PODSTAWY EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ

1. Wyrobiska udostępniające w kopalniach podziemnych.

Udostępnianie złoża kopaliny użytecznej oznacza całokształt robót oraz przedsięwzięć, mających na celu połączenie złoża z powierzchnią ziemi i umożliwienie przygotowania go do eksploatacji górniczej. Wyrobiska udostępniające przeważnie są wykonywane w kamieniu np. szyby pionowe, szyby pochyłe, szybiki, przecznice, przekopy.

SZYB - wyrobisko korytarzowe o nachyleniu > od 45_­­­­° głębokości większej od 200m, i przekroju poprzecznym > od 15 m­_­2, łączące złoże z powierzchnią.

SZYBIK :

PIONOWY - wyrobisko pionowe korytarzowe, głębokości mniejszej od 200m, o przekroju poprzecznym < od14m2, mające wlot na powierzchni i prowadzące w głąb ziemi.

ŚLEPE - o przekroju kołowym lub prostokątnym do różnych celów komunikacyjnych.

PRZEKOPY - wyrobisko udostępniające, wydrążone w skałach płonnych od przecznicy równolegle do rozciągłości pokładów.

PRZECZNICE - poziomy wyrobisko korytarzowe udostępniające, wydrążony w skałach płonnych od szybu poprzecznie do linii rozciągłości złoża.

2. Wyrobiska przygotowawcze w poziomie lub rejonie wydobywczym.

Wyrobiska przygotowawcze przysposabiają złoże do najbardziej korzystnego sposobu wybierania; rozróżnia się wyrobiska przygotowawcze główne, dzielące udostępniony pokład na piętra i pola eksploatacyjne( chodniki poziome, piętrowe, główne wentylacyjne, główne między poziomowe pochylnie i upadowe) oraz wyrobiska przygotowawcze drugorzędne lub rozcinkowe, dzielące pole eksploatacyjne na pola wybierane i filary ( chodniki wybierkowe, dowierzchnie). Są to wyrobiska wykonane w węglu pochylnie równolegle do rozciągłości a chodniki prostopadle do rozciągłości.

3. Charakterystyka obudów podporowych stosowanych w wyrobiskach korytarzowych.

Głównym zadaniem obudowy górniczej jest :

• ochrona ludzi

• zabezpieczenie przed zawałem

• zapewnienie przez ustalony czas stateczności wyrobiska

Zadania uboczne obudowy :

• niedopuszczenie do wypływu do wyrobiska gazów lub wód ze skał otaczających

• zabezpieczenie obnażonych powierzchni skalnych wyrobiska przed wietrzeniem lub utlenianiem

• izolację wyrobisk od ognisk pożarowych

Pod względem technicznym :

• wytrzymała oraz łatwa do wykonania

• łatwa do transportu

• odporna na gnicie

Pod względem ekonomicznym powinna być tania.

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

• wielkość, rodzaj i kierunek spodziewanego ciśnienia górotworu

• rodzaj skały

• wymagany przekrój poprzeczny wyrobiska

• przeznaczenie wyrobiska przewidywany czas użytkowania wyrobiska

4. Charakterystyka obudów kotwiowych stosowanych w wyrobiskach korytarzowych i komorowych.

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 samo utrzymania wyrobiska.

Podział ze względu na zasadę pracy :

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

• kotwie o utwierdzeniu ciągłym ( żelbetowe, wklejane na całej długości)

Obudowę kotwiową można podzielić na :

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

• kotwiowo-płytową, w której spinające strop kotwie zaopatrzone są w płyty podtrzymujące strop wyrobiska górnizego,

• kotwiowo-siatkową, w której na spinających strop kotwiach zawieszona jest siatka osłaniająca, najczęściej siatkę p[okrywa się warstwą betonu natryskowego,

• kotwiowo-stropnicową, w której sztywna stropnica przykotwiona jest do stropu kotwiami spinającymi,

Obudowy kotwiowej nie należy stosować:

• w strefach uskokowych

• w filarach bezpieczeństwa nadkładu i do podziemnych zbiorników wodnych,

• w skałach szczelinowatych,

• w pokładach tąpiących II i III stopnia zagrożenia tąpaniami,

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,

• Obudowa odrzwiowa - przykotwiona, w której odrzwia są przykotwione do górotworu, przez co poprawiają się warunki pracy obudowy odrzwiowej, a tym samym wzrasta jej nośność,

5. Charakterystyka obudów zmechanizowanych stosowanych w kopalniach węgla kamiennego.

Zadaniem ścianowej obudowy zmechanizowanej jest zapewnienie bezpiecznego i nie zakłóconego wybierania węgla z wyrobiska eksploatacyjnego. Powyższe zadanie obudowa ścianowa może wykonać przez realizację podstawowych funkcji, do których należą :

• kierowanie stropem,

• osłonięcie wyrobiska przed opadaniem skał ze stropu,

• osłanianie wyrobiska przed przedostawaniem się skał z rumowiska zawałowego do przestrzeni roboczej,

• osłonięcie wyrobiska przed opadaniem z czoła ściany kęsami węgla w pokładach o grubości powyżej 2,5m lub staczającymi się po przenośniku kęsami urobku w pokładach nachylonych powyżej 25°.

