19 Drążenie wyrobisk przygotowawczych.pdf

19. Drążenie wyrobisk przygotowawczych

19.1.Roboty przygotowawcze w pokładach węglowych

Wybieranie udostępnionego odcinka złoża węglowego poprzedzone jest wykonaniem ro-

bót przygotowawczych. Stanowią one niejako pośrednie ogniwo między udostępnieniem i

wybieraniem złoża.

Jak już poprzednio wspomniano, celem robót przygotowawczych jest podział złoża na

sposobne do wybierania odcinki, a zadania wyrobisk przygotowawczych są identyczne jak

wyrobisk udostępniających, dla których stanowią przedłużenie i które łączą z wyrobiskami

wybierkowymi.

Do zadań tych należą: przewóz, transport materiałów, jazda ludzi, doprowadzenie ener-

gii, podsadzki, odprowadzenie wody, przewietrzanie itp.

Udostępniony pokład węglowy dzieli się na pola eksploatacyjne, które z kolei dzielą się

na pola wybierkowe.

Pole eksploatacyjne stanowi część pokładu zawartą w danym poziomie ograniczoną

płaszczyznami poziomymi, górną i dolną, oraz płaszczyznami pionowymi przecinającymi

pokład po linii nachylenia. Pole eksploatacyjne moze być ograniczone również granicą ob-

szaru górniczego, uskokami, filarami ochronnymi itp.

W kopalniach węgla o modelu węglowym (patrz rys. 18.3) do wyrobisk przygotowaw-

czych glównych (zwanych również wyrobiskami przygotowawczymi I rzędu) zalicza się:

 chodniki podstawowe i piętrowe,

 pochylnie działowe (łączące chodniki podstawowe w tym samym pokładzie położone

na różnych poziomach) i pochylnie międzypiętrowe.

W modelu kamiennym (patrz rys. 18.4) roboty przygotowawcze ograniczają się do wy-

konania chodników piętrowych i pochylń śródpiętrowych.

Pole wybierania jest to część pola eksploatacyjnego przygotowana do bezpośredniego

wybierania lub w trakcie wybierania. Stanowi ono zazwyczaj część piętra ograniczoną

chodnikami piętrowymi i pochylniami polowymi. Przy wybieraniu systemami ścianowymi

taki podział jest wystarczający do prowadzenia robót wybierkowych. Wyrobiska przygoto-

wawcze prowadzone dla uzyskania podziału pola eksploatacyjnego lub piętra na pola wy-

bierania nazywa się wyrobiskami przygotowawczymi II rzędu.

Przy wybieraniu złoża ubierkami, zabierkami lub komorami konieczny jest dalszy po-

dział pola wybierania na filary, co wymaga wykonania dalszych wyrobisk korytarzowych,

chodników filarowych i dowierzchni, z których prowadzone będą wyrobiska wybierkowe.

Chodniki te i dowierzchnie nazywają się wyrobiskami przygotowawczymi III rzędu.

Na rys. 19.1. podano przykłady rozcięcia pola wybierkowego na filary za pomocą

pochylń i chodników filarowych.

Rys. 19.1. Podział pola pochylnianego (wyrobiska przygotowawcze II i III rzędu)

a - chodnikami filarowymi na filary podłużne normalne,

b - chodnikami filarowymi na filary podłużne przekątne,

c - dowierzchniami na filary poprzeczne normalne,

d - dowierzchniami na filary poprzeczne przekątne

Wyrobiska przygotowawcze wykonywane są w pokładach węglowych, przy czym w

pokładach grubych będą to przeważnie chodniki węglowe, a w pokładach średnich i cien-

kich węglowo-kamienne. Do robót przygotowawczych zalicza się również - wykonywane

w ramach udostępnionego poziomu, piętra lub pola wybierkowego - krótkie przekopy, któ-

rych celem jest najczęściej przekroczenie niewielkich zaburzeń uskokowych, a niekiedy

korzystniejszy sposób doprowadzenia podsadzki, odprowadzenia wody, doprowadzenia

świeżego powietrza lub odprowadzenie powietrza zużytego. Mogą to być przekopy pozio-

me, pochyłe, a także szybiki lub otwory wielkośrednicowe.

Wymiary poprzeczne wyrobisk przygotowawczych; ich kierunek oraz nachylenie po-

winny , być tak zaprojektowane, aby zapewniały wymaganą funkcjonalność wyrobiska, a

obudowa powinna być dostosowana do lokalnych warunków i czasu trwania danego wyro-

biska. Kształty i wymiary wyrobisk przygotowawczych ustala się podobnie jak poziomych

wyrobisk udostępniających.

W kopalniach węgla kamiennego wszystkie wyrobiska korytarzowe o wybiegu więk-

szym jak 300 m drążone są według specjalnie opracowanej dokumentacji określającej spo-

sób drążenia, metrykę obudowy, sposób przewietrzania, wyposażenie i rozmieszczenie

urządzeń energomaszynowych, urządzeń łączności i sygnalizacji oraz urządzeń przeciwpo-

żarowych.

