OBUDOWY WYROBISK GÓRNICZYCH

Głównym celem obudowy górniczej jest zapewnienie w określonym czasie stateczności wyrobiska,tzn.zachowania potrzebnych wymiarów przekroju poprzecznego wyrobiska,dla zabezpieczenia ludzi,maszyn i urządzeń przed odłamkami skalnymi i zawałami.Występują one po przez deformację górotworu,spowodowanego drążeniem wyrobisk i odkrywaniem skał.

Obudowa spełnia również inne cele poboczne,do których możemy zaliczyć:

-zabezpieczenie odsłoniętych powierzchni skalnych wyrobiska przed działaniem powietrza kopalnianego.

-niedopuszczenie do wypływów ze skał otaczających wyrobisko gazów.

-zamykanie dopływów wód do wyrobiska,poza określonymi miejscami.

-izolację wyrobisk od pożarów.

Właściwy dobór obudowy jest zależny od rodzaju skał i warunków .

Żadna obudowa stosowana w przemyśle górniczym nie ma charakterystyki idealnej.

Idealna obudowa powinna umożliwiać jak najszybszeą możliwość współpracy z górotworem po odsłonięciu skał stropowych.

Zarazem powinna przejmować od razu całkowite obciążenia w górotworze, zachowując stan istniejące przed wykonaniem wyrobiska.

Każdy element obudowy na całej swej powierzchni powinien mieć jednakową i równomierną podporność w każdym miejscu stykania się z górotworem.

Pod tym względem obudowy dzielimy na:

• Indywidualną, tj. której każdy element konstrukcyjny może pracować samodzielnie.

• Zespoloną, tj. kiedy dla umożliwienia prawidłowej pracy obudowy łączy się ze sobą w jedną całość szereg jednakowych elementów.

• Agregatową, tj. kiedy stanowi ona zestaw indywidualnych różnych elementów, tworzących obudowę przesuwną, przestawną lub kroczącą.

Sposób przenoszenia nacisków górotworu ma zasadniczy wpływ na późniejszą pracę obudowy. Z tego powodu należy w obliczeniach uwzględnić tę własność.

Wymagania stawiane konstrukcjom obudowy:

• wytrzymałość

• łatwość stawiania i rabowania

• współpraca z górotworem

Obudowa powinna być jak najtańsza, Materiał powinien być wysokiej jakości, ale łatwy do uzyskania w rynku wewnętrznym. Obudowa ponadto powinna:

• Być jak najlżejsza, bez ryzyka zmniejszenia jej wytrzymałości.

• Nie może przeszkadzać w procesach technologicznych związanych z drążeniem skały.

• Musi zajmować jak najmniej miejsca.

Najczęściej spotykane obudowy:

• Obudowa metalowa odrzwiowa-podatna:

Jest to obudowa górnica złożona z zestawów lub elementów, które pod wpływem nacisków górotworu zsuwają się do obliczonej i założonej konstrukcyjnie długości. Obudowa ta pozwala na utrzymanie żądanego kształtu wyrobiska, przy niewielkiej zmianie powierzchni przekroju wyrobiska. Przydatność tego rodzaju obudowy uzyskuje się przez zastosowanie przegubów.

• Obudowa lukami podatnymi:

Obudowa ta jest złożona z odrzwi lukowych tzw. LP, wykonywana w przodku zaraz po zabezpieczeniu odsłoniętego stropu. Stosowana jest w wyrobiskach przygotowawczych.(kamiennych, węglowych, węglowo-kamiennych.) i w wyrobiskach znajdujących się w obrębie wyrobisk wybierkowych, nowo drążonych lub w trakcie przebudowy. Składa się z:

luków ociosowych, luku stropnicowego, dwóch strzemion łączących luki.

• Obudowa ostrołukowa:

Ten rodzaj obudowy został wprowadzony głównie ze względu na wprowadzenie w kopalniach ciężkich lokomotyw i wozów o bardzo dużej pojemności tj. nawet do 10 ton. Oraz ze względu na dużą gazowość w kopalniach, gdzie prowadzi się eksploatację na coraz głębszych pokładach. Do budowy jej używa się betonitów, ale ze względu na zbyt płytkie wpuszczenie do spągu, wykonuje się podmurówkę lub obmurówkę stojaków, a także wydłuża się luki ociosowe po przez dopasowywanie odcinków korytek. Niestety źle wykonana nawet przy niewielkich ciśnieniach górotworu, może ulec zwichrowaniu, przesunięciu lub skręcaniu, co w znacznym stopniu może pogorszyć bezpieczeństwo pracy!

