AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

im. STANISŁAWA STASZICA

W KRAKOWIE

Temat : Projekt obudowy podporowej wyrobiska korytarzowego.

Wykonał:

Wojciech Pawłowski

Rok IV

Specjalność TPEZ

1. Charakter wyrobiska korytarzowego.

Projektowana obudowa znajduje się w wyrobisku przygotowawczym partii 2/II, pokładu 512 na głębokości 540m.Jest to chodnik węglowo-kamienny, z przybierką stropu, pełniący rolę chodnika podścianowego. Chodnikiem tym będzie płynęło świeże powietrze w kierunku ściany. Przewidywany czas istnienia wyrobiska to 28 miesięcy.
W wyrobisku tym zastosowano obudową ŁP8/KS/KO21

2. Opis warunków górniczo- geologicznych.

Wyrobisko zalega na głębokości 540m.Bezpośrednio w stropie złoża występuję łupek piaszczysty o miąższości 5 m, nad nim występuje piaskowiec gruboziarnisty. Natomiast w spągu wysypuje warstwa łupka ilastego o miąższości 6 m . Grubość pokładu lub innej warstwy występującego w przekroju wyrobiska wynosi 2 m. Kąt nachylenia wyrobiska wynosi 6^o.

3. Zagrożenia naturalne

Występujące zagrożenia naturalne:

• Metanowe :I kategoria zagrożenia metanowego;

• zagrożenie wybuchem pyłu węglowego: klasy „B”;

• zagrożenie wodne: II stopnia;

• zagrożenie radiacyjne: nie występuje;

• skłonność do samozapalenia: węgiel o dużej skłonności do samozapalenia;

• wyrzuty gazów i skał nie występują.

Zagrożenie metanowe:

Na podstawie badań i opinii Instytutu Bezpieczeństwa Górniczego Kopalni Doświadczalnej “Barbara”, OUG zaliczył wybieraną partię do pierwszej kategorii zagrożenia metanowego w granicach obszaru eksploatacji kopalni.

Zagrożenia wybuchem pyłu węglowego:

Wybierana partia została zaliczona do klasy „B” wybuchu pyłu węglowego. Profilaktyka zagrożeń wybuchu pyłu węglowego polega na stosowaniu półek z pyłem kamiennym bądź wodą. Kopalnia w której jest projektowany dany oddział wydobywczy została zaliczona do klasy B zagrożenia wybuchem pyłu węglowego.

Ustalono dwie klasy zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny.

Do klasy A zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

• nie występuje niebezpieczny pył węglowy lub

• w strefie zagrożenia nie ma odcinków wyrobisk dłuższych niż 30 m z niebezpiecznym pyłem węglowym.

Do klasy B zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

• występuje niebezpieczny pył węglowy lub

• w strefie zagrożenia są odcinki wyrobisk z niebezpiecznym pyłem węglowym dłuższe niż 30 m.

Zagrożenie wodne:

Zgodnie z decyzją OUG partia wybieranego złoża została zaliczona do II stopnia zagrożenia wodnego ale późniejsze doświadczenia i badania wykazały, że zagrożenie to związane jest głównie ze strefami uskoków i w sposób bezpośredni nie zagraża eksploatacji.

Ustawa określa trzy stopnie zagrożenia wodnego w podziemnych zakładach górniczych, z wyłączeniem podziemnych zakładów górniczych wydobywających sól. W opisywanej partii złoża występuje II stopień zagrożenia wodnego. Do drugiego stopnia zagrożenia wodnego zalicza się zakłady górnicze lub ich części, jeżeli:

• zbiorniki i cieki wodne na powierzchni oraz podziemne zbiorniki wodne mogą w sposób pośredni, w szczególności przez infiltrację lub przeciekanie spowodować zawodnienie wyrobisk górniczych, lub

• w stropie lub spągu złoża albo części górotworu, w których są wykonywane lub przewidziane do drążenia wyrobiska górnicze istnieje poziom wodonośny typu warstwowego, nie oddzielony wystarczającą pod względem miąższości i ciągłą warstwą izolującą od złoża albo wyrobisk górniczych poza złożem, lub

• występują uskoki wodonośne rozpoznane pod względem zawodnienia (potencjalnej wielkości dopływu) i lokalizacji, lub

• występują otwory wiertnicze nie zlikwidowane prawidłowo albo nie ma danych o sposobie ich likwidacji, jeżeli otwory te stwarzają możliwość przepływu wód z powierzchniowych lub podziemnych zbiorników wodnych oraz poziomów wodonośnych typu szczelinowego albo szczelinowo-kawernistego.

Skłonność do samozapalenia węgla:

Węgiel o dużej skłonności do samozapalenia. Innych zagrożeń górniczych takich jak, wyrzuty gazów zaburzenia tektoniczne, zagrożenia radiacyjne nie stwierdzono.

Węgiel o dużej skłonności do samozapalenia (grupa III samozapalności; Sz^b = 101 do 120).

Prognozowanie pożarów endogenicznych i podstawowe sposoby walki z samozapalnością węgla.

Prognozowanie samozapalności pokładów węgla oparte jest na badaniach czynników naturalnych i górniczo-technicznych warunkujących możliwość jej występowania. Do czynników naturalnych należą cechy geologiczne złoża i aktywność chemiczna
utleniających się węgli. Do czynników górniczo-technicznych należą głównie stosowane systemy wybierania, sposoby kierowania stropem, schematy i intensywność wentylacji wyrobisk górniczych.

Według aktywności chemicznej, węgle dzielą się na: wysoko aktywne — węgle brunatne; średnio aktywne — węgle kamienne mało aktywne — antracyt.

