1.ZAGROŻENIA NATURALNE W GÓRNICTWIE PODZIEMNYM.CZ.1ZAGROŻENIA GAZOWE:Obieg powietrza w kopalni podziemnej:Skład powietrza atmosferycznego i kopalnianego-różnice:tlen 21%,Azot78%,+inne-atmosfera,powietrze świerze.Dział wentylacji-specjalnie powołany dział kopalni badający powietrze w kopalni i chroni górników aby powietrze było dla nich dobre do oddychania.Powietrze w kopalni:O2-20,43%,CO2-0,10%,CO-0,002%,CH4-0,00%,N2-79,50%.Schemat kopalni podziemnej:szyb wdechowy(wlotowy)-tamtędy jest wprowadzane świeże powietrze,szyb wentylacyjny-wypompowuje się na powierzchnię powietrze zużyta czyli niezdatne do oddychania,wentylatory-wytwarzają mniejsze ciścnienie czyli depresję,wentylacja odrębna(lutnie,lutniociągi).Podział gazów kopalnianych:Gazy wybuchowe:Matan(CH4),Etan(C2H6),Propan(C3H8),Butan(C4H10),Wodór(H2),Gazy trujące:Tlenek węgla(CO)-przy pewnej zawartości w powietrzu również gaz wybuchowy,Tlenek Azotu(NO2),Dwutlenek Siarki(SO2),Siarkowodów(H2S),Gazy duszące:Dwutlenek Węgla (CO2),Azot(N2). Metanowość, stopień metanowości - ilość metanu wydzielającego się do wyrobisk.Metanonośność - objętościowa ilość metanu pochodzenia naturalnego zawarta w jednostce wagowej w głębi calizny węglowej.Kategorie i stopnie zagrożenia metanowegopierwszej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości od 0,1 do 2,5 m3/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową,drugiej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 2,5 m3/Mg, lecz nie większej niż 4,5 m3/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową,trzeciej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 4,5 m3/Mg, lecz nie większej niż 8 m3/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową,czwartej kategorii zagrożenia metanowego, jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 8 m3/Mg, w przeliczeniu na czystą substancję węglową, lub wystąpił nagły wypływ metanu albo wyrzut metanu i skał.Zgodnie z obowiązującymi przepisami w wyrobiskach znajdujących się w polach metanowych II-IV kategorii stosuje się kontrolę
2.zawartości metanu w powietrzu dodatkowo systemami metanometrii automatycznej, które wyposażone są w metanomierze:wyłączające spod napięcia urządzenia elektryczne, rejestrujące wyniki pomiarów zawartości, wyłączająco-rejestrujące. Metanomierze wyłączające spod napięcia urządzenia elektryczneUrządzenia te powinny samoczynnie wyłączać spod napięcia urządzenia elektryczne, gdy zawartość metanu w powietrzu przekroczy dopuszczalną wartość oraz jednocześnie sygnalizować w dyspozytorni metanometrycznej lub w miejscu zabudowy metanomierza zawartość metanu w powietrzu. Zabudowane są w wyrobiskach przewietrzanych lutniociągami przy wentylacji kombinowanej.Metanomierze rejestrująceMetanomierze te powinny rejestrować zawartość metanu w wyrobiskach oraz sygnalizować przekroczenie jego zawartości. Zabudowane są na wylocie z rejonów wentylacyjnych, w których prowadzone są roboty wybierkowe, oraz w szybach wentylacyjnych.Na wylocie z rejonowych prądów powietrza zawartość metanu w powietrzu nie powinna przekraczać 1% lub 1,5% w przypadku metanometrii automatycznej, natomiast w szybie wydechowym 0,75%.Metanomierze wyłączająco-rejestrująceWg przepisów metanomierze te powinny być zabudowane w ścianach i w wyrobiskach przewietrzanych za pomocą lutniociągów. Zabezpieczają urządzenia elektryczne zainstalowane w tych wyrobiskach oraz w ich rejonie.Zwalczanie zagrożenia metanowego.Zwalczanie zagrożenia metanowego polega na:niedopuszczeniu do gromadzenia się metanu w wyrobiskach górniczych w ilościach przekraczających wielkości dopuszczalne, co pozwala uniknąć niebezpieczeństwa zapalenia i wybuchu metanu, oraz powstawaniu jego przystropowych nagromadzeń i atmosfery beztlenowej,wyelimnowaniu możliwości zapalenia metanu przez stosowanie odpowiednich nakazów i zakazów, odpowiedniej technologii wybierania złoża oraz stosowania odpowiednich maszyn, urządzeń i materiałów,
