• VII. Zagrożenia naturalne

• Przyczyny występowania i skala zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym, czynniki sprzyjające wzrostowi zagrożenia.

• Systematyka i kryteria klasyfikacji zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Metody oceny stanu oraz sposoby monitoringu zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Metody zwalczania zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Zagrożenia naturalne w górnictwie odkrywkowym i otworowym.

Ad.1 Przyczyny występowania i skala zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym, czynniki sprzyjające wzrostowi zagrożenia.

Z uwagi na charakter zagrożeń naturalnych występujących w górnictwie podziemnym dzielimy je na:

• Wentylacyjne- związane z atmosferą kopalnianą

- metanowe-

- pożarowe-

- wybuchem pyły węglowego-

- klimatyczne-

- radiacyjne

• Geomechaniczne- związane z ruchami górotworu

- zawałami i obwałami-

- wstrząsami i tąpaniami-

- wyrzutami gazów i skał-

• Hydrogeologiczne- związane z występowaniem wód podziemnych

- wodne-

• Zagrożenie metanowe.

Zagrożenie metanowe jest jednym z najgroźniejszych zjawisk towarzyszących eksploatacji. Związane jest ono przede wszystkim z obecnością metanu w górotworze i jego uwalnianiem się w wyniku prowadzonej działalności górniczej.

Występowanie metanu związane jest głównie ze złożami surowców energetycznych powstałych w wyniku rozkładu składników roślinnych. Metan występuje w górotworze w postaci swobodnej (wolnej) oraz w postaci związanej z węglem. Metan wolny wypełnia pory, szczeliny oraz pustki w pokładach oraz otaczających je skałach płonnych, metan związany z węglem, czyli metan sorbowany, połączony jest z węglem fizycznie i chemicznie. Występowanie metanu wolnego związane jest z dogodnymi strukturami geologicznymi umożliwiającymi jego gromadzenie się. Obie formy występowania są ściśle ze sobą powiązane. Wykonanie wyrobiska górniczego zaburza równowagę ciśnienia gazów w złożu, do wyrobiska górniczego wypływa z calizny metan wolny i wydziela się metan sorbowany (proces uwolnienia się sorbowanego gazu z ciała stałego nazywa się desorpcją)

Pomimo znaczącego postępu w rozpoznaniu i zwalczaniu zagrożenia metanowego skala występowania tego zagrożenia nadal jest bardzo duża. W 2008 roku spośród 31 czynnych kopalń węgla kamiennego, 23 prowadziło eksploatację w warunkach zagrożenia metanowego, w tym aż w 15 w pokładach o najwyższej IV kategorii zagrożenia metanowego.

Na wzrost stopnia zagrożenia metanowego wpływa:

- prowadzenie eksploatacji na coraz większych głębokościach wraz z którymi wzrasta metanonośność pokładów węgla,

- wysoka koncentracja wydobycia oraz znaczne postępy dobowe,

- występowanie na dużych głębokościach niebezpiecznego efektu dynamicznego wydzielania się wolnego metanu uwięzionego w strefach zaburzeń tektonicznych (uskoki, szczeliny), występującego pod dużym ciśnieniem skał nadległych,

- prowadzenie eksploatacji poniżej poziomu udostępnienia.

• Zagrożenie pożarowe

Przez pożar podziemny należy rozumieć wystąpienie w wyrobisku podziemnym otwartego ognia, jak również utrzymywanie się w powietrzu kopalnianym dymów lub utrzymywanie się w przepływowym prądzie powietrza stężenia tlenku węgla powyżej 0,0026%.

Z uwagi na przyczyny powstanie pożaru wyróżniamy

-pożary egzogeniczne, które powstały wskutek przyczyn zewnętrznych

-pożary endogeniczne, powstałe poprzez samozapalenie.

Pożary egzogeniczne powstają najczęściej wskutek wadliwej instalacji maszyn i urządzeń, braku ładu oraz porządku a przede wszystkim nieprzestrzegania przepisów bezpieczeństwa ogólnego i bezpieczeństwa pożarowego.

Pożary egzogeniczne mogą powstać w każdej kopalni i w zasadzie w każdym miejscu. Zazwyczaj pojawiają się niespodziewanie, rozwijają się gwałtownie, wydzielając duże ilości dymów.

