WYKŁAD I
Minerał – ciało, może być związkiem chemicznym, pierwiastkiem. Buduje, tworzy skorupę ziemską.
Skała – duże nagromadzenie minerałów w skorupie ziemskiej.
Kopalina – duże nagromadzenie minerałów w skorupie ziemskiej, które przedstawia wartość gospodarczą.
Złoże – duże nagromadzenie minerałów w skorupie ziemskiej w postaci elementów geometrycznych.
Pokład – naturalne nagromadzenie minerałów w skorupie ziemskiej ograniczone płaszczyzną stropu i spągu.
Elementy pokładu:- rozciągłość,- kąt nachylenia pokładu,- miąższość,
Rozciągłość – linia powstała z przecięcia płaszczyzny pokładu z płaszczyzną poziomą, a wyznaczona za pomocą stron świata bądź azymutu.
Kąt nachylenia pokładu – kąt zawarty między płaszczyzną pokładu, a płaszczyzną poziomą. Mierzony prostopadle do rozciągłości. Podawany w stopniach.
Miąższość pokładu – najkrótsza odległość między stropem, a spągiem. Mierzona prostopadle do stropu i spągu.
Podział pokładów względem miąższości:- pokłady cienkie (do 1,5m; czasem do 1,8m),- pokłady średnie (od 1,5m do 4m),- pokłady grube (powyżej 4m),
Podział pokładów ze względu na nachylenie:- poziome lub prawie poziome (do 5 st./10 st.),- słabo nachylone (od 5st./10 st. do 30 st./35 st.),- silnie nachylone (od 30 st./35 st. do 45 st.)- strome (powyżej 45 st.),
Górotwór – część skorupy ziemskiej, w której odbywa się lub może się odbywać eksploatacja kopalniana.
Urabianie skał – odrywanie skały od calizny.
Urobek – produkt powstały wskutek urabiania skał.
Wyrobisko górnicze – pusta przestrzeń w górotworze powstała w wyniku urabiania i wybierania skały.
Elementy wyrobiska:- strop,- ocios,- spąg,
Kopalnia – zespół różnych wyrobisk górniczych połączonych ze sobą w sposób planowy wraz z budynkami i urządzeniami na powierzchni.
Podział kopalni:- odkrywkowe, - podziemne (w tym otworowe – za pomocą odwiertów),
Podział wyrobisk górniczych ze względu na przeznaczenie: POSZUKIWAWCZE (wykonywane w celu znalezienia złoża):- otwory wiertnicze,- szybiki,- sztolnie,- rowy na powierzchni,UDOSTĘPNIAJĄCE (wykonywane w celu dojścia do złoża i połączenia z powierzchnią):- szyby,- szybiki,- sztolnie,- przecznice,- przekopy,PRZYGOTOWAWCZE (wykonywane w celu podziału pokładu złoża na mniejsze jednostki eksploatacyjne umożliwiające planowe i ekonomiczne wybieranie złoża):- chodniki,- pochylnie,- orty,WYWIERTOWE (EKSPLOATACYJNE) (bezpośrednia eksploatacja kopaliny):- ubierki, - zabierki,- komory,SPECJALNE (służą do obsługi innych wyrobisk):- różnego rodzaju komory,
Podział wyrobisk górniczych ze względu na kształt i wymiary:KORYTARZOWE (mające mały przekrój poprzeczny w stosunku do długości):- szyby,- szybiki,- sztolnie,- przecznice,- przekopy,- chodniki,- orty,KOMOROWE (duży przekrój poprzeczny w stosunku do długości):WYBIERKOWE (różny przekrój poprzeczny i wymiary w zależności od miąższości pokładu i przyjętego systemu eksploatacji):- zabierki,- ubierki,- komory,OTWORY WIERTNICZE (cylindryczne wydrążenia mające mały przekrój poprzeczny w stosunku do długości):- otwory strzelnicze,- poszukiwawcze,- eksploatacyjne,
Podział wyrobisk górniczych ze względu na usytuowanie w przestrzeni:- wyrobiska pionowe,- wyrobiska poziome,- wyrobiska pochyłe,
Podział wyrobisk górniczych ze względu na kierunek prowadzenia frontu:PROWADZONE PO ROZCIĄGŁOŚCI:- po nachyleniu,- po wzniosie (poprzeczne),- przekątnie (diagonalna),
Szyb – główne wyrobisko udostępniające, mające połączenie bezpośrednie z powierzchnią, przeznaczone do obsługiwania innych podziemnych wyrobisk górniczych. Może być pionowy lub pochyły (>45 st.)