Związane bezpośrednio z przecznicą chodniki podstawowe mają okres użytkowania

dłuższy, niekiedy równy okresowi użytkowania poziomu (20 do 30 lat). Pozostałe główne

roboty przygotowawcze mają okresy użytkowania krótsze - zależne od okresu wybierania

odcinka złoża, dla którego zostały wykonane. Czas użytkowania chodników piętrowych

dochodzi do kilku lat, drugorzędnych robót przygotowawczych do kilku miesięcy. Obecnie

po wprowadzeniu mechanizacji procesu wybierania, zwłaszcza w systemach ścianowych,

oraz mechanizacji drążenia chodników dąży się do ograniczenia liczby równocześnie wy-

bieranych pięter i pól wybierkowych, zwracając uwagę przede wszystkim na intensywność

postępu przodków (zasada koncentracji). Pozwala to na zmniejszenie ogólnej ilości ko-

niecznych do utrzymania wyrobisk przygotowawczych i związanych z tym kosztów.

19.2. Drążenie poziomych wyrobisk korytarzowych w węglu

19.2.1. Charakterystyka drążenia chodników węglowych

W pokładach, których grubość jest większa od wysokości chodnika, prowadzi się chod-

niki w węglu, czyli chodniki węglowe. Głównymi czynnościami drążenia chodników wę-

glowych są: urabianie, ładowanie urobku, odstawa i obudowa. Czynności pomocnicze sta-

nowią: transport materiałów, przewietrzanie, odwadnianie itp.

Wyrobiska korytarzowe węglowe można drążyć sposobami:

 zwykłymi, czyli nie zmechanizowanymi, najczęściej za pomocą robót strzelniczych,

 częściowo zmechanizowanymi, w których pewne pracochłonne czynności są zmecha-

nizowane, ale urabianie prowadzone jest w zasadzie robotami strzelniczymi,

 zmechanizowanymi za pomocą kombajnów chodnikowych.

W niektórych kopalniach stosowano również drążenie hydrauliczne, polegające na ura-

bianiu calizny węglowej strumieniem wody pod ciśnieniem 4 do 6 MPa.

Sposób drążenia chodnika dobiera się w zależności od urabialności węgla, warunków

geologicznych oraz danych dotyczących wybiegu i przekroju poprzecznego chodnika. W

dążeniu do uzyskania możliwie maksymalnych postępów coraz szersze zastosowanie znaj-

dują sposoby zmechanizowane za pomocą kombajnów chodnikowych.

W polskich kopalniach urabia się najczęściej kombajnami chodnikowymi produkowa-

nymi w Polsce AM-50 (Alpine Miner). Rekordowe postępy miesięczne uzyskiwane za po-

mocą tych kombajnów dochodzą do 1500 m długości, wyrobiska na miesiąc.

19.2.2. Drążenie chodników węglowych sposobami zwykłymi

Urabianie . Może ono być wykonywane:

 ręcznie młotkami pneumatycznymi,

 robotami strzelniczymi.

Urabianie młotkami pneumatycznymi stosowane jest w przypadku węgla o małym współ-

czynniku urabialności (f < 1,5). Sporadycznie stosuje się je również tam, gdzie prowadzenie

robót strzelniczych jest niewskazane, np. ze względu na wysoką metanowość lub bardzo

słabe skały, w których strzelanie mogłoby spowodować zawał.

Przy urabianiu młotkami pneumatycznymi należy wykorzystać naturalne płaszczyzny

podzielności węgla, a więc uławicenie i kliważ.

Urabianie robotami strzelniczymi wymaga wykonania następujących czynności:

 odwiercenie otworów strzałowych (dokonanie obwiertu),

 załadowanie otworów materiałem wybuchowym i odpalenie,

 przewietrzenie przodku po odpaleniu,

 kontrola przodku i obrywka.

Otwory strzałowe wierci się wiertarkami obrotowymi pneumatycznymi lub częściej elek-

trycznymi z użyciem końcówek (raczków) uzbrojonych w płytki z węglików spiekanych.

Szybkość wiercenia zależy od wskaźnika urabialności węgla. Przy f =1,4 do 1,6 można w

czasie 1 min odwiercić 1 m otworu. Przy wierceniu w węglu zwierciny usuwane są na sucho

za pomocą zwojów spiralnych żerdzi. Żerdzie wiertnicze mają długość od 500 do 3000 mm.

Średnica otworów strzałowych wynosi 42 mm.

Przy urabianiu bez wrębu stosuje się włomy klinowe dolne, rzadziej klinowe pionowe

lub środkowe. Otwory strzałowe skierowane w dół wierci się na wysokości 0,6 do 1,2 m od

spodku wyrobiska. Otwory poszerzające rozmieszcza się wzdłuż jednej lub dwóch linii (za-

leżnie od wymiarów chodnika) równoległych do linii otworów włomowych. Zależnie od

twardości węgla odległości między liniami otworów wynoszą od 0,8 do 1,2 m, a odległości

między otworami w liniach 0,5 do 1,0 m. Głębokość otworów (zabiór) zależy od rodzaju

stropu i urabialności węgla. Na ogół w chodnikach urabianych bez wrębu stosuje się otwory

głębokości 1,0 do 2,0 m. Przykład rozmieszczenia otworów strzałowych pokazano na rys.

