GÓRNICTWO ĆWICZENIA- KOLOKWIUM NR. 1
Górnictwo- gałąź przemysłu, zajmująca się wydobywaniem ze skorupy ziemskiej surowców mineralnych (kopalin) i doprowadzenia ich do stanu, w którym mogą być przekazane do bezpośredniego użytku lub dalszej przeróbki. Co jest górnictwem a co nie jest?-metro, przejście podziemne-nie-ale jest to budownictwo podziemne.Eksploatacja górnicza-zespół czynności, których celem jest uzyskanie kopaliny użytecznej ze złoża.Sposób eksploatowania zależy od-głębokości zalegania złoża, rodzaju i grubości warstw skał otaczających, gazonośność złoża, zawodnienia, i innych czynników techniczno-górniczych.Wyrobisko-pusta przestrzeń w skałach skorupy ziemskiej powstała przez usunięcie skał w skutek eksploatacji.Jaskinia-to nie wyrobisko, bo powstała w sposób naturalny.W zależności od sposobu udostępniania złoża rozróżniamy:górnictwo naziemne (odkrywkowe),górnictwo podziemne,wiertnictwo górnicze, górnictwo morskie (Petro Baltic).Podział górnictwa ze względu na rodzaj eksploatowanej kopaliny użytecznej:górnictwo węgla (podziemne,naziemne),górnictwo rud (podziemne, naziemne), górnictwo naftowe (otworami wiertniczymi), górnictwo skalne i surowców chemicznych(*górnictwo skalne,*górnictwo solne,*górnictwo siarkowe),górnictwo wód leczniczych i termalnych (uzdrowisko np. Krynica Zdrój),Złoże podział-kopalina użyteczna, skała płonna.Skały płonne-skały otaczające, wśród których zalegają kopaliny użyteczne, a które nie są przedmiotem eksploatacji.Złożem kopaliny użytecznej-nazywamy nagromadzenie minerału użytecznego wśród skał płonnych, przedmiot eksploatacji.Granice między kopaliną i skałą płonną-są często bardzo płynne i zależą od kryteriów jakie przyjmiemy.Kopalina użyteczna-skała lub minerał, ciało ciekłe lub gazowe o znaczeniu gospodarczym, uzyskiwana ze złoża za pomocą procesów górniczych. Podział:kopalina główna (np. węgiel,ropa,rudy),kopalina towarzysząca (np. metan pokładów węgla, pisaki nadkłądowe),kopalina współwystępująca (złoża polimetaliczne).Złoże przemysłowe-to takie nagromadzenie kopaliny, które może być eksploatowane z korzyścią ekonomiczną, czyli wartość wydobytego materiału jest wyższa niż koszty związane z jego wydobyciem.Kruszywa-(piaski,żwiry) 200 mln ton rocznie-w Polsce najwięcej.Podział kopalin użytecznych ze względu na ich znaczenie gospodarcze:surowce energetyczne (ropa naftowa, węgiel kamienny i brunatny, gaz ziemny, rudy uranu-elektrownie jądrowe),surowcemetaliczne(hematyt,magnetyt,miedź,aluminum,mangan,nikiel,chrom,cynk,ołów,złoto,srebro,platyna,pallad),chemiczne (sól,fosfor,siarka,saletra),skalne i budowlane-kruszywo (żwiry,piaski) kamień ciosowy (granit,bazalt) kamień ozdobny (marmur,granit) materiały wiążące (gips,anhydryt,wapienie i margle),szklarskie i ceramiczne (piaski kwarcowe,gliny,iły),wody lecznicze (szczawy,wody siarkowe,wody radoczynne),termalne,solanki,kamienie szlachetne i półszlachetne.Surowiec z ekonomicznego punktu widzenia:surowce pierwotne (złoża kopalin naturalnych),surowce wtórne (z przeróbki chemicznej technicznej np. soda z soli kamiennej,grafit z węgla,uran z fosforytów,srebro i złoto w wyniku elektrorafinacji miedzi).Zasoby złóż-klasyfikacja:ZASOBY GEOLOGICZNE-Bilansowe (przemysłowe-operatywne,straty, nieprzemysłowe),Pozabilansowe.Zasoby złóż-ilość kopaliny w złożu.Kategorie rozpoznawania zasobów:C2-zasoby stwierdzone na podstawie orientacyjnych badań geologicznych i obserwacyjnych (nieduża liczba otworów),C1-zasoby ustalone wstępnymi robotami geologiczno-rozpoznawczymi (siatka otworów),B-zasoby ustalone na podstawie wyników szczegółowych robót rozpoznawczych (gęsta siatka otworów),A-zasoby ustalone na podstawie wyników zagęszczonych robót rozpoznawczych (gęsta siatka otworów oraz wyrobiska górnicze)-rozpoznanie eksploatacyjne.Wybrane dokumenty sporządzone w górnictwie (geologii złożowej):dokumentacja geologiczna złoża (sporządzona w celu zestawiania zasobów bilansowych złoża w konkretnej kategorii rozpoznania),projekt zagospodarowania złoża (PZZ,sporządzony w celu zestawienia zasobów przemysłowych złoża),plan ruchu zakładu górniczego-niezbędny w działalności