W związku z odgazowaniem węgla i zwiększeniem jego porowatości, wynikającej z oddziaływania ciśnienia górotworu, węgiel w obszarach zaburzeń tektonicznych i w pokładach płytko zalegających jest bardziej podatny na samozapalenie, niż na większych głębokościach i w obszarach nienaruszonych. Im bardziej gazonośne są węgle (CH4, CO2), tym mniej są one wrażliwe na samozapalanie.

Jako wskaźnik aktywności chemicznej węgla wykorzystuje się prędkość pochłaniania tlenu (ml/(g-h)) przy temperaturze 25°C dla klasy o uziarnieniu od 3 do l mm i od 30 do 10 mm. Dla węgli brunatnych wskaźnik ten waha się w granicach od 0,10 do 0,15mj/(g-h), dla węgli kamiennych od 0,03 do 0,05 ml/(g-h), dla antracytu od 0,016 do 0,082 ml/(g-h).

Wybuch pożaru podziemnego powoduje stan wysokiego zagrożenia dla kopalni i jej załogi. Konieczne jest możliwie szybkie rozpoznanie pożaru, określenie jego miejsca, pochodzenia i intensywności rozprzestrzeniania się. Prawidłowe przystąpienie do akcji przeciwpożarowej umożliwia zmniejszenie potencjalnego zagrożenia i ograniczenie zasięgu strat.

Do środków służących do aktywnego gaszenia pożarów kopalnianych należy zaliczyć:

— piasek i pył kamienny,

— system rurociągów przeciwpożarowych zasilanych wodą w ilości minimum 400 l/min pod ciśnieniem 0,1 do 1,2 MPa wraz z osprzętem,

— gaśnice pianowe, śniegowe lub proszkowe i agregaty gaśnicze.

Innych zagrożeń górniczych takich jak: metanowe, wyrzuty gazów i skał, zaburzenia tektoniczne, zagrożenia radiacyjne nie stwierdzono.

Określenie stateczności stropu zawałowego

Stateczność stropu zawałowego określamy na podstawie liczby wskaźnikowej stropu „L”, wartość tej liczby zależy od takich czynników jak:

- rodzaj skał

- ich wzajemny układ

- stopień zawilgocenia

- własności wytrzymałościowe

- naturalna podzielność warstwowa (szczelinowość)

Klasyfikacja skał wg GiG:

Rodzaj skał		Wytrzymałość laboratoryjna na ściskanie Rc[MN/m2]		Zwięzłość [f]
				Skały	Węgla	Skały	Węgla
A1	Bardzo kruche łupki ilaste gęsto uławicone	5-12	-	0,4 -OJ	-
A	Łupki ilaste gęsto uławicone, względnie bardzo mało zwięzły węgiel	13-24	15-24	0,8-1,2	0,6-1,0
B	Łupki ilaste średnio uławicone, względnie zwięzły węgiel	25-39	25-35	1,3-2,0	1,1-1,4
C	Łupki piaszczyste lub piaskowce średnio uławicone, względnie zwięzły węgiel	40-54	36-43	2,1-3,0	1,5-1,7
D	Łupki piaszczyste lub piaskowce grubo uławicone, względnie bardzo zwięzły węgiel	55-74	44-52	3,1-4,0	1,8-2,0
E	Piaskowiec bardzo grubo uławicony	75-110 śr 90	-	4,1-6,0	-

Strop:

Rodzaj skały stropowej	Wytrzymałość na ściskanie Rc [MPa]	Wytrzymałość na rozciąganie Rr [MPa]	Wskaźnik zwięzłości skały f [/]	Współczynnik rozmakalności r [/]	Wskaźnik szczelinowatości RQD [%]
Piaskowiec	60	6,93	9	1,0	95
Łupek piaszczysty	50	5,005	6,5	0,9	75

Spąg:

Rodzaj skały stropowej	Wytrzymałość na ściskanie Rc [MPa]	Wytrzymałość na rozciąganie Rr [MPa]	Wskaźnik zwięzłości skały f [/]	Współczynnik rozmakalności r [/]	Wskaźnik szczelinowatości RQD [%]
Łupek ilasty	24	2,46	3,2	0,8	90

Liczbę wskaźnikową stropu „L” wyliczamy z następującego wzoru:

R_c - wytrzymałość na ściskanie

k₁ - współczynnik efektywnego wykorzystania wytrzymałości w caliźnie

k₂ - współczynnik reologicznych własności skał

k₃ - współczynnik zmiany wytrzymałości wynikający z różnicy zawilgocenia skał w masywie, badanych próbek w odniesieniu do skał suchych

dla piaskowca:

R_c= 60 [MPa]

k₁= 0.33

k₂= 0.7

k₃= 0.7

dla łupka piaszczystego:

R_c = 50 Mpa

k₁= 0.5

k₂= 0.6

k₃= 0.7

dla łupka ilastego:

R_c= 24 [MPa]

k₁= 0.5

k₂= 0.6

k₃= 0.7

L₁= 54,67 MPa -dla piaskowca

L₂= 52,07 Mpa -dla łupka piaszczystego

L₃= 14,95 Mpa - dla łupka ilastego

m - miąższość warstwy

[MPa]

Strop należy do III klasy stropu zawałowego.

4. Opis zastosowanej obudowy ŁP

W chodniku podścianowym partii 2/II, pokładu 512 na głębokości 540m została zastosowana obudowa łukowa podatna ŁP9/KS/KO21.

