamek działający na zasadzie tarcia, w stojakach hydraulicznych przez ciecz, którą stanowi olej lub emulsja olejowa w wodzie.

Istotną cechą stojaków jest ich podporność, czyli zdolność pod­pierania stropu.

Rozróżnia się podporność:

- wstępną, ktorą nadaje się stojakowi przez rozparcie go pod stropnicą,

- roboczą, czyli nominalną, którą osiąga stojak pod naciskiem stropu po zsunięciu go o pewną długość zależną od typu stojaka,

- maksymalną, czyli szczytową, równą wytrzymałości stojaka na boczenie - po jej przekroczeniu stojak ulega zniszczeniu.

Stojaki cierne mają podporność wstępną 30 do 150 kN, podpor­ność roboczą 300 do 400 kN i szczytową 500 do 600 kN. Stojaki hydrauliczne osiągają od razu podporność wstępną 200 do 250 kN, którą nadaje im ciśnienie oleju lub emulsji wytworzone w każdym stojaku oddzielnie lub agregatem zasilającym grupę stojaków.

Stojaki cierne. Stojak cierny, podobnie_, jak każdy stojak rozsuwny, złożony jest z trzech zasadniczych częsci:

- rdzennika, składającego się z rdzenia i głowicy przystosowanej do współpracy ze stropnicą o przekroju skrzynkowym, dwu­teowym i innym; zależnie od kształtu stropnicy rozróżnia się głowice koronkowe do współpracy ze stropnicą o przekroju skrzynkowym, dwuteowym lub stropnicą drewnianą i głowice widlaste dla stropnic o przekroju szynowym lub dwuteowym;

- spodnika, złożonego z pochwy wykonanej z kształtownika lub rury i stopy;

- zamka.

Elementem decydującym o pracy i podporności stojaka jest zamek, służący do zakleszczenia (zaciśnięcia ciernego) stojaka na ustalonej wysokości, odpowiadającej wysokości wyrobiska.

Podporność stojaka zależy od siły zakleszczenia zamka i współ­czynników tarcia jego elementów ciernych. Wpływ na pracę stojaka ma również wilgoć i zapylenie oddziałujące na wielkość współ­czynnika tarcia. Sposoby uzyskania zakleszczenia zamka pokazano na rys. 15.20.

Postawiony pod stropnicą stojak rozpiera się specjalnym urządze­niem, zwanym podciągnikiem, zakleszcza się przez zabicie (wepchnię­cie) poprzecznego klina, dzięki czemu stojak uzyskuje podporność.

Pod wpływem obciążenia rdzennik wsuwa się do spodnika, powo­dując wzrost zakleszczenia, a tym samym wzrost podporności stojaka, aż do uzyskania podporności roboczej. Wykres zależności podporności stojaka od wielkości zsuwu nazywa się charakterystyką pracy stojaka. W zależności od wielkości zsuwu warunkującego uzyskanie podporności roboczej rozróżnia się stojaki:

- późnopodporowe,

- wczesnopodporowe,

- natychmiastpodporowe.

Stojaki późnopodporowe mają rdzennik lekko zbieżny. Podpor­ność roboczą uzyskują przy wsuwie rdzennika w spodnik 60 do 80 mm, a stojaki wczesnopodporowe już przy wsuwie do 20 mm.

Charakterystyki stojaków późno- i wczesnopodporowych pokaza­no na rys. 15.21. Z uwagi na opóźnienie podpornosci roboczej stojaki te dopuszczają do odprężenia, a nawet spękania skał stropowych, co powoduje dodatkowe obciążenia i niebezpieczeństwo obrywania się odłamów skalnych. Stanowi to dużą wadę tych stojaków, w związku z czym produkcja ich została zatrzymana.

Stojaki natychmiastpodporowe uzyskują podporność roboczą na­tychmiast z rozpoczęciem zsuwu. Nie dopuszczając do odprężenia skał stropowych najlepiej współpracują z górotworem, dzięki czemu znala­zły powszechne zastosowanie. W polskich kopalniach stosuje się najczęściej stojaki natychmiastpodporowe SNP-20 i Valent.

Stojaki SNP-20 (rys. 15.22) produkuje Tarnogórska Fabryka Urzą­dzeń Górniczych.

Rozróżnia się stojaki:

- SNP-20/I, przeznaczone do obudowy wyrobisk ścianowych wysokości do 3 m prowadzonych z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej;

- SNP-20/II z konstrukcją wzmocnioną, przeznaczone do obu­dowy wyrobisk ścianowych wysokości od 2,5 do 4,0 m prowa­dzonych z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej;

- SNP-20R, przystosowane do pracy w kopalniach rud; mają one stopę o większej powierzchni w celu zabezpieczenia stojaka przed wgniataniem w miękki spąg.

Rdzennik stojaka SNP-20 składa się z rdzenia o profilu skrzyn­kowym o zbieżności 2 mm na całej jego długości i głowicy koron­kowej przystosowanej do współpracy ze stropnicami członowymi lub drewnianymi. U dołu znajduje się otwór dla kołka sprężystego, zabezpieczającego rdzennik przed całkowitym wyciągnięciem go ze spodnika.

Spodnik ma przekrój kwadratowy. U podstawy zakończony jest płaską stopą; w stojakach SNP-20R wymienną. W stopie znajduje się otwór o przekroju 50 mm, przeznaczony do czyszczenia stojaka z miału gromadzącego się w spodniku. Do górnej czołowej powierz­chni spodnika przyspawany jest zamek.

Kadłub zamka stanowi obejma z przyspawaną do niej wkładką cierną. W tylnej części zamka przyspawany jest pręt, stanowiący uchwyt dla podciągnika.

Elementy układu zamka stanowią:

- luźna wkładka cierna, czyli tzw. serwoelement,

- dwa kliny poprzeczne.

Do podciągania stojaka używa się podciągników zębatkowych, przy czym wymagana siła rozparcia wynosić powinna 40 do 50 kN.

Rys. 15.22 Stojak natychmiastpodporowy SNP-20/1

a - przekrój, b - charakterystyka podpornościowa;

Zaklinowanie zamka następuje czterema uderzeniami młotem o masie 4 kg na przemian w każdy klin (stojak jest w pozycji pionowej); w kopalniach rud trzema uderzeniami młotem, gdyż pył rudny zwiększa współczynnik tarcia. Rabowanie stojaka następuje przez wybicie klinów, powodujące zluzowanie zamka.

Stojaki Valent (rys. 15.23) stosowane są do obudowy wyrobisk ścianowych prowadzonych z zawałem stropu. Bywają też używane do obudowy wyrobisk korytarzowych jako elementy zasadnicze obudowy prostokątnej lub do wzmocnienia obudowy łukowej.

Rdzennik i spodnik stojaka Valent wykonywane są z rur stalowych.

Zamek składa się z kadłuba zespawanego z dwóch części oraz obej­my sprężynowej (element cierny) zaciskanej dwoma klinami roz­pierającymi.

Powierzchnia cierna rdzennika jest ocynkowana, co pozwoliło na uzyskanie podporności roboczej 400 do 450 kN. Uzyskuje się ją przy dostatecznym zakleszczeniu zamka, uderzając młotem 4 kg na przemian w każdy klin aż do wystąpienia charakterystycznego tzw. dzwonienia, co uzyskuje się uderzając 8 do 12 razy w każdy klin.

Stojaki podciąga się za pomocą podciągników zębatkowych lub hydraulicznych, przy czym siła rozparcia powinna wynosic 40 do 60 kN. Rabowanie stojaków następuje przez wybicie klinów.

W tablicy 15.3 podano wielkości produkowanych stojaków Valent.

Stojaki hydrauliczne. Stojak hydrauliczny złożony jest z:

- cylindra (spodnika),

- rdzennika z tlokiem,

- zaworów i elementów ukladu hydraulicznego,

- cieczy (medium hydraulicznego), którą jest olej lub emulsja olejowa.

Rys. 15.24. Zasada pracy stojaka hydraulicznego

1 - rdzennik,

2 - zawór,

3 - spodnik

Zasadę pracy stojaka hydraulicznego pokazano na rys. 15.24. Zadanie zamka w stojaku hydraulicznym spełnia zawór przelewo­wy, przy czym podporność stojaka zależy od ustalonego ciśnienia otwierającego ten zawór. Rozparcie stojaka następuje przez wy­tworzenie ciśnienia cieczy w komorze roboczej (komorze wysokiego ciśnienia) przez pompę hydrauliczną przez co stojak uzyskuje podporność wstępną. Jest ona równa iloczynowi powierzchni tłoka stojaka i ciśnienia zasilania cieczy na­dawanej przez pompę. Po rozparciu stojaka odcina się komorę roboczą od zasilania. Nacisk górotworu powoduje wzrost ciśnienia. cieczy, aż do uzyskania podporności roboczej. Przy dalszym nacisku stropu, po przekroczeniu podporności robo­czej następuje otwarcie zaworu przelewowego i ciecz z komory wysokie­go ciśnienia przeplywa do komory niskiego ciśnienia lub na zewnątrz. Następuje zsuwanie się stojaka (podatność), jednak przy zachowaniu pełnej podporności roboczej. Całkowite zsunięcie stojaka powoduje jego zaciśnięcie i najczęściej zniszczenie. Rabowanie stojaka hydraulicznego następuje przez obniżenie poziomu cieczy w komorze roboczej. Wszystkie stojaki hydrauliczne są stojakami podatnymi natych­miastpodporowymi. Podporność ich uwarunkowana jest nastawie­niem zaworu przelewowego i nie zależy od sumiennej działalności obsługi, jest więc jednakowa dla wszystkich stojaków danego typu. Nie jest też zależna od wilgotności i zapylenia. Obsługa stojaków hydraulicznych jest bezpieczniejsza i wymaga mniej wysiłku fizycznego niż w przypadku stosowania stojaków ciernych.

Wadą ich jest skomplikowana budowa i konieczność dokładnego wykonania fabrycznego, a co za tym idzie - wysoka cena.

Stojaki hydrauliczne dzielą się na dwa zasadnicze typy:

- stojaki z zasilaniem własnym o zamkniętym obiegu cieczy, czyli stojaki indywidualne (pompowe),

- stojaki z zasilaniem centralnym o otwartym obiegu cieczy.

Rys. 15.25. Stojak hydrauliczny GIG-SHI-07

A - spodnik, 6 - pierścień metalowy,

B - rdzennik, 7 - poliamidowy pier6cied prowadzqcy,

C - przedłużacz 8 - gumowy Pierścień samouszczelaiający,

l - rura spodnika, 9 - denko,

2 - dno, 10 - zawór rabujący z zaworem przelewowlnn,

3 - nakrętka, 11 - pompa ciśnieniowa

4 - rura rdzennika, 12 - ramię.

5 - ttok,

Stojaki hydrauliczue z zasilaniem własnym. Konstrukcję i działanie stojaków hydraulicznych z zasilaniem własnym opisano na przy­kładzie stojaka GIG-SHI-07 (rys. 15.2.)

Zasadnicze zespoły jego stanowią: spodnik A, rdzennik B, wymienny przedłużacz C (nakładany na rdzennik oraz części układu hydraulicz­nego pokazane na przekroju. Medium hydraulicznym jest olej. Długość stojaków uzyskuje się przez dobranie odpowiedniego przedłużacza.

Spodnik (cylinder) stanowi stalowa rura 1 zamknięta od dołu dnem 2 i od góry nakrętką 3. Część cylindra wypełniona olejem, znajdująca się poniżej położenia tłoka, stanowi komorę roboczą, czyli komorę wysokiego cisnienia.

Rdzennik przenosi ciśnienie ze stropu przez stropnicę, przedłużacz, rurę rdzennika 4 z tłokiem 5 na olej w komorze roboczej i przez dno cylindra na spąg. Na tłoku rdzennika 5 jest osadzony: pierścień metalowy 6, poliamidowy pierścień prowadzący 7 oraz gumowy pierścień samouszczelniający 8 przytrzymywany denkiem 9. Tłok ma cylindryczne otwory, w których osadzony jest szczelnie zawór rabują­cy z zaworem przelewowym 10 oraz pompa ciśnieniowa 11. Otwarcie zaworu rabującego lub przelewowego powoduje przepływ oleju z ko­mory roboczej do rdzennika, stanowiącego komorę niskiego ciśnienia. Następuje wtedy zsuwanie stojaka. Ponowny rozsuw stojaka i rozpar­cie go pod stropnicą następuje przez przepompowanie oleju pompą ciśnieniową 11 z komory niskiego ciśnienia do komory roboczej. Pompowanie odbywa się ręcznie za pomocą ramienia 12.

Rabowanie stojaka dokonuje się przez uruchomienie zaworu rabującego (rys. 15.25).

Stojaki GIG-SHI-07 mają zastosowanie jako element obudowy wyrobisk ścianowych eksploatowanych z zawałem stropu w po­kładach grubości od 0,9 do 1,9 m przy nachyleniu do 30°.

Stojakami o zasilaniu własnym są rownież stojaki Dowty, Rhein­stahl, GS, Pathfinder 25, Acrow Atlas 25 i Polar.

