II Część pytań z uwarunkowań (pan Znaczek).

1. Podzielność warstwowa- jest elementem branym pod uwagę najczęściej przy kwalifikacjach geologicznych. Bardzo często wykorzystywana jest przy kwalifikacji nośności stropu. Podzielność warstwowa wywołana jest zmiennością hydrodynamiki i zależy od warunków sedymentacji. Podzielność warstwowa jest analizowana przy projektowaniu obudowy górniczej, jak również z punktu widzenia zagrożeń górniczych.

2. Klasyfikacja stropów (wskaźniki liniowe)- wskaźniki liniowe są to takie wskaźniki w których uwzględniamy tylko jeden parametr

• klasyfikacja wg RQD

RQD- jest to wskaźnik charakteryzujący jakość stropu.

.

miąższość całego interwału

suma długości warstw o miąższości powyżej 10cm.

Na podstawie wskaźnika
otrzymujemy szereg klas jakości stropu.

L.p.	Wartość	Jakość stropu	Klasa stropu
1.		stropy bardzo mocne	klasa A
2.		stropy mocne	klasa B
3.		stropy kruche	klasa C
4.		stropy słabe	klasa D
5.		stropy bardzo słabe	klasa E
6.		stropy bardzo słabe	klasa F
7.		stropy bardzo słabe	klasa G

• klasyfikacja stosowana dla węgla (wg Pawłowicza)

wskaźnik
,

wytrzymałość skał na ściskanie

Gęstość podzielności warstwowej.

Z uwagi na wielkość L obowiązuje następująca klasyfikacja:

L.p.	Wartość L	Charakterystyka stropu
1.	L=18	Stropy opadające, najsłabsze(stropy fałszywe, łupki ilaste zalegają w stropie pokładu.
2.	L=18-35	Stropy bardzo trudne do utrzymania.
3.	L=35-60	Stropy spękane, łatwo przechodzące w stan zawału. Wyrobisko nie wymaga uszczelnienia;
4.	L=60-130	Stropy dobre, dobre warunki pracy w ścianach zawałowych.
5.	L>130	Stropy bardzo mocne.
6.	L=130-250	Stropy bardzo mocne i trwałe.
7.	L>250	Stropy praktycznie nie poddające się zawałom.

• klasyfikacja w zależności od grubości warstwy

L.p.	Miąższość warstw	Charakterystyka stropu
1.	1-3cm	Stropy bardzo cienko ławicowe.
2.	3-10cm	Stropy bardzo cienko ławicowe.
3.	10-30cm	Stropy średnio ławicowe.
4.	30-100cm	Stropy grubo ławicowe.
5.	>100cm	Stropy bardzo grubo ławicowe.

3. Przesłanki geologiczne zagrożeń górniczych. Zagrożenie obrywami.

• czynniki geologiczne wpływające na powstawanie zagrożeń:

• gęstość podzielności poziomej

• spękania

Jeżeli wyrobisko poprowadzimy równolegle do kierunku spękań to nie ma potrzeby rozważania ciśnienia pionowego działającego na wyrobisko.

Uwaga!

Więcej na ten temat w projekcie nr 3.

• obrywy, obwały- odspajanie się od stropu, lub ociosu pod wpływem sił ciężkości niewielkich mas skalnych i przemieszczanie się. Zjawisko to ma miejsce najczęściej w przypadku stropów niezabudowanych. Występowanie obrywów nie musi wiązać się z ciśnieniem.

Mierniki charakteryzujące skłonność stropu do obrywu:

• ilość dm­³ obrywów/ jednostkę powierzchni[m²]

• do
  jest to sytuacja, która nie utrudnia eksploatacji

• powyżej
  to już jest chyba fatalnie

• % udział stropu na którym powstały obrywy/ całego stropu

• wysokość warstwy, która się obrywa

• do 10 cm - jest git

• 10-20cm - warunki utrudnione

• powyżej 20cm - niebezpieczne warunki prowadzenia ściany.

4. Zagrożenie zawałami.

Zawałem nazywa się zjawisko załamania się skał, powstałe wskutek spękania górotworu. Zawały charakteryzują się przede wszystkim zawałem stropu, rzadziej ociosów. Zawał może powstać na skutek nadmiernego ciśnienia górotworu i różni się wtedy od tąpnięcia wolniejszym przebiegiem. Zawały mogą być również wywoływane celowo w celu likwidacji wyrobiska

Miarą występowania zawałów jest gęstość szczelin zmineralizowanych.