KS/KO21
wg PN-73/G-15001 oraz PN-73/G-15002
ZNAK DOPUSZCZENIA WUG: KS/KO21 GG-100/98

Oznaczenie	S	W	L1	L2	R1	R2	z	c	Masa
		[mm]								łuk stropncowy	łuk ociosowy	odrzwia bez strzemion
																		[kg]
1KS/KO21	2500	2500	2350±20	2500±20	1800±18	1200±12	700	350	52,3	49,4	151,1
2KS/KO21	2800	2500	2200±20	3200±20	2000±20	1400±14	500	400	66,9	46,2	159,3
3KS/KO21	3000	2700	2500±20	3000±20	2200±22	1400±14	700	400	62,7	52,5	167,7
4KS/KO21	3200	2800	2600±20	3200±20	2400±24	1500±15	500	400	66,9	54,6	176,1
5KS/KO21	3400	3000	2800±20	3200±20	2400±24	1600±16	600	400	66,9	58,8	184,5
6KS/KO21	3700	3000	2900±20	3100±20	2400±24	1700±17	600	400	64,8	60,9	186,6
7KS/KO21	4200	3100	3100±20	3300±20	2500±25	2000±20	500	400	69,0	65,1	199,2
8KS/KO21	4700	3300	3200±20	3800±20	2800±28	2200±22	500	450	79,4	67,2	213,8
9KS/KO21	5000	3500	3500±20	4000±20	2800±28	2400±24	500	550	83,6	73,5	230,6
10KS/KO21	5700	3800	3500±20	5000±20	3200±32	2800±28	400	500	104,5	73,5	251,5

Obudowa łukowa podatna - złożona z odrzwi łukowych podatnych, tzw. ŁP, wykonywana w przodku zaraz po zabezpieczeniu odsłoniętego stropu; stosowana jest w wyrobiskach przygotowawczych (kamiennych, węglo­wych i kamienno-węglowych) i w wyrobiskach znajdujących się w obrębie wyrobisk wybierkowych, nowo drążonych lub przebudowywanych.

Charakterystyka konstrukcji obudowy ŁP. Obudowa ŁP

składa się z następujących elementów:

- z łuków ociosowych 1 i łuku stropnicowego 2,

- dwóch strzemion łączących luki ociosowe z łukiem stropnicowym 3.

Rys. Odrzwia obudowy ŁP

Łuki ociosowe (korytka ociosowe KO) i stropnicowe (korytka stropni­cowe KS) wykonywane są ze stali węglowej konstrukcyjnej St5. Profile korytkowe z tej stali są walcowane, a następnie wyginane na zimno giętarkami. Strzemiona wykonywane są ze stali St3. Kabłąk strze­miona wykonany jest z okrągłego pręta, jarzmo zaś z pręta płaskiego. Nakrętki są sześciokątne, półsurowe.

W praktyce zdarza się, ze w czasie pracy odrzwi w wyrobisku wywie­rany jest nacisk na złącza obudowy, co wpływa na zmian pracy złącza.

W praktyce w zależności od kierunku działania ciśnienia stosuje się: odrzwia symetryczne i niesymetryczne. Różnica między tymi typami obu­dowy polega na tym, ze np. przy odrzwiach niesymetrycznych jeden łuk ociosowy jest dłuższy o 500 mm. Obudowa niesymetryczna ma zastosowanie w chodnikach, w których wykonuje się ścieki.

Konstrukcje łuków obudowy ŁP dzieli się w zależności od wielkości łuków wymiarów poprzecznych wyrobiska w świetle obudowy i w zależności od ciężaru 1 m luku. Luki ŁP fabrykuje się z różnych wymiarach i profilach z tym, ze w górnictwie polskim mają zastosowanie tylko korytka stropnicowe KS i korytka ociosowe KO a cię­żarze 14, 18, 21 i 28 kg/m.

Cechowanie elementów luku wykonuje się dwoma sposobami:

- przez wywalcowanie na wewnętrznej powierzchni podstawy ozna­czenia pn. KO 21, co oznacza, że jest to korytko ociosowe o ciężarze 21 kg/m, tub np. KS 18 - korytko stropnicowe o ciężarze 18 kg/m,

- przez oznaczenie wielkości odrzwi znakami malowanymi farbą olejną na podłużnej osi łuku w połowie jego długości (dla korytka stropnicowego) tub w odległości 500 do 700 mm od wyciętego końca (dla korytka ociosowego).

Oznaczenie:

wielkość 1 - jedna biała kreska, wielkość 2 - jedna żółta kreska, wielkość 3 - dwie białe kreski, wielkość 4 - jedna czerwona kreska, wielkość 5 - dwie żółte kreski, wielkość 6 - dwie niebieskie kreski, wielkość 7 - dwie czerwone kreski, wielkość 8 - dwie zielone kreski, wielkość 9 - jeden żółty krzyż, wielkość 10 - jeden zielony krzyż.

Rys. Strzemiona obudowy ŁP

Odrzwia obudowy ŁP to kształtowniki stalowe walcowane na gorąco o profilu korytkowym MD, TH, ŁK, DS. lub V.

Obecnie najpowszechniej stosuje się odrzwia z kształtowników typu V21, V25, V29, V36 i V44, typoszeregu A. Inne profile spotkać można w starych wyrobiskach korytarzowych. Liczba przy symbolu oznacza przybliżoną masę jednostkową kształtownika (kg/1mb), a typoszereg A charakteryzuje się tym, że proste odcinki łuków ociosowych odrzwi, wielkości większej niż 6 są prostopadłe do spągu. Odrzwia zwykle składają się z łuków ociosowych i łuków stropnicowych połączonych na zakładkę i skręconych strzemionami.

