Obudowy wyrobisk

Podstawowe pojęcia:

Górotwór - to wszystkie wytwory skalne powstałe w skorupie ziemskiej.

Mechanika górotworu - nauka zajmująca się obserwacją i pomiarami ciśnienia górotworu
i ich skutków w wyrobiskach.

Ciśnienie górotworu- to siły nacisku na pusty obszar powstały po wydrążeniu wyrobiska.

Właściwości Mechaniczne Skał- to odporność skał na działanie sił mechanicznych, zależne od wytrzymałości ziaren.

Rodzaje:

Wytrzymałość na ściskanie - mierzy się wielkością siły powodującej zgniecenie próbki.

Wytrzymałość na rozciąganie - 5-10%Rc .

Wytrzymałość na zginanie - 25-30%Rc.

Zwięzłość skał - odporność na odzielanie się odłamków przy pomocy narzędzi.

Sprężystość skał - zmiana przez skały kształtu pod działaniem innych zewnętrznych sił
i powrót do kształtu poprzedniego.

Ciśnienie działające na obudowe wyrobiska.

Ciśnienie statyczne - to ciśnienie wywierające nacisk na obudowe ciężar odspojonych skał
w sferze odprężonych.

Ciśnienie dynamiczne - wywierany jest na obudowę, nagłe przemieszczenie i osiadanie na nich mas skał.

1. Rodzaje stosowanych obudów.

Obudowę wyrobisk dzielimy na:

• drewnianą,

• stalową,

• murową,

• mieszaną,

• kotwową.

Ze względu na współpracę obudowy z górotworem dzielimy ją na:

• sztywną,

• podatną.

Obudowa sztywna charakteryzuje się tym, że przeciwdziała ciśnieniu górotworu do czasu, gdy to ciśnienie nie przekroczy jej wytrzymałości. Po przekroczeniu wytrzymałości obudowy ulega ona zniszczeniu i odporność jej spada do zera, co może spowodować zawał
w wyrobisku. Do obudowy sztywnej zaliczamy obudowę drewnianą, murową.

Obudowa podatna przejmuje obciążenie górotworu do czasu, gdy obciążenie to osiągnie pełną podporność obudowy na którą została zaprojektowana. Po przekroczeniu pełnej podporności obudowa nieznacznie zmniejsza swe gabaryty co powoduje, że nacisk na obudowę maleje. Sama obudowa nie ulega zniszczeniu. W dalszym ciągu podtrzymuje strop. Do obudowy podatnej zaliczamy: łuki ŁP lub stojaki cierne typu Valent, stojaki hydrauliczne typu SHC, obudowę zmechanizowaną.

Obudowa drewniana.

Obudowa drewniana ze względu na jej małą podpornosć oraz łatwopalność jest obecnie stosowana w niewielkim zakresie. Wykorzystywana jest obecnie jedynie, jako obudowa pomocnicza typu pośredniaki, podciągi, obudowa wielobokowa.

Obudowa stalowa.

• Obudowę stalową powszechnie stosowaną przy drążeniu chodników są łuki typu ŁP lub V-25, 29. W zależności od przekroju wyrobiska dobiera się odpowiedni numer formatu obudowy łukowej.

Profil	Szerokość „a” w (m)	Wysokość „b” w (m)	Wartość „c” w (mm)	Ilość rozpór
V25/5	3.4	3.0	400	5
V25/29/6	3.7	3.0	450	5
V25/29/7	4.2	3.1	500	7
V25/29/8	4.7	3.3	500	9
V25/29/9	5.0	3.5	550	9
V25/29/10	5.7	3.8	550	9

Profil obudowy łukowej jest zbliżony do kształtu sklepienia ciśnień tworzącego się wokół wyrobisk. Dlatego rozkład ciśnień na tą obudowę jest w miarę równomierny. Podporność obudowy łukowej jest zależna od sposobu jej wykonania tzn. odpowiedniej zakładki pomiędzy łukiem stropowym a ociosowym, stopniem dokręcenia śrub, prawidłową wykładką.

Celem uzyskania właściwej siły dokręcenia śrub należy używać klucza
o następującej długości ramienia.

ŁP - 0,7 metra,

V-25 - 1,1 metra.

Wielkość zakładek dla poszczególnych numerów stosowanej obudowy przedstawia tabela dołączona do rys.25.

Jako okładziny łuków używa się siatki zgrzewane zaczepowe (ZZ) lub łańcuchowe, blachy wyprofilowane, wykładziny żelbetowe. Pustki za obudową należy wypełniać podsadzką niepalną.

Obudowa tymczasowa w chodnikach - w przypadku drążenia chodnika za pomocą materiałów wybuchowych odsłonięty strop należy zabezpieczyć obudową tymczasową.

W chodniku drążonym kombajnem istnieje problem wypełnianie pustek za obudową
z powodu braku odpowiedniej podsadzki. Problem ten rozwiązano częściowo przez wbijanie klinów pomiędzy opinkę a ocios naprzemianlegle celem zapewnienia stabilności budowy.

