Akademia Górniczo – Hutnicza

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Temat: Projekt drążenia wyrobiska korytarzowego.

Wykonał

Maciej Masialski

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Kierunek Górnictwo i Geologia

Rok III, gr. 3.

1

Spis treści:

1. Temat projektu.
2. Metoda minimalnych obrysów – określenie wymiarów wyrobiska korytarzowego ze względu

na gabaryty wyposażenia.

3. Sprawdzenie przekroju obudowy pod względem wentylacyjnym.
4. Dobór obudowy.
5. Metryka strzelnicza.
6. Bibliografia, netografia.

Ponadto praca zawiera dwa załączniki:

1. Projekt wyrobiska korytarzowego.
2. Projekt wykonania otworów strzałowych.

2

1. Temat projektu.

a) Profil geologiczny

Strop: piaskowiec; R

c

= 40 MPa

Pokład: węgiel; grubośd 2,60 m; R

c

= 24 MPa

Spąg: piaskowiec; R

c

= 30 MPa

b) Wyposażenie techniczne

Przenośnik taśmowy (szer. taśmy, mm): brak

Liczba torów (szt.): 2

Szerokośd torów (mm): 600

Typ szyny: S30

Wielkośd wozów: duży

Rodzaj lokomotywy: przewodowa

c) Urządzenia dodatkowe

Lutniociąg, średnica (mm): brak

Rurociąg, średnica (mm): ppoż. 100

Ściek wodny nr: 1

d) Zagrożenia naturalne

Rodzaj zagrożenia: metan I

e) Wentylacja

Ilośd powietrza (m

3

/min): 4500

3

2. Metoda minimalnych obrysów – określenie wymiarów wyrobiska

korytarzowego ze względu na gabaryty wyposażenia.

a) Lokomotywa elektryczna przewodowa LEP 12/1A (PN-89/G-46801):

- rozstaw kół – 600 [mm],
- wysokośd H – 1650 [mm,]
- szerokośd B – 1050 [mm].

b) Wozy „GRANBY” 3500/600 (PN-90/G-46090):

Pojemnośd wozu ok. 3,5 [m

3

+, nośnośd ok. 4,6 *t+,

- rozstaw kół – 600 [mm],
- wysokośd H – 1450 [mm],
- szerokośd B – 1250 [mm].

Wóz typu „GRANBY” został dobrany ze względu na wycofanie normy dotyczącej wozów
dużych (PN-G-46080:1963P).

c) Dobór szyny S30 (PN-79/H-93422):

- wysokośd szyny – 120 [mm].

d) Podkład (PN-G-47064):

- wysokośd H – 125 [mm],
- długośd L – 1150 [mm].

Rysunek 1: Wóz "GRANBY"

4

e) Ściek nr 1 (PN-75/G-52280):

Wymiary:
a = 25 [cm],
b = 25 [cm],
c = 15 [cm],
d = 7 [cm].

Całkowita szerokośd ścieku wynosi 55 *cm+.

Rysunek 2: Ściek - rysunek poglądowy.

f) Rurociąg ppoż. 100 [mm]:

ze względu na wycofanie normy oraz rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28
czerwca 2002 r., przyjmuję nową średnicę rurociągu wynoszącą 150 [mm].
Zgodnie z normą (PN-77/G-44061) średnica kołnierza wynosi 300 [mm].

5

g) Minimalne odległości pomiędzy poszczególnymi elementami:

Nazwa

a

min

[cm]

Odległośd między podkładami

10

Odległośd podkładu od ścieku

10

Odległośd podkładu od obudowy

10

Odstęp ruchowy taboru od ociosów

25

Odległośd ścieku od obudowy

35

h) Obliczenie minimalnej szerokości przy spągu (PN-G-06009:1997):

Kierunek od lewej do prawej:

[ ( ) ] [ ]

Kolejno: minimalna odległośd między obudową a podkładem, 2x podkład + minimalna
odległośd między podkładami i ściekiem, szerokośd ścieku oraz minimalna odległośd
ściek-obudowa. Suma została powiększona o 5%.

i) Obliczanie minimalnej szerokości użytecznej (PN-G-06009:1997):

Wysokośd użyteczną oblicza się w odległości 1,7 *m+ od powierzchni spągu.
Kierunek od lewej do prawej:

( ) [ ]

Kolejno: odstęp ruchowy między wozem a obudową, szerokośd wozu, odstęp między
wozami, ponownie szerokośd wozu oraz szerokośd przejścia dla pieszych. Suma została
powiększona o 5%.

j) Obliczanie minimalnej wysokości (PN-G-06009:1997):

( ) [ ]

Kolejno: wysokośd podkładu wystającego ponad podsypkę, wysokośd szyny,
dopuszczalna wysokośd zawieszenia trakcji nad szyną oraz minimalny odstęp pomiędzy
trakcją a obudowa niepalną. Suma została powiększona o 5%.