Wywieranie docisku korytka stropnicowego do ociosowego maże być dokonane za pomocą ob­jemek klinowych, np. objemek pomysłu Pluty, objemek, lub objemek z klinem wciąganym.

Rys. Rodzaje objemek klinowych do obudowy ŁP

Objem­ka klinowa składa się tylko z dwóch części: ze strzemiona oraz klina z blachy stalowej i upraszcza ona do minimum pracę zamocowania ob­jemek przy stawianiu obudowy.

Pod­sadzkę stanowi tu materiał kamienny ułożony pomiędzy okładzinami a ociosem i stropem wyrobiska. Podsadzkę wykonuje się w celu uzyska­nia równomiernego rozkładu nacisku górotworu na obudowę. W zależności od kategorii (znaczenia) wyrobisk korytarzowych stosuje się różne profile łuków. I tak:

- łuki z korytek profilu 14 nadają się na obudowę wyrobisk o drugo­rzędnym znaczeniu, np. w wyrobiskach obchodowych, objazdo­wych, wodnych bądź służących do pomiaru materiałów, tzn. o małym przekroju poprzecznym (do 3,0 m szerokości),

- w wyrobiskach szerszych o małych ciśnieniach górotworu stosuje się łuki profilu 18,

- przy ciśnieniach większych używany jest profil 21,

- profile najcięższe, tj. 28, stosowane są dla dużych przekrojów i ciśnień.

Odległość między odrzwiami l_o można wyliczyć, ale najczęściej przyj­muje się l_o = 1 m. Przy większych ciśnieniach, np. przy przejściu wyro­bisk w partii uskokowej, w pokładach tąpiących lub na znacznej głębo­kości, zagęszcza się odrzwia nawet do odległości 0,5 m i mniej. Zamek obudowy, który stanowią cztery strzemiona, powinien gwarantować po­datność obudowy, gdy ciśnienie górotworu przekroczy moment nośności tej obudowy. Najmocniejsze i najlepiej dobrane odrzwia obudowy meta­lowej w indywidualnej swej pracy nie będą chroniły wyrobiska przed za­waleniem lub zaciśnięciem, jeśli nie będą pomiędzy sobą odpowiednio roz­parte i usztywnione okładzinami. Na podstawie obserwacji stwierdzono, ze źle, niedostateczne lub nie w jednej linii rozparte odrzwia obudowy łatwo podlegają przechyleniu, skręcaniu i przewróceniu bądź to wskutek robot strzelniczych, bądź to w wyniku wstrząsów lub wskutek działania nierównomiernych nacisków.

W przypadku opierania końców obudowy o okładziny lub ocios na­stępuje jej usztywnienie, przedwczesne deformowanie. Brak okładzin za odrzwiami lub niewłaściwy ich dobór czy ułożenie na obwodzie obudo­wy sprzyja spękaniu skal w obrębie wyrobiska i powiększaniu się strefy odprężonej, a ponadto wzrastające ciśnienie powoduje przewracanie odrzwi i deformację wyrobiska. Z tych względów okładziny stanowią ko­nieczny i ważny element obudowy odrzwiowej.

Okładziny mają zadanie:

- powiązać między sobą szereg odrzwi dla wspólnego przeciwstawia­nia się ciśnieniu górotworu,

- zabezpieczyć odcinki między odrzwiami przed opadaniem lub obsy­pywaniem się kawałków węgla lub kamienia,

- przeciwstawiać się mniejszym ciśnieniom i przenosi je na elemen­ty odrzwiowe,

- przejąć ciężar luźnych brył węgla lub kamienia od strony stropu i ociosu,

- podtrzymywać powierzchnię skały lub węgla w wyrobiskach, aby zapobiec pękaniu skał i wypadaniu odłamków skał z calizny.

Okładziny mogą być zakładane na całym obwodzie obudowy (prócz spągu) lub tylko nad łukami stropnicowymi, np. w obudowie metalowej sztywnej odrzwiowej. Okładziny, zależnie od warunków geologiczno-gór­niczych oraz typu, mogą być układane obok siebie na styk ażurowo, zrębem - bocznie lub w odstępie większym (rozstawnie).

Okładziny mogą być drewniane, żelbetowe, stalowe (te ostatnie rza­dziej stosowane).

Okładziny drewniane coraz rzadziej stosowane (z króciaków o średnicy 8 do 11 cm) stosuje się w wyrobiskach korytarzowych o ży­wotności 1 do 2 lat, gdy króciaki są nieimpregnowane, a 5 do 8 lat, gdy króciaki są impregnowane. Okładzin drewnianych nie należy stosować do obudowy wyrobisk o długiej żywotności, szczególnie ze względu na ich łatwopalność i krótkotrwałość.

Okładziny żelbetowe, których jest kilka typów w budownictwie pod­ziemnym kopani, zaczęto stosować w 1956 r. Obecnie są stosowane między innymi okładziny typu A oraz typu C wykonywane z betonu marki 200 do 250 i cementu portlandzkiego 250 do 350.

Okładzin żelbetowych nie należy stosować w wyrobiskach podlegających wpływom ciśnień eksploatacyjnych - dynamicznych.

Okładziny stalowe obecnie stosowane w górnictwie, to tzw. okładziny podatne MM, jako do obudowy wyrobisk górniczych lukami podatnymi.

Okładzina podatna MW została zaprojektowana w dwóch typach. Typ I, wykonany z pasków blachy odpowiednio wykształconych i ze­spawanych (zgrzewanych) ze sobą, oraz typ II, wykonany z blachy ciąg­nionej na zimno. Jest tę siatka jednolita odpowiednio zakładana i połączo­na specjalnymi łącznikami (spinkami) Okładzina podatna MM maże być użyta do różnych typów obudowy górniczej.