Pożary endogeniczne są następstwem samozapalenia się węgla wywołanego jego utlenianiem się w sprzyjających warunkach. Pod względem samozapalności węgle zalicza się do czterech grup: bardzo łatwo samozapalne, łatwo samozapalne, średnio samozapalne i trudno samozapalne.

Na powstanie pożary endogenicznego ma wpływ m.in.:

-rozkruszenie węgla, które sprzyja jego samozapaleniu się,

-zawartości popiołu w węglu, wilgotności oraz obecność pirytów,

-niewłaściwy system eksploatacji i wentylacji.

Wzrastająca głębokość eksploatacji sprzyjać będzie wzrostowi zagrożenia pożarowego poprzez procesy tworzenia się stref spękań w pokładach oraz wzrost temperatury pierwotnej skał.

• zagrożenie wstrząsami i tąpaniami

Prowadzenie eksploatacji powoduje wzrost naprężeń powstałych w górotworze co niejednokrotnie wywołuje wstrząs bądź tąpnięcie górotworu.

Wstrząs górotworu oznacza wyładowanie energii nagromadzonej w górotworze, objawiające się drganiami górotworu i zjawiskami akustycznymi, nie powodującymi pogorszenia funkcjonalności wyrobisk i bezpieczeństwa ich uzytkowania. Szczególnym przypadkiem wstrząsu jest tąpnięcie, które najczęściej definiowane jest jako nagłe uszkodzenie lub zniszczenie wyrobiska.

Tąpnięcie oznacza zjawisko dynamiczne spowodowane wstrząsem górotworu, w wyniku

którego wyrobisko lub jego odcinek uległo gwałtownemu zniszczeniu lub

uszkodzeniu, w następstwie czego nastąpiła całkowita lub częściowa utrata jego

funkcjonalności lub bezpieczeństwa jego użytkowania.

Skala tych zjawisk jest bardzo szeroka, gdyż obejmują one czasami jedno wyrobisko na całej długości, a czasami nawet pole eksploatacyjne. Ponadto występowanie zagrożenia wstrząsami i tąpaniami jest zjawiskiem bardzo powszechnym i dotyczy coraz większej liczby kopalń.

Warunkiem wystąpienia tąpnięcia są odpowiednie właściwości skał. Zdolność skał do akumulacji energii sprężystej i nagłego jej wyzwolenia nazywa się skłonnością skał do tąpań.

Skłonność do tąpań pokładów węgla lub ich części występuje w określonych warunkach naturalnych, m.in. gdy węgiel tych pokładów jest dostatecznie wytrzymały i sprężysty oraz nie jest spękany, gdy w stropie i spągu zalegają warstwy skał sprężystych o dużej wytrzymałości, jak piaskowce, łupki piaszczyste itp.

Przyczyną tąpań w górotworze skłonnym do tąpań jest koncentracja naprężeń spowodowana przez warunki naturalne lub warunki górniczo-techniczne.

Na wzrost zagrożenia sejsmicznego wpływa m.in.:

-wzrastająca głębokość eksploatacji,

-geomechaniczne własności skał oraz grubowarstwowa budowa górotworu,

-zaburzenia tektoniczne w budowie złoża,

-prowadzenie eksploatacji w obszarach oddziaływań zaszłości eksploatacyjnych lub w resztkowych partiach pokładu,

-utrzymywanie wysokiej koncentracji wydobycia ze ścian,

-nadmierne rozcięcie złoża chodnikami itd.

• Zagrożenie klimatyczne

Zagrożenie klimatyczne występuje w kopalniach głębokich, w wyrobiskach eksploatacyjnych i przodkach chodnikowych, ze względu na występowanie wysokich temperatur pierwotnych skał i dużą wilgotność powietrza.

Z uwagi na wzrastająca głębokość eksploatacji zagrożenie to dotyczy coraz większej liczby kopalń; obecnie ok. 30% wydobycia pochodzi z rejonów o temperaturze górotworu powyżej 28ºC.

Na zwiększenie zagrożenia klimatycznego poza wzrastającą głębokością eksploatacji wpływa duża koncentracja wydobycia oraz duże moce maszyn urabiających i urządzeń odstawczych.