wydobywczej zakładu (kopalni).Surowce w aspekcie handlowym:surowce obrotu międzynarodowego (ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel kamienny, rudy metali, surowce chemiczne),surowce obrotu krajowego (węgiel brunatny,surowce skalne),surowce lokalne (wapienie dla przemysłu cementowniczego).Gurażdże-cementownia.Eksploatacja złóż kopalin:Forma złoża-geometryczny kształt skupienia kopaliny,Budowa złoża-stratygrafia, charakter litologiczny skał wchodzących w jego skłąd, warunki tektoniczne i charakter mineralizacji.Pokładowa forma złoża,pokład zaburzony tektonicznie,forma zaburzona uskokiem.Podział złóż ze względu na formę:A-izometryczne-wymiary złoża są we wszystkich kierunkach podobne np. pnie,diapiry,gniazda,kieszenie,sztokwerki,B-słupowe-jeden wymiar bardzo wydłużony,pozostałe podobne np. kominykimberlitowe (z diamentami),C-płytowe-formy płytowe pokład grubość ograniczona przy nieograniczonej długości i szerokości,D-złożowe(szlira).Pokład-warstwa kopaliny użytecznej wśród warstw skały płonnej.Wielkości charakteryzujące poklad:linia rozciągłości,płaszczyzna pozioma,pokład,grubość pokłdu,wznios,linia nachylenia,upad,kąt nachylenia pokładu.Pseudopokład??.Soczewka-pokład ograniczony na długość.Formy płytowe:Żyły-pojedyncza,złożowa,drabinkowa,siatkowa,węzłowa,typu "koński ogon".Żyła-płaszczyzna przecinająca skały,młodsza od nich. Przez urabianie skały rozumie się odspajanie różnymi sposobami porcji skały od calizny (fizyczne,mechaniczne).Urabialność-opór jaki stawia skała przy jej urabianiu i zależy ona od trwałości, wytrzymałości i zwięzłości skał. Zwięzłość skały - odporność bryły skalnej przeciw zniszczeniu spoistości jej cząstek, czyli wytrzymałość na udar mechaniczny (wytrzymałość dynamiczna); zwięzłość węgla określa się wskaźnikiem zwięzłości (wg Protodiakonowa).Podział skał ze względu na urabialność:skały sypkie (piaski,żwiry),skały miękkie (iły,gliny,węgiel brunatny,węgiel kamienny),skały kruche,skały twałe (wapień,dolomit),skały bardzo twałe.Górnictwo odkrywkowe:Kopalnia odkrywkowa:zakłąd górniczy, w którym eksploatacja złoża polega na usunięciu nadkładu skalnego znajdującego się nad złożem oraz wybierania odsłoniętej kopaliny użytecznej w otwartym wyrobisku.Wyrobisko Odkrywkowe.Podział kopalin:piaskownice,żwirownice,kamieniołomy,kopalnie węgla kamiennego,inne kopalnie rud metali.Rodzaje wyrobisk odkrywkowych:stokowe (założone na stoku góry),wgłębne,stokowo-wgłębne (część wyrobiska ponad terenem).Odkrywki:Kopalnia Bringham (1200m) w stanie Utah, USA (gł.miedź), Chuquicamata-Pustynia Atacama, Chile, 900m (kopalnia rudy miedzi),Kopalnia diamentów Diavik w Kanadzie,Kominy Kimberlitowe Trubka Udacznaja Jakuga,Kopalnia diamentów Mirny (Rosja),Kopalnia Stanisław-Góry Izerskie,Kopalnia węgla brunatnego Bełchatów-największa w Polsce kopalnia odkrywkowa.Procesy technologiczne wyodrębnione w kopalni odkrywkowej:odwadnianie,udostepnianie i eksploatacja,urabianie,transport,zwałowanie,rekultywacja.Odwadnianie-czynność związana z obniżeniem poziomu zwierciadła wód podziemnych. Odwadnianie można podzielić na:powierzchniowe,wgłębne.Nadkład-całość skał przeznaczonych do usunięcia w celu umozliwienia wydobycia kopaliny użytecznej, rozróżniamy nadkład górny i międzypokładowy.Poziom roboczy-płaszczyzna pozioma lub lekko nachylona, na których pracują lub mogą być ustawione maszyny do pracy.Skarpy odkrywkowe-nachylone powierzchnie powstające w czasie urabiania między dwoma poziomami. W skarpach zakłada się półki, które przeciwdziałać mają zsuwaniu się mas skalnych i odprowadzać wodę. N do Z 12 do 1 dla brunatnego.Wkopy-Zewnętrzne-na zewnątrz wyrobiska,Oddzielne-udostepniają każdy poziom oddzielnie,Grupowe-udostępniają kilka pięter na raz,Wspólne-udostępnia wszystkie piętra eksploatacyjne,Podwójne-oddzielne dla poziomów ładownych i pustych,Polowe-poza złożem,Złożowe-w obrębie złoża,Główne-są to tory i urządzenia,nie niszczy się ich,Przygotowawcze-do utworzenia początkowego frontu robót.System eksploatacji wybierania-to zbiór uporządkowanych i powiązanych w całości zasad technologii, przystosowanych do konkretnych warunków