zorganizowaniu nadzoru nad całokształtem techniki zwalczania zagrożenia metanowego i rygorystycznym przestrzeganiu obowiązujących zasad pracy w polu metanowymWyrzuty gazów i skał w kopalniach.Za wyrzut gazów i skał uważa się gwałtowne oraz niekontrolowane wyrzucenie z calizny do wyrobisk górniczych mas skalnych, połączone z równoczesnym
3.wypływem gazów.1.Zagrożenie gazoweZagrożenie gazowe jest związane przede wszystkim z obecnością metanu w górotworze i jego uwalnianiem się w wyniku prowadzonej działalności górniczej. Zjawisko to stwarza potencjalną możliwość zaistnienia wybuchu. Statystyka katastrof górniczych spowodowanych wybuchami metanu lub metanu i pyłu węglowego jest najtragiczniejszą w historii światowego górnictwa podziemnego. W przypadku polskich kopalń węgla kamiennego zagrożenie to jest jednym z najbardziej powszechnych. Największą metanowość bezwzględną od lat mają kopalnie Brzeszcze i Pniówek -odpowiednio 205m3/min i 240m3/minJPodstawowym sposobem zwalczania zagrożenia metanowego jest odmetanowanie, które stosuje 17 kopalń o najwyższym zagrożeniu. Ponadto, istotne jest stosowanie ciągłego, automatycznego monitoringu (metanometria o pomiarze ciągłym).2.Zagrożenie pożaroweZagrożenie pożarowe, z uwagi na rozprzestrzeniające się gazy i dymy, może stwarzać niebezpieczeństwo dla dużej liczby pracowników. W ostatnich latach obserwuje się korzystną tendencję do zmniejszania się liczby pożarów. Dominują pożary endogeniczne, powstające najczęściej jako efekt samozapalenia się węgla pozostawionego w zrobach ścian zawałowych, rejony stref uskokowych, warstwa węgla pozostawiana w stropie, pokłady pozabilansowe, itp.Skłonność do samozapalenia występuje najczęściej w węglach najniżej uwęglonych, przy odpowiedniej ich strukturze i budowie petrograficznejPożary są likwidowane przez gaszenie wodą i środkami gaśniczymi, otamowanie pola pożarowego oraz podsadzanie podsadzką hydrauliczną. Zgodnie z nowoczesnymi technologiami stosowany może być azot do inertyzacji przestrzeni pożarowej (urządzenie HPLC będące na wyposażeniu Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego) oraz środki mineralne i chemiczne do budowy tam przeciwwybuchowych i wykonywania robót izolacyjno-uszczelniających. W Głównym Instytucie Górnictwa opracowano metodę chromatograficzną, polegającą na oznaczaniu śladowych zawartości węglowodorów nienasyconych (etylen, propylen, acetylen) i wodoru.3.Zagrożenie pyłoweZagrożenie pyłowe w podziemnym górnictwie węgla kamiennego rozpatrywane jest jako:zagrożenie wybuchem pyłu węglowego,zagrożenie pyłami szkodliwymi dla zdrowia.Pierwsza z form tego zagrożenia powoduje zdarzenia wybitnie
4.katastrofogenne. W sytuacji zaistnienia zjawiska wybuchu może ono stanowić znaczne zagrożenie dla życia pracowników oraz powodować ogromne straty materialne. Zagrożenie to w polskich kopalniach węgla kamiennego występuje powszechnie. Można stwierdzić, że wzrost mechanizacji urabiania i ładowania urobku przy równocześnie intensywnym przewietrzaniu, koniecznym do zwalczania zagrożenia metanowego i utrzymania odpowiednich warunków klimatycznych powoduje wzrost potencjalnego zagrożenia pyłowego. Dlatego tak ważne jest zapobieganie powstawaniu zagrożenia już u jego źródła.Druga z form zagrożenia pyłowego występuje w środowisku, w którym pracownicy są narażeni na wdychanie substancji szkodliwych, w tym zwłaszcza krzemionki. Zagrożenie to prowadzi do pylicy płucPodstawowym zabiegiem profilaktycznym ograniczającym zapylenie jest stosowanie urządzeń zraszających na kombajnach ścianowych i urządzeń odpylających w kombajnach chodnikowych. W przypadku zagrożenia pylicowego profilaktyka polega na niedopuszczeniu do przekroczenia dopuszczalnej dawki pyłu w płucach oraz stosowaniu specjalistycznych ochron osobistych na stanowiskach pracy. 