Funkcje szybu:- wydobywcza – służąca do ciągnięcia urobku,- materiałowa – służąca do opuszczania materiału na dół kopalni,- zjazdowa – służąca do zjazdów i wyjazdów załogi,- drzewna – służąca do opuszczania materiału drzewnego na dół kopalni,- wodna – w których znajdują się rurociągi – odpompowywanie wody na powierzchnie - podsadzkowa – służąca do opuszczania materiału podsadzkowego,- wdechowe – którymi świeże powietrze dostaje się na dół kopalni,- wydechowe – odprowadzają zużyte powietrze na powierzchnie.
Szyb zjazdowy i wydobywczy jest szybem wdechowym.
Szyb wydechowy (wentylacyjny) – płynie nim zużyte powietrze – jest często też podsadzkowym szybem, drzewnym, materiałowym, wodnym.
Kształt przekroju poprzecznego szybu:- prostokątny,- okrągły,- kwadratowy,- eliptyczny,- beczułkowaty.
Obudowa szybu:- drewniana,- z cegły lub betonitów,- żelbetowa,- tubingowa.
Średnica szybu: 4,5m – 8,5m.
Szybik – do 12m kw. przekroju poprzecznego i długości do ok. 50m. Służy do połączenia rozerwanych skokiem części pokładu.
Dukla – cylindryczne wydrążenie o średnicy do ok. 1m i długości ok. 30m. Służy do wentylacji lub opuszczenia materiału.
Sztolnia – główne wyrobisko udostępniające mające połączenie bezpośrednie z powierzchnią i przeznaczone do obsługiwania innych wyrobisk górniczych. Spełnia podobne funkcje jak szyb, jest wykonywana w terenach górzystych, gdzie szyb jest nieekonomiczny lub niemożliwy do wydrążenia.
WYKŁAD II
Przecznica – poziome wyrobisko udostępniające, korytarzowe, wykonywane w skale płonnej, prostopadle do rozciągłości złoża.
Rodzaje przecznic:- główna (wykonywana z szybu do złoża),- polowa (wykonywana z przekopu do złoża).
Przekop – poziome wyrobisko udostępniające, korytarzowe, wykonywane w skale płonnej równolegle do rozciągłości złoża.
Wyrobisko przygotowawcze:1) CHODNIK – poziome wyrobisko przygotowawcze, korytarzowe, wykonywane w złożu (pokładzie) wzdłuż jego rozciągłości. 2) POCHYLNIA – pochyłe wyrobisko przygotowawcze, korytarzowe, wykonywane w złożu mniej więcej prostopadle do rozciągłości . 3) ORT – poziome wyrobisko przygotowawcze, korytarzowe, łączące strop i spąg w grubym silnie nachylonym pokładzie.
Wyrobisko przygotowawcze – wykonywane jest w złożu, dzielą złoże na mniejsze jednostki eksploatacyjne, umożliwiające planowe i ekonomiczne wybieranie złoża.
Rodzaje pochylni:- dowierzchnia (pochylnia, w której urobek transportowany jest z góry na dół, czyli jest opuszczany),- upadowa (pochylnia, w której urobek jest transportowany z dołu do góry, czyli jest wciągany).
Model kopalni – przestrzenny podział złoża płaszczyznami poziomymi i pionowymi na poziomy wydobywcze i pomocnicze, piętra i skrzydła, pola eksploatacyjne i pola wybierania, a więc rozmieszczenie wyrobisk udostępniających w kamieniu i przygotowawczych w złożu oraz względem siebie. Model kopalni zależy od kształtu obszaru górniczego, od warunków zalegania złoża oraz od występujących zagrożeń naturalnych.