Obudowa zmechanizowana wpływa na zachowanie się stropu ( kieruje stropem ) przez działanie na niego odpowiednią siłą, zwaną podpornością. Rodzaje podporności:

• wstępna,

• nominalna,

• robocza.

Podporność jaką ma zestaw zmechanizowanej w momencie rozparcia a wynikająca z ciśnienia zasilania aktualnie występującego w magistrali zasilającą ścianę, nazywana jest podpornością wstępną. Natomiast podporność nominalna jest maksymalną podpornością, jaką może osiągnąć zestaw obudowy zmechanizowanej, przy obciążeniu statycznym i zależy od ciśnienia otwarci zaworów bezpieczeństwa w układzie podpornościowym podpór hydrauliczych zestawu obudowy. Podporność jaką w danej chwili osiąga zestaw obudowy pod wpływem nacisku górotworu, nazywana jest podpornością roboczą, a jej wartość mieści się między podpornością wstępną a nominalną.

Przy doborze podporności obudowy należy brać pod uwagę również konieczność przyjęcia przez nią zwiększonych obciążeń w okresie rozruchu ( do pierwszego zawału ), jak i jej normalnego biegu.

6. Klasyfikacja systemów eksploatacji ze względu na rodzaj wyrobiska eksploatacyjnego.

1. ubierkowe

- ścianowe

- filarowo - ubierkowe

- ubierkowe - pasami

2. zabierkowe

- długich zabierek

- filarowo - zabierkowe

3. komorowe

- komorowe właściwe

- komorowo - filarowe

- ubierkowo - komorowe

4. blokowe

- z czołowym wypuszczaniem urobku

- z wypuszczaniem urobku przez otwory wysypowe (leje)

7. Klasyfikacja systemów eksploatacji ze względu na sposób likwidacji zrobów.

1. Ze względu na sposób kierowania stropem :

1. z ochroną stropu

- naturalne utrzymanie przestrzeni poeksploatacyjnej

- z podsadzką hydrauliczną

- z podsadzką suchą

- z magazynowaniem urobku

2. z zawałem

3. z ugięciem stropu

8. Mechaniczne sposoby urabiania calizny.

Za pomocą :

• narzędzi ręcznych lub organów urabiających maszyn górniczych

• strumienia wody o dużym ciśnieniu ( tzw. Hydrourabianie )

• środkami strzałowymi

9. Sposoby ładowania i odstawy urobku.

Może być przenośnikami lub bez przenośnikowa.

Ładowanie urobku :

• ładowarki zasięrzutne

• ładowarka bocznie wysypująca

• ładowarka zgarniakowa

10. Zasady eksploatacji złóż.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYBÓR SYSTEMU EKSPLOATACJI

Systemem eksploatacji złoża nazywa się taki sposób rozplanowania, a następnie wykonywania wyrobisk przygotowawczych i wybierkowych (eksploatacyjnych), który w danych warunkach geologiczno - górniczych zapewnia harmonijną (skoordynowaną) ciągłość wybierania kopaliny użytecznej (złoża).

Każdy system eksploatacji powinien uwzględniać:

• aktualne możliwości techniczne;

• bezpieczeństwo pracy dla ludzi;

• minimalne straty kopaliny w złożu;

• optymalna wydajność i wysoką koncentracje wydobycia;

• ochronę powierzchni (obiektów budowlanych i inżynierskich, lasów gleby i stosunków wodnych);

• ochronę obiektów górniczych podziemnych.

Złoże i otaczające go skały charakteryzują się parametrami geometrycznymi, własnościami strukturalnymi i fizyko - mechanicznymi. Czynniki te decydują o empirycznym określeniu kształtu i wielkości elementarnej przestrzeni dogodnej dla ludzi i maszyn urabiających złoże, tzw. Wyrobiska eksploatacyjnego (wybierkowego), nazywanego w szczególności: ubierką, zabierka lub komorą. W odpowiednio zabezpieczonej części wyrobiska eksploatacyjnego, zwanej przestrzenią robocza lub przodkiem, przebywa górnik, gdzie posługując się narzędziami i maszynami wydajnie i ekonomicznie wybiera złoże.

Warunki naturalne złóż węglowych decydujące o wyborze systemu eksploatacji:

• głębokości zalegania pokładu;

• grubości pokładu;

• nachylenia pokładu;

• urabialność węgla;

• występowanie zagrożeń naturalnych (gazowe, samozapalność, tąpania, wyrzuty gazu i skał, wodne);

• własności skał otaczających (stropowych i spągowych).

Warunki techniczne decydujące o wyborze systemu eksploatacji:

• względy ochrony powierzchni, poziomów wodonośnych i obiektów górniczych podziemnych;

• mechanizacja obudowy, urabiania i odstawy.

---