W strefach wpływu ciśnień eksploatacyjnych obudowa chodników jest narażona na deformację lub zniszczenie. Celem wzmocnienia istniejącej obudowy wykonuje się dodatkową obudowę drewnianą wielobokową.

Obudowa kotwowa.

Odprężeniu skał stropowych można zapobiec przez związanie skał ulegających odprężeniu (rozwarstwieniu) z warstwami leżącymi wyżej nie ulegającymi odprężeniu.

Kotwy dzielimy na klinowe, śrubowe i wklejane. Kotwa składa się z żerdzi, zakończonej
z jednej strony głowicą, a z drugiej podkładka i śrubą. Kotwy klinowe są rozpierane poprzez wbicie żerdzi w klin rozpierający. W kotwie śrubowej wkręcenie żerdzi do głowicy powoduje jej rozparcie do stropu. Wklejenie kotwy polega na rozbiciu żerdzią naboju z klejem wprowadzonego do otworu.

Obudowa wyrobisk eksploatacyjnych

W wyrobiskach eksploatacyjnych ścianowych stosuje się dwa rodzaje obudów: metalową indywidualną lub zmechanizowaną (sekcje). Obudowę indywidualną stanowią stojaki zabudowane pod stropnicami stalowo - członowymi. Stojaki dzielimy na cierne
i hydrauliczne. Stojak cierny składa się z głowicy, rdzennika, zamka, dwóch klinów rozpierających oraz spodnika.

Stojaki cierne pod wpływem ciśnienia skracają się, gdyż rdzennik wsuwa się do spodnika. Stojaki, przy których w czasie ciśnienia zsuw wynosi od 100 do 120 mm nazywają się późno - podporowymi, przy zsuwie 10 do 15 mm wczesnopodporowymi, gdy uzyskują podporność roboczą bez zsuwu nazywają się natychmiast-podporowymi. Podporność wstępną stojaka uzyskuje się przez stosowanie podciągarki. Za jej pomocą stojak jest rozparty do stropnicy. Stojaki mają podporność wstępną (zaciskową), roboczą, na którą są zaprojektowane
i szczytową przy której jeszcze podtrzymują strop.

Najczęściej podporności te wynoszą:

wstępna - 30 - 150 KN (3-15 ton),

robocza - 200 - 500 KN,

szczytowa - 500 - 600 KN.

Stojaki hydrauliczne.

Przestrzeń tłoczną stojaka wypełnia płyn, który podtrzymuje jego rdzennik. Rdzennik tworzy w stojaku tłok, który przesuwa się w spodziku. W stojakach centralnie zasilanych płyn dostarcza się przewodem. Wąż ciśnieniowy zakończony jest zaworem zwanym pistoletem za pomocą, którego emulsja wprowadzana jest do stojaka powodując jego rozparcie do stropnicy. Emulsja zabezpiecza stojak przed korozją i stanowi mieszaninę wody
z emulkopem. Stojak SHC-40 jest stojakiem obecnie powszechnie stosowanym. Rabowanie stojaka polega na otwarciu zaworu tzw. rabownikiem co powoduje wypływ emulsji
i obniżenie rdzennika.

Stropnice stalowo - członowe pozwalają na zabezpieczenie stropu po urobieniu calizny
i przesunięciu przenośnika ścianowego za urabiającym kombajnem

Stropnice członowe są przystosowane do łączenia ich ze sobą w sposób umożliwiający wzajemne ich usztywnienie oraz mocowanie wysięgnikowe. Mocowanie takie uzyskuje się przez zabudowanie strzemion.

Wariant w trójkąt jest najbardziej rozpowszechniony w ścianach gdzie pracuje kombajn. Obudowa ta cechuje się tym, że głębokość zabioru kombajnu równa się połowie długości stropnicy. Końce trzech kolejnych stropnic tworzą trójkąt równoramienny.

Rabowanie obudowy indywidualnej.

Rabowanie stojaków hydraulicznych jest proste. Po zamocowaniu liny lub łańcucha do stojaka rabowanego otwiera się zawór rabujący stojaka. Emulsja wypływa na zewnątrz powodując rabowanie stojaka. Zrabowany stojak wyciągamy z zawału np. za pomocą wciągarki łańcuchowej.

Rabowanie stojaków ciernych polega na wybiciu młotem klinów stojaka. Podczas rabowania obudowy nie wolno opierać się o stojącą obudowę oraz dotykać głową łuku lub stropnic. Nie wolno wyjmować zrabowanych stojaków ręcznie - grozi to wypadkiem. Roboty związane
z rabowaniem obudowy mogą wykonywać tylko górnicy rabunkarze pod nadzorem przodowego rabunku.

Obudowa zmechanizowana.

Obudowę zmechanizowaną tworzą zespoły zwane sekcjami, ustawione obok siebie prostopadle do czoła wyrobiska ścianowego. Każda sekcja posiada siłownik umożliwiający jej przesunięcie. Jeden lub dwa stojaki hydrauliczne, siłowniki sekcyjne, osłony ociosu. Sterowanie sekcjami jest przyległe (z sąsiedniej sekcji).