Zagrożenia naturalne – niekorzystne zjawiska zagrażające pracownikom, wynikające z właściwości górotworu.
Rodzaje zagrożeń naturalnych:- sejsmiczne,- samozapalanie się węgla,- pożary endogeniczne,- zagrożenie wodne,- zagrożenie naturalnymi substancjami promieniotwórczymi.
Struktura kopalni – odnosi się zasadniczo do sposobu rozcięcia złoża na poziomie kopalnianym.
Rodzaje struktur:- pokładowa (węglowa),- geometryczna (kamienna),- mieszana (złożona z pokładowej i geometrycznej).
Struktura pokładowa – rozcięcie złoża polega na wykonaniu przecznicy głównej z szybu do złoża na każdym poziomie. Przecznice te wykonuje się w jednej płaszczyźnie pionowej celem zmniejszenia ilości i wielkości filarów ochronnych. Przecznice przecinają pokłady (złoża), w których wykonuje się chodniki podstawowe, a następnie inne wyrobiska przygotowawcze dzielące złoże na mniejsze jednostki eksploatacyjne. Struktura ta najbardziej nadaje się do obszarów górniczych o wymiarach większych po nachyleniu. W strukturze tej występuje jeden punkt udostępniania na każdym poziomie, co stwarza konieczność wykonywania dużej ilości i długości wyrobisk przygotowawczych w złożu, co jest niekorzystne, w przypadku eksploatacji pokładów węgla skłonnych do samozapalenia i zalegających na większej głębokości. Wykonuje się jednak mało robót kamiennych, krótszy jest okres udostępniania i ta struktura jest tańsza od struktury geometrycznej.
Struktura geometryczna – w tej strukturze wykonuje się krótką przecznicę łączącą z szybu, a następnie wykonuje się przekop kierunkowy drążony wzdłuż rozciągłości złoża, z którego wykonuje się przecznice polowe, przecznice polowe udostępniają pokłady (złoże), w których wykonuje się chodniki podstawowe oraz inne wyrobiska przygotowawcze dzielące złoże na mniejsze jednostki eksploatacyjne. Przecznice i przekopy powinny być wykonywane w jednej płaszczyźnie pionowej. Struktura ta najbardziej nadaje się do obszarów górniczych o dużych wymiarach po rozciągłości. W strukturze tej występuje kilka punktów udostępniających, co sprawia, że wykonuje się mniejszą ilość i długość wyrobisk przygotowawczych w złożu, krótszy jest okres ich istnienia, co jest korzystna w przypadku eksploatacji pokładów węgla skłonnych do samozapalenia i zalegających na większych głębokościach. Wykonuje się jednak dużo robót kamiennych, dłuższy jest okres udostępniania, a więc struktura ta jest droższa od struktury pokładowej.
WYKŁAD III
System eksploatacji – określa technikę prowadzenia robót wybierkowych sposobem przystosowanym do własności złoża i skał otaczających wzajemnym usytuowaniu pokładów względem siebie i ich głębokości, miąższości i kata ich nachylenia oraz występujących zagrożeń naturalnych.