Konstrukcja stojaków z zasilaniem własnym jest bardzo skom­plikowana i stojaki te są obecnie zastępowane stojakami hydraulicznymi z zasilaniem centralnym.

Stojaki hydrauliczne z zasilaniem centralnym. Zasada pracy wszystkich stojaków zasilanych centralnie jest jednakowa. Polega na doprowa­dzeniu z zewnątrz medium hydraulicznego znajdującego się pod odpowiednim ciśnieniem.

W polskich kopalniach węgla najbardziej rozpowszechnione są stojaki krajowe GIG-SHC-40S (rys. 15.26), stosowane jako elementy obudowy ścian zawałowych prowadzonych w warunkach występowa­nia wysokiego ciśnienia górotworu.

Medium hydraulicznym jest emulsja olejowo-wodna (2% oleju) doprowadzana z agregatu zasilającego (pompa hydrauliczna) specjal­nym systemem przewodów.

Stojaki GIG-SHC-40S przeznaczone są do pokładów średnich. Dokumentacja konstrukcyjna obejmuje dwie wielkości podstawowe S1 (krótsze) i S2 (dłuższe). Zastosowanie przedłużaczy o różnych długościach umożliwia uzyskanie ośmiu różnych długości stojaków w zakresie od 1,25 do 2,65 m.

Dane teclniczne stojaka GIG-SHC-40S.

Podporność wstępna, kN 80 do 180

Podporność robocza, kN . . . 400

Ciśnienie zasilania, MPa . . . 16,0

Ciśnienie robocze, MPa . . . 34,5

Stojak zaworu przelewowego stojaka GIG-SHC-40S złożony jest z cylind­ra (spodnika), rdzennika z tlokiem, bloku zaworów i przedłużacza. Do jego zabudowania i eksploatacji w wyrobisku służą:

- wyposażenie złożone z:

pistoletów zasilania (1 na 50 stojaków),

rabowników (1 na 50 stojaków),

przyrządów do sprawdzania podporności stojaków (1 na 200 stojaków),

- zespół zasilania.

Cylinder wykonany jest z rury stalowej 1 (rys. 15.26) połączonej od dołu ze stopą 2 i od góry z tuleją 3 zaopatrzoną w uchwyt 4. Cylinder stanowi prowadzenie rdzennika. Jego wewnętrzna powierzchnia jest starannie obrobiona i chromowana.

Rys. 15.26. Stojak hydrauliczny zasilany centralnie GIG-SHC-40S

l - rura cylindra (spodnika),

2 - stopa,

3 - tuleja,

4 - uchwyt,

5 - rura rdzennika,

6 - tłok,

7 - rura doprowadzjąca zespołu wspomagającego ra­bowanie,

8 - korpus zaworów,

9 - sprężyna zespołu wspomagającego rabowanie,

10 - trzpień rabujący,

11 - sprężyna trzpienia rabującego,

12 - sprężyna zaworu przelewowego,

13 - tłok zaworu,

14 - korek zamykający,

15 - przedłużacz,

16- kołek mocujący przedłużacz

Rdzennik złożony jest z rury rdzennika 5 o zewnętrznej powierz­chni chromowanej, tłoka 6, którego szczelność i prowadzenie w cylind­rze zapewnia zespół uszczelniająco-prowadzący, i korpusu zaworów 8.

W rdzenniku osadzony jest zespół wspomagający czynność rabowania, złożony z rury doprowadzającej 7, odpowiednio uszczelnionej w kor­pusie zaworow i w tłoku, oraz znajdującej się w niej sprężyny 9.

Blok zaworowy umieszczony w korpusie zaworów stanowi zespół zaworów zasilająco-rabującego i przelewowego. Zawór zasilają­co-rabujący uruchamiany jest w przypadku zasilania (rozpierania) stojaka za pomocą pistoletu rabującego, a w przypadku rabowa­nia - dźwignią rabunkową (rabownikiem). W jednym i drugim przypadku następuje osiowe przesunięcie trzpienia rabującego 10 powodujące otwarcie zaworu.

Przy zasilaniu następuje przepływ emulsji z przewodów zasilają­cych przez pistolet, kanały przelotowe bloku zaworowego, rurę 7 do komory ciśnieniowej w cylindrze, powodując podnoszenie tłoka, a tym samym wysunięcie i rozparcie stojaka. Wyjęcie pistoletu z szyjki korpusu zaworów spowoduje przesunięcie trzpienia rabującego w jego pierwotne położenie, zamykając połączenie komory ciśnieniowej z at­mosferą. W przypadku rabowania przepływ emulsji odbywa się w kierunku przeciwnym, a więc wypływa ona z komory ciśnieniowej przez otwory i kanały w trzpieniu rabującym na zewnątrz. Ubytek emulsji powoduje zsuwanie, a więc możliwość wyrabowania stojaka.

Otwarcie zaworu przelewowego następuje z chwilą zadziałania obciążenia przekraczającego podporność stojaka, uwarunkowaną na­pięciem sprężyny zaworu przelewowego 12 utrzymującej w normalnej pozycji tłoczek 13. Nadmierne ciśnienie powoduje przesunięcie tłoczka (ściśnięcie sprężyny) i otwarcie kanałów umożliwiających wypływ emulsji ze stojaka na zewnątrz przez otwory w korku zamykającym 14. Następuje nieznaczne wsunięcie rdzennika w spodnik, po czym chwilo­wy spadek ciśnienia emulsji powoduje przesunięcie tłoczka 13 w jego poprzednie położenie (naciskiem sprężyny) i zamknięcie zaworu prze­lewowego. Cykl ten powtarza się wielokrotnie w czasie zsuwu stojaka pod nadmiernym obciążeniem. Wahania podporności stojaka nie powinny przekraczać ±5% podporności roboczej.

Przedlużacz 15 stanowi element wymienny i połączony jest z kor­pusem zaworów za pomocą kołków 16.

Pistolet zasilający (rys. 15.27) stanowi urządzenie umożliwiające przepływ emulsji z zespołu zasilającego do stojaka w czasie jego zabudowania w wyrobisku.

Rabownik (rys. 15.27) przeznaczony jest do rabowania stojaka. Może ono być dokonywane bezpośrednio ręcznie lub z pewnej odległości za pomocą linki zaczepionej w otworze dźwigni.

Przyrząd do sprawdzania podporności stojaków (rys. 15.27) służy do przeprowadzania kontroli wielkości obciążenia stojaka w czasie jego pracy w wyrobisku.

Zasady obsługi stojaka przedstawiono na rys. 15.28.

Zespól zasilający składa się z agregatu zasilającego, przewodów głównych i przewodów rozprowadzających.

Na rys. 15.29 przedstawiono schemat układu zasilania stojaków hydraulicznych zasilanych centralnie.

Rys. 15.29. Układ zasilania stojaków hydraulicznych centralnie zasilanych

1 - agregat zasilający, 7 - przewód wysokociśnieniowy (zasilający),

2 - łącznik specjalny, 8 - stojak

3 - przewody wysokociśnieniowe 9 - pistolet zasilający,

główne, 10 - dźwignia rabunkowa (rabownik),

4 - złączka zwykła, 11 - przyrząd do kontrolowania pojemności stojaków,

5 - zawór odcinający, 12 - zaślepka

6 - złączka trójnikowa,

Obok agregatów GIG-SHC-40S stosowane są w polskich kopal­niach stojaki GIG-SHC-40W (do pokładów grubych) oraz stojaki zagraniczne Klöckner-Ferromatic.

Stropnice metalowe. Podział stropnic metalowych podano na rys. 15.30. Stropnica zwykła jest to sztywna belka przeznaczona do podtrzymy­wania stropu wyrobiska górniczego, nie przystosowana do łączenia jej z innymi stropnicami w ciągu, pracująca na zginanie.

Do obudowy wyrobisk ścianowych stosuje się jeszcze w niektórych kopalniach stropnice zwykłe szynowe z szyn o wymiarach 138, 140 lub 148, a także dwuteowe z profili KI-80, GI-90 i GI-110. Stropnice te zastąpiono stropnicami członowymi.

W wyrobiskach korytarzowych prostokątnych stosuje się stropnice stalowe o profilach szynowych, dwuteowych lub korytkowych. Strop­nice wykonane z profilu GI-110 stanowią elementy prostokątnej obudowy podporowej CHOP.

W nowoczesnych obudowach podporowo-kotwiowych (patrz rys. 15.79) i kotwiowo-belkowych (patrz rys. 15.75) projektuje się (Lubels­kie Zagłębie Węglowe) stropnice z kształtowników G-120, G-130,

G-140, profili skrzynkowych 110 x 120, 120 x 140 oraz profilu koryt­kowego KS, KO, V. Przewiduje się możność stosowania stropnic zwykłych do długości 5 m.

Stropnica giętka może być wykonana z liny stalowej, łańcucha itp. Po zamocowaniu jej w dwóch punktach podtrzymuje ona strop wyrobis­ka, pracując ną rozciąganie.

Stropnica członowa jest stropnicą przystosowaną do łączenia jej z innymi stropnicami tego samego typu w sposób umożliwiający wzajemne ich usztywnienia oraz mocowanie wysięgników. Stropnice tego typu stosowane są wyłącznie jako elementy obudowy wyrobisk ścianowych.

Stropnice członowe składają się z belki stropnicowej o profilu dwuteowym lub skrzynkowym, końcówki oraz złącza, umożliwiające­go ich łączenie i usztywnienie.

Ze względu na sposób połączenia można je podzielić na:

- strzemionowe,

- bezstrzemionowe.

W polskim górnictwie stosuje się stropnice członowe produkcji krajowej:

- SCG-T 62/80 (rys. 15.31a) strzemionowe, jako elementy obudo­wy ścian wybieranych z zawałem stropu; produkuje się je o długościach belki stropnicowej 800, 1000, 1200, 1400, 1500 i 1600 mm, a masa ich wynosi 14 do 24 kg;

- SCG-51 D/110 (rys. 15.31b) strzemionowe, przewidziane do obudowy wyrobisk ścianowych w pokładach grubych; belka stropnicowa wykonana jest z profilu G-110;

- SCG-51 B/90 (rys. 15.31c) z belką stropnicową o przekroju skrzynkowym i złączem strzemionowym z klinem;

- SCGB-C96 (rys. 15.32) bezstrzemionowe o złączu klinowym, przeznaczone do pracy w ciężkich warunkach stropowych.

Stropnice krzyżowe (rys. 15.33) stosuje się jako elementy obudowy wlotów ścian. Umożliwiają bezpieczne powiązanie obudowy ścianowej z obudową chodnika przyściano- wego.

Łuki stanowią elementy obudowy łukowej, omówionej w dalszej części.

Kotwie omówiono przy obudowie kotwowej.

Temat 15.4.2.2. Obudowy złożone z zestawów metalowych zwykłych.

Zestawy zwykłe obudowy metalowej stanowią odrzwia i stosy. Odrzwia stalowe są powszechnie stosowanymi zestawami obudo­wy zarówno wyrobisk korytarzowych, jak i wyrobisk wybierko­wych - zwłaszcza ścianowych. Ze względu na kształt użytych elementów podstawowych odrzwia dzielą się na:

- prostoliniowe (przeważnie prostokątne, rzadziej trapezowe), złożone z elementów prostoliniowych,

- łukowe, których część przylegająca do stropu wyrobiska składa się wyłącznie z elementów łukowych (łuków).

Pod względem współpracy z górotworem rozroźnia się odrzwia sztywne i odrzwia podatne, przy czym podatność może być uzyskana przez zastosowanie podatnych stojaków (ciernych, hydraulicznych), zastosowanie połączeń podatnych lub wprowadzenie elementu pomoc­niczego upodatniającego - bieguna.

Obudowa metalowa wyrobisk korytarzowych. Obudowę metalową wyrobisk korytarzowych mogą stanowić odrzwia złożone z elementów podstawowych prostoliniowych lub łukowych. Stawiane są one w polu korytarza w płaszczyznach prostopadłych do jego osi w odległościach ustalonych w książce obudowy.

Obudowa metalowa odrzwiami prostokątnymi. Odrzwia prostokątne złożone są ze stojaków pojedynczych metalowych i stropnic metalo­wych zwykłych połączonych w sposób pokazany na rys. 15.34. Obudowa taka jest obudową sztywną.

Rys. 15.34. Sposoby łączenia elementów obudowy sztywnej za pomocą:

nakładki (a) kątownika (b), trzewika (c), kształtki (d) i (e) połączenia szyny z rurą

Obudowa odrzwiowa prostokątna podatna złożona jest z dwóch lub więcej stojaków podatnych natychmiastpodporowych i stropnic, metalowej zwykłej. Taką obudowę stanowi obudowa odrzwiami złożonymi z dwóch lub trzech stojaków Valent i stropnicy wykonane_. z kształtowników V-25 (rys. 15.35).

Stropnica. składa się z dwóch kształtowników V-25 nałożonych na siebie i połączonych ze sobą strzemionami, umieszczonymi w odległo­ści 300 mm od końców stropnic.