Sekcje są połączone ze sobą i stacją zasilającą przewodami ciśnieniowymi rezerwowymi. Obsługa sekcji polega na tym, że za urabiającym kombajnem sekcje rabuje się , dosuwa do czoła ściany i ponownie rozpiera do stropu. Za przesuniętą sekcją strop ulega załamaniu tworząc zawał.

Podział obudów zmechanizowanych:

• obudowa podporowa ramowa,

• obudowa podporowa kasztowa,

• obudowa podporowa ramowa,

• obudowy specjalne.

Obudowę podporową stosuje się przy stropach zwięzłych. Przykładem obudowy ramowej jest obudowa FAZOS- 19/37 Pp. Obudowy podporowo osłonowe stosowane są przy ścianach małozwięzłych małozwięzłych dużych ciśnieniach górotworu. Należą do nich obudowy typu:

GLINIK

PIOMA

FAZOS

W zależności od zastosowania obudowa ma różne oznaczniki

FAZOS - 15/31 - Oz

Oznacza, że można ją stosować w zakresie wysokości od 1,5 do 3 metrów. Litera „O” oznacza, że mamy do czynienia z obudową osłonową. Litera „z” oznacza, że stosuje się ją przy eksploatacji na zawał. Litera „p” oznacza, że można ją zastosować przy eksploatacji
z podsadzką. Sekcje obudów mają szerokość (podziałkę) 1,5 metra i podporność od 300 do 700 Kpa.

Niebezpieczne przebudowy wyrobisk.

Pod pojęciem przebudowy wyrobisk należy rozumieć całokształt robót związanych
z wymianą uszkodzonej obudowy, powiększeniu przekroju wyrobiska, lub udrożnieniu wyrobiska po zawale.

W zależności od stanu wyrobiska prowadzi się następujące rodzaje przebudów:

wzmacnianie i wymiana uszkodzonej obudowy,

przebudowa z przybierka,

przebudowa skrzyżowań wyrobisk,

przebudowa zawałów i obwałów.

Do przebudów niebezpiecznych zaliczamy:

przebudowy skrzyżowań wyrobisk,

przebudowy zawałów,

przebudowy, podczas których występują inne zagrożenia (wypływ

gazu, wdarcie się wody, kurzawki)

Dla prowadzonych przebudów winny być opracowane szczegółowe technologie ich prowadzenia. Z technologią tą muszą być zapoznani pracownicy oraz osoby dozoru. Roboty przy przebudowach niebezpiecznych mogą prowadzić górnicy z długoletnim stażem
i praktyką w tym zakresie. W przypadkach szczególnie niebezpiecznych przebudowa powinna być prowadzona pod stałym nadzorem osoby dozoru ruchu.

Przed rozpoczęciem przebudowy przodowy zespołu powinien:

• dokładnie zapoznać się z warunkami w miejscu przebudowy,

• wzmocnić istniejącą obudowę przed miejscem rozpoczęcia przebudowy oraz jeżeli jest to możliwe na odcinku przeznaczonym do przebudowy,

• zabezpieczyć kable, rurociągi i inne urządzenia techniczne przed ich uszkodzeniem,

• w przypadku prowadzenia przebudowy w wyrobisku z czynną trakcją elektryczną należy zabezpieczyć stan wyłączenia trakcji, uzyskać zgodę dysponenta przewozu, zabezpieczyć tory przez zabudowanie zapór i oznakowanie czerwonymi lampami ostrzegawczymi,

• wykonać stabilny pomost roboczy

Przebudowy zawałów i skrzyżowań wyrobisk wymagają dla każdego przypadku odrębnych ustaleń odnośnie rodzaju obudowy i sposobu prowadzenia przebudowy. Podczas przebudowy zawału załoga powinna posiadać dostatecznie długie łomy umożliwiające dokonanie obrywki stropu bez konieczności wchodzenia pod niezabezpieczony strop. Ponadto w pobliżu musi być nagromadzona dostateczna ilość długiego drewna potrzebnego na wykonanie obudowy tymczasowej.

Przed przystąpieniem do przebudowy zawału należy:

• skontrolować stan obudowy w sąsiedztwie zawału, zasięg zawału i jego wysokość,

• wzmocnić obudowę przed i za zawałem,

• oberwać spękane i zwisające skały,

• gdy zawał jest bardzo wysoki i gdy nie ma możliwości dokładnego oberwania zwisających skał należy ściśle według ustaleń pod kierunkiem osoby dozoru zabezpieczyć odsłonięty strop rozporami lub krzyżami stosownie do sytuacji i potrzeb,

• przy wybieraniu skały zawału należy zwracać uwagę by nie naruszyć uprzednio postawionej obudowy w formie rozpór lub krzyży, w razie stwierdzenia zagrożenia należy przerwać wybieranie skał i przystąpić do dalszego zabezpieczenia odsłoniętego stropu.

Przestrzeń pomiędzy obudową ostateczną a górotworem winna być wypełniona podsadzką
z materiału niepalnego.

W przypadku gdy zawał wystąpił w ścianie z obudową indywidualną ze względów bezpieczeństwa należy zaniechać jego przebudowy. W celu ponownego uruchomienia ściany należy wykonać chodnik wzdłuż zawału.

14

---