Składniki systemu eksploatacji:1) Sposób wybierania (określa sposób urabiania i likwidacji zrobów oraz kształt i wymiary wyrobiska wybierkowego):- ubierkowy – gdy wybieranie odbywa się długim czołem przodka postępującym w głąb calizny, a zroby likwiduje się na bieżąco w ślad za postępującym frontem,- zabierkowy – gdy wybieranie odbywa się wąskim czołem przodka zwanym zabierką, a zabierkę likwiduje się dopiero po jej całkowitym wybieraniu,- pośredni (ubierkowo-zabierkowy) – gdy wybieranie odbywa się jak przy sposobie zabierkowym, a zroby likwiduje się na bieżąco. 2) Odmiana wybierania (określa kierunek postępu frontu w stosunku do rozciągłości bądź nachylenia): - odmiana podłużna – gdy front wybierania posuwa się po rozciągłości,- odmiana poprzeczna – gdy front posuwa się po wzniosie bądź upadzie,- przekątna (diagonalna) – gdy front posuwa się skośnie w stosunku do rozciągłości bądź nachylenia. 3) Sposób likwidacji zrobu (sposób kierowania stropem):- zawał całkowity,- zawał częściowy,- podsadzka sucha częściowa,- posadzka sucha pełna,- podsadzka hydrauliczna,- posiadanie warstw stropowych,- pozostawienie filarów oporowych przy komorowo-filarowych systemach eksploatacji,
Podział systemów eksploatacji:1) Systemy ubierkowe:- filarowe (ubierki) – gdy szerokość czoła przodka, czyli tzw. długość ubierki wynosi do 50m., - ścianowe (ściany) – gdy długość frontu wynosi powyżej 50m., 2) Systemy zabierkowe:- filarowe (krótkie zabierki) – gdy szerokość czoła przodka wynosi od 4 do 8m, a długość nie przekracza 40m., - długie zabierki – gdy szerokość czoła przodka wynosi od 4 do 8m, natomiast długość powyżej 40m, - komorowe – gdy pokład jest wybierany na całą wysokość, a zabierki mają szerokość minimum 5m szerokości, 3) Systemy pośrednie ubierkowo-zabierkowe
Dobór systemu eksploatacji – dokonuje się go przez analizę czynników naturalnych oraz ekonomicznych i BHP.
Czynniki naturalne:- miąższość pokładu i jego nachylenie,- własności pokładu i skał otaczających,- wzajemne rozmieszczenie pokładów względem siebie,- występujące zagrożenia naturalne,
Systemy eksploatacji: 1) System ścianowy podłużny z zawałem stropu:a) warunki stosowania: może być stosowany w pokładach o miąższości od 0,6m (1,2m) do 4m., o nachyleniu do ok. 35 st. lub więcej. Pod stropami klasy I lub II w przypadku, gdy w II klasie nie następuje zawał konieczne może być strzelanie w stropie materiałami wybuchowymi.b) roboty przygotowawcze: w zakres tych robót dla danej ściany wchodzi: wykonanie pochylni wentylacyjno-transportowej, dwóch chodników w odległości równej długości ściany oraz łączącej ich przecinki ścianowej, z której rozpoczyna się wybieranie ścian. Do przecinki ścianowej wprowadza się i montuje maszyny i urządzenia i nazywa się to zbrojeniem ściany. Wprowadzane maszyny: obudowy, przenośnik, kombajn, transformatory, pompy.
Rodzaje wybierania:- od granic,- do granic,Eksploatacja od granic: wykonuje się w pochylni dwa chodniki (nadścianowy i podścianowy) i na ich końcach wykonuje się przecinkę ścianową łączącą te chodniki. Urządzenia transportowe w chodnikach są w tym przypadku skracane wraz z postępem ściany.
Eksploatacja do granic: wykonuje się krótkie odcinki chodników i w odległości równej szerokości filara przy pochylni wykonuje się przecinkę ścianową, z której rozpoczyna się wybieranie. Urządzenia transportowane są w tym przypadku wydłużone wraz z postępem ściany.
Zbrojenie ściany – wprowadzenie do przecinki ścianowej i montowanie w niej maszyn i urządzeń.
Odległość między chodnikami – długość ściany (od 50 do 400m). W Polsce od 200 do 250m.
Cykl pracy w ścianie (czynności wykonywane w ścianie): 1 – urabianie,2 – ładowanie,3 – odstawa urobku, 4 – przekładka przenośnika (przesunięcie go w kierunku calizny),5 – obudowa wybranej przestrzeni,6 – wykonanie zawału,7 – czynności pomocnicze, 8 – przebudowa skrzyżowania ściany z chodnikami,9 – likwidacja lub utrzymanie chodników przyścianowych,10 – utrzymanie w odpowiednim stanie technicznym maszyn i urządzeń.
Sposoby urabiania:- za pomocą materiałów wybuchowych,- mechanicznie kombajnami lub strugami,
Urabianie za pomocą kombajnu – kombajny urabiają pokład w jednym cyklu roboczym oraz ładują urobek na przenośnik ścianowy. Mają również możliwość samozarębiania się.