Stropnica zabudowana jest dnami kształtowników w kierunku stropu. Do dolnego kształtownika przyspawane są płytki ustalające. Podobną obudowę stanowi obudowa CHOP, złożona ze stojaków ciernych CHOP i stropnicy metalowej zwykłej.

Obudowa metalowa odrzwiami łukowymi. Stanowi obudowę po­wszechnie stosowaną do obudowy wyrobisk korytarzowych, niekie­dy komorowych. Odrzwia mogą być złożone ze stropnicy łuko­wej i stojaków prostoliniowych lub wyłącznie z elementów łuko­wych. Najczęściej stosuje się odrzwia złożone z trzech elementów łukowych, łuku stropnicowego i dwóch łuków ociosowych.

Zależnie od rodzaju połączeń rozróżnia się odrzwia łukowe:

- sztywne,

- podatne.

Odrzwia łukowe sztywne. Stosowane obecnie w pol­skim górnictwie odrzwia łukowe sztywne ŁS-G110 i ŁS-G140 skła­dają się z trzech elementów łukowych (dwuteownik G-110 lub G-140) oraz łukowych połączeń (zamków). Zamki mogą być proste lub łukowe.

Elementy pomocnicze stanowią:

- płyty spągowe,

- okładziny żelbetowe,

- rozpory stalowe między sąsiednimi odrzwiami.

Szerokość użyteczna (mierzona na wysokości 1,8 m od końca stropnicy) wynosi od 3,87 (ŁS-G-110) do 5,30 m (ŁS-G-140).

Odrzwia łukowe podatne. Odrzwia łukowe podatne (rys. 15.37), stosowane powszechnie w kraju konstrukcji ŁP, złożone są z na­stępujących elementów:

- dwóch łuków ociosowych 1,

- łuku stropnicowego 2,

- strzemion (zamków) łączących łuki ociosowe z łukiem strop­nicowym 3.

Rys. 15.37. Odrzwia obudowy ŁP (oznaczenia a, b, r itd. podano w tabl. 15.4)

W skład obudowy łukami podatnymi wchodzą również okładziny, rozpory, a w razie potrzeby płyty spągowe (przy miękkich spągach).

Elementy łukowe wykonane są z profilu korytkowego (stal St-5), przy czym łuki stropnicowe wykonano z profili KS 14, KS 18, KS 21 i KS 28, a łuki ociosowe z profili KO 14, KO 18, KO 21 i KO 28. Symbole te określają profil i masę jednego metra kształtownika w kg. Na przykład symbol KS 21 oznacza profil korytkowy, stropnicowy o masie 21 kg/m, symbol KO 28 oznacza profil korytkowy ociosowy o masie 28 kg/m. Oznaczenie profilu zaznaczone jest przez wywal­cowanie na wewnętrznej powierzchni profilu.

Strzemiona (rys. 15.38) wykonane są ze stali St-3, przy czym kabłąk wykonany jest z pręta okrągłego, a jarzmo z kształtownika. Stanowią one zamki cierne, zapewniające zsunięcie się połączonych elementów łukowych pod wpływem nacisku górotworu do założonych konstruk­cyjnie wymiarów.

Rys. 15.38. Strzemię do odrzwi z łuków podatnych (o profilu V)

1 - łuk stropnicowy o profilu V,

2 - łuk ociosowy o profilu V,

3 - kabłąk,

4 - jarzmo profilowe,

5 - nakrętka

Odrzwia łukowe podatne ŁP produkuje się w dziesięciu wielko­ściach oznaczonych ŁP 1, ŁP 2 itd.

W tablicy 15.4 podano wymiary poszczególnych wielkości odrzwi ŁP, przy czym oznaczenia (S, w, r itd.) podano w nawiązaniu do rys. 15.37.

Wielkości odrzwi oznacza się za pomocą barwnych znaków malowanych farbą olejną na podłużnej osi łuku w połowie jej dłu­gości (dla łuku stropnicowego) lub w odległości 500 do 700 mm od wygiętego końca (dla łuku ociosowego). Oznaczenia te podano w tabl. 15.4.

Obecnie odrzwia obudowy chodnikowej podatnej łukowej wy­konuje się z kształtowników o profilu V ze stali 30GY. Profil V pokazano na rys. 15.39. Korzystną jego cechę stanowi ostry kąt rozwarcia, zapewniający sztywność poprzeczną i wytrzymałość na wyboczenie, oraz korzystne rozłożenie masy w przekroju poprzecznym korytka. Odrzwia wykonywane są jako trzyczęściowe i czteroczęś­ciowe.

Elementy odrzwi połączone są strzemionami dwujarzmowymi typu K (kabłąkowe) lub typu SD (z jarzmem. górnym i dolnym). Odrzwia trzyczęściowe z kształtownika V21 i V25 wykonuje się w jedenastu wielkościach od 0 do 10, trzyczęściowe z V29 w pięciu wielkościach 6, 7, 8, 9 i 10, a czteroczęściowe z kształtownika V29 ; o wielkościach 9 i 10. Odrzwia z kształtownika V36 wykonuje się wyłącznie jako czteroczęściowe w wielkościach 7, 8, 9 i 10, a z kształ­townika V44 w wielkościach 9 i 10.

Wymiary odrzwi trzyczęściowych podano w tabl. 15.5, natomiast odrzwi czteroczęściowych w tabl. 15.6.

Wprowadzenie kształtowników z profili V zwiększa nośność i wy­trzymałość odrzwi obudowy chodnikowej, poprawia charakterystykę ich pracy, a tym samym zapewnia właściwe utrzymanie wyrobisk chodnikowych.

Łuki odrzwi z kształtowników V21 i V36 łączone są tylko strzemionami typu SD, natomiast łuki z kształtowników V25 i V29 - strzemionami SD lub K.

Sposób cechowania elementów odrzwi obudowy łukowej z kształ­towników V podano w tabl. 15.7

.

Okladziny stanowią istotny element obudowy odrzwiowej podat­nej. Zapewniają one zarówno opięcie wyłamu skalnego wyrobiska, jak również - wspólnie z rozporami - rozparcie i powiązanie po­szczególnych odrzwi.

Opięcie wyłamu skalnego:

- zabezpiecza ludzi i urządzenia pracujące w wyrobisku przed opadem odłamków skalnych,

- przenosi ciśnienie górotworu na odrzwia,

- przeciwdziała. odprężeniu się skał za obudową.

1. Oznaczenie wielkości kształtownika naniesione jest na wewnętrznej powierzchni dna kształtownika.

2 Na elementach 4-częściowych odrzwi ŁP-V29-4 oprócz oznaczeń podanych w tab­licy, dodatkowo naniesiony jest jeden zielony pasek.

3. W przypadku występowania podwójnego znakowania (garby walcownicze i zna­kowanie farbą) o wielkości odrzwi decyduje znakowanie farbą.

4. Oznaczenie farbą wielkości odrzwi nanosi się na bocznych powierzchniach kołnierzy łuków lub na zewnętrznej powierzchni dna kształtownika.

Okładziny mogą być drewniane (okorki, okrąglaki o średnicy 8 do 11 cm), żelbetowe i stalowe. Okładziny drewniane są obecnie coraz rzadziej stosowane w obudowie wyrobisk korytarzowych ze względu na bezpieczeństwo przeciwpożarowe.

Okładziny żelbetowe stanowią deski żelbetowe wykonane z betonu marki 200 lub 250 i cementu portlandzkiego marki 250 do 350. Stosuje się okładziny żelbetowe typu A i typu C, różniące się od siebie zbrojeniem. Wymiary ich są jednakowe i wynoszą: szerokość 11 cm, grubość 6 cm i długości 110, 120, 125 i 130 cm. Sposób układania okładzin żelbetowych pokazano na rys. 15.40.

Spośród okładzin stalowych przyjęły się i są obecnie stosowane okładziny MM oraz siatki zgrzewane typ lekki i typ ciężki.

Okładziny MM (rys. 15.41) wykonane są z blach stalowych grubości 4 mm odpowiednio nacinanych i rozciąganych. Jest to okładzina wiotka i daje zwisy. Prawidłową jej pracę można uzyskać przez spinanie poszczególnych arkuszy okładzin złączami.

Dobór i sposób zabudowy okładzin zależy od wielkości profilu, z którego wykonane są odrzwia. Przy profilach V21 i V25 stosuje się do opinania stropu okładziny żelbetowe lub siatki zgrzewane, a ocio­sów siatki MM lub zgrzewane, przy V29 strop i ociosy powinny być opięte okładzinami żelbetowymi lub siatkami zgrzewanymi typ ciężki, a przy V36 ociosy opina się okładzinami żelbetowymi Samson lub siatkami zgrzewanymi typu ciężkiego. W stropie siatki układa się w dwóch warstwach.

Rozpory obok rozparcia oraz zapewnienia współpracy poszczegól­nych odrzwi ustalają również odległość w jakiej stawiane są odrzwia. Rozpory robiono dawniej z okrąglaków drewnianych, wykonując w nich odpowiednie wycięcia. Obecnie stosuje się rozpory stalowe wykonywane z materiału złomowego (blachy, rury) lub wykonane fabrycznie z profili korytkowych jako rozpory o dwustronnym kierunku działania (ściskanie i rozciąganie). Rozpory takie zapew­niają stateczność obudowy wyrobisk korytarzowych. Zależnie od wielkości odrzwi powinno być 5 do 7 rozpór symetrycznie rozmiesz­czonych.

Wykonanie obudowy łukami podatnymi. Wyrobisko, w którym przewi­duje się obudowę ŁP, powinno być wydrążone w kształcie jak najbardziej zbliżonym do kształtu obudowy. Ustawienie odrzwi na­stępuje albo przez skręcenie ich na spągu, a następnie podniesienie ich w całości i ustawienie w miejscu zabudowania, albo przez zawieszenie łuku stropnicowego na udźwigach (rys. 15.42), a następnie dostawienie łuków ociosowych i po -

łączenie ich strzemionami ze stropnicą. Łuki w zamku powinny do siebie ściśle dolegać. Śruby należy kontrolować i dokręcać (dociągać) jeszcze przez parę następnych dni po zabudowaniu obudowy.

Przy wykonywaniu obudowy łukowej podatnej z kształtowni­ków KS i KO strzemiona powinny być umieszczone w odległości od siebie 20 cm, a odległość ich od końca zakładki powinna wynosić około 10 cm.

Przy stosowaniu profili V strzemiona umieszcza się na końcu zakładki. Śruby zakręca się kluczem ręcznym o ramieniu 1,0 do 1,3 m lub zakrętakiem mechanicznym.

Łuki ociosowe (ich dolne końce) ustawia się w gniazdkach głębo­kości około 20 cm. W przypadku miękkich spągów należy stosować stopy podporowe. Mogą to być stopy betonowe lub stalowe dopusz­czone w kopalniach węgla kamiennego. Obecnie produkuje się stopy podporowe stalowe typu SPW 1 (do kształtowników V21 i V25) oraz SPW2 (do kształtowników V29 i V36)­

W wyrobiskach o nachyleniu mniejszym od 25° łuki ustawia się prostopadle do osi wyrobiska. Jeżeli nachylenie wyrobiska jest większe od 25°, to łuki przechyla się górą o 5°, jak pokazano na rys. 15.43.

Odległość między odrzwiami określona jest w książce obudowy dla poszczególnych wyrobisk korytarzowych. Wynosi ona zazwyczaj 0,8 do 1,2 m.

Pusta przestrzeń między wyłomem skalnym wyrobiska i obudową powinna być wypełniona szczelną wykładką kamienną (skałą płonną). Nie wolno pozostawiać pustek za obudową, gdyż pozostawienie ich powoduje wytworzenie się wokół wyrobiska strefy spękań o du­żym zasięgu, co może spowodować deformację, a nawet zniszczenie obudowy.

Dla zapewnienia szczelnego wypełnienia pustek za obudową czy­nione są próby stosowania ścisłej wykładki z szlamów samowiążących, anhydrytu lub betonów o niskich markach.

W przypadku występowania ciśnień spągowych zaleca się stoso­wanie obudowy łukowej podatnej zamkniętej - ŁPZ (rys. 15.44), w której spągnica połączona jest z łukami ociosowymi za pomocą stopy łącznikowe) lub wspornika łącznikowego (rys. 15.45).

W wyrobiskach korytarzowych wykonywanych w skalach mięk­kich pęczniejących, tam gdzie przewiduje się duże ciśnienia działające na obudowę ze wszystkich stron, stosuje się okrągłą zamkniętą podatną obudowę stalową (rys. 15.46).

Obudowa metalowa wyrobisk ścianowych. Obudowa wyrobisk ściano­wych powinna cechować się:

- dużą wytrzymałością i stabilnością - ze względu na duże powierzchnie obnażonego stropu oraz występowanie dużych ciśnień statycznych i dynamicznych ujawniających się w czasie robót wybierkowych,

- możliwością łatwego jej przesuwania w miarę postępu czoła ściany.