6

k) Wstępny dobór obudowy (PN-90/G-06010) – ŁP8/V21/A

Nazwa

Wymiar [cm]

Minimalna szerokośd wyrobiska przy spągu (S

p

):

367,5

Minimalna szerokośd użyteczna (S

u

):

388,5

Minimalna wysokośd wyrobiska (H

w

):

254,1

Szerokośd obudowy przy spągu

470

Szerokośd użyteczna obudowy

408

Wysokośd wyrobiska

305

Wysokośd obudowy

330

Promieo łuku ociosowego

257,5

Promieo łuku stropnicowego

227,5

Powierzchnia przekroju poprzecznego odrzwi w

świetle [m

2

]

13,1

7

3. Sprawdzenie przekroju obudowy pod względem wentylacyjnym.

Przekrój poprzeczny wyrobiska w świetle wynosi F = 13,1 [m

2

]. Ponadto w wyrobisku znajduje

się trakcja elektryczna. Występuje zagrożenie metanowe.

a) Obliczenie minimalnego oraz maksymalnego wydatku powietrza:

[

]

gdzie:
Q – wydatek powietrza [m

3

/s],

F – przekrój poprzeczny wyrobiska w świetle *m

2

],

v – prędkośd przepływu powietrza *m/s+

Dopuszczalne prędkości powietrza w wyrobiskach

Nazwa

[m/s]

Minimalna prędkośd powierza w

polach metanowych z trakcją

elektryczną:

1

Maksymalna prędkośd powietrza w

wyrobiskach korytarzowych:

8

Wydatek powietrza Q [m

3

/s]:

[

]

Prędkośd powietrza v *m/s+:

[

]

Obliczanie minimalnego wydatku powietrza [m

3

/s]:

[

]

Obliczanie maksymalnego wydatku powietrza:

[

]

Zadany w projekcie wydatek powietrza mieści się w obliczonym zakresie. Obudowa została dobrana
prawidłowo.

8

4. Dobór obudowy.

Dobrana wstępnie obudowa ŁP8 spełnia kryteria wentylacyjne dla danego wyrobiska

korytarzowego, a także wypełnia założenia zgodne z tematem projektu.

Dobraną

obudową jest obudowa łukowa podatna, trzyczęściowa (ŁP8/V21/A) posadowiona na
stopie podporowej tłoczonej lekkiej (200x255x10 [mm]).

Obudowa ŁP8/V21/A zostaje obłożona okładziną A-95 lekką o wymiarach:

L = 95 [cm],
B = 11 [cm],
H = 6 [cm].

Spadek w kierunku ścieku ustala się 1%.

Projekt wyrobiska korytarzowego wraz z obudowa ŁP8/V21/A zostaje dołączony w

Załączniku 1.

9

5. Metryka strzelnicza.

a) Wyłom, w którym poprowadzone będą roboty strzałowe ma wymiary:

H – 355 [cm],
B – 520 [cm].
Odpowiedni H,B – wysokośd i szerokośd przy spągu wyrobiska.

b) Określenie długości otworów strzelniczych:

( )

( )

Warunek: L<2,5 [m]
Ustala się długośd otworów na 2,40 [m].

c) Określenie jednostkowego zużycia materiałów wybuchowych:

gdzie:
f

i

– wskaźnik oporu skały przeciw działaniu MW. f

i

= f/20, gdzie f to wskaźnik

zwięzłości skały według Protodiakonowa. (f=R

c

/10),

s

i

– wskaźnik struktury skały,

ν – wskaźnik usztywnienia zabioru w caliźnie zależy od ilości płaszczyzn odsłoniętych,
e – wskaźnik mocy MW,
Δ – gęstośd załadowania otworu MW,
d – wskaźnik jakości przybitki.