Okładzinom MM stosowanym w górnictwie stawia się następujące wymagania:

- materiał: stal St37 lub St3 (blacha),

- grubość blachy, z której wykonana jest okładzina - 4 mm, tole­rancja wg PN-55/D-92202 wynosi ± 0,30 mm,

- wymiar przekroju poprzecznego pręta 4 x 6 mm; dla wymiaru 4 mm, tolerancja ± 0,30 mm, natomiast dla wymiaru 6 mm to­lerancja ± 1 mm,

Rys. Okładzina MM

- długość nie rozciągniętej blachy w węzłach okładziny - 20 mm (dotyczy również węzłów krańcowych) tolerancja wymiaru w węz­łach- 3 mm ± 1 mm,

- wymiary oczek w osiach konstrukcji 75 x 200 mm, wymiary okładziny w rzucie poziomym powinny wynikać z zacho­wania liczby oczek w okładzinie wzdłuż - 6 oczek, wszerz ­7 oczek, przy czym okładzina nie powinna mieć ostrych krawędzi i zadziorów.

Do łączenia siatek okładziny MM używa się spinek tub złącz.

Zakładanie okładzin podatnych MM odbywa się w warunkach prze­ciętnego ciśnienia górotworu w partiach przystropowych w ten sposób, ze sąsiadujące elementy przylegają do siebie, natomiast w partiach ocio­sowych można dać między elementami odstępy wielkości około 10 cm.

Rozpoczynając stawianie obudowy z okładzinami podatnymi, stawia się najpierw dwa komplety odrzwi w odległości 80 cm od osi do osi odrzwi. Dla zachowania stałej przyjętej odległości należy założyć między odrzwia pięć rozpór, np. z częściowo zużytych rur o średnicy ok. 80 mm. Do pierwszych odrzwi przytwierdza się; okładziny za pomocą jarzm uży­wanych do łączenia łuków podatnych. Okładziny powinny wystawać 12 do 15 cm poza drugie i kolejno poza odrzwiami zaczynając od dołu, równocześnie z obu stron wyrobiska. Bezpośrednio po założeniu każdej okła­dziny, w przypadku, gdy nie przylega ona bezpośrednio do ociosu, należy przestrzeń między okładziną a ociosem wypełnić szczelnie kamieniami. Po zakończeniu podsadzania pola między pierwszymi odrzwiami stawia się następny komplet odrzwi w odległości około 105 do 115 cm (lub w odległości mniejszej), licząc od osi do osi odrzwi w zależności od przewidywanego ciśnienia. Dla zachowania stałej przyjętej od­ległości zakłada się między odrzwia rozpory. Pole między odrzwiami dru­gimi i trzecimi oraz wszystkie pola następne z wyjątkiem pola ostatniego okłada się okładzinami w sposób poprzednio opisany, z tym ze okładziny w polu drugim i w polach następnych łączy się wystającymi na 12 do 15 cm końcami okładzin pola poprzedzającego za pomocą złączy lub sworzni. Okładziny w polu drugim i w polach następnych, jeżeli nie przy­legają do ociosu, należy podsadzić kamieniem nie na całej długości, ale tylko do ostatniego luku obudowy. Idzie, bowiem o to, by poprzedni ko­niec okładziny pola poprzedniego wystawał wolno poza luk obudowy i można było do niego przypiąć złączem tylny koniec okładziny pola na­stępnego. W ostatnim polu drążonego wyrobiska, a także przed skrzyżo­waniami przytwierdza się okładziny podatne do ostatnich odrzwi za po­mocą jarzma. W przypadku dużego ciśnienia pionowego górotworu w ocio­sach daje się siatkę MM, a w stropie okładziny.

Wymiana okładzin MM wymaga uprzednio, przed usunięciem okładzi­ny przewidzianej do wymiany, podparcia okładzin sąsiednich pul odpo­wiednimi podporami, zabezpieczając je w ten sposób przed wysunięciem się znad odrzwi w czasie wycięcia okładziny przewidzianej do wymiany, z którą były połączone złączami. Okładzinę tę usuwa się wycinając ją na odpowiedniej długości za pomocą kleszczy. Zachowując odpowiednie za­bezpieczenie usuwa się podsadzkę znad odciętej części okładziny lezącej na odrzwiach oraz z drugiej strony znad wystając okładziny poprzed­niego pola Po usunięciu podsadzki zakłada się w miejsce wy­ciętej okładziny nową okładzinę, której obydwa końce łączy się spinkami

z okładzinami sąsiednich pól. Nową okładzinę należy tak założyć, aby zo­stawić z jednej strony wystarczający odstęp między nią a okładziną są­siednią w tym samym polu, w celu umożliwienia podsadzania kamieniem wolnej przestrzeni nad nową okładziną. Podobnie postępuje się przy wy­mianie sąsiedniej okładziny. Tak postępując nie pozostawia się odstępów między nowo założonymi okładzinami.

Rys. Wymiana okładziny MM

Siatka MM, jak wykazały liczne obserwacje, daje znaczne obwisy. Dlatego w Zakładach Badań i doświadczeń Budownictwa Górniczego opracowano okładziny metalowe podatne MAWO. Okładzinę tę stanowi arkusz siatki cięto ciągnionej wykonanej z blachy o grubości 4 mm ze stali St3, St3S, St3SX, St3SY. Wymiar przekroju poprzecznego pojedynczego pręta wynosi 4 x 6 mm, natomiast długość nie rozciętej bla­chy w węzłach okładziny 20 mm (dotyczy również węzłów końcowych). Wymiary oczek w osiach konstrukcji wynoszą 75 x 200 mm. Wymiary okładziny w rzucie poziomym wynikają z przyjętej liczby oczek siatki w okładzinie oraz kształtu poprzecznych wygięć.