górniczo-geologicznych.Forma występowania złoża-podstawowy czynnik do wyboru eksploatacji.System eksploatacji:ścianowy-front się przesówa równomiernie w głąb złoża,zabierkowy-kierunek zabierek równoległy do postępu frontu roboczego (pasami),ubierkowy-równolegle do postępu frontu roboczego, ale nierównomiernie.Złoże jest tu wydobywane niezależnie.Zabierka-pas ekploatacyjny, wzdłuż, którego wybiera się złoże.Sposoby urabiania:sposób eksploatacji:urabianie ręczne (kilof,łopata,ręce) złoża łatwo urabialne, sypkie-iły,piaski) jest to system pomocniczy,rzadki,urabianie mechaniczne (koparka,koparka z wrębiarką,kombajny),urabianie hydromechaniczne-przy udziale strumieni wody,materiały wybuchowe-strzelanie,metody specjalne.Mechaniczne urabianie skał:koparkami łyżkowymi (jednonaczyniowymi),koparkami wielonaczyniowymi (kołowe,łańcuchowe),koparkami zgarniakowymi,spycharkami,wodomiotami,pogłębiarkami mechanicznymi i hydraulicznymi.Zastosowanie koparek łyżkowych:urabianie nadkładu i kopaliny użytecznej,załadunek odstrzelonego urobku na środki transportowe,transport urobku (nadkładu) na tymczasowy odkład lub na zwałowisko.Strzelanie-aby było pełne stosujemy zapalniki milisekundowe.Urabianie materiałami wybuchowymi:a)podział materiałów ze względu na działanie:wolnodziałające-miotające,prędkość detonacji do 1000 m/s,szybkodziałające-kruszące prędkość powyżej 1000 m/s,b)podział materiałów wybuchowych ze względu na skład chemiczny:prochy-proch czarny i strefa wybuchowa,materiały nitroglicerynowe-dynamit,barbaryt,materiały amonowo-saletrowe-amonity,korbonity,metanity.Transport:transport w kopalni odkrywkowej:taśmowy,samochodowy,szynowy.Cechy charakterystyczne transportu technologicznego w kopalniach odkrywkowych:- zmienna lokalizacja załadunku a także często wyładunku,- okresowe przemieszczanie tras transportowych na poziomach roboczych (nadkładowych, złożowych i zwałowych),- zróżnicowana odległość przewożenia mas,- konieczność działania w różnych warunkach atmosferycznych,- konieczność pokonywania znacznych różnic wysokości na trasach (znacznych nachyleń tras). Dobór środków transportu do zadań w kopalniach musi wypełniać te znamiona i zależy od następujących czynników:- ilości urabianych mas,- rodzaju transportowanych mas,- odległości transportu,- wymiarów geometrycznych wyrobisk i zwałowisk,- rodzaju maszyn urabiających i zwałujących,- żywotności odkrywki,- podaży maszyn,- efektywności ekonomicznej rozwiązania.Zwałowanie - ogół czynności prowadzonych w celu przemieszczania i składowania materiału zwałowego na zwałowisku.Zwałowarka-usuwa nadkład.Zwałowanie nadkładu:rodzaje:*wewnętrzne-zwał położony wewnątrz wyrobiska, w którym został zwałowany urobiony nadkład (zwały wewnętrzne jednej odkrywki mogą stosować...zewnętrzne-zwał położony poza wyrobiskiem, w którym został urobiony zwałowany układ.Zwał zwałujemy na zwałowisku.Kamieńsk.Zwałowanie-podpoziomowe-wał usypany poniżej powierzchni terenu otaczającej lub na równi z terenem otaczającym.Zwałowanie nadpoziomowe:zwał usypany powyżej powierzchni terenu otaczającego.Rekultywacja-przywrócenie nieczynnych zwałowisk oraz innych terenów i obiektów poddanych działalności górniczej do stanu pierwotnego lub zagospodarowanie ich na potrzeby ludności.Rewitalizacja zespół działań urbanistycznych i planistycznych, koordynowanych przez lokalną administrację państwową, których celem jest społeczne, architektoniczne, planistyczne i ekonomiczne korzystne przekształcenie miejskiej dzielnicy (lub innego wyodrębnionego obszaru miasta) będącej w stanie kryzysu wynikającego z czynników ekonomicznych i społecznych.Kierunek wodny:robimy jezioro,akweny,wyciągi narciarskie,kierunek leśny.Charakter rekultywacji zależy od:własności gruntu,stosunków wodnych,ukształtowania powierzchni.Fazy rekultywacji:przygotowawcza,podstawowa (techniczna),biologiczna (szczegółowa czyli np sadzenie drzew).Roślinność chroni przed osuwaniem się.Cele rekultywacji:pod uprawe,zalesianie,zakładanie pastwisk,budowa obiektów rekreacyjno sportowych,powoływanie parków miejskich,pod zabudowę.Niemcy- 200 mln ton węgla-najwięcej wydobycia.