Wymagania te spełnia obudowa metalowa, dlatego też stosowana jest powszechnie do obudowy wyrobisk ścianowych z zawałem stropu i coraz częściej do obudowy ścian prowadzonych z zastosowaniem podsadzki. Zestawy stosowane do obudowy ścian mogą być zwykłe (obudowa indywidualna) lub zmechanizowane.

Zestawy zwykłe są to odrzwia przestawiane ręcznie, złożone ze stojaków ciernych lub hydraulicznych i stropnic zwykłych lub człono­wych. Obudowę, w skład której wchodzą stropnice członowe, nazywa się obudową członową.

Elementami pomocniczymi odrzwi ścianowych są:

- wykładziny,

- płyty stropowe lub spągowe dla zmniejszenia nacisku jedno­stkowego na powierzchnię stropu lub spągu.

Na rys. 15.47a przedstawiono zestaw złożony ze stojaków i strop­nicy zwykłej, a na rys. 15.47b zestaw złożony ze stojaków oraz stropnic członowych.

Odrzwia stanowiące obudowę ścian ustawia się w wyrobisku ścianowym równolegle lub prostopadle do czoła ściany. Zależnie od położenia odrzwi w stosunku do czoła ściany rozróżnia się:

- obudowę podlużną, w której odrzwia ustawione są równolegle do czoła ściany (rys. 15.48),

- obudowę poprzeczną, w której odrzwia ustawione są prostopad­le do czoła ściany (rys. 15.49).

Bardzo ważnym czynnikiem dla pracy ściany jest możność utrzy­mywania przenośnika ścianowego pod ociosem węglowym w pierw­szym polu i przesuwania go w całości po wybraniu każdego zabioru.

Umożliwia to obudowa członowa, w której zapięta na strzemieniu stropnica stanowi wysięgnik zabezpieczający strop w czasie ładowania i odstawy urobku bezpośrednio po urobieniu pasa calizny. Po wybraniu urobku oraz wyczyszczeniu urobionego pola można przeno­śnik przesunąć w całości i podbudować stojakami stropnice, będące dotychczas wysięgnikami. Te zalety zdecydowały, że obudowa człono­wa jest obecnie w powszechnym użyciu tam, gdzie stosowanie obudów zmechanizowanych byłoby nieopłacalne. Obecnie stosuje się odrzwia członowe złożone ze stropnic członowych podbudowanych stojakami GIG-SHC-40S, GIG-SHC-40W lub stojakmi ciernymi Valent.

Rozróżnia się następujące układy obudowy członowej ścian:

- w linię,

- w trójkąt,

- w zakos.

Przy obudowie w linię (rys. 15.49) końce stropnic zarówno od strony zawału, jak i od strony czoła ściany tworzą linię prostą. Pole robocze zabezpieczone jest odrzwiami zabudowanymi w odległości 0,6 do 1,0 m od siebie, przy czym zależnie od fazy wybierania ściany znajdują się w niej dwa lub trzy szeregi stojaków.

W układzie tym wyróżnia się dwa warianty ze stropnicami członowymi, a mianowicie:

- wysięgnikowymi (rys. 15.49a),

- bezwysięgnikowymi (rys. 15.49b).

Wariant drugi stosowany jest tam, gdzie w polu przyczłonowym występują duże ciśnienia i utrzymanie stropu wysięgnikiem byłoby niebezpieczne. Układ ten uniemożliwia przesuwanie przenośnika w ca­łości, co utrudnia wybieranie ściany.

Pole ściany zabezpiecza się od zawału obudową dodatkową ustawianą w linii przyszłego zawału. Ma to na celu niedopusz­czenie do zarabowania się stropu w polu ściany w czasie dokony­wania rabunku. Przy obudowie metalowej zabezpieczenie to uzys­kuje się przez zabudowanie na linii przyszłego zawału dodatko­wych stojaków (tzw. łamaczy) lub kasztów metalowych (mechanicz­nych lub hydraulicznych). W polskim górnictwie węglowym linię zawału wzmacnia się za pomocą pojedynczych lub podwójnych łamaczy. Na rys. 15.49 pokazano zabezpieczenie za pomocą pojedyn­czych łamaczy.

Przy obudowie w trójkąt (rys. 15.50) głębokość jednorazowego zabioru równa się połowie długości stropnicy, a więc przy stropnicach długości 1,2 m skraw kombajnem wykonuje się z zabiorem 0,6 m.

Kolejne szeregi obudowy przesunięte są względem siebie o połowę długości stropnicy, w związku z czym końce stropnic, zarówno od strony zawału, jak i od strony czoła ściany, tworzą trójkąty równo­ramienne. Odległości wzajemne odrzwi (rzędy stojaków) mogą wyno­sić 0,6, 0,7, 0,8 i 1,0 m. Po urobieniu zabioru zapina się stropnice członowe na strzemionach w odrzwiach, których końce są dalej od aktualnego czoła ściany. Tym sposobem trójkąt zabezpieczający pierwsze pole (przyczołowe) przesuwa się do przodu i pod zabez­pieczonym stropem można prowadzić dalsze czynności wybierania.

Zależnie od fazy pracy ściany, w przedziale roboczym jest cztery lub pięć szeregów stojaków. Obudowa w trójkąt zapewnia najlepsze podparcie stropu i jest najczęściej stosowanym układem obudowy przy urabianiu kombajnami.

Przy urabianiu strugami, gdy głębokość skrawu (zabiór) wynosi 0,10 lub 0,15 m i przy stropach słabych, gdy obnażenie 0,3 lub 0,4 m stropu może spowodować zawał w przodku, stosuje się obudowę w zakos (rys. 15.51).

Głębokość zabioru i długość stropnic należy dobrać tak, aby wielokrotność głębokości skrawu była równa długości stropnicy. Przy układzie obudowy w zakos końce stropnic, zarówno od strony czoła ściany jak i od strony zawału tworzą zakos, przy czym liczba odrzwi w zakosie może wynosić trzy lub cztery. Wskutek takiego ukła­du szeregi stojaków są odległe od siebie o 0,3 lub 0,4 m.

Stosy metalowe dzielą się na:

- klatkowe,

- mechaniczne (rys. 15.52a),

- hydrauliczne (rys. 15.52b).

Rys. 15.52. Kaszty stosowane w wyrobiskach ścianowych

a - kaszt cierny OKU,

b - kaszt hydrauliczny Dowty

Stosy klatkowe metalowe podobne są do stosów drewnianych, z tym że układa się je z szyn stalowych lub częściowo z szyn stalowych, a częściowo z drewna tartego.

Podporność stosu zależy od jego wymiarów. Zazwyczaj buduje się stosy o wymiarach 1,0 m x 1,0 m x wysokość. Osiągają one podpor­nośc do 500 kN.

Rozbieralność stosu klatkowego ułatwia belka samowyzwalająca.

Stosy mechaniczne lub hydrauliczne, zwane również kasztami, przystosowane są do mechanicznego rozpierania i luzowania. Ce­chują się dużą podpornością. Na przykład kaszt cierny OKU wykazu­je podporność 1500 do 2400 kN, a kaszt hydrauliczny Dowty 500 do 800 kN.

Temat: 15.4.2.3. Zestawy obudowy zmechanizowanej.

Zestawem zmechanizowanym nazywa się zestaw obudowy górniczej, w którym czynności podpierania, luzowania i przesuwania lub krocze­nia w procesie zabezpieczenia wyrobiska górniczego wykonywane są za pomocą napędu mechanicznego lub hydraulicznego. Duża podpor­ność i łatwość przemieszczania się w wyrobisku w miarę postępu przodku zdecydowały, że są one obecnie najchętniej stosowaną obudową ścian i to zarówno zawałowych, jak i podsadzkowych. Niekiedy stosuje się też zestawy zmechanizowane w chodnikach drążonych kombajnami jako tymczasową obudowę przodkową, gdzie stosowanie obudowy zwykłej byłoby hamulcem dużego postępu przodku.

Zestawy zmechanizowane stanowią skomplikowane maszyny wy­magające starannego wykonania fabrycznego. Wysoki koszt obudowy zmechanizowanej wymaga przede wszystkim właściwej lokalizacji, prawidłowego zainstalowania w wyrobisku, a następnie _.troskliwej opieki w czasie pracy ze strony załogi zarówno pionu gorniczego, jak i maszynowego.

Zestawy zmechanizowane mają dużą masę - rzędu kilku, a nawet kilkunastu ton. Ich transport jest uciążliwy i manewrowanie w cias­nych wyrobiskach górniczych trudne, dlatego też transport i instalacja obudowy zmechanizowanej musi odbywać się, według ustalonego programu, którym jest dokumentacja zbrojenia sciany. Duża praco­chłonność tych robót i koszt z tym związany nakazuje stosowanie obudów zmechanizowanych w ścianach o dużych wybiegach.

Obecnie fabryki maszyn górniczych produkują kilkadziesiąt rodza­jów obudów zmechanizowanych. Dostosowane one są do pokładów różnej grubości od 0,46 m (Fazos-046/13-Ozs) do 4,7 m (Pioma 24/47-Oz) zalegających z upadem nawet do 60° (Fazos-073/17-OzT) i eksploatowanych systemami:

- z zawałem,

- z podsadzką hydrauliczną,

- z podsadzką dmuchaną.

Ze względu na konstrukcję można je ogólnie podzielić na:

- obudowy podporowe, w których stropnice i spągnice rozparte są stojakami hydraulicznymi na podobieństwo kasztu (rys. 15.53),

- obudowy osłonowe, a raczej podporowo-osłonowe, w których układ dwóch stropnic osłonowej i podtrzymującej strop zabez­piecza wyrobisko ścianowe od przestrzeni zawałowej.

Obudowa podporowa. Składa się z zespołu stojaków hydraulicz­nych rozpierających stropnice i spągnice, przesuwników hydraulicznych umożliwiających przesuwanie zespołu stojaków (kasztów) i prze­nośnika ścianowego do ociosu. Układ hydrauliczny przystosowany jest do sterowania ręcznego i automatycznego. Umożliwia on luzowanie kasztu przed jego przesunięciem, przesuwanie zluzowanego (z obni­żoną stropnicą) kasztu, a następnie jego rozparcie i przesuwanie przenośnika.

Obudowy podporowe budowane są obecnie o konstrukcjach do­stosowanych do eksploatacji ścianowej z podsadzką hydrauliczną.

Obudowa osłonowa. Jej cechą zasadniczą jest osłona wyrobiska ścianowego od strony zawału. Uzyskuje się to przez wprowadzenie stropnicy osłonowej połączonej ze spągnicą z jednej strony i stropnicą pod­trzymującą strop z drugiej strony oraz rozpartej do spągnicy podporą (stojakiem hydraulicznym). Wysuw stojaka hydraulicznego pozwala na dostosowanie obudowy do zmiennych warunków, które mogą wystąpić w czasie eksploatacji obudowy w wyrobisku ścianowym i po przeniesie­niu obudowy do innego pokładu.

Na rys. 15.54 pokazano zestaw obudowy osłonowo-podporowej Fazos-17/37-Oz. Obudowa ta została skonstruowana dla ścian zawało­wych wysokości 1,7 do 3,7 m.

Podstawowym jej zestawem jest sekcja dwustojakowa składająca się z zespołów głównych:

- spągnicy prawej 1,

- spągnicy lewej 2,

- stropnicy osłonowej odzawałowej 3,

- stropnicy podtrzymującej_. 4 wraz ze stropnicą wysuwną,

- dwóch stojaków hydraulicznych 5,

- układu przesuwnego 6,

- łączników układu lemniskatowego - przedniego 7 i tylnego 8,

- przesuwnika korekcyjnego spągnic 9,

- podpory stropnicy podtrzymującej 10,

- układu hydraulicznego 11.

Osłona odzawałowa, łączniki przednie, łączniki tylne i spągnice tworzą czterodźwigniowy układ, zapewniający podłużną stateczność sekcji. Elementy tego układu są połączone przegubowo za pomocą sworzni.

Dzięki zastosowaniu układu lemniskatowego czterodźwigniowego, koniec stropnicy w płaszczyźnie pionowej (podczas rozpierania i rabo­wania) przemieszcza się prawie po linii prostej. Przegub łączący stropnicę osłonową ze stropnicą podtrzymującą w czasie zmiany wysokości obudowy (rozpierania) zakreśla krzywą zwaną lemniskatą (zbliżoną formą do leżącej ósemki).

Obudowy osłonowe podpierają małą szerokość stropu. Linia zawału stropu znajduje się w odległości 1,2 do 2,0 m od czoła ściany, podczas gdy przy obudowach podporowych wynosi do 4 m.