Szerokość 7 oczek po 75 mm - 525 mm. Długość 6 oczek po 20 mm+2x10 mm długości skraj­nych węzłów - 1220 mm (bez uwzględnienia skrócenia siatki wskutek wykonania poprzecznych wygięć). Okładziny mają dwa wygięcia po­przeczne, których pierwsze wykonane w od­ległości 80 mm od końca okładziny śluzy do łączenia z okładziną poprzecz­nego pola. Wygięcie drugie wykonane w odległości 260 mm od drugiego końca okładziny służy do zaklinowania okładziny w korytku ŁP.

Celem zabezpieczenia okładzin przed korozją i usunięcia ostrości jej krawędzi siatka powlekana jest mieszaniną asfaltów P-120 w stosunku 1:2.

Do połączenia okładzin między sobą służy złącze wyko­nane z pręta C) 6 do 8 mm, długości 600 mm (530 mm odcinek prosty +70 mm na uchwyt). Złącze może być wykonane w formie prostego pręta o długości 600 mm. Uchwyt złącza w razie potrzeby może być wykonany przez użytkownika na miejscu zabudowy.

Rys Ideowy schemat zamocowania siatki między odrzwiami a górotworem

Technologia montażu obudowy z okładziną MAWO.

Do wystających końców okładzin poprzedniego pola należy dopiąć na całym obwodzie siatkę w polu obudowywanym. Do łączenia siatek należy użyć złączy prę­towych (6 do 8 mm). Na podciągu należy zawiesić stropnice w miejscu wygiąć siatek przewidzianych do zaklinowania, po czym do­piąć nogi odrzwi do stropnicy przewlekając klamry zamkowe przez oczka przylegających siatek. Wstępnie zaklinować w zworniku i u podstawy nowy pierścień obudowy zwracając uwagę na symetryczne jego usytuo­wanie względem osi wyrobiska. Siatki należy tak zakładać, aby sąsiednie siatki zachodziły na siebie w połowie oczka. Ma to na celu zapobieganie wysypywaniu się kamienia lub węgla między siatkami wzdłuż osi wyro­biska. Następnie należy rozeprzeć postawione odrzwia rozporami stalo­wymi lub drewnianymi, w zależności od rozmiaru wyrobiska.

Na przebudowach wyrobisk z zastosowaniem okładzin siatkowych MAWO rozpory są zbędne. Natomiast w przodkach, gdzie prowadzone są roboty strzelnicze, można stosować rozpory przenośne na długości 5 do 7 pal zabudowy, licząc od czoła przodku. Stosowanie przenośnych rozpór umożliwia uzyskanie znacznych oszczędności materiałowych. Należy pamiętać, aby wypełnić wolne przestrzenie w rowkach obudowy; do tego celu należy stosować twarde kawałki skał, kawałki drewna odpadowego lub przygotowane uprzednio betonity o kształcie umożliwiającym swo­bodne ich wsunięcie w wolne przestrzenie. Jednocześnie z wypełnieniem należy klinować obudowę do ociosów. Do klinowania powinna być użyta wykładka kamienia lub drewno odpadowe impregnowane i zdrowe. Pro­ces klinowania wykładką kamienną powinien być przeprowadzony dokładnie na całym obwodzie, a ewentualne kliny drewniane należy tak wbijać, aby nie następowała deformacja lub przesunięcie odrzwi. Opisa­ny sposób zabudowy okładzin MAWO zapewnia całkowite bezpieczeństwo i stosowanie wykładki kamiennej na całej powierzchni nie jest konieczne.

W przodkach węglowych należy stosować wyprzedzenie czoła przodku 0 około 0,5 m od krawędzi okładzin pola zabudowanego. W przodkach ka­mienno-węglowych i kamiennych należy zawiesie na podciągu stropnic wraz z nogami tak, aby stanowiły osłoń odrzwi już zabudowanych i tym samym ochroniły wystające końce siatek MAWO przed uszkodzeniem ro­botami strzelniczymi.

Ewentualne pogięcia siatek dają się wyprostować za pomocą dwóch kilofów. Ostrza kilofów wkłada się w oczka siatki, a obuchy opiera się o obudowę ŁP. Manewrując odpowiednio rękojeściami kilofów, siatkę możną szybko wyprostować. .

Wykonanie wcinki z przekopu lub chodnika wymaga rozpięcia siatek i usunięcia ich na szerokości wcinki. Przejście okładziną siatkową na nowe wyrobisko dokonuje się za pomocą dwóch stojaków drewnianych ustawionych w narożach nowego wyrobiska. Postawione stojaki umożliwiają wygięcie na nich wolnych końców siatek w odpowiednim kierunku. Wygięte siatki chronią bezpośrednio naroża nowego wyrobiska i umożliwiają dopięcie w nim nowych siatek. Stojaki mogą być usunięte, a naroża należy wypełnić wykładką. Okładziny typu MAWO mogą być stosowane we wszystkich wyrobiskach korytarzowych, gdzie odrzwia budowane są prostopadle do spągu.

Wykonanie obudowy i jej wpływ na pracę łuków. Przed ustawieniem łuków należy tak wykonać wyrobisko, aby jego kształt był mniej więcej dostosowany do kształtu obudowy ŁP.