Zabiór kombajnu – wynosi w Polsce od 06, do 0,8m. Kombajn posuwa się po przenośniku ścianowym.
Ładowanie urobku na przenośnik – może odbywać się ręcznie oraz kombajnami lub strugami. Urobek, który nie został załadowany jest ładowany na przenośnik podczas jego przesuwania do ściany przez tzw. kliny ładujące.
Odstawa urobku od ściany – odbywa się za pomocą przenośnika ścianowego zgrzebłowego na przenośnik podścianowy zgrzebłowy, a następnie przenośnikami taśmowymi urobek jest odstawiany do punktu załadowczego w przecznicy, a następnie jest transportowany przenośnikami taśmowymi lub wozami kopalnianymi do zbiornika retencyjnego przy szybie wydobywczym, a następnie przenośnikami i urządzeniami dozującymi do skipów w szybie wydobywczym i transportowany na powierzchnie.
Rodzaje obudów:- drewniana (na małych głębokościach),- stalowa prosta lub stalowo-członowa- obudowa zmechanizowana (osłonowa lub podporowo-osłonowa),
Wykonanie zawału – usuwa się starą obudowę. Przy obudowach zmechanizowanych zawał następuje po przesunięciu obudowy w kierunku frontu ściany. Likwidacja bądź utrzymanie chodników przyścianowych …
WYKŁAD IV
System ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną:WARUNKI STOSOWANIA: pokłady o miąższości 1,5 do 4m, nachylenie do ok. 25 st. lub więcej pod stopami klasy III lub innej w przypadku konieczności ochrony górotworu lub powierzchni przed szkodami górniczymi. Stosowanie podsadzki hydraulicznej umożliwia lokowanie na dole kopalni różnych odpadów przemysłowych, takich jak kamienie z rowów dołowych lub zakładu przeróbczego albo hałd, żużel z hut lub pyły lotne z elektrowni. ROBOTY PRZYGOTOWAWCZE: zakres tych robót wchodzi wykonanie chodnika podścianowego i nadścianowego, dwóch pochylni w odległości równej długości ściany oraz przecinki ścianowej, z której rozpoczyna się wybieranie. Do przecinki ścianowej wprowadza się potrzebne urządzenia, takie jak obudowa, przenośnik, kombajn oraz urządzenia obsługujące. Prowadzenie ściany bliźniaczej – wykonuje się trzy pochylnie, z których środkowa stanowi pochylnię transportową dla obydwu ścian. Celem uniknięcia konieczności budowy mocnych tam podsadzkowych przy chodniku podścianowym pozostawia się filar o szerokości od 20 do 30m. i przy tym filarze wykonuje się przecinkę ścianową. Celem lepszego spływu wody podsadzkowej ścianie nadaje się bieg ok. 5 st. od poziomu. Wybieg ścian podsadzkowych najczęściej jest równy długości pochyłej poziomu kopalnianego.
Obudowa drewniana – przy obudowie drewnianej pozostawia się ja w podsadce, a wykorzystuje jako ramę tamy podsadzkowej. Stosuje się ją na małych głębokościach.
Przekładka przenośnika ścianowego – przy obudowie drewnianej po wybraniu i odtransportowaniu urobku przenośnik był rozbierany, przenoszony do czoła ściany i powtórnie montowany. Przy obudowach stalowo-członowych przenośnik jest przesuwany do czoła ściany za pomocą siłowników hydraulicznych, po każdym zabiorze. W przypadku urabiania kombajnem, przenośnik przesuwany jest do czoła ściany sukcesywnie w ślad za urabiającym kombajnem w odległości kilkunastu metrów za kombajnem.
Czynności związane z wykonywaniem podsadzki hydraulicznej:1 – pozyskanie materiału podsadzkowego,2 – wykonanie mieszaniny podsadzkowej,3 – transport mieszaniny podsadzkowej z powierzchni do wyrobiska,4 – budowa tam podsadzkowych,...
pitol23