Do podstawowych zalet obudów osłonowych należy zaliczyć:

- uzyskiwanie dużych sił podpornościowych bezpośrednio przy czole ściany przy jednoczesnej dużej stabilności sekcji obu­dowy

- całkowitą izolację wyrobiska ścianowego od przestrzeni zawa­łowej oraz od przedostawania się do niego opadających skał ze stropu, w tym także bardzo drobnych brył oraz pyłu,

- przez zastosowanie mechanizmu lemniskatowego prawie rów­noległe do pionu czoła ściany przesuwanie się w pionie strop­nicy podtrzymującej,

- ograniczenie do minimum otwartej przestrzeni w ścianie, przy jej optymalnym przekroju określonym przepływem powietrza,

- możliwość stosowania ich przy urabianiu kombajnami i stru­gami,

- uniezależnienie pracy obudowy od przenośnika zgrzebłowego ścianowego,

- bezpieczną i wolną od przeszkód drogę przejścia dla obsługi, a także dogodny tor jazdy dla maszyn urabiających.

Polski przemysł maszyn górniczych produkuje obecnie ponad 80 obudów zmechanizowanych różnych typów.

Są to obudowy:

a) do eksploatacji z zawałem stropu: - wyłącznie podporowo-osłonowe 56

b) do eksploatacji z podsadzką hydrauliczną: - podporowe 13

- podporowo-osłonowe 8

c) do eksploatacji z podsadzką pneumatyczną - wyłącznie podporowo-osłonowe 6

Obudowę Fazos-23/33-Pp do ścian z podsadzką hydrauliczną pokazano na rys. 15.55.

W tablicy 15.8 podano podstawowe dane niektórych obudów produkcji krajowej.

W polskim górnictwie węglowym stosuje się głównie obudowy zmechanizowane produkcji krajowej, ale obok nich pracowały również zagraniczne. Były to obudowy zmechanizowane niemieckie: Rheins­tahl-8H70 (podporowa), Rheinstahl RHS 16/36, Klöckner S2, 45/4,5, Thyssen RHS 17/36L (osłonowe); angielskie: Dowty 6 x 40 i Dowty 6 x 70 (podporowe); francuska Marrel-Hydro oraz rosyjskie MK-97 (podporowa) i OMKT (osłonowa).

Temat: 15.4.3. Obudowa kamienna.

Obudowa kamienna stosowana jest jako obudowa wyrobisk koryta­rzowych udostępniających, a więc przekopów, przecznic, niektórych wyrobisk przygotowawczych o długim okresie użytkowania oraz komór pełniących zadania usługowe dla całości kopalni lub poziomu. Stosowanie jej jest celowe w górotworze, w którym przewiduje się obciążenia statyczne.

Obudowa kamienna jest obudową sztywną. Można ją częściowo upodatnić przez stosowanie wkładek upodatniających (z twardego drewna) lub wykonanie podsadzki z drobnego kamienia (poduszki skalnej) między nią a górotworem.

Zalety jej to duża wytrzymałość na obciążenia statyczne, trwałość, niepalność i odporność na czynniki atmosferyczne.

Wady - to konieczność wykonywania dużego wyłomu skalnego, mała odporność na ciśnienia dynamiczne, duży koszt wykonania i trudności przy wykonywaniu przebudów.

Obudowę kamienną wykonuje się obecnie wyłącznie z kamienia sztucznego, a więc cegły, betonitów, betonu i żelbetu. Ze względu na dużą wytrzymałość tych materiałów na ściskanie, a małą na rozciąganie, obudowie tej nadaje się kształt dostosowany do przej­mowania naprężeń ściskających. Dlatego też zasadniczą cechą kształtu tych obudów jest sklepienie i stąd obudowy kamienne zalicza się do obudów sklepieniowych, a więc takich, które nad wyrobiskiem koryta­rzowym lub komorowym tworzą zwarte, trwałe sklepienie.

Zależnie od warunków górniczo-geologicznych i ciśnień, jakie działają na obudowę, stosuje się różne kształty obudowy kamiennej (rys. 15.56).

Obudowę kamienną można podzielić na murową, natryskową, żelbetową i prefabrykowaną.

Obudowa murowa. Powstaje przez odpowiednie ułożenie i połą­czenie ze sobą cegły lub betonitów. Składniki jej stanowią cegła lub betonity i zaprawa cementowa. Można w niej wyróżnić fundament, mury ociosowe, wezgłowie sklepienia i sklepienie.

Rys. 15.57. Etapy wznoszenia obudowy murowej

Sklepienie może mieć kształt odcinka koła, półkola, a przy większych ciśnieniach pionowych - paraboli.

Obudowę murową wykonuje się w wydrążonym i zabezpieczonym obudową tymczasową wyrobisku w odległości 10 do 15 m od czoła przodku. Wznoszenie obudowy murowej pokazano na rys. 15.57.

Fundamenty pod mury ociosowe zakłada się na głębokości 0,3 do 0,5 m od spodku wyrobiska. Może on być wykonany z kamienia naturalnego, z betonu lub cegły.

Mury ociosowe wznosi się na fun­damentach układając warstwy cegieł oraz kontrolując ich ułożenie po­ziomicą i pionem. Grubość murów i sklepień z cegły wykonuje się za­zwyczaj na1/2 lub 2 cegły, tj. 38 lub 51 cm (grubość spoiny 1 cm). Cegły układa się według określonego układu, czyli wiązania. Sposoby wiązania cegieł w murze pokazano na rys. 15.58.

Rys. 15.58. Najczęściej stosowane wiązania cegieł

a - wózkowe stosowane w murach grubości 1/2 cegły,

b - główkowe stosowane w murach grubości 1 cegły,

c - kowadełkowe stosowane w murach grubości 2 cegły,

d - krzyżowe

Najczęściej stosuje się wiązania krzyżo­we. Sklepienia wykonuje się na deskowaniu wspartym na krążynach o krzywiźnie od­powiadającej krzywiźnie sklepienia. Krążyny wykonane są z desek lub stali i oparte są na pomoście roboczym. Sklepienie muruje się począwszy od wezgłowi do szczytu. W szczy­cie umieszcza się klin z ociosanej cegły lub betonitu, zwany zwornikiem. Krążyny oraz rusztowanie z pomostem roboczym można usunąć po związaniu zaprawy w spoinach, a więc najwcześniej po upływie 48 godzin od chwili za kończenia murowania.

Obudowę można powiązać z górotworem albo za pomocą za­prawy wiążącej mury i sklepienie ze skałami otaczającymi lub, w przypadku występowania dużych ciśnień, za pomocą- podsadzki wykonanej z drobnego kamienia, zapewniającej równomierny rozkład obciążeń na obudowę. Grubość podsadzki 15 do 30 cm.

Obudowa betonowa. Stanowi monolit z betonu. Wykonuje się ją odcinkami długości 4 do 6 m. Po ułożeniu fundamentów robi się odeskowanie (oszalowanie) wsparte na krążynach drewnianych lub stalowych i stojakach (rys. 15.59).

Rys. 15.59. Deskowanie do wykonania obudowy betonowej

a - drewniane, 1 - krążyna drewniana,

b - z krążyną metalową 2 - stojaki drewniane,

3 - deskowanie,

4 - krążyna metalowa

Odległość odeskowania od ociosu lub stropu skalnego określa zazwyczaj grubość muru betonowego. Przestrzeń odeskowaną wypeł­nia się betonem wrzucanym ręcznie lub dostarczanym rurociągiem za pomocą pompy betonowej lub powietrza sprężonego. W odeskowanej przestrzeni beton może się układać pod wpływem własnego ciężaru (beton lany) lub może być zagęszczany przez ubijanie lub wibro­wanie. Beton ubijany lub wibrowany ma wyższą wytrzymałość od betonu lanego.

Krążyny i odeskowanie zdejmuje się - zależnie od szerokości wyrobiska - niekiedy po 24 godzinach, jeżeli do masy betonowej dodano substancji przyspieszających wiązanie betonu (np. chlorku wapnia) i jeśli górotwór nie przejawia nacisku na obudowę. Ustawia­nie i zdejmowanie odeskowania jest bardzo pracochłonne i zajmuje około 50% czasu wykonania obudowy betonowej, dlatego też tam, gdzie jest do wykonania prosty i długi odcinek obudowy wyrobiska korytarzowego o stałym przekroju używa się odeskowania przesuw­nego, czyli ślizgowego. Przedsiębiorstwa robot górniczych mają takie urządzenia, przyspieszające znacznie roboty związane z wykonaniem obudowy betonowej.

Obudowa żelbetowa. Można ją podzielić na:

- zwykłą, wykonywaną bezpośrednio w wyrobisku w formie monolitu,

- prefabrykowaną, złożoną z prefabrykowanych segmentów wy­konanych w specjalistycznych wytwórniach i stanowiących elementy obudowy górniczej montowanej w wyrobisku.

Obudowę żelbetową zwykłą wykonuje się w podobny sposób jak obudowę betonową, z tym że za odeskowaniem układa się zbrojenie z prętów stalowych o średnicy 4,5 do 40 mm odpowiednio wygiętych i połączonych (rys. 15.60).

Zbrojenie musi być umieszczone w betonie ściśle według projektu, gdyż niewłaściwe jego położenie powoduje obniżenie wytrzymałości żelbetu.

Obudowa żelbetowa prefabrykowana ma duże zalety w porównaniu z obudową żelbetową zwykłą. Prefabrykaty wykonane fabrycznie z wibrowanego lub prasowanego (zamiast ubijania) betonu mają wysoką wytrzymałość. Montaż obudowy z prefabrykatów w wyrobis­ku górniczym jest mniej pracochłonny od wykonywania obudo­wy monolitycznej i łatwiejszy do zmechanizowania. Obudowa wyko­nana z prefabrykatów może przejąć obciążenie natychmiast po jej wykonaniu.

W warunkach specjalnych stosuje się obudowę żelbetową pierś­cieniową, w której pierścień obudowy złożony jest z dopasowanych do siebie łukowych prefabrykatów (rys. 15.61).

Obudowę taką stosuje się w bardzo trudnych warunkach górni­czo-geologicznych, np. w przypadku występowania kurzawek lub skał silnie zawodnionych, w których na wyrobisko działa dodatkowo ciśnienie hydrostatyczne.

Prefabrykaty stanowiące elementy obudowy górniczej są obecnie coraz częściej wykonane z siatkobetonów lub strunobetonów.

Siatkobeton jest to, żelbet, którego zbrojenie wykonano nie z gru­bych prętów stalowych, lecz z drutów o średnicy 1 mm rozmiesz­czonych w rozstawie mniejszym od 12 mm. Tworzą one niejako siatkę w masie betonu. Zbrojenie takie nazywa się zbrojeniem rozproszonym. Powierzchnia zetknięcia stali z betonem jest w nim większa, w związku z czym_. siatkobeton cechuje się wyższą wytrzymałością na rozciąga­nie, zginanie i ściskanie, a rownież wyższą sprężystością niż nor­malny żelbet.

Rys. 15.61. Obudowa żelbetowa pierścieniowa z elementów prefabrykowanych.

Strunobetonem nazywa się konstrukcję żelbetową ze wstępnie naprężonymi (napiętymi przed zabetonowaniem) stalowymi strunami nośnymi o średnicy około 2,5 mm. Stropnice strunobetonowe cechują się małym zużyciem stali i wysoką wytrzymałością, przy stosunkowo małej masie.

Temat: 15.4.4. Obudowa mieszana.

Obudowa mieszana jest to obudowa górnicza, której elementy wyko­nane są z różnego rodzaju tworzywa (np. stojaki drewniane a stropnice metalowe).

W wyrobiskach korytarzowych stosuje się:

- obudowę stalowo-drewnianą,

- obudowę stalowo-murową (rownież w wyrobiskach komoro­wych).

W wyrobiskach eksploatacyjnych (w ścianach wybieranych z za­stosowaniem podsadzki hydraulicznej) stosuje się obudowę stalo­wo-drewnianą.

Obudowę stalowo-drewnianą w wyrobiskach korytarzowych stano­wią odrzwia proste złożone ze stojaków drewnianych i stropnic stalowych. Stropnice wykonuje się z szyn lub dźwigarów o profilach dwuteowych, rzadziej korytkowych. Do połączenia stropnicy ze stoja­kiem, w celu zabezpieczenia jej przed spadnięciem lub przechyleniem, stosuje się podkładki stalowe (rys. 15.62).

W wyrobiskach korytarzowych o długim czasie użytkowania oraz w wyrobiskach komorowych stawia się obudowę stalowo-murową, w której stropnice stalowe opierają się na murach (rys. 15.63).

Rys. 15.63. Chodnik w obudowie stalowo-murowej

1 - stropnica stalowa, 2 - okładziny żelbetowe, 3 - podkładki

W celu niedopuszczenia do uszkodzenia muru, pod stalowe strop­nice daje się podkładki. stalowe, rzadziej drewniane. Opinkę stropu stanowią najczęściej deski żelbetowe.

W ścianach wybieranych z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej wykonuje się często obudowę stalowo-drewnianą, w której obudową zasadniczą jest obudowa drewniana, a obudowa stalowa wzmacnia ją i pełni zadanie podciągów, na których zawieszone drewniane stropnice zabezpieczają pole robocze w czasie wybierania urobku oraz po­zwalają na przesunięcie w całości przenośnika ścianowego do czoła.