Ustawienie odrzwi może być wykonane dwoma sposobami:

- przez skręcenie odrzwi na spągu wyrobiska i podniesienie ich w całości, a następnie ustawienie ich w położeniu zgodnym z książką obudowy,

- przez zawieszenie luku stropnicy na podciągu w po­trzebnym usytuowaniu, a następnie dostawieniu łuków ociosowych i skręceniu ich strzemionami ze stropnicą.

Rys. Wykonywanie obudowy ŁP

Dolne końce łuków ociosowych powinny być ustawione w gniazdkach o głębokości do 20 m, w których przy miękkich skalach spą­gowych powinny być posadowione betonity fundamentowe lub podkładki z żelaza (grubości do 10 cm) bądź z twardego drewna (grubości 80 do 140 mm).

Podkładki żelazne należy układać w gniazdkach w płaszczyźnie prostopadłej do osi łuku ociosowego. Można też, prowadząc betonowy ściek, wykonywać gniazdko w jego ociosowej ściance. W gniazdku tym należy ułożyć podkładkę a na niej ustawie luk ociosowy. Nie wolno zabetonować łuku ociosowego w ściance ścieku, jak też stawiać w ścieku dłuższego łuku ociosowego przy odrzwiach niesymetrycznych łuki ociosowe łączy się z lukiem stropnicowym strzemionami, przy czym odległość strzemion od końców zakładki powinna wynosić 10 cm. Odległość między strzemionami powinna wynosić 20 cm. Strzemiona dokręca się kluczem - najlepiej z umieszczonym dynamometrem, co zapewnia przy każdych odrzwiach jednakowy docisk łuku stropnicowego do ociosowego. Przez zmianę wielkości docisku śrub w strzemionach można regulować podatność obudowy ŁP. Połączenie łuku stropnicowego z ociosowym powinno być tak wyko­nane, aby łuki na całej długości wzajemnego zachodzenia były równo­ległe - należy zwracać uwag przed, jak i w czasie skręcania śrub w strzemionach. Dla prawidłowej pracy obudowy konieczne jest, aby koń­ce łuków nie zaczepiały za okładziny lub o górotwór. Odległość między odrzwiami określona w książce obudowy zależna jest od warunków stro­powych i wynosi przeważnie od 0,8 do 1,2 m. Odległość zaś od przodku nie może przekraczać 3 m.

W wyrobiskach poziomych i nachylonych do 25° łuki stawia się pro­stopadle do osi wyrobiska. Jeśli nachylenie jest większe od 25°, to łuki przechyla się górą od płaszczyzny prostopadłej o maksimum 5°. Odchyłka luku od pionu nie może być większa jak 5°. Odchyłka łuku od kierunku lub zadanego nachylenia wyrobiska nie powinna przekraczać 1% szerokości odrzwi w świetle.

Równy odstęp między odrzwiami i jedna­kowe ich nachylenie węglem pionu lub osi podłużnej wyrobiska (zabez­pieczenie przed skręceniem) ustala się za pomocą rozpór, które wykonuje się przeważnie z prętów stalowych i okrąglaków drewnianych 0 cm 8 do 11 cm. Rozpory są również potrzebne i z tego powodu, że obudowa nie uzyskuje żadnej podporności wstępnej, a zatem jest łatwo wywrotna. Zależnie od wielkości łuków powinno być 5 do 7 rozpór symetrycznie roz­mieszczonych, a co najmniej każdy luk powinien być rozparty w trzech lub pięciu punktach. Wolną przestrzeń między obudową a nierówną po­wierzchnią ociosu i stropu wyrobiska wypełnia się skałą płonną. Statecz­ność obudowy ŁP zależy, bowiem nie tylko od wytrzymałości konstrukcji obudowy i wielkości nacisku górotworu, ale także w dużej mierze od ja­kości i szczelności podsadzki wokół tej obudowy, która powinna działać sprężynująco i być równomiernie rozłożona wzdłuż całego obwodu odrzwi. Prawidłowo ułożona podsadzka rozkłada nawet skupione naciski równomiernie na całym luku obudowy.

Równolegle z wykonywaniem podsadzki począwszy ad spągu wyrobi­ska na obwodzie obudowy układa się okładziny. Obudowa ŁP wymaga nie tylko bardzo dokładnego wykonania, ale i pieczołowitej konserwacji i kontroli zachowania się jej w czasie pracy. Najczęściej spotykanymi błę­dami i usterkami przy stawianiu obudowy są:

- nieprzestrzeganie właściwego posadowienia stóp łuków ociosowych w gniazdach czy to wskutek niewybrania skały, przez co luki w strzemionach, nie przylegając należycie do siebie, powodują naruszenie kabłąków i nie dopuszczają często do przewidywanej podatności obudowy;

- nieprzestrzeganie stałych odstępów pomiędzy kabłąkami;

- nieprzestrzeganie odpowiedniego doboru przekrojów stropnicy w stosunku do przekroju stojaków;

- stosowanie zbyt wielkich przekrojów (łuków) obudowy dla danego wyrobiska (obudowa styka się wówczas bezpośrednio ze skałą, co może spowodować zatrzymanie się zsuwu przez zazębienie końca luku stropnicowego z ociosem);

- tworzenie się zadziorów wskutek zagłębienia się końca jednego ele­mentu w drugi, a nawet niszczenie końców łuków ociosowych w celu uniknięcia takiej ewentualności daje się pomiędzy dwa ele­menty łuku w wymienionych miejscach podkładki z metalu, rza­dziej z twardego drewna.