Dane użyte w metryce:

Element:

Wartośd:

f

i

f1=0,15 (spąg), f2=0,12 (pokład), f3=0,2 (strop),

s

i

dla węgla – 1,05 (kruche), dla piaskowca 1,5

(łupkowate),

ν

2,0

Δ

0,9

e

2,0

d

1

Otrzymane wyniki:
- jednostkowe zużycie materiałów dla spągu – q

1

=1 [kg/m

3

],

- jednostkowe zużycie materiałów dla pokładu – q

2

=0,56 [kg/m

3

],

- jednostkowe zużycie materiałów dla stropu – q

3

=1,33 [kg/m

3

].

10

Wymiar przodka, w którym prowadzone będą roboty strzałowe ustala się na 17,16
[m

2

+. (Założenie – wymiary przy spągu i wysokości wyrobiska powiększone o 0,5 *m+).

Wymiary poszczególnych warstw wynoszą odpowiednio:

warstwa spągowa – 3,77 [m

2

],

pokład – 12,40 [m

2

],

warstwa stropowa – 0,99 [m

2

].

d) Obliczanie średniego jednostkowego zużycia materiałów wybuchowych:

∑

∑

[

]

gdzie:
S

i

– pole danej warstwy,

q

i

– jednostkowe zużycie MW.

e) Obliczanie całkowitego zużycia materiałów wybuchowych:

gdzie:
Q – całkowite zużycie MW *kg+,
q – średnie jednostkowe zużycie MW *kg/m3+,
S – powierzchnia przekroju [m2],
L – długośd otworów strzałowych *m+,
η – wskaźnik wykorzystania otworu (przyjmuję η=0,9).

Całkowite zużycie MW wyniesie 25,99 [kg].

f) Obliczanie jednostkowej ilości otworów strzałowych dla poszczególnych warstw:

Dla spągu:

√

√

[

]

√

[

]

[

]

Dla pokładu:

[

]

[

]

[

]

11

Dla stropu:

[

]

[

]

[

]

gdzie:
n – jednostkowa ilośd otworów [szt/m

2

przekroju]

f – wskaźnik oporu skały przeciw działaniu MW,
S – pole przekroju danej warstwy [m

2

],

s – wskaźnik struktury skały.

g) Obliczanie całkowitej ilości otworów strzałowych dla poszczególnych warstw:

Stosuję wzór nr 2.
Dla spągu:
N=6

Dla pokładu:
N=15

Dla stropu:
N=3

Suma – 24 otwory strzałowe.

h) Rodzaje i ilośd otworów strzałowych:

- otwory włomowe – 1,35*8=10
- otwory urabiające – 7
- otwory konturowe – 0,9*8=7

i) Dobór materiału wybuchowego, obliczenie oporu, dobór zapalarki:

1) Za odpowiedni materiał wybuchowy, bezpieczny z występującymi zagrożeniami

naturalnymi (występowanie metanu) przyjmuje się metanit specjalny E7H
(materiał wybuchowy amonowosaletrzany, metanowy specjalny, wodoodporny,
ekologiczny). Masa pojedynczego ładunku wynosi 0,15 *kg+, zaś przekrój –
0,036 [m

2

].

12

2) Dobór zapalnika:

Do zainicjowania wybuchów dobiera się zapalnik elektryczny metanowy
ERGODET 0,2 A (rezystancja główki zapalczej 1,7±0,5 *Ω+).

3) Obliczanie rezystancji:

Dla podanej liczby otworów strzałowych zakłada się połączenie przewodów w
sposób szeregowy

Opór właściwy:
- miedzi – ρ=17,5*10

-9

*Ω*m+,

- stali – ρ=28,4*10

-9

*Ω*m+.

Wymiary linii głównej:
S=1,5 [mm

2

], l=30*2,6=78 [m].

Wymiary magistrali:
S=3 [mm

2

], l=500*2,6=1300 [m].

Magistrala oraz linie główne zbudowane są z kabli stalowych, natomiast przewody z
kabli miedzianych.