Są dwie bezpośrednie przyczyny ograniczające zakres stosowania tego typu obudów:

-niedostateczna wytrzymałość obudowy

-nieodpowiedni kształt poprzeczny wyrobiska

• Obudowa kotwiowa:

Jest to bardzo specyficzny rodzaj obudowy, ponieważ daje znaczne korzyści ekonomiczne, przez zmniejszenie zużycia stali i pracochłonności. Wzmacnia ona strop wyrobiska za pomocą kotwi wkładanych w otwory wiertnicze wykonane w stropie i ociosie. Kotwie te są rozparte w otworze wiertniczym wykonanym w górotworze, a druga końcówka służy do podtrzymywania zewnętrznej warstwy skalnej.

Na zakres stosowania obudowy kotwiowej mają wpływ następujące czynniki:

• rodzaj skal

• wielkość i kształt oraz lokalizacja wyrobiska

• nachylenie warstw

• przeznaczenie wyrobiska, czyli czas jego trwania

• Obudowa zmechanizowana wyrobisk korytarzowych:

Jest rodzaj obudowy ,używany głównie ze względu na używanie do urabiania calizny kombajnów. Jest to rodzaj obudowy używany jako tymczasowy i w niedalekiej od niej odległości używa się obudów stałych. Jest to obudowa hydrauliczna, która jest przemieszczana wraz z przemieszczającym się przodkiem. W innym przypadku używanie obudowy tradycyjnej byłoby hamulcem w procesie produkcyjnym. Zastosowanie tego typu obudowy wpływa bardzo korzystnie na osiąganie dużych postępów w drążeniu wyrobiska.

Obudowa zmechanizowana ma do spełnienia dwa podstawowe zadania:

• opanować dodatkowe ciśnienie występujące pod ścianą w chodnikach przy eksploatacji, przez co pozostała część chodnika już powstała nie potrzebuje stosunkowo mocnej obudowy.

• Rozgraniczyć właściwe prace przy drążeniu wyrobiska od prac przy obudowie w celu zmniejszenia lub wyeliminowania przerw w wykonywaniu wyrobiska.

• Obudowa drewniana:

Jest to rodzaj obudowy coraz rzadziej stosowany w górnictwie ze względu na bardzo dużą ilość wad, jak chociażby łatwopalność.

Klasyfikację tego typu obudów można przeprowadzić według jej elementów. Wyróżnia się obudowę:

• STOJAKAMI-stosuje się przy odpowiednio mocnym i zwięzłym stropie nie wykazującym osypywania. Jest stosowana stosunkowo rzadko.

• STROPNICAMI-stosowana może być przy zwięzłych skalach ociosowych. Stropnica zostaje umieszczona pod pułapem w gniazdach lub niekiedy podwiesza się ją, klinując między ociosami bez gniazdek.

• ODRZWIOWA-jest najczęściej stosowana w przypadku słabych ociosów. Składa się z dwóch stojaków, stropnicy i okładzin. Stojaki są lączone ze stropnicą za pomocą wiązań. Do najczęściej stosowanych wiązań należą:

• polskie

• niemieckie

• szwedzkie

Przy dużych ciśnieniach stosuje się zastrzały i bieguny.

• Obudowa mieszana:

Jest to obudowa górnica w budowie której są użyte materiały z kilku rodzajów tworzyw, np. drewna i metalu.

Wykonuje się ją w warunkach dużych ciśnień stropowych, większych szerokościach wyrobisk, a więc co za tym idzie w chodnikach przewozowych, wentylacyjnych, rozgałęzieniach wyrobisk, rozwidleniach i skrzyżowaniach.

• Obudowa stalowo-murowa:

Ten rodzaj obudowy jest wykonywany głównie w wyrobiskach o dużych wymiarach i w wyrobiskach o dużym czasie trwania ,np. komorach, wyrobiskach przyszybowych oraz wyrobiskach o słabych skalach ociosowych i stropie.

Głównymi jej elementami są stropnice stalowe, posadowione w gniazdach murów ociosowych. Stropnice mogą być dwuteowe lub szynowe.

• Obudowa typu Moll:

Jest to rodzaj obudowy stosowany dzisiaj bardzo rzadko i jest to obudowa przegubowa podatna. Wykonuje się ją w wyrobiskach chodnikowych, na które działa bardzo duże obciążenie górotworu.

Składa się ona z następujących elementów:

• łuków metalowych o profilu szynowym lub dwuteowym zakończonych łapami

• drewnianych podciągów, na których opierają się łapy stropnic, stanowiące podatne przeguby

• dwóch nóżek wykonanych ze stojaków drewnianych lub betonowych.

Jest jeszcze wiele innych rodzajów obudów górniczych, ale opisane powyżej są najczęściej stosowanymi obudowami w kopalniach Polski.2

---