Przykładem takiej obudowy jest obudowa ścianowa drewnia­na z podciągami stalowymi typu Saturn. Obudowa ta złożona jest z odrzwi drewnianych budowanych równolegle do czoła przodku i stanowiących podciągi odrzwi stalowych, zabudowanych pod pierwszymi od czoła przodku stropnicami drewnianymi. Odrzwia stalowe zabudowane są prostopadle do czoła przodku. Złożone są one ze stropnic członowych i stojaków stalowych (najczęściej SNP-20).

Na rys. 15.64 przedstawiono pracę obudowy z podciągami stalo­wymi typu Saturn w czterech fazach.

- Faza 1 (wyjściowa) - przed urobieniem zabioru.

Stropnica drewniana w przodku podwieszona na dwóch pod­ciągach stalowych, z ktorych kaźdy złożony jest z dwóch stropnic członowych podpartych stojakami. Przenośnik znaj­duje się przy czole ściany (rys. 15.64, przekrój A-A).

- Faza 2 - po urobieniu zabioru. Dopina się stropnice członowe, mocując je na strzemionach. Na nich wspiera się stropnicę drewnianą (z opinką) zabezpieczającą urobione nowe pole ściany. Pozwala to na bezpieczne dokonywanie prac związa­nych z ładowaniem urobku i przesunięcie przenośnika (rys. 15.64. Przekrój B-B).

- Faza 3 - po przesunięciu przenośnika. Pod stropnicą drew­nianą zabudowuje się stojaki drewniane, a pod stropnice członowe - stanowiące wysięgniki - stojaki stalowe. Urabia się następny zabiór i dopina stalową stropnicę członową. Podciągi stalowe w tej fazie składają się z trzech stropnic członowych i dwóch stojaków stalowych (rys. 15.64, przekrój D-D).

- Faza 4 - po zabudowaniu stojaków drewnianych i stalowych (trzecich) w przodku. Rabuje się trzeci stojak stalowy oraz trzecią stropnicę członową, licząc od czoła. przodku. Podciągi złożone są teraz z dwóch stropnic członowych i dwóch stoja­ków stalowych, a więc uzyskany zostaje stan wyjściowy.

Temat: 15.5. Obudowa kotwiowa. brak pojęcia kotew

Obudowa kotwiowa zabezpiecza wyrobisko górnicze za pomocą kotwi. Zabezpieczenie to polega na wzmocnieniu górotworu wokół wyrobiska.

Kotwiami można:

- przypiąć skały znajdujące się wewnątrz naturalnego sklepienia ciśnień do skał położonych poza jego zasięgiem (rys. 15.65a),

- spiąć warstwy leżące w zasięgu kotwi (rys. 15.65b),

- zwiększyć spoistość skał, zwłaszcza w strefach silnie spękanych.

Rys. 15.65. Charakter pracy kotwi w górotworze

a - przypięcie mało wytrzymałych warstw skalnych 2 do skał mocnych 1,

b - spięcie cienkich warstw stropowych w pakiet zapewniający wyższą wytrzymałość

Celem kotwienia stropu jest także wzmocnienie skał stropowych tak, aby wytrzymałość ich po wzmocnieniu wystarczyła do przejęcia naprężeń występujących w stropie, a tym samym do samoutrzymania wyrobiska.

Podstawowym elementem obudowy kotwiowej są kotwie.

Ze względu na zasadę pracy można je podzielić na:

- kotwie o utwierdzeniu punktowym (klinowe, ekspansywne, wkle­jane o umocowaniu odcinkowym),

- kotwie o utwierdzeniu ciąglym (żelbetowe, wklejane na całej długości).

Kotew o utwierdzeniu punktowym (rys. 15.66, 15.67 i 15.68) skła­da się z cięgna metalowego lub drewnianego o wytrzymałości 10 do 400 kN/m. Koniec cięgna, który zostaje utwierdzony w końcowym odcinku otworu, nazywa się głowicą kotwi. Utwierdza się ją w otworze albo mechanicznie za pomocą zamka, albo przez wklejenie specjalnym spoiwem. Drugi koniec cięgna nagwintowany i wystający z otworu (zwany końcówką) zaopatrzony jest w nakrętkę oraz podkładkę opierającą się o górotwór.

Utwierdzenie głowicy kotwi przy dnie otworu oraz dokręcenie na końcówce wywołuje naciąg wstępny, czyli siłę naprężającą cięgno kotwi, i ściśnięcie warstw leżących między powierzchnią wyrobiska a miejscem umocowania głowicy.

Zależnie od konstrukcji zamka rozróżnia się:

- kotwie klinowe (rys. 15.66), w których utwierdzenie w otwo­rze spowodowane jest przez dobicie cięgna (młotkiem pneuma­tycznym) i działanie rozpierające klina; wstępne naprężenie cięgna uzyskuje się przez dokręcenie nakrętki ha końcówce kotwi;

- kotwie szczękowe, zwane również ekspansywnymi (rys. 15.67), w których głowica. połączona jest z rozpieraczem naciskającym na szczęki; obrót cięgna powoduje nacisk rozpieracza na szczęki i utwierdzenie kotwi w końcowym odcinku otworu; do mocowania kotwi szczękowych używa się zakrętek pneumaty­cznych; kotwie te można rabować; stosowane są szeroko w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym zarówno w wy­robiskach korytarzowych, jak i wybierkowych; stosuje się tam kotwie typów KE-3 i ET-3 produkowane w Polsce.

Niekiedy do zabezpieczenia ociosów węglowych w wyrobiskach chodnikowych stosuje się kotwie drewniane (rys. 15.68).

Do kotwi o utwierdzeniu ciągłym należą kotwie żelbetowe i kotwie wklejane na całej długości. Cechują się tym, że nie wymagają tzw. naciągu wstępnego, co znacznie upraszcza ich konstrukcję.

Kotew żelbetową (rys. 15.69) stanowi perforowany cylinder wyko­nany z cienkiej blachy stalowej i żerdź stalowa grubości 18 do 22 mm, stanowiąca, właściwą kotew.

Kotew zakłada się w sposób następujący. Do odwierconego i oczyszczonego otworu wprowadza się najpierw tuleję perforowaną, a następnie odpowiednio przygotowany beton za pomocą specjalnego wtryskiwacza; następnie wtłacza się żerdź stalową w tuleję; zgroma­dzone w otworze powietrze odprowadza się specjalną rurką plas­tikową usuwaną po wprowadzeniu żerdzi; beton wyciskany przez żerdź wypływa z tulei perforowanej, wypełnia dokładnie otwór i wcis­ka się w ewentualne szczeliny górotworu, zwiększając efekt jego wzmocnienia.

Przez dodanie specjalnych środków przyspieszających twardnienie beton nabiera wytrzymałości już po dwóch godzinach.

Kotwie wklejane można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

- kotwie z wklejeniem odcinkowym,

- kotwie z wklejeniem ciągłym.

Kotew wklejana złożona jest z kotwi właściwej i masy klejącej. Masa klejąca przygotowana jest w tzw. ładunkach wklejających zawierających zespół składników chemicznych, z których po wymie­szaniu w otworze powstaje spoiwo łączące żerdź kotwi z górotworem.

Na rys. 15.70 przedstawiono produkowaną w Polsce i stosowaną w polskim górnictwie węglowym kotew POK 36 (z zamocowaniem odcinkowym) i POK 36c o zamocowaniu ciągłym. Kotwie te przy­stosowane są do otworów o średnicy 36 mm.

Żerdź obok spełnienia funkcji nośnej ma jeszcze zadanie rozbicia ładunków wklejających oraz wymieszania masy wklejającej w otworze przed jej związaniem. Do tego celu służy użebrowanie i uchwyt, umożliwiający połączenie z wiertarką w celu wprawienia jej w ruch obrotowy.

Żerdzie kotwi POK 36 mają średnicę od 18 do 22 mm. Naciąg wstępny uzyskuje się przez dokręcenie nakrętki. Minimalna długosć wklejenia powinna wynosić dla kotwi krótszych (poniżej 1,6 m) około 0,3 m, dla kotwi dłuższych (powyżej 1,6 m) około 0,6 m. Ładunki wklejające umieszczone są w fiolkach szklanych lub plastikowych, przy czym jedna fiolka przeznaczona jest do wklejenia żerdzi na długości 0,3 m. Substancja wklejająca ma konsystencję gęstociekłą lub plastyczną.

Kotwie wklejane POK 36 osiągają po 10 min nośność 50 kN, a po 20 min nośność ich dochodzi do 130 kN.

Rys. 15.70. Kotwie wklejane POK

a - kotew wklejana POK-36n o wklejeniu odcinkowym,

b - kotew wklejana POK-36c o wklejeniu ciągtym;

Kotwie wklejane stanowią doskonalszą i bardziej uniwersalną konstrukcję od kotwi stalowych i żelbetowych. Łączą zalety jednych i drugich, dlatego skutecznie je zastępują. Obudowa kotwiami wkleja­nymi stosowana jest obecnie w kopalniach węgla, rud cynku i ołowiu (kotwie typu Olkusz) oraz w kopalniach rudy żelaza i miedzi. Elementy pomocnicze kotwi wklejanych stanowią podkładki i na­krętki, uszczelki i zaciski. Kotwie POK 36 mają dwa rodzaje nakrętek i podkładek. Są to:

- podkładka i nakrętka pomocnicza,

- podkładka i nakrętka zasadnicza.

Podkładka i nakrętka zasadnicza służą do nadania kotwiom wstępnego naciągu, a więc potrzebne są tylko do kotwi odcinkowo wklejanych. Do podtrzymania opinki służy zestaw podkładki i nakrę­tki pomocniczej. Do podwieszania na kotwiach ciężkich przedmiotów powinno się używać nakrętki zasadniczej.

Stosowane w obudowie kotwiowej podkładki (rys. 15.71) mogą być płaskie lub wypukle (czaszowe, sferyczne, półkuliste).

Uszczelki zapobiegają wypływowi masy klejącej z otworu nim on, stwardnieje. Wykonane są z miękkiej gumy.

Obudowę kotwiową można podzielić na:

- kotwiową zwykłą w której strop wyrobiska spinany jest z za­legającymi wyżej warstwami calizny za pomocą samych kotwi;

- kotwiowo-plytową, w której spinające strop kotwie zaopatrzone są w płyty podtrzymujące strop wyrobiska górniczego,

- kotwiowo-siatkową, w której na spinających strop kotwiach zawieszona jest siatka osłaniająca (najczęściej siatka MM); mocowanie i usytuowanie siatek pokazano na rys. 15.72; najczęściej siatkę pokrywa się warstwą betonu natryskowego;

- kotwiowo-stropnicową, w której sztywna stropnica przykot­wiona jest do stropu kotwiami spinającymi (rys. 15.73 i 15.74). Przepisy górnicze dotyczące stosowania obudowy kotwiowej w wyrobiskach prostokątnych zalecają zabezpieczenie stropu za. po­mocą kotwi spoiwowych (betonowych i wklejanych), a ociosów - kotwiami spoiwowymi lub drewnianymi. Jako opinkę zaleca się stosowanie w stropie siatki MM, a w ociosach siatki ogrodowej.

Rys. 15.72 Mocowanie i usytuowanie siatek

a i c - w przypadku stosowania kotwi o zamocowaniu odcinkowym lub punktowym,

b i d - w przypadku stosowania kotwi o zamocowaniu ciągłym;

W stropie wyrobiska kotwie należy rozmieścić w taki sposób, aby zachowane były następujące wymagania:

- przy nachyleniu warstw mniejszym od 10°, w wyrobisku prowadzonym prostopadle do rozciągłości warstw kotwie nale­ży, zabudować w plaszczyźnie przekroju poprzecznego,

- przy nachyleniu warstw większym od 10°, lecz mniejszym od 25° w wyrobisku prowadzonym po rozciągłości kotwie należy zabudować w piaszczyźnie odchylonej od pionu o około 10°, - rozmieszczenie i usytuowanie kotwi w przekroju wyrobiska powinno uwzględniać wymagania ujęte w rys. 15.75,

Rys. 15.75. Usytuowanie kotwi w wyrobisku o kształcie prostokątnym

a - w wyrobiskach drążonych po rozciągłości,

b - w wyrobiskach drążouych prostopadle do rozciągłości (przekrój podłużny przez wyrobisko)

- długość kotwi nie powinna być mniejsza od 1,6 m w wyrobis­kach szerokości do 3,5 m i nie mniejsza od 1,9 m w wyrobis­kach szerokości powyżej 3,5 m,

- rozstaw między rzędami kotwi nie powinien przekraczać w ociosach 1,1 m tam, gdzie zachodzi potrzeba stosowania opinki oraz 2,0 m, gdy stosowanie jej jest zbędne.

W wyrobiskach o przekroju łukowym zaleca się stosować kotwie wklejane, a jako opinkę siatkę MM. Przy braku uławicenia górotworu kotwie należy rozmieszczać radialnie (rys. 15.76a), przy wyraźnym uławiceniu kotwie należy odchylać od położenia radialnego tak, aby przecinały płaszczyzny uławicenia (rys. 15.76b).