5. Zagrożenie tąpaniami.

Tąpaniami nazywamy zjawisko gwałtownego odprężania się i w następstwie pękania skał, spowodowanego przekroczeniem ich wytrzymałości, oraz ich raptownego przemieszczenia się do środka wyrobiska.

II wersja - są to nagłe wyładowania energii sprężystej zgromadzonej w skałach.

Bezpośrednią przyczyną powstawania tąpań jest przekroczenie granicy wytrzymałości skał (na skutek wzmożonego ciśnienia). Różne rodzaje skał mają różną skłonność do tąpań (tzn. mają różną zdolność do akumulacji dużej ilości energii sprężystej i nagłego jej wyzwalani). Np. skłonność węgla do tąpań zależna jest od składu maceralnego:

• węgle matowe poniżej 25% składników „błyszczących”

• węgle matowo- błyszczące 25-50%

• węgle błyszcząco- matowe 50-75%

• węgiel błyszczący pow. 75%

Widać, że im bardziej „ błyszczący” węgiel, tym większa skłonność do tąpań. Również w miarę wzrostu miąższości rośnie skłonność do tąpań (do 1m nie stwierdzono tąpań)

Mamy tąpania stropowe, pokładowe, spągowe. Czynnikiem decydującym o występowaniu tąpań pokładowych jest załamanie się stropu na częściowo podsadzony pokład, powstają równoległe do czoła ściany pęknięcia.

Mierniki charakteryzujące skłonność do tąpań:

• WET (wskaźnik energetyczny tąpań). WET ilość tąpań/ 100tys. ton wydobycia

• >5 bardzo duża skłonność do tąpań

• 2-5 słaba

• <2 bardzo niska skłonność do tąpań

• głębokość zalegania pokładu

• do 200m występują bardzo rzadko (na głębokości 200-300m zanotowano dwa tąpnięcia w ciągu 9 lat)

np. GOP 700m - najbardziej tąpliwe pokłady

• uwęglenie- im bardziej uwęglone pokłady tym większa skłonność do tąpań. Miernikiem stopnia uwęglenia jest zawartość części lotnych przeliczana na substancję organiczną (suchą, bezwodną, bezpopiołową).

Uwaga!

W strefach uskokowych mamy podwyższone ryzyko tąpań w stosunku do otaczających warstw.

6. Zagrożenie gazowe.

Aby wystąpił gaz muszą panować odpowiednie warunki strukturalne i nadkładu (nadkład musi składać się ze skał nieprzepuszczalnych. Gaz powstaje w wyniku uwęglania substancji organicznej. W złożach kopalin stałych gaz może występować jako:

Z uwagi na metanośność istotną mamy kopalnie:

• metanowe >0,02m³ gazu na tonę

• niemetanowe <0,02 m³ gazu na tonę urobku

Jeżeli w powietrzu znajduje się od 5,3-15% metanu to może dojść do wybuchu. Miejscem gromadzenia się metanu są tzw. kopuły.

Kopalnie gazowe dzielimy na trzy klasy zagrożenia gazowego:

• 8m³/tonę badanej skały- najniebezpieczniejsze

• powyżej 0,1% w wolnym przekroju wyrobiska- kopalnia gazowa

• poniżej 0,1%- kopalnie niegazowe.

7. Zagrożenie wyrzutami.

Mogą być wyrzuty substancji stałych, lub gazu. Najczęstsze wyrzuty to wyrzuty:

• węgiel+ metan

• węgiel+ CO₂

• Skały płone (piaskowce) + metan

• skały płone+ CO₂

• skały płone + azot

Czynniki wpływające na powstawanie wyrzutów:

• głębokość i ciśnienie

• ilość gazu w pokładzie (ciśnienie kilkunastu atmosfer)

Jeżeli miąższość spada nagle o 30%, to występuje zagrożenie wyrzutami. Większe prawdopodobieństwo wyrzutami jest w pokładach prostych, mniejsze zagrożenie, gdy są przerosty.

8. Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego.