Jeżeli przewiduje się, że w czasie, gdy obudowa pracuje jako sztywna, mogą wystąpić dodatkowe obciążenia, to potrzebne jest wcześniejsze uzy­skiwanie podatności, którą można otrzymać przez poluzowanie śrub w strzemionach, obracając je o 1/3 do 1/4 obrotu, lub przez ostukanie strze­mion młotkiem. Uzyskana w ten sposób podatność obudowy pozwoli na zsuw stropnicy i odprężenie górotworu. Jeżeli ruch górotworu ustanie, to należy z powrotem dokręcić właśnie śruby kabłąków w strzemionach.

Obudowa ŁP nawet po przekroczeniu jej wytrzymałości nie ulega załamaniu, lecz tylko pewnej deformacji elementów w taki sposób, że jeszcze i w tym stanie utrzymuje strop przed zawaleniem. Z uwagi na największą podatność, jaką rozporządza obudowa ŁP w stosunku do in­nych obudów stalowych, oraz z uwagi na fakt, ze podatność tą można regulować, obudowę ŁP można stosować o odpowiedniej konstrukcji me tylko przy ustalonych dużych ciśnieniach górotworu, ale również tam,

gdzie zaznacza się strefa wpływu wybierania oraz w warunkach, gdy tak obudowa drewniana, jak i przegubowa stalowa nie zabezpieczają utrzyma­nia przekroju wyrobiska, itp. w pokładach tąpiących. Przy występujących dużych ciśnieniach należy co dwa tygodnie przeprowadzić kontrole obu­dowy.

Likwidacja wyrobisk, jak również względy oszczędnościowe powodują konieczność rabowania obudowy i ponownego jej wykorzystania (po przywróceniu kształtu elementów do pierwotnej postaci) w innym nowo budującym się wyrobisku. Do regulacji prostowa­nia elementów obudowy, tzn. do przywrócenia im pierwotnego kształtu, zdeformowanego wskutek działania sił górotworu, wykorzystuje się prasy hydrauliczne. Dzięki ich znacznej sile nacisku, jak i odpowiedniemu kształtowi matryc, można w prasach tych prostować nawet bardzo silne pogięte i skręcone łuki. Kierunek rabowania obudowy w wyrobiskach ko­rytarzowych uzależniony jest od wielkości kątu nachylenia. Przy nachyle­niu wyrobisk powyżej 15° rabowanie powinno się prowadzić po wzniosie (z dołu do góry), natomiast przy nachyleniu mniejszym od 15° można prowadzić rabowanie w obie strony. Przed przystąpieniem do rabowania, przeznaczone do rabowania odrzwia i dwa następne muszą być zabezpieczone dodatkowo postawionymi stojakami drewnianymi, tzw. po­średniakami 1, 2, 3. Aby uniknąć samostaczania się luźnych brył skalnych, należy zabudować poprzeczne rozpory z końcami założonymi za odrzwia tej obudowy poniżej miejsca rabowania.

Rys. Rabowanie obudowy ŁP

.

W czasie rabowania rabunkarz powinien stać podczas odkręcania śrub od zamków tej obudowy pod odrzwiami nie przeznaczonymi do rabowa­nia. Do odkręcania stosuje się klucz o przedłużonym ramieniu. Odkręcanie śrub zamkowych ŁP w wyrobiskach zdeformowanych może być bar­dzo niebezpieczne; zdarza się, ze po odkręceniu śrub zamków ŁP następuje gwałtowne odprężenie się górotworu i nagle obniżenie obudowy (poślizg), a nawet zawalenie stropu i dlatego należy przy tej operacji zachować jak najdalej idącą ostrożność.

Do wyciągania poszczególnych elementów obudowy ŁP należy używać kołowrotów lub ciągarek typu BKS. Dla bezpiecznego rabowania obudo­wy długość łańcucha w przypadku użycia ciągarek BKS powinna wynosić najmniej 2 m, a umocowanie ciągarki przy upadach większych od 150 powinno być w odpowiedniej odległości od miejsca rabowania. Przy wyciąganiu odrzwi obudowy powinno się najpierw wyrabowywać kolejno stojaki, a następnie luk stropnicowy z podbudowanym stojakiem pośrednim.

W podobny sposób można przeprowadzić rabowanie obudowy stalo­wej - sztywnej, np. z szyn. Najpierw odkręca się ściski łączące stojaki ze stropnicą, a następnie wyciąga się kolejno stojaki i stropnic z podbudowanym pod nią stojakiem pośrednim przy użyciu ciągarki BKS lub rabowarki mechanicznej, np. typu Korfmann, napędzanej powietrzem sprężonym, które zapewnia dostateczne bezpieczeństwo pracy przy rabo­waniu, jak również duża wydajność. Praca rabowarki polega na przewra­caniu luku obudowy w stronę wyrabowanego odcinka chodnika, a następnie wyciąganiu segmentu obudowy dla dalszego transportu.

Wnioski:

Nowe wyrobiska drąży się wyłącznie w obudowie łukowej z kształtownikami typu V, gdyż jest to przekrój najkorzystniejszy ze względów wytrzymałościowych.

Obudowa ŁP jest spośród innych obudów najbardziej racjonalna przy stosowaniu jej w wyrobiskach korytarzowych, wykonywanych w pokładach tąpiących. Wprawdzie wyrobiska te wykonane w obudowie ŁP ulegają także dużej deformacji, jednak prawie zawsze pozostaje w wyrobisku pewna przestrzeń, umożliwiająca schronienie się pracujących w pobliżu robot wybierkowych, a także w wyrobiskach udostęp­niających pierwszorzędnych, jak np. przekopach itp.

5. Źródła.

Mirosław Chudek „Obudowa wyrobisk górniczych - część 1 - obudowa wyrobisk korytarzowych i komorowych.”

Strona internetowa : www.hutalab.com.pl

---