Zagadnienie 1.

Urabianie skał (odspojenie) – to oddzielenie cząstek skały od calizny w taki sposób, aby

otrzymać urobek o wymaganym uziarnieniu, a wyrobisko posiadało projektowany przekrój poprzeczny.

Urabialność – to podatność skał na urabianie i określa się różnymi metodami.

Najpopularniejsza metoda to klasyfikacja urabialności skał wg Protodiakonowa (współczynnik Protodiakonowa f=0,1*Rc MPa ). Podział skał na 10 kategorii:

Kategoria zwięzłości	Zwięzłość skał	Przeciętna wartości f	Rodzaje skał
I	Bardzo silnie zwięzłe	20	Najmocniejsze kwarcyty i bazalty oraz wyjątkowo inne rodzaje skał
II	Silnie zwięzłe	15	Najmocniejsze skały granitowe, porfiry kwarcowe, łupki krzemionkowe oraz najmocniejsze piaskowce i wapienie
III	Zwięzłe	10	Skały granitowe, mocne piaskowce i wapieni, mocne konglomeraty(zlepieńce), rudy żelaza, marmury, dolomity
IV	Umiarkowanie zwięzłe	6	Przeciętne piaskowce, rudy żelaza, łupki piaszczyste, mułowce
V	Średniej zwięzłości	4	Mocne łupki ilaste i iłowce, słabe piaskowce i wapienie, margle i miękkie zlepieńce
VI	Umiarkowanie miękkie	2	Słabe łupki, bardzo słabe wapienie, kreda, halit, gips, antracyt, margle, mocny węgiel kamienny
VII	Miękkie	1	Słaby węgiel kamienny, słaby łupek ilasty, gliny piaszczyste, lessy
VIII	Ziemiste	0,6	Torfy, lekkie gliny, grunty roślinne (humusowe), zbite piaski
IX	Sypkie	0,5	Piaski, nasypy, drobne żwiry, rozdrobniony węgiel
X	Płynne	0,3	Kurzawki, grunty błotniste, rozluźnione lessy

Sposoby urabiania skał:

- zastosowanie techniki strzelniczej

- zastosowanie maszyn i urządzeń

- poprzez ługowanie wodą

- poprzez wytapianie

-ługowanie chemiczne rud

- urabianie hydromechaniczne

Rodzaje stropów – strop są to warstwy skał zalegające nad pokładem.

a) strop bezpośredni – tworzą warstwy skalne zalegające bezpośrednio za pokładem i załamujące się do pustki eksploatacyjnej w ślad za postępem frontu. Strop bezpośredni budują skały o wyraźnej podzielności zarówno warstwowej jak i łupliwości pionowej (łupki piaszczyste).

b) strop zasadniczy – zbudowany z warstw skalnych o dużej wytrzymałości, ze skał mocnych bez wyraźnej podzielności. Zbudowane są przeważnie z piaskowców drobno lub grubo ziarnistych, nie ulegający samoczynnemu załamaniu do pustki eksploatacyjnej po zabraniu obudowy.

c) strop fałszywy – nazywa się cienką warstwę (od 0,1 do 0,8 m) łupku zalegającą bezpośrednio nad pokładem węgla i opadającą zaraz po urobieniu węgla.

Klasyfikacja skał stropowych – według Budryka

1. I Klasa – strop bezpośredni złożony ze skał kruchych łatwo załamujących się o grubości przekraczającej pięcio krotną grubość złoża

2. II Klasa - strop bezpośredni złożony ze skał kruchych łatwo załamujących się o grubości mniejszej od pięcio krotnej grubości złoża

3. III Klasa – strop utworzony jest ze skał sztywnych i mocnych zaliczanych do stropu zasadniczego który ma tendencję do załamania się w znacznej odległości od frontu eksploatacyjnego.

4. IV Klasa – strop tworzą skały zdolne do znacznych i ciągłych ugięć bez kruchego załamania się, eksploatacja z ugięciem stropu lub podsadzką suchą.

- Klasyfikacja według GiG

1. I Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach 0<L≤18, Stropy bezpośrednie najsłabsze, odpadające natychmiast po odsłonięciu (przy dolnych wartościach wskaźnika) lub z pewnym opóźnieniem. Dla utrzymania tego rodzaju stropu niezbędne jest przypinanie łaty węgla.