Rezystancja na magistrali:

[ ] [ ]

[

]

[ ]

Rezystancja linii głównej:

[ ]

Rezystancja dla główek zapalczych (w liczbie 24 sztuk):

( ) [ ]

Obliczanie całkowitej rezystancji:

( ) [ ]

j) Dobór kondensatorowej zapalarki strzałowej:

Całkowity opór obwodu strzałowego wynosi 68,37±12 *Ω+.
Zapewnienie przepływu prądu przy podanej wartości oporu zapewni zapalarka
KZS-1/045, oferowana przez firmę Przedsiębiorstwo Kompletacji i Montażu
Systemów Automatyki CARBOAUTOMATYKA SA.

Projekt rozmieszczenia otworów strzelniczych zostaje dołączony w Załączniku 2.
Numery otworów: 1-10 włomowe, 11-17 urabiające, 18-24 konturowe.

13

M et ryka st rzał o wa

A. Miejsce wykonywania roboty strzałowej

1. Nazwa i rodzaj przodka (numer) Chodnik ścianowy VII – 1351

2. Oddział GII

Poziom 650

Pokład 209

B. Określenie warunków bezpieczeostwa

3. Kategoria zagrożenia (metanowego, gazowego) 1 kat.

4. Klasa zagrożenia pyłowego brak

5. Inne występujące zagrożenia brak

C. Rodzaj stosowanych środków strzałowych

6. Materiał wybuchowy metanit specjalny E7H

7. Środki inicjujące ERGODET 0,2 A

8. Środki zapalające brak

9. Rodzaj i sposób wykonania przybitki ręczna z gliny

10. Sposób łączenia otworów strzałowych szeregowo

11. Sposób inicjowania i odpalania ładunków MW tylni

12. Stosowany sprzęt strzałowy zapalarka KZS-1/045

D. Maksymalny ładunek MW 1,083 kg

E. Dopuszczalna ilośd otworów w jednej serii 24

F. Przeciętna ilośd otworów strzałowych 24

G. Przeciętna ilośd MW potrzebna do urobienia jednostki produkcyjnej 25,99

zabiór

kg

14

H. Schemat rozmieszczenia otworów strzałowych (w 3-ch rzutach), z zaznaczeniem kolejności

zwłoki ZE w poszczególnych otworach
Rysunek w Załączniku 2.

I. Dodatkowe rygory i warunki

-

powiadomid dyspozytora ruchu kopalni o wykonywanych robotach strzałowych

-

wyprowadzid załogę na bezpieczną odległośd, aby wykluczyd zarówno wypadki, uszkodzenia
maszyn i urządzeo do drążenia wyrobiska oraz aby nie uszkodzid wykonanej obudowy
wyrobiska;

-

wykonad zgodnie z projektem przekrój poprzeczny wyrobiska w wyłomie, tj. kształt i
wymiary.

Metrykę sporządził

Metrykę zatwierdził

dnia …………………………

(podpis)

dnia …………………………

(podpis)

Inżynier (technik) strzelniczy

Kierownik Robót Górniczych

15

6. Bibliografia, netografia

a) Bibliografia:



zbiór norm niezbędnych do wykonania projektu, m.in.:
PN-89/G-46801
PN-90/G-46090
PN-79/H-93422
PN-G-47064
PN-75/G-52280
PN-77/G-44061
PN-G-06009:1997
PN-90/G-06010

b) Netografia:



www.moris.pl – Katalog firmy Moris – wyroby kolejowe; szyny i akcesoria kolejowe.
Szyny wąskotorowe i pośrednie.



www.arcelormittal.com/dspoland/ - Katalog firmy Arcelormittal – szyny pośrednie
i wąskotorowe.



bc.pollub.pl/dlibra – Biblioteka Cyfrowa Politechniki Lubelskiej – normy: BN-65/6791-
06 - betonity prostopadłościenne do obudowy wyrobisk górniczych; BN-72/1738-02 –
ścieki kopalniane - nakrywy rynien ściekowych trapezowych.



www.hutalab.com.pl – Huta Łabędy S.A. – katalog produktów (kształtowniki
górnicze, stropnice do odrzwi).



www.prefrow.com.pl – Przedsiębiorstwo Prefabrykacji Górniczej – katalog firmowy –
okładziny.



www.nitroerg.pl – grupa kapitałowa KGHM Polska Miedź S.A. – dobór materiałów
wybuchowych oraz zapalników.



www.carbo.com.pl – dobór kondensatorowej zapalarki strzałowej.