4Zagrożenie sejsmiczne i tąpaniamiZagrożenie związane z występowaniem sejsmiczności indukowanej działalnością górniczą i jej dynamicznych przejawów w wyrobiskach górniczych, w postaci odprężeń i tąpań, występuje od wielu dziesięcioleci w polskich kopalniach węgla kamiennego. Ze względu na katastrofogenny charakter zagrożenie to należy do najgroźniejszych zagrożeń naturalnych w światowym górnictwie podziemnym. W warunkach GZW ma ono również cechy zagrożenia powszechnego; w 1998 roku występowało w 34 spośród 51 czynnych kopalń. Wydobycie z pokładów zagrożonych tąpaniami stanowiło około 30% ogólnego wydobycia, w tym 10% z pokładów o najwyższym III stopniu zagrożenia tąpaniami.Potencjalny stan zagrożenia tąpaniami w kopalniach GZW jest nadal bardzo duży, wynikający z:dużej średniej głębokości eksploatacji (ponad 700m),wysokiego stopnia naruszenia struktury wstrząsogennych warstw stropowych,eksploatacji resztkowych parcel,ograniczenia robót przygotowawczych.Geneza wysokoenergetycznych zjawisk sejsmicznych w GZW wskazuje na ich bezpośredni związek z rozwojem procesów deformacyjnych w mocnych i grubych
5.warstwach skał stropowych.Mniejszą rolę w wystąpieniu zjawiska tąpnięcia odgrywa pokład węglowy i jego struktura. Prowadzone w latach ubiegłych badania nad naturalną skłonnością pokładów węgla do tąpań wykazały, że słabe zróżnicowanie litotypowej budowy pokładu węgla, przy równocześnie dużej zawartości substancji mineralnej, może sprzyjać gromadzeniu się energii sprężystej, także w samym pokładzie, i nagłemu jej wyzwalaniu się. Istotna jest także wytrzymałość węgla, przy czym najbardziej wytrzymałe mechanicznie są węgle półmatowe - jednolity durytowy, mniej wytrzymały - durytowy ziarnisty. Znacznie mniej wytrzymałe są węgle błyszczące - witrytowe i klarytowe oraz półbłyszczące.Ogólnie rozumiana profilaktyka tąpaniowa obejmuje niezwykle bogaty zakres metod oceny i prognozy stanu zagrożenia (przede wszystkim optymalnego projektowania) oraz technik i technologii aktywnego zwalczania zagrożenia. W bardzo dużym stopniu w polskim górnictwie węglowym wykorzystywane są metody geofizyczne. Celem aktywnych sposobów zwalczania zagrożenia jest bądź kontrolowane wyzwolenie energii sejsmicznej, bądź taka zmiana struktury pokładu węgla i skał otaczających, aby ograniczyć możliwość akumulowania w nich nadmiernych ilości energii sprężystej. Jedną z metod zwalczania tąpań jest nowoczesna, w skali światowej, technika szczelinowania skał stropowych.5Zagrożenie wodne Przez zagrożenie wodne rozumiana jest możliwość wdarcia się wody lub mieszaniny wody z luźnym materiałem skalnym do wyrobisk górniczych. Podstawowymi źródłami zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego są podziemne i powierzchniowe zbiorniki wodne oraz zawodnione warstwy górotworu. Wyróżnia się źródła o nieograniczonej (grupa I) i ograniczonej (grupa II) swobodzie ruchu wody. W przypadku źródeł grupy I opory hydrauliczne dla ruchu wody są bardzo małe i może się ona swobodnie przemieszczać; stąd dopływ wody od strony zbiornika do miejsca wdarcia jest praktycznie nieograniczony, a natężenie wypływu może osiągać rząd kilkuset metrów sześciennych na minutę. W przypadku źródeł grupy II ruch wody jest ograniczony przepuszczalnością ośrodka. Wdarcia wody do wyrobisk górniczych ze zbiorników tego typu nie mają tak gwałtownego charakteru i nie zagrażają bezpośrednio życiu ludzkiemu, mogą jednak poważnie utrudniać prowadzenie robót górniczych.
6.EKSPLOATACJA KRUSZYWA:Kruszywo-materiał sypki pochodzenia organicznego lub mineralnego, stosowany głównie do produkcji zapraw budowlanych, betonów oraz budowy dróg.Schemat podziału kruszyw:Kruszywa mineralne:kruszywa naturalne(żwirowo piaskowe),naturalne łamane),kruszywa sztuczne,kruszywa z recyklingu.Punkt piaskowy-zawartość frakcji.Refuler-rura z wysysarką wbijaną w dno, która zasysa materiał piaskowo-żwirowy z dna i przesył go na brzeg.Wybrane typy kruszców:Eksploatacja kruszyw piaskowo żwirowych:a)z lądu (koparka),b)spod lustra wody (koparka lub refuler).Transport kruszywa taśmociągiem do zakładu przeróbczego i następnie przesiewanie materiału oraz składowanie poszczególnych frakcji ma pryzmach.Kruszywa naturalne łamane:pochodzą z rozkruszenia skał ilastych (piaskowców,wapieni,skał magmowych).Po wydobyciu materiał lity jest kruszony na kruszarkach i następnie składowany. W wyniku kruszenia uzyskuje się następujące frakcje:a)bloki skalne,b)kamień sortowany na skalniaki(400-1200mm),c)kamień hydrotechniczny(150-500mm),d)tłuczeń(8-126mm),e)kliniec(431,5mm),f)mieszanka(0-63mm).Kruszywa piaskowo-żwirowe w nomenklaturze surowcowej noszą nazwę piasków i żwirów.Kruszywa naturalne łamane noszą nazwę kamieni łamanych i blocznych.Roczne wydobycie kruszców w Polsce:ok. 250 mln t (2012r).Zastosowanie kruszców:budownictwo i drogownictwo,żwirki filtracyjne,materiał ścierny konstrukcji stalowych,materiał ozdobny (skalniaki i in,)Biały Dunajec-kruszywa.GÓRNICTWO PODZIEMNE:Eksploatacja rud metali:Kopalnia podziemna-zakkład prowadzący roboty górnicze w głębi Ziemi, udostępniający złoże za pomocą szybu lub sztolni.Stanoiwi połączenie zespołów wyrobisk górniczych w głębi ziemi oraz urządzeń i budynków na powierzchni.Wyrobisko podziemne-pusta przestrzeń w skałach skorupy ziemskiej powstała wskutek urabiania i usunięcia skał otoczona zewsząd górotworem z wyjątkiem połączeń z powierzchnią ziemi.Podzaił wyrobisk ze względu na przeznaczenie:poszukiwawczo-rozpoznawcze,udostępniające(sztolnie,szyby,szybiki),przygotowawcze(chodniki główne,poziome,piętrowe,wybierkowe,dowierzchnie,pochylnie),wybierkowe,eksploatacyjne(ściany).Ruda - kopalina,
7.czyli skała lub minerał, z której uzyskuje się jeden lub więcej składników. Ruda w sensie przemysłowym to minerał zawierający związkimetali. W rudach występują też inne związki, np. tlenki, które tworzą tzw. skałę płonną.Rudy metali:ruda żelaza (magnetyt),ruda żelaza(limonit),ruda złota,ruda miedzi,ruda ołowiu.Formy występowania rud:furta eksploatacyjna,forma soczewkowa,forma gniazdowa,forma sztokwerkowa.Furtą eksploatacyjna-miąższość warstw złoża rudnego objętą wyrobiskiem wybierkowym.Na przykład przy eksploatacji pokładu rudy grubości 2,0 do 2,5 m wybiera się furtę eksploatacyjną wysokości 1,5 do 1,7 m, z której urobek zawiera optymalną procentową zawartość metalu.(Sztolnia czarnego pstrąga,rud ołowiu w Tarnowskich) G.Eksploatacja cynku i ołowiu:rejony występowania i wydobycia rud Zn-Pb:tarnogórski(historyczny),bytomski(historyczny),chrzanowski(do2009r),olkuski(obecne wydobycie kop. Pomorzany),zawierciański(perspektywiczny).Minerały:galena,sfaleryt,wurcyt,siarczek ołowiu-rudy siarczkowe.(Kalmany.Rejon Śląsko Krakowski).System eksploatacji rud Zn-Pb:System komorowo-filarowy(w odmianie jedno lub dwuwarstwowej,z zawałem stropu,z podsadzką(hydrauliczną lub inną).Obudowa kotwiowa jest to obudowa wyrobisk górniczych w postaci cięgien (kotwi), umieszczanych w otworach wiertniczych wykonanych w stropie i ociosach wyrobiska. Siatka-dodatkowe zabezpieczenia stropu.Eksploatacja rud miedzi:rejony wydobywania rud miedzi:Niecka Północnosudecka(rej. Bolesławca i Złotoryi)-stare zagłębie miedziowe(eksploatacja dawna),Monoklina Przedsudecka (rej. Lublina i Polkowic)-obecna eklsploatacja w kopalniach:Lubin,Polkowice-sieroszowice i Rudna.Minerały:Perm,chalkozyn,bornit,kowelin,siarczkowe minerały,rudy miedzi na Dolnym Śląsku.Systemy eksploatacji:komorowo-filarowy dwuetapowy z podsadzką hydrauliczną,komorowo filarowy jednoetapowy z zawałem stropu.Zagrożenie tąpaniami. Flotacja - metoda rozdziału rozdrobnionych ciał stałych, wykorzystująca różnice w zwilżalności składników. Produktem flotacji jest tzw. koncentrat flotacyjny.Przeróbka miedzi i innych kopalin:urobek wywieziony na powierzchnię zawiera kilka procent czystej miedzi (metanu),wzbogacenie ręczne,mechaniczne,wzbogacenie
8.flotacyjne (flotacja)-koncentrat ok. 20% miedzi.Koncentrat trafia do hut miedzi w Legnicy i Głogowie, gdzie otrzymuje się miedź katodową (99,99%Cu).Składowanie odpadów poflotacyjnych:Składowisko Żelazny Most.Metale użyteczne uzyskiwane w wyniku elektrorafinacji miedzi:srebro,ołów,złoto,nikiel,selen,ren,pallad,platyna.KGHM-Polska Miedź.Kombinat Górniczo hutniczy miedzi.(2 luty+Żelazny Most).Rudy żelaza w Polsce:Zagłębie Kujawskie rejon Łęczycy,Częstochowa(System Ścianowy),Rejon Suwalski.EKSPLOATACJA SOLI I INYCH SUROWCÓW CHEMICZNYCH:mioceńska prowincja solonośna,cechsztyńska prowincja solonośna,rejon kujawski,rejon pomorski,rejon dolnośląski,monoklina przedsudecka(sól kamienna w Polsce),kopalnia w Bochni,kopalnia w Wieliczce(sól)-pokład zaburzony tektonicznie.(Żory-Orzesze-Rybnik-złoże nie jest zaburzone tektonicznie,nie jest eksploatowane.Zakład odsalania wód słonych Dąbieńsko).Uzysk soli z solanki kopalnianej:przez odwróconą osmozę,przez termiczne zatężanie i krystalizację chlorku sodu.