• Zagrożenie wyrzutami gazów i skał

Za wyrzut gazów i skał należy uważać gwałtowne oraz niekontrolowane wyrzucenie z calizny do wyrobisk górniczych mas skalnych, połączone z równoczesnym wypływem gazów (najczęściej CO2, CH4, N2 bądź mieszaniny gazów).

Zagrożenie wyrzutowe jest jednym z najbardziej niebezpiecznych zagrożeń naturalnych występujących w górnictwie podziemnym. Ryzyko powstania zdarzenia wyrzutowego metanu i skał potęguje się wraz z wzrostem głębokości. W wyniku schodzenia z eksploatacją na coraz większe głębokości obserwuje się wzrost metanonośności pokładów co przy jednoczesnym obniżeniu się przepuszczalności gazowej węgla przyczynia się do wzrostu tego zagrożenia.

Czynnikami decydującymi o występowaniu zagrożenia są między innymi:

wysoka gazonośność złoża (metanonośność), mała zwięzłość skał, wysokie ciśnienie i intensywność desorpcji gazów oraz prowadzenie robót w sąsiedztwie zaburzeń geologicznych.

• zagrożenie zawałowe

Zawał to niezamierzone, grawitacyjne przemieszczenie się do wyrobiska kopaliny lub mas skalnych ze stropu, albo ociosu w stopniu powodującym niemożność przywrócenia pierwotnej funkcji wyrobiska w okresie nie krótszym niż 8 godzin. Przez zawał rozumie się także przemieszczenie się mas skalnych do wyrobiska spowodowane tąpnięciem - jeśli powoduje ono skutki takie jak wymienione wyżej. Zwane również zagrożeniem grawitacyjnym opadem skał.

Występuje powszechnie we wszystkich kopalniach węgla kamiennego, rud miedzi oraz rud cynku i ołowiu. Przyczyną powstawania zawału jest najczęściej słaba i niedostatecznie wytrzymała obudowa, jej uszkodzenie, a w pokładach tąpiących również i tąpania.

Zagrożenie to zwiększa się w wyniku stopniowej zmiany typowo grawitacyjnego przemieszczania się skał w zjawisko pośrednie miedzy zawałem, a charakterystycznym dla tąpnięć, dynamicznym przemieszczeniem. ??

• zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

W kopalniach węgla powietrze kopalniane zawiera zawsze pewną ilość pyłu węglowego powstałego w wyniku urabiania, ładowania i przesypywania węgla. Pył węglowy, podobnie jak wszystkie pyły ciał palnych, może tworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową.

Wybuch pyłu węglowego jest to egzotermiczna reakcja chemiczna, przebiegająca w bardzo krótkim czasie, powodująca powstanie znacznej ilości gazów w wyniku czego następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, który w postaci fali podmuchu rozprzestrzenia się od miejsca zainicjowania wybuchu.

Aby nastąpił wybuch muszą być spełnione dwa warunki: musi powstać gęsty obłok pierwotny pyłu węglowego oraz musi nastąpić jego zapalenie. Wybuchowość mieszaniny pyłu węglowego z powietrzem zależy od wielu czynników, ale przede wszystkim od jakości i ilości pyłu węglowego a także od rozdrobnienia pyłu.

Zagrożenie to występuje we wszystkich kopalniach węgla kamiennego i bardzo często jest przyczyną największych katastrof w górnictwie.

Wzrost potencjalnego zagrożenia wybuchem pyłu węglowego wynika z mechanizacji procesów urabiania, ładowania i transportu węgla a także utrzymanie wysokiej koncentracji wydobycia.

• zagrożenie wodne

Oznacza możliwość wdarcia lub niekontrolowanego dopływu wody albo wody z luźnym materiałem do wyrobisk górniczych oraz do strefy spękań wokół tych wyrobisk, stwarzającego niebezpieczeństwo dla ruchu zakładu górniczego lub jego pracowników.

Źródłem zagrożenia wodnego mogą być zarówno wody powierzchniowe, jak i podziemne mieszczące się w skałach, wyrobiskach, otworach oraz luźne skały zawodnione.

Najczęściej zagrożenie to ma miejsce w przypadku odsłonięcia wodonośnych uskoków wodonośnych, odsłonięcia komór krasowych oraz przy odsłonięciu starych zawodnionych zrobów.

Zagrożenie wodne nie jest zagrożeniem o częstym występowaniu, w ostatnich latach przejawiało się jedynie kilkoma zdarzeniami. Na wzrost tego zagrożenia ma wpływ głębokość eksploatacji- na mniejszych głębokościach zagrożenie jest większe, duża wodonośność skał oraz obecność zbiorników wodnych, uskoków wodonośnych itp.

• zagrożenie radiacyjne

Oznacza występowanie w wyrobiskach podziemnych zakładów górniczych zagrożenia promieniowaniem jonizującym.

Głównymi źródłami zagrożenia radiacyjnego w kopalniach są krótkożyciowe produkty rozpadu rodonu oraz izotopy radu obecne w wodach dołowych i wytrącających się z nich osadach.

Ad.2 Systematyka i kryteria klasyfikacji zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Zagrożenie metanowe

Parametrami charakteryzującymi stan zagrożenia metanowego są metanowość i metanonośność.

Metanowość, stopień metanowości - ilość metanu wydzielającego się do wyrobisk. Wyróżniamy:

Metanowość bezwzględna - objętościowa ilość metanu wydzielająca się do wyrobisk w jednostce czasu [m3/min]

Metanowość względna - objętościowa ilość metanu wydzielająca się do wyrobisk na 1 Mg wydobytej kopaliny [m3/Mg]

Metanonośność - objętościowa ilość metanu pochodzenia naturalnego zawarta w jednostce wagowej w głębi calizny węglowej [m3/Mgcsw]

Ze względu na naturalne wydzielanie się metanu do wyrobisk górniczych zakłady górnicze dzieli się na metanowe i niemetanowe.

Do kopalń metanowych zalicza się wszystkie kopalnie w których w co najmniej w jednym wyrobisku stwierdzono koncentrację metanu w powietrzu powyżej 0,1%. Zakład górniczy, w którym takiego faktu nie stwierdzono nawet przy zaprzestaniu przewietrzania, jest zakładem górniczym niemetalowym.

Dla kopalń węgla na podstawie metanonośności naturalnej ustalono cztery kategorie zagrożenia metanowego.

Pokłady lub ich części zalicza się do:

I kat. ZM- jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości od 0,1 do 2,5 m3/Mgcsw,

II kat. ZM- jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości od 2,5 do 4,5 m3/Mgcsw,

III kat. ZM- jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości od 4,5 do 8 m3/Mgcsw,

IV kat. ZM- jeżeli stwierdzono występowanie metanu pochodzenia naturalnego w ilości powyżej 8 m3/Mgcsw lub gdy nastąpił nagły wypływ metanu bądź wyrzut metanu i skał.

Dla złóż rud i soli ustalono dwie kategorie zagrożenia metanowego

I kat- jeżeli stwierdzono w chociażby jednym wyrobisku występowanie metanu pochodzenia naturalnego w powietrzu o koncentracji powyżej 0,1%

II kat - jeżeli stwierdzono chociażby jeden nagły wypływ lub wyrzut metany łacznie z innymi gazami poch naturalnego.

zagrożenie pożarowe

Pożary endogeniczne są następstwem samozapalenia się węgla wywołanego jego utlenianiem się w sprzyjających warunkach. Pod względem samozapalności węgle zalicza się do czterech grup: bardzo łatwo samozapalne, łatwo samozapalne, średnio samozapalne i trudno samozapalne. ?

• zagrożenia wstrząsami i tąpaniami

Jeżeli w pokładzie węglowym lub jego części skłonnej do tąpań istnieje możliwość koncentracji naprężeń spowodowana warunkami naturalnymi lub górniczo-technicznymi albo jednym i drugim, to pokład ten ( lub jego część) jest określana jako zagrożona tąpaniami.

W zależności od warunków naturalnych i górniczo-technicznych ustalono dla pokładów węgla kamiennego trzy stopnie zagrożenia tąpaniami, z tym że stopień pierwszy stanowi najmniejsze zagrożenie, stopień drugi większe, a stopień pierwszy największe. Zaliczenie pokładów węgla kamiennego do odpowiedniego stopnia zagrożenia tąpaniami dokonuje okręgowy urząd górniczy.

Podział pokładów węglowych lub ich części pod względem zagrożenia tąpaniami można przedstawić schematycznie następująco:

-pokłady nie zagrożone tąpaniami

-pokłady zagrożone tąpaniami

stopień pierwszy

stopień drugi

stopień trzeci

Dla kopalń rud miedzi ustalono również trzy stopnie zagrożenia tąpaniami.

• zagrożenie wyrzutami gazów i skał

Do zakładów górniczych zagrożonych wyrzutami gazów i skał zalicza się zakłady górnicze, w których stwierdzono choćby jeden nagły wypływ gazu lub tez istnieje możliwość wystąpienia takich zjawisk. W tych zakładach poszczególne pokłady lub ich części powinny być zbadane i zakwalifikowane pod względem stopnia zagrożenia,

Dla złóż węgla kamiennego lub ich części rozróżnia się cztery kategorie zagrożenia wyrzutami gazów i skał. I kategoria -najmniej zagrożone a kolejno II,III bardziej zagrożone, a IV najbardziej zagrożone.

Dla złóż soli lub ich części ustalono trzy kategorie zagrożenia wyrzutami gazów i skał.

• zagrożenie wodne

Ustalono trzy stopnie zagrożenia wodnego w podziemnych zakładach górniczych.

• zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

Ustalono dwie klasy zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny.

Do klasy A zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

1. nie występuje niebezpieczny pył węglowy lub

2. w strefie zagrożenia nie ma odcinków wyrobisk dłuższych niż 30 m z niebezpiecznym pyłem węglowym.

Do klasy B zagrożenia pyłowego zalicza się pokłady węgla lub ich części oraz wyrobiska górnicze, w których:

1. występuje niebezpieczny pył węglowy lub

2. w strefie zagrożenia są odcinki wyrobisk z niebezpiecznym pyłem węglowym dłuższe niż 30m

• zagrożenie radiacyjne

Ustalono dwie klasy zagrożenia radiacyjnego naturalnymi substancjami promieniotwórczymi w podziemnych zakładach górniczych:

-do klasy A zagrożenia radiacyjnego naturalnymi substancjami promieniotwórczymi zalicza się wyrobiska, w których istnieje zagrożenie otrzymania rocznego efektywnego równoważnika dawki większej niż 5 mSv, ale nie przekraczającej wartości 20 mSv,

-do klasy B zagrożenia radiacyjnego naturalnymi substancjami promieniotwórczymi zalicza się  wyrobiska, w których istnieje zagrożenie otrzymania rocznego efektywnego równoważnika dawki większej niż 20 mSv.

Przy zaliczaniu wyrobiska do poszczególnych klas zagrożenia należy uwzględnić następujące wskaźniki zagrożenia:

1. stężenie energii potencjalnej alfa krótkożyciowych produktów rozpadu radonu,

2. moc dawki promieniowania gamma,

3. stężenie izotopów radu w wodach i osadach dołowych.

• zagrożenie klimatyczne

-Temperatura powietrza w wyrobiskach górniczych poniżej 28ºC -normalne warunki pracy

- Temperatura powietrza w wyrobiskach górniczych w przedziale od 28ºC do 33 ºC- skrócony czas pracy (do 6 h)

-temperatura powietrza przekracza 33 ^oC -praca jest zakazana (w takich warunkach zezwala się jedynie na prowadzenia akcji ratowniczych).

Ad.3 Metody oceny stanu oraz sposoby monitoringu zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Zagrożenie metanowe

Wykrywanie i pomiar metanu w powietrzu kopalnianym wykonuje się za pomocą metanomierzy. W kopalniach silnie metanowych utrzymywana jest stała kontrola zawartości metanu w powietrzu kopalnianym za pomocą automatycznych systemów metanometrycznych. Dawniej stosowano do pomiarów metanu benzynowe lampy wskaźnikowe.

Metanomierze są przyrządami do pomiaru zawartości metanu w powietrzu kopalnianym. Ich zaletą jest szybki, bezpieczny i dokładny pomiar zawartości metanu.

Ze względu na sposób działania wyróżniamy:

-metanomierze żarowe,

- metanomierze interferencyjne,

- metanomierze katalityczne

W zależności od przeznaczenia metanomierze dzielimy na:

-metanomierze indywidualne i przenośne,

-metanomierze stacjonarne, czyli takie które zabudowane są na stałe w określonych punktach kopalni,

-przenośne urządzenia alarmujące

Zabezpieczenie metanometryczne kopalni, zwane również metanometrią automatyczną, stanowią dodatkowy system kontrolno-zabezpieczający, który w czasie wystąpienia nagłych i niebezpiecznych nagromadzeń metanu:

-ostrzega i alarmuje zatrudnionych w danym rejonie ludzi,

-przez wyłączenie energii elektrycznej powoduje wyłączenie wszystkich maszyn oraz urządzeń elektrycznych z wyjątkiem sieci telefonicznej, metanometrycznej, i zasilania wentylatorów lutniowych.

W ten sposób system zabezpieczający uniemożliwia powstanie iskry elektrycznej.

Elementy zabezpieczeń metanometrycznych stanowią metanomierze stacjonarne, anemometry, rejestratory stężeń metanu, sygnalizatory i urządzenia wyłączające sieć elektryczną.

• Zagrożenie tąpaniami

Metody oceny stanu zagrozenia tąpaniami:

I. Kopalnie węgla kamiennego

1) Metoda kompleksowa (nie wymagana prawem), w jej skład wchodzą:




a) wzbudzonej aktywności sejsmoakustycznej,

b) geotomografii sejsmicznej,

c) analityczne.

2) Inne metody oceny zagrożenia tąpaniami jak np. metody: sejsmiczna -

profilowania, prześwietlania, grawimetryczna, elektrooporowa, tensometryczna,

konwergencji i pomiarów deformacji otworów wiertniczych.

II. Rudy miedzi

W kopalniach rud miedzi stosowane są wszystkie ww. metody (poza metodą

kompleksową), a ponadto metoda aktywności sejsmoakustycznej wzbudzanej

grupowymi strzelaniami przodków.

• zagrożenie wyrzutami gazów i skał

W pokładach zagrożonych wyrzutami gazów i skał powinno się prowadzić stałą obserwację wzrokową oraz słuchową takich zjawisk jak:

-odpryskiwanie drobnych cząstek węgla w przodku,

-wyciskanie węgla z ociosu,

-„trzaskanie” węgla w głębi calizny słyszane w przodku,

-wydmuchy zwiercin węgla podczas wiercenia,

-wzmożone wydzielanie się gazów w przodku,

-zaciskanie wiertła podczas wiercenia otworów w węglu,

-wyraźnie wyższą ilość urobku w przodku po strzelaniu od normalnie uzyskiwanej,

-rozrzucenie urobku po strzelaniu na większą odległość niż zwykle.

Należy również systematycznie badać ciśnienie gazu w otworach o średnicy 42 mm i desorpcję oraz pobierać próbki gazów do analizy chemicznej.

• Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

Jednym z środków pozwalającym na bieżącą kontrolę stosowanej profilaktyki przeciw

wybuchowi pyłu węglowego jest stosowanie w coraz szerszym zakresie urządzeń PYLOX do

kontroli stanu stref zabezpieczających przed przenoszeniem wybuchu pyłu węglowego.

• Zagrożenie pożarowe ?

Ad. 4 Metody zwalczania zagrożeń naturalnych w górnictwie podziemnym.

• Zagrożenie metanowe

Zwalczenie zagrożenia metanowego polega przede wszystkim na:

• kontroli stężenia metanu w atmosferze kopalnianej oraz na niedopuszczeniu do gromadzenia się

metanu w wyrobiskach górniczych w ilościach przekraczających dopuszczalne:

- w ścianach 2%

- w rejonowych prądach powietrza zużytego 1% (1,5% p.a.)

- w rejonowych prądach powietrza Świerzego 0,5% (1% p.a.)

- w szybie wydechowym 0,75%

• Wentylacyjnym zwalczaniu zagrożenia metanowego,

• Odmetanowaniu, czyli sztucznym odciągnięciu metanu z pokładu węgla i skał otaczających,

• Odcięciu dopływu metanu do wyrobisk,

• Zwalczaniu inicjałów mogących spowodować zapłon,

• Przestrzeganiu