Rys. 15.76. Usytuowanie kotwi w wyrobiskach o kształcie łukowym

a - przy braku wyraźnego uwarstwienia górotworu

b - przy wyraźnym uwarstwieniu górotworu

Rozstaw kotwi nie powinien przekraczać 1,1 m tam, gdzie za­chodzi potrzeba stosowania opinki i 1,3 m, gdy stosowanie opinki jest zbędne. Minimalną długość kotwi przyjmuje się jak przy obudowie prostokątnej.

Obudowy kotwiowej nie należy stosować:

- w strefach uskokowych,

- w filarach bezpieczeństwa od nadkładu i od podziemnych zbiomików wodnych,

- w skałach szczelinowatych,

- w pokładach tąpiących II i III stopnia zagrożenia tąpaniami,

- w wyrobiskach korytarzowych będących w zasięgu ciśnień eksploatacyjnych,

- w wyrobiskach długotrwałych o przekroju prostokątnym, zlo­kalizowanych w skałach nieodpornych na działanie atmosfery kopalnianej.

Obecnie wierci się otwory i osadza kotwie za pomocą specjalnych maszyn - kotwiarek.

Kotwiarka hydrauliczna KHTP-1,5 przeznaczona jest do wiercenia obrotowego z przepłuczką wodną otworów w stropach wyrobisk górniczych i osadzania w nich kotwi. Urządzenie przeznaczone jest do pracy w skałach średnio twardych w wyrobiskach wysokości od 2,2 do 3,6 m. Kotwiarka może być zasilana z dowolnego agregatu speł­niającego wymogi wymienione w charakterystyce technicznej.

Dane techniczne kotwiarki KHT P-1,5

Siła docisku na wiertło, kN 8 do 10

Chłonność właściwa silnika, cm³/obr 80

Moment nominalny, Nm 130

Maksymalny moment obrotowy chwilowy, N - m 160

Maksymalne robocze ciśnienie nominalne, MPa. 14

Maksymalne ciśnienie chwilowe, MPa 17,5

Maksymalna prędkość obrotowa wiertła, obr/min . 750

Prędkość posuwu, m/min 0 do 2

Skok wiertła, mm 1500

Masa, kg 60

Ciecz robocza . Ciecz robocza olej hydrau­liczny (do­puszcza się emulsję wodno-ole­jową).

Temat: 15.6. Obudowa kotwiowo-podporowa.

Obudowa kotwiowo-podporowa składa się z kotwi, opinki oraz odrzwi łukowych lub prostokątnych.

Może być wykonana jako:

- obudowa kotwiowo-odrzwiowa, w której odrzwia podpierają skotwiony górotwór (rys. 15.78a),

- obudowa odrzwiowa przykotwiona (rys. 15.78b), w której odrzwia przykotwione są do górotworu, przez co poprawiają się warunki pracy obudowy odrzwiowej, a tym samym wzrasta jej nośność.

Odrzwia łukowe mogą być wykonane z łuków sztywnych (ŁS) lub z łuków podatnych (ŁP), a odrzwia prostokątńe - ze stropnic prostych i stojaków ciernych SNP, Valent lub CHOP.

Kotwi się najczęściej za pomocą kotwi wklejanych. Mogą one być stosowane w skałach suchych, wilgotnych lub słabo zawodnionych (z wyjątkiem soli kamiennych). Kotwie o zamocowaniu punktowym mogą być stosowane tylko do tymczasowego zabezpieczenia wyrobis­ka lub jako stałe do zabezpieczenia ociosów węglowych.

Jako opinkę stosuje się siatkę MM, rzadziej siatkę ogrodową i okładziny sztywne.

Temat: 15.7. Obudowa natryskowa .

Obudowa natryskowa stanowi obudowę górniczą wykonaną z warst­wy betonu nałożonego przez natryskiwanie na strop i ociosy w celu ich umocnienia lub uszczelnienia (rys. 15.79).

Rys. 15.79. Obudowa natryskowa

Beton natryskowy stanowi sztuczny kamień utworzony na powie­rzchni konstrukcji, skał lub odeskowań w wyniku stwardnienia natryskiwanej mieszanki betonowej. Od betonu zwykłego beton na­tryskowy różni się sposobem nanoszenia. Uziarnienie kruszywa, sta­nowiącego jeden z jego podstawowych składników, jest ograniczone i zależnie od sposobu nanoszenia wynosi 0,2 do 20 mm.

Obudowa wyrobisk górniczych, w skład której wchodzi beton natryskowy jako element konstrukcji, wyróżnia się wieloma pozytyw­nymi cechami, a mianowicie:

- dużą podpornością, która wraz ze starzeniem betonu się zwiększa,

- dużą trwałością wynikającą z odporności na korozję i tem­peraturę,

- znaczną wodoszczelnością - większą od betonów zwykłych,

- mniejszymi oporami wentylacyjnymi.

Obudowa betonem natryskowym stanowi obudowę sztywną przy­stosowaną do przenoszenia obciążeń statycznych. Dobrze nałożony beton natryskowy ochrania górotwór przed odspajaniem się odłam­ków, zapobiega wietrzeniu i zmniejsza tarcie na płaszczyznach pośliz­gu. Jego wytrzymałość na ściskanie wynosi 24 do 50 MPa, na rozciąganie i na zginanie od 3 do 15 MPa.

Wytrzymałość na rozciąganie i zginanie można zwiększyć przez natryskiwanie betonu na stalowe siatki. Siatka powinna mieć oczka w przybliżeniu kwadratowe o boku 15 do 25 mm. Grubość warstwy natryskiwanego betonu, zależnie od zadań postawionych danej obudo­wie, wynosi od 3 do 10 cm. O wytrzymałości betonu decyduje tzw. współczynnik wodno-cementowy. Przy dużym dodatku wody beton spływa ze ścian wyrobiska, przy za małym dodatku - beton odpada, powodując duże straty materiałowe.

Wykonywanie betonu natryskowego. Jedną z głównych cech betonu natryskowego jest jego przyczepność do podłoża, a więc do skał stropowych, ociosowych i spągowych. Powierzchnie przeznaczone do pokrycia powinny być oczyszczone z tłuszczów (smarów), pyłów, luźnych odłamków skalnych, a następnie zlane silnym strumieniem wody. Jeżeli stosuje się wkładki stalowe (siatka), należy je umocować tak, aby nie zmieniły swego położenia w czasie natrysku.

Istnieją dwie metody wykonywania betonu natryskowego:

- metoda sucha, w której przygotowana uprzednio sucha masa betonowa (mieszanina kruszywa, cementu i sproszkowanych dodatków przyspieszających wiązanie) podawana jest do stru­mienia powietrza sprężonego, który ją transportuje rurociągiem lub przewodem elastycznym do dyszy natryskowej nadając jej prędkość narzutu; w dyszy natryskowej następuje mieszanie suchej masy betonowej z wodą; betonowanie odbywa się betoniarką natryskową;

- metoda mokra, w której dozowanie i mieszanie wszystkich składników betonu, z wyjątkiem środków przyspieszających wiązanie, następuje w betoniarce, zwanej natryskownicą beto­nu; środki przyspieszające wiązanie (szkło wodne, chlorek wapnia, aluminat sodu NaAlO₂) dodaje się wprost do dyszy natryskowej; beton uzyskiwany tym sposobem cechuje się stałym stosunkiem cementowo-wodnym, a więc i lepszymi parametrami wytrzymałościowymi; masa betonowa może być transportowana pneumatycznie lub hydraulicznie.

W polskich kopalniach najczęściej stosuje się betoniarkę natrys­kową, zwaną torkretnicą (rys. 15.80). Składa się ona z dwóch ko­mór, dolnej i górnej, zamykanych i otwieranych ręcznie zaworami dzwonowymi.

Suchą wymieszaną masę betonową nasypuje się do leja, skąd przy otwartych zaworach dzwonowych przesypuje się do górnej i dolnej komory. W komorze dolnej znajduje się rozdzielacz obrotowy i mie­szadło uruchamiane silnikiem pneumatycznym. Ruch obrotowy mie­szadła i rozdzielacza powoduje wypełnianie promieniście rozłożonych gniazdek rozdzielacza suchą masą betonową, skąd podmuch powiet­rza sprężonego wydmuchuje ją do przewodu prowadzącego do dyszy natryskowej. Ciągłość strumienia suchej masy betonowej jest zapew­niona dzięki ustawianiu się przy ruchu obrotowym kolejnych promie­niście rozłożonych gniazdek na kierunku podmuchu powietrza sprężo­nego. W dyszy następuje mieszanie suchej masy betonowej z wodą. Ręczne dozowanie wody przez operatora dyszy, jak również krótka droga mieszania wody z suchą masą betonową wplywają na niejed­nakową wartość współczynnika wodno-cementowego, co powoduje niejednorodną wartość otrzymanego betonu natryskowego.

Obecnie przedsiębiorstwa robót górniczych stosują metodę mokrą za pomocą pneumatycznych natryskownic betonu typu WUBET-400 lub hydraulicznych natryskownic betonu typu HNBT-1. Te ostatnie pozwalają transportować beton natryskowy na odległość ok. 60 m. Operator dyszy natryskuje beton ruchem kolistym, kierując dyszą z odległości 0,5 do 1,0 m od natryskiwanej powierzchni. Grubość nałożonej warstwy w jednym cyklu nie powinna być większa od 10 cm przy betonowaniu ścian pionowych, a 5 cm przy betonowaniu nad głową operatora. Wszelkie szczeliny i pęknięcia górotworu należy wypełnić betonem.

Właściwy sposób zabetonowania siatki zbrojeniowej (rys. 15.81a) polega na rownomiernym ułożeniu betonu natryskowego pod prętami siatki tak, aby przestrzeń pomiędzy siatką zbrojeniową i górotworem była wypełniona, a siatka prawidłowo zabetonowana. W tym celu wylot dyszy natryskowej powinien być prowadzony w bliskiej odległo­ści od siatki zbrojeniowej i pod kątem.

Rys: 15.81. Wbetonowanie siatki zbrojeniowej sposobem natryskowym

a - właściwy sposób zabetonowania siatki zbrojeniowej,

6 - niewłaściwy sposób zabetonowania siatki zbrojeniowej

Duża odległość dyszy natryskowej od siatki zbrojeniowej i kiero­wanie jej pod kątem prostym (rys. 15.81b) powoduje, że beton układając się najpierw na prętach siatki oraz między nią a górotworem jest niewłaściwie zagęszczony i nie ma odpowiedniej przyczepności do stali. Okrycie zbrojenia betonem powinno wynosić co najmniej 2 cm, Zaleca się pielęgnację betonu natryskowego, a w szczególności utrzy­mywanie cienkościennych powłok betonowych w stałej wilgotnosci przez co najmniej siedem dni.

Temat: 15.8. Obudowy powłokowe.

Eksploatacja złóż na coraz to większych głębokościach narzuca konieczność poszukiwania nowych bardziej wytrzymałych i odpor­nych obudów górniczych. Problem ten jest szczególnie ważny w cechujących się dłuższym okresem używalności wyrobiskach korytarzo­wych. W celu uzyskania możliwie najlepszej konstrukcji wykorzystuje się do obudowy wyrobisk korytarzowych elementy obudowy pod­porowej, kotwiowej i betonowej (natryskowej).

W rezultacie uzyskuje się cienkościenną, wytrzymałą obudowę powłokową łączącą w sobie zalety obudowy podporowej, kotwiowej i natryskowej. Obudowy te cechują się scisłym przyleganiem do górotworu i dobrą współpracą z górotworem. Wykonuje się je bezpośrednio w przodku, co pozwala uniknąć wykonania obudowy tymczasowej.

Obudowa powłokowa jest to więc obudowa górnicza złożona z cienkiej warstwy materiału konstrukcyjnego, ukształtowanej według powierzchni zakrzywionej i ściśle przylegającej do górotworu. Prak­tyka wykazała dużą wytrzymałośc obudów tego typu. Do obudów powłokowych zalicza się:

- obudowę z betonu natryskowego,

- obudowę stalowo-betonową (BS),

- obudowę . kotwiowo-betonową (KB),

- obudowę kotwiowo-betonowo-stalową (KB5).

Rys. 15.82 Obudowy powłokowe a.- stalowo-betonowa BS,

a- - stalowo-betonowa BS

b - kotwiowo-betonowa KB,

c - kotwiowo-betonowastalowa KBS

Obudowa stalowo-betonowa jest złożona z odrzwi stalowych łuko­wych sztywnych lub podatnych i cienkiej powłoki betonu natrys­kowego (rys. 15.82a).

Obudowę kotwiowo-betonową (rys. 15.82b) stosuje się tylko do wyrobisk o przekrojach łukowych, gdzie jest konieczne_.izolowanie gorotworu od działania atmosfery kopalnianej.

Obudowę kotwiowo-betonowo-stalową pokazano na rys. 15.82c. Obudowa tego typu, złożona ze stalowych odrzwi łukowych wzmoc­nionych kotwieniem oraz powłoką betonu natryskowego, może być stosowana w warunkach występowania wysokich ciśnień i trudnych warunków geologicznych.