(Czerwonka Leszczyny,Moszczenica-Łapczyna-bez eksploatacji,wysad solny-w okolicach Drawna na pomorzu Zachodnim-bez eksploatacji.Kujawy-kopalnia podziemna-Kłodawa-eksploatacja na sucho).Stratygrafia soli cechsztyńskich:sól najstarsza Z1(werra),sól starsza Z2(stassfurt),sól młodsza Z3(leine),sól najmłodsza Z4(aller).Cyklotem-sekwencja powtarzających się osadów.Systemy eksploatacji soli:A)eksploatacja sucha-system komorowy w odmianie komór wysokich i niskich-Kopalnie Kłodawa.B)drążenie chodników w pokładzie soli w kopalni miedzi Sieroszowice (Złoże soli Kazimierzów) strugiem,C)eksploatacja mokra-podziemne ługowanie komorowe (kiedyś kopalnia solno w Inowrocławiu,zlikwidowana),D)eksploatacja dynamicznaSól- jest plastyczna, odporna na naciski, naprężenia.Na kopalni soli nie ma tąpań.Obudowy być nie musi.Sól konserwuje żywność.Zagrożenie:woda(niekontrolowany wpływ wody do kopalni, sól ługuje).Wydarzenia:kopalnia wapna lata 70-te postanowiono zatopić kopalnie. Woda dostała się tam gdzie nie powinna.Budynki nie nadawały się do mieszkania.Rok 92 kopalnia Wieliczka-wdarcie się wody do wyrobisk (iniekcja)-
dlatego ją zlikwidowano.Pólki ochronne-aby woda się nie przedarła do wysadu.W Kódawie wycieczki są
9.kontrolowane.Warunki E. Mokrej:Szczelność calizny soli, podatność wszystkich ścian na ługowanie taka sama.Warzelnia soli-solanka tam odparowywuje, sól się wytrąca,uzyskuje się sól warzoną.Święta Kinga,Święta Barbara-patronki górników.Kinga-kopalnie solne.Strug-eksploatowana w Sieroszowicach za jego pomocą.Zastosowanie soli-przemysł spozywczy(w kuchni),przemysł chemiczny,posypywanie dróg(Zima).Janikowo-Sól.Sól wchodzi z reakcją wodną-reakcja egzotermiczna-śnieg się topi.Eksploatacja Barytu i Fluorytu:Dolny Śląsk-kopalnie Boguszów i Stanisławów-obie zlikwidowane,Góry Świętokrzykie-Złoże Strawczynek-eksploatacja zaniechana,zastosowanie barytu(płuczki wiertnicze,przemysł chemiczny-farby,lakiery).Eksploatacja gipsu i anhydrytu:gips-Dolina Nidy,złoża borków,Chwałowice i Leszcze-eksploatacja odkrywkowa(formacja mioceńska),-Gacki Gips,-Anhydryt i gips Dolny Śląsk-kopalnia Nowy Ląd w niwnicach oraz Lubichów w Iwinach-eksploatacja podziemna(formacja cechsztyńska).System eksploatacji anhydrytu (kopalnia Nowy Ląd):długich komór o wymiarach 130m długści,15 szerokości,12m wysokoći,zastosowanie anhydrytu-budownictwo-do produkcji cementu portlandzkiego-jest to surowiec skalny zwięzły.ZAGROŻENIA NATURALNE W GÓRNICTWIE PODZIEMNYM.CZ.1ZAGROŻENIA GAZOWE:Obieg powietrza w kopalni podziemnej:Skład powietrza atmosferycznego i kopalnianego-różnice:tlen 21%,Azot78%,+inne-atmosfera,powietrze świerze.Dział wentylacji-specjalnie powołany dział kopalni badający powietrze w kopalni i chroni górników aby powietrze było dla nich dobre do oddychania.Powietrze w kopalni:O2-20,43%,CO2-0,10%,CO-0,002%,CH4-0,00%,N2-79,50%