Przeciętnie 3% w kopalniach węglowych stanowi pył węglowy jego ilość zależna jest od sposobu eksploatacji. Siła wybuchu pyłu węglowego jest większa niż metanu. Za pył uważa się pył o frakcji poniżej 1mm , im drobniejszy pył tym większa możliwość wybuchu. Czynnikiem zmniejszającym jest zawartość substancji niepalnych (zapopielenie). Zawodnienie zmniejsza możliwość wybuchu (30% wilgotności w pyle to pył jest nielotny, 50% to pył niewybuchowy). Ilość pyłu zależy od rodzaju węgla (w sensie od uwęglenia, bo im bardziej uwęglony tym mniejsze ryzyko). Antracyty- nie ma wybuchów.

Wybuch pyłu często wiąże się z występowaniem metanu.

9. Zagrożenie pożarami endogenicznymi.

Pożary wywołane są siłami wewnętrznymi. Wynikają z charakteru kopaliny. O ich powstawaniu decydują:

• stopień uwęglenia (im mniej uwęglony tym prawdopodobieństwo pożaru rośnie)

• im więcej składników błyszczących tym większe ryzyko pożaru

• niewielka wilgotność

• w zagazowanych pokładach mniejsze prawdopodobieństwo pożaru

• jeżeli w stropie są skały płone, to małe prawdopodobieństwo

• sposób urabiania

10. Geneza gazów naturalnych.

11. Gazonośność- ilość gazu znajdująca się w jednostce masy, lub objętości skały.

12. Gazowość- ilość gazów jaka wydobywa się średnio z 1 tony węgla przy uśrednieniu wydobycia.

13. Wpływ spękań na wyrobiska chodnikowe.

Prowadzenie chodnika górniczego jest najkorzystniejsze w przypadku, gdy jego jest prostopadła do głównego kierunku spękań. Wówczas występuje gęsta sieć spękań prostopadłych i niewiele spękań równoległych. Jest to bardzo korzystna sytuacja z punktu utrzymania stropu, co oznacza, że występuje mniejsze narażenie skał stropowych na ugięcie, a co za tym idzie zwiększa się wytrzymałość skał. W sytuacji, gdy prawidłowo poprowadzimy chodnik możemy zrezygnować z obudowy wyrobiska.

Niekorzystne jest prowadzenie chodnika równolegle do kierunku spękań, ponieważ powstają wtedy płaszczyzny wynikające z odprężenia. Niewielkie ciśnienie może spowodować powstanie pęknięć równoległych do płaszczyzny ociosu, jest to tzw. zjawisko łuszczenia ociosu. Łuszczenie ociosu w przypadku prowadzenia chodnika równolegle do kierunku spękań występuje już na niewielkich głębokościach w odróżnieniu do przypadku, gdy chodnik poprowadzimy prostopadle. Gdy oś chodnika jest równoległa do kierunku spękań, to skały łatwo ulegają zniszczeniu, występuje duży procent powstania zawałów, a utrzymanie chodnika jest bardzo trudne. Kierunek frontu eksploatacji powinien być odchylony od głównego kierunku spękań minimum o
.

14. Wpływ spękań na fronty eksploatacyjne.

Do zapewnienia bezpiecznego utrzymania stropowej warstwy skał niezbędne jest poznanie kierunków spękań, co w znacznym stopniu pozwala na efektywne wykorzystanie warunków panujących w górotworze.

Kiedy mamy do czynienia ze stropami o dużej wytrzymałości czoło ściany powinno się znajdować równolegle do głównego kierunku spękań co pozwala na odpowiednie przeprowadzenie planowanych zawałów stropu.

Kiedy mamy natomiast do czynienia ze stropami słabymi czoło ściany powinno się znajdować pod kątem poniżej 30­⁰ do głównego kierunku spękań ( co zmniejszy ryzyko zawałów ).

Znaczne ułatwienie podczas urabiania skał powoduje gęstość spękań. Im większa gęstość spękań tym szybkość urabiania wzrasta, zmniejsza się także zużycie materiałów wybuchowych oraz stopień rozdrobnienia materiału urobionego. Utrzymanie stropu wyrobiska jest też zależne od gęstości spękań.