Temat: 15.9. Obudowa połączeń wyrobisk korytarzowych.

Połączenia wyrobisk korytarzowych stanowią najbardziej wrażliwe punkty w systemie wyrobisk udostępniających i przygotowawczych, dlatego też muszą mieć odpowiednio dobraną, obliczoną oraz staran­nie wykonaną obudowę górniczą.

O wyborze rodzaju obudowy połączeń wyrobisk korytarzowych decydują:

- warunki geologiczno-górnicze,

- czas użytkowania wyrobiska,

- przyjęte metody drążenia.

W pewnych okolicznościach przepisy bezpieczeństwa nakazują stosowanie obudowy niepalnej lub trudno palnej, przy czym nakaz obejmuje zawsze połączenia (zwane w przepisach bezpieczeństwa skrzyżowaniami) i rozchodzące się z niego wyrobiska korytarzowe na długości co najmniej 10 m od połączenia.

Z obudów podporowych do połączeń wyrobisk korytarzowych (i komorowych) stosuje się obudowy:

- drewniane,

- stalowe,

- kamienne,

- mieszane.

Oprócz wymienionych stosowana bywa obudowa kotwiowa, kot­wiowo-podporowa lub kotwiowo-betonowo-stalowa.

Obudowa drewniana stosowana jest jako obudowa połączeń wyro­bisk korytarzowych o krótkim czasie użytkowania w strefie niewiel­kich ciśnień. Na rys. 15.83 pokazano skrzyżowanie w obu­dowie drewnianej.

Rys. 15.83. Skrzyżowanie pod kątem prostym w obudowie drewnianej.

Pod­ciągi 1 podbudowane stojakami 3 pod­trzymują stropnicę 2, spod której usu­nięto stojaki

. Obudowa metalowa połączeń wyrobisk korytarzowych może być wykonana odrzwiami prostymi lub częściej łukowymi. Stosuje się łuki sztywne (ŁS) lub podatne (ŁP). Rysunek 15.84 przedstawia rozwid­lenie wykonane w obudowie ŁP z opinką okładzinami żelbetowymi. Najbardziej narażone na odkształcenie elementy łukowe w naroż­niku rozwidlenia zabetonowuje się na wysokość około 1,5 m i na długości około 2,0 m. Niekiedy narożnik ten wzmacnia się specjalnie wykonanym słupem stalowym.

Sklepienie pomiędzy ostatnimi o największym wymiarze odrzwia­mi a narożnikiem zabezpiecza się najczęściej krótkuni stalowymi stropnicami opartymi jednym końcem w narożniku, a drugim na stropnicy odrzwi o największym wymiarze. Stropnice te spięte są strzemionami ze stropnicami odrzwi.

Obudowa kamienna stosowana jest najczęściej jako obudowa połączeń głównych wyrobisk korytarzowych i komorowych o długim okresie użytkowania. Może być wykonana jako murowa (cegła, betonity), betonowa lub żelbetowa.

Rys. 15.84. Wykonywanie rozwidlenia Rys. 15.85. Skrzyżowanie wyrobisk

dla obudowy metalowej ŁP w obudowie murowo-stalowej

1 - odrzwia o największym wymiarze, 1 - mury oporowe,

2 - odrzwia o wymiarach normalnych, 2 - stropnice proste stalowe,

3,4- stalowe stropnice zabezpieczające strop 3 - podciągi stalowe

pomiędzy odrzwiami o największym wymiarze i odrzwiami normalnymi.

Obudowa mieszana połączeń wyrobisk korytarzowych jest najczęś­ciej stalowo-murowa (rys. 15.85).

W bardzo trudnych warunkach górniczo-geologicznych do obudo­wy połączeń wyrobisk korytarzowych stosuje się obudowy kom­binowane, złożone z łuków stalowych ŁS lub ŁP pokrytych warstwą betonu natryskowego. W niektórych przypadkach stosuje się dodatko­we kotwienie górotworu w miejscach połączenia.

Pytania kontrolne

1. Wymień zadania, jakie powinna spełniać obudowa górnicza.

2. Dzięki jakim zaletom obudowa stalowa jest najczęściej stoso­wana?

3. Dokonaj podziału obudowy uwzględniając rodzaj wyrobiska, sposób pracy, stosowany materiał na obudowę.

4. Wymień elementy_, obudowy drewnianej.

5. Co to jest wiązanie obudowy drewnianej - jakie znasz rodzaje wiązań?

6. Opisz budowę stojaka ciernego.

7. Jakie znasz stojaki cierne stosowane w polskim górnictwie?

8. Podaj elementy i zasadę działania stojaka hydraulicznego.

9. Wykaż różnice między stojakiem SHI a stojakiem SHC.

10. Wymień rodzaje stropnic stalowych.

11. Jakich elementów należy użyć, by postawić jedne odrzwia obudo­wy ŁP?

12. Co wiesz o obudowie łukowej?

13. Jakie cechy powinna spełniać obudowa metalowa wyrobisk ścia­nowych?

14. Wytłumacz, na czym polegają układy obudowy członowej w linię, zakos i trójkąt.

15. Co to jest zestaw zmechanizowany obudowy?

16. Dokonaj podziału obudów zmechanizowanych ze względu na konstrukcję - podaj przykłady obudów stosowanych w zakładzie, w którym podejmiesz pracę zawodową.

17. Jak dzieli się obudowę kamienną - gdzie stosuje się te rodzaje obudowy?

18. Co to jest obudowa mieszana i gdzie ją _.stosujemy?

19. Na czym polega obudowa kotwiowa -jakie znasz rodzaje kotwi?

20. Gdzie ma zastosowanie obudowa natryskowa, a gdzie powło­kowa?

21. Jaką obudowę stosuje się przy połączeniu wyrobisk korytarzo­wych?

Odpowiedzi na pytania kontrolne

14. Wytłumacz, na czym polegają układy obudowy członowej w linię, zakos i trójkąt.

Przy obudowie w linię końce stropnic zarówno od strony zawału, jak i od strony czoła ściany tworzą linię prostą. Pole robocze zabezpieczone jest odrzwiami zabudowanymi w odległości 0,6 do 1,0 m od siebie, przy czym zależnie od fazy wybierania ściany znajdują się w niej dwa lub trzy szeregi stojaków.

Przy obudowie w trójkąt głębokość jednorazowego zabioru równa się połowie długości stropnicy, a więc przy stropnicach długości 1,2 m skraw kombajnem wykonuje się z zabiorem 0,6 m.

Kolejne szeregi obudowy przesunięte są względem siebie o połowę długości stropnicy, w związku z czym końce stropnic, zarówno od strony zawału, jak i od strony czoła ściany, tworzą trójkąty równo­ramienne. Odległości wzajemne odrzwi (rzędy stojaków) mogą wyno­sić 0,6, 0,7, 0,8 i 1,0 m. Obudowa w trójkąt zapewnia najlepsze podparcie stropu i jest najczęściej stosowanym układem obudowy przy urabianiu kombajnami.

Przy układzie obudowy w zakos końce stropnic, zarówno od strony czoła ściany jak i od strony zawału tworzą zakos, przy czym liczba odrzwi w zakosie może wynosić trzy lub cztery. Wskutek takiego ukła­du szeregi stojaków są odległe od siebie o 0,3 lub 0,4 m.

15. Co to jest zestaw zmechanizowany obudowy?

Zestawem zmechanizowanym nazywa się zestaw obudowy górniczej, w którym czynności podpierania, luzowania i przesuwania lub krocze­nia w procesie zabezpieczenia wyrobiska górniczego wykonywane są za pomocą napędu mechanicznego lub hydraulicznego.

16. Dokonaj podziału obudów zmechanizowanych ze względu na konstrukcję - podaj przykłady obudów stosowanych w zakładzie, w którym podejmiesz pracę zawodową.

Ze względu na konstrukcję można je ogólnie podzielić na:

- obudowy podporowe, w których stropnice i spągnice rozparte są stojakami hydraulicznymi,

- obudowy osłonowe, a raczej podporowo-osłonowe, w których układ dwóch stropnic osłonowej i podtrzymującej strop zabez­piecza wyrobisko ścianowe od przestrzeni zawałowej.

17. Jak dzieli się obudowę kamienną - gdzie stosuje się te rodzaje obudowy?

Obudowę kamienną można podzielić na murową, natryskową, żelbetową i prefabrykowaną. Obudowa kamienna stosowana jest jako obudowa wyrobisk koryta­rzowych udostępniających, a więc przekopów, przecznic, niektórych wyrobisk przygotowawczych o długim okresie użytkowania oraz komór pełniących zadania usługowe dla całości kopalni lub poziomu. Stosowanie jej jest celowe w górotworze, w którym przewiduje się obciążenia statyczne.

Obudowa kamienna jest obudową sztywną. Można ją częściowo upodatnić przez stosowanie wkładek upodatniających (z twardego drewna) lub wykonanie podsadzki z drobnego kamienia (poduszki skalnej) między nią a górotworem.

Zalety jej to duża wytrzymałość na obciążenia statyczne, trwałość, niepalność i odporność na czynniki atmosferyczne.

Wady - to konieczność wykonywania dużego wyłomu skalnego, mała odporność na ciśnienia dynamiczne, duży koszt wykonania i trudności przy wykonywaniu przebudów.

18. Co to jest obudowa mieszana i gdzie ją _.stosujemy?

Obudowa mieszana jest to obudowa górnicza, której elementy wyko­nane są z różnego rodzaju tworzywa (np. stojaki drewniane a stropnice metalowe).

W wyrobiskach korytarzowych stosuje się:

- obudowę stalowo-drewnianą,

- obudowę stalowo-murową (rownież w wyrobiskach komoro­wych).

W wyrobiskach eksploatacyjnych (w ścianach wybieranych z za­stosowaniem podsadzki hydraulicznej) stosuje się obudowę stalo­wo-drewnianą.

19. Na czym polega obudowa kotwiowa -jakie znasz rodzaje kotwi?

Obudowa kotwiowa zabezpiecza wyrobisko górnicze za pomocą kotwi. Zabezpieczenie to polega na wzmocnieniu górotworu wokół wyrobiska.

Kotwiami można:

- przypiąć skały znajdujące się wewnątrz naturalnego sklepienia ciśnień do skał położonych poza jego zasięgiem ,

- spiąć warstwy leżące w zasięgu kotwi,

- zwiększyć spoistość skał, zwłaszcza w strefach silnie spękanych.

Celem kotwienia stropu jest także wzmocnienie skał stropowych tak, aby wytrzymałość ich po wzmocnieniu wystarczyła do przejęcia naprężeń występujących w stropie, a tym samym do samoutrzymania wyrobiska.

Podstawowym elementem obudowy kotwiowej są kotwie.

Ze względu na zasadę pracy można je podzielić na:

- kotwie o utwierdzeniu punktowym (klinowe, ekspansywne, wkle­jane o umocowaniu odcinkowym),

- kotwie o utwierdzeniu ciąglym (żelbetowe, wklejane na całej długości).

20. Gdzie ma zastosowanie obudowa natryskowa, a gdzie powło­kowa?

Obudowa natryskowa stanowi obudowę górniczą wykonaną z warst­wy betonu nałożonego przez natryskiwanie na strop i ociosy w celu ich umocnienia lub uszczelnienia.

Obudowa betonem natryskowym stanowi obudowę sztywną przy­stosowaną do przenoszenia obciążeń statycznych. Dobrze nałożony beton natryskowy ochrania górotwór przed odspajaniem się odłam­ków, zapobiega wietrzeniu i zmniejsza tarcie na płaszczyznach pośliz­gu.

Obudowa wyrobisk górniczych, w skład której wchodzi beton natryskowy jako element konstrukcji, wyróżnia się wieloma pozytyw­nymi cechami, a mianowicie:

- dużą podpornością, która wraz ze starzeniem betonu się zwiększa,

- dużą trwałością wynikającą z odporności na korozję i tem­peraturę,

- znaczną wodoszczelnością - większą od betonów zwykłych,

- mniejszymi oporami wentylacyjnymi.

Obudowa powłokowa jest złożona z cienkiej warstwy materiału konstrukcyjnego, ukształtowanej według powierzchni zakrzywionej i ściśle przylegającej do górotworu. Wykonuje się je bezpośrednio w przodku, co pozwala uniknąć wykonania obudowy tymczasowej. Prak­tyka wykazała dużą wytrzymałość obudów tego typu. W celu uzyskania możliwie najlepszej konstrukcji wykorzystuje się do obudowy wyrobisk korytarzowych elementy obudowy pod­porowej, kotwiowej i betonowej (natryskowej).

21. Jaką obudowę stosuje się przy połączeniu wyrobisk korytarzo­wych?

Z obudów podporowych do połączeń wyrobisk korytarzowych (i komorowych) stosuje się obudowy:

- drewniane,

- stalowe,

- kamienne,

- mieszane.

Oprócz wymienionych stosowana bywa obudowa kotwiowa, kot­wiowo-podporowa lub kotwiowo-betonowo-stalowa.

---