2. II Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach 18<L≤35, Stropy bezpośrednie bardzo trudne i trudne do utrzymania. Stropy rozpadające się (L = 30), pełne dziur, obwałów i spękań. Stropy wiszące na obudowie, bardzo zawalające się , kruche, niebezpieczne.

3. III Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach 35<L≤60, Stropy przy dolnej granicy wartości L spękane z lokalnie występującymi obwałami, słabe stopniowo przechodzące w coraz mocniejsze . Przy górnej granicy L – dość dobre, łatwo przechodzące w stan zawału

4. IV Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach 60<L≤130, Stropy przy dolnej granicy wartości L dobre, stopniowo coraz trwalsze, następnie bardzo dobre, stwarzające dobre warunki pracy, typowo zawałowe , w pobliżu górnej granicy L przechodzą jednak trudno w stan zawału.

5. V Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach 130<L≤250, Stropy bardzo mocne i trwałe. Prowadzenie ścian z zawałem stropu wymaga stosowania odpowiednich technik powodowania zawału

6. VI Klasa – liczba wskaźnikowa L w granicach L>250, Stropy wybitnie mocne i trwałe. W obecnych warunkach technicznych nie przewiduje się przy takich stropach prowadzenia ścian z zawałem

Klasyfikacja skał spągowych:

1. Klasa I –spąg bezpośredni stanowią warstwy skał słabych, wykazujące skłonność do spełzania

2. Klasa II – spąg bezpośredni stanowią warstwy skał mocnych

3. Klasa III – spąg bezpośredni stanowią warstwy skał plastycznych pęczniejących i łatwo wyciskanych do wyrobisk.

Zagadnienie 10

Odwadnianie kopalń

Wody kopalniane odprowadza się do komór pomp chodnikami wodnymi i ściekami.

Przy trzecim stopniu zagrożenia wodnego wykonuje się chodniki podwójne, a jeden z nich służy do odprowadzania wody. W chodniku wodnym woda płynie po spągu chodnika i czasami wypełnia znaczną wysokość chodnika. Przy mniejszych dopływach wody buduje się w wyrobiskach korytarzowych ścieki wodne, z reguły przykryte, a przykrycie stanowi przejście dla ludzi. Dla zapewnienia grawitacyjnego odpływu wód do komór pomp, wyrobiskom poziomym nadaje się odpowiednie nachylenie (3 -5%). W skałach zwięzłych ścieki mogą być nie obudowane. Najczęściej stosuje się ścieki obudowane murowane, betonowe lub z płyt prefabrykowanych. Wymiary ścieków ustala się na podstawie wzoru:

Q_ś=F_ś *V_ś *60, m³/min

Gdzie: Q_ś – przewidywana ilość odprowadzanej wody, m³/min

F_ś – poprzeczny przekrój użytkowy ścieku, m²

V_ś – prędkość przepływu, m/s

Praktycznie stosuje się cztery znormalizowane wielkości ścieków.

Na sumaryczny dopływ wody do kopalni składają się wody przenikające do wyrobisk z otaczającego górotworu oraz wody podsadzkowe. Te ostatnie są wstępnie oczyszczone z części stałych w tzw. osadnikach polowych, zlokalizowanych w pobliżu rejonu eksploatacji. Komory pomp muszą być wyposażone w co najmniej trzy pompy lub zespoły pompowe o równej wydajności. Każda pompa lub zespół pomp musi zapewniać wypompowanie ustalonego dopływu dobowego w ciągu 20 godz., a w kopalniach nowych w ciągu 17 godz. Druga pompa lub zespół pomp stanowi gotową, stale sprawną rezerwę, a trzecia pompa lub zespół przeznaczony jest do przeglądu lub naprawy. Każda kopalnia musi mieć co najmniej dwa rurociągi tłoczne na powierzchnię. Jeden jest czynny, a drugi rezerwowy. Likwidacja kopalń nie zawsze jest równoznaczna z wyłączeniem systemu odwadniania górotworu.

Z uwagi na połączenia hydrauliczne między sąsiadującymi kopalniami, często zachodzi potrzeba utrzymywania systemu odwadniania w kopalni zlikwidowanej, celem ochrony wyrobisk w kopalniach czynnych, ochronę ujęć wody pitnej, ochronę obniżonych terenów przed podtapianiem itp.

Stanisław Piechota część 1.