15. Wpływ spękań na kierunek urabiania mechanicznego.

Podczas urabiania mechanicznego najlepsze rezultaty podczas pracy występują gdy spękania tworzą kąt ostry z kierunkiem ruchu urabiania. Korzystnym frontem urabiania zmechanizowanego jest front pod kątem zawierającym się od 7⁰ ÷ 10⁰ do głównego kierunku spękań aby maszyna urabiająca wykona mniejszą pracę w celu wydobycia urobku z calizny pracując strugiem po kierunku zbliżonym do kierunku spękań, co pozwala na obniżenie zapotrzebowania na energię ( spadek zapotrzebowania dochodzi do 20 % ), a co za tym idzie zmniejszenie kosztów wydobycia urobku.

16. Wpływ spękań na granulację urobku.

17. Klasyfikacja przerostów w przypadku eksploatacji pokładów metanonośnych.

18. Geologiczno-górnicze warunki eksploatacji.

górniczo- geologiczne warunki eksploatacji- jest to szereg parametrów wynikających z zawartości np. gazu, wody w górotworze.

19. Możliwości wykorzystania podziemnych wyrobisk eksploatacyjnych dla tworzenia podziemnych magazynów gazu.

• Magazynujemy gaz w wyniku jakiejś awarii

• wykorzystuje się pustki po wyeksploatowanym gazie ziemnym

• największe magazyny gazu to horyzonty wodonośne (duże obiekty)

np.- niewielka kopalnia koło Bochni, którą zlikwidowano i prowadzi się prace związane z wypełnieniem kopalni gazem

• rejon Górnego Śląska

• kopalni Nowa Ruda, znajduje się tutaj zbiornik o pojemności 10-11mln. m³

• kilka zbiorników poeksploatacyjnych znajduje się w USA

20. Możliwości wykorzystania podziemnych wyrobisk eksploatacyjnych dla blokowania odpadów przemysłowych.

Nie wiem czy to jest odpowiedź na temat, no ale próbuję walczyć, mam tylko 90% pewność że to jest dobrze.

• około 18% odpadów pogóorniczych produkuje górnictwo materiałów skalnych

• około 80 % to wytwór górnictwa węgla kamiennego

• pozostałe to górnictwo miedzi

• ponad 90% odpadów idzie na ? osadowy

• 24-25 mln. ton odpadów rocznie na Żelazny Most

• około 7% kosztów pozyskania miedzi to zaakceptowanie terenów na odpadki poeksploatacyjne

21. Wymagania geologiczno- techniczne dla tworzenia w wyrobiskach pogórniczych magazynów gazu.

Aby z kopalni można było zrobić zbiornik muszą być spełnione warunki:

• szczelność pozioma (nie powinno być połączeń z innymi kpoalniami)

• szczelność pionowa (gaz nie może się ulatniać przez warstwy nadległe)

• powinno być zuskokowań

22. Gazonośność istotna- ilość gazu zawartego w jednostce masy, lub objętości pod ciśnieniem panującym w złożu.

Gazonośność resztkowa- ilość gazu zawartego w jednostce masy w skale wytransportowanej na powierzchnię.

23. Gaz wolny- w szczelinach, zależny jest od porowatości skały. Ilość gazów wolnych jest niewielka.

gaz zasorbowany- węgle na swojej powierzchni sorbują gaz. Zależny od rozdrobnienia materiału w którym się znajduje, od stopnia uwęglenia (im wyższe uwęglenie tym większa zdolność sorbowania. Największą sorbcję ma CO₂.

gaz rozpuszczony w wodzie- ilość tych gazów jest niewielka. Zawodnienie złóż kopalin węglowych jest nieduża (3% całości gazu w złożu)

24. Inne wykorzystanie podziemnych wyrobisk pogórniczych.

• leczenie sanatoryjne w wyrobiskach poeksploatacyjnych (Wieliczka)

• odzyskiwanie pierwiastków z odpadów poeksploatacyjnych

• materiały poeksploatacyjne można zastosować jako podsadzkę, lub do jej uszczelniania

• zagospodarowanie terenów po eksploatacji odkrywkowej

• dla celów rolniczych

• zagospodarowania leśne

• obiekty unikalnej flory i fauny

• rzadkie zjawiska geologiczne

• obiekty rekreacyjne (zbiorniki wód, place zabaw)

1

6

---