19.2.

Środki strzelnicze stosowane w przodku (materiały wybuchowe, środki inicjujące, zapa-

lające itp.) dobiera się zależnie od kategorii zagrożenia metanowego i klasy zagrożenia py-

łowego.

Rozmieszczenie otworów strzałowych, środki strzelnicze i sposób przeprowadzenia

strzelania są określone dla każdego przodka w metryce strzałowej.

W kopalniach górnośląskich zużycie materiału wybuchowego w chodnikach węglowych

drążonych bez wrębu wynosi średnio 350 g/t.

Ładowanie . Urobek może być ładowany ręcznie łopatami. Ładowanie jest znacznie uła-

twione, jeżeli dokonywane jest z równego spągu. Przy spodkach nierównych korzystne jest

podkładanie blach przed dokonaniem odstrzału.

Dużym ułatwieniem przy ładowaniu urobku na przenośniki zgrzebłowe lekkie są często

stosowane końcówki pancerne tych przenośników. Po dokonaniu obwiertu przodku przedłuża

się przenośnik zgrzebłowy lekki, umieszczając końcówkę pancerną przy samym czole przod-

ku. Po odstrzale urobek tworzy usypisko w czole przodku.

Uruchomienie przenośnika pozwala na samozaładowanie urobku znajdującego się na koń-

cówce przenośnika w zasięgu kąta zsypu. Resztę urobku można zgarniać na przenośnik kilo-

fem lub łopatą. Pozostałość ładuje się ręcznie. Stosowanie końcówek pancernych ułatwia i

przyśpiesza czynność ładowania, gdyż duża część węgla ( do 60 % ) zostaje załadowana przez

samostaczanie i zgarnianie.

Odstawa. Najczęściej stosowana jest obecnie odstawa ciągła przenośnikami zgrzebłowymi

lekkimi lub przenośnikami zgrzebłowymi lekkimi i taśmowymi.

Obudowa . W chodnikach stanowiących główne roboty przygotowawcze stosuje się obec-

nie przeważnie obudowę stalową łukową (ŁP, ŁS) lub kombinowaną kotwiowo-stalową. W

przypadkach wyciskania spągu stosuje się obudowę ŁPZ (łukowa podatna zamknięta). W ko-

palniach węgla kamiennego z uwagi na ochronę przeciwpożarową we wszystkich wyrobi-

skach korytarzowych należy stosować obudowę, opinkę i rozpory niepalne. Obudowę drew-

nianą można stosować tylko w wyrobiskach drążonych wewnątrz rejonów wentylacyjnych o

docelowej długości poniżej 300 m i krótkotrwałym okresie użytkowania. W chodnikach

podścianowych korzystnie jest stosować obudowy prostokątne.

Obudowę górniczą przecinek ścianowych dobiera się w zależności od rodzaju projektowa-

nej obudowy ścianowej. Dla ścian projektowanych w obudowie zwykłej przecinkę obudowuje

się tymi samymi zestawami. W przecinkach ścian, w których będzie wprowadzona obudowa

zmechanizowana, stosuje się do obudowy zestawy stalowe zwykłe lub łukowe (ŁP10) w taki

sposób, aby po wykonaniu całej przecinki zapewnialy łatwość manewrowania zestawami

obudowy zmechanizowanej.

Miejsce rozpoczęcia, kierunek i nachylenie wyrobisk przygotowawczych wyznacza służba

mierniczo-geologiczna kopalni. Drążenie nowego chodnika rozpoczyna się wykonaniem jego

połączenia z chodnikiem istniejącym.

Na rys. 19.3 pokazano wykonanie odgalęzienia w obudowie ŁP od chodnika istniejącego

obudowanego również łukami ŁP. Robotę rozpoczyna się od wzmocnienia chodnika istnieją-

cego przez zabudowanie odrzwi dodatkowych 1 po obu stronach odgałęzienia. Następnie za-

budowuje się dwa podciągi z szyn 115 mm, łącząc je z obudową istniejącą i nowo zabudowa-

ną złączami kabłąkowymi. Po usunięciu łupków przyociosowych, okładzin i wykładki stropu,

w świetle wyłomu rozpoczynanego chodnika wykonuje się wyłom, a następnie zabudowuje

się podwojne odrzwia 3 w rozpoczętym chodniku, po czym wykonuje się wykładkę stropu

okładzinami żelbetowymi.

Rozpoczęcie chodnika w obudowie prostokątnej z chodnika zabudowanego rownież w

obudowie prostokątnej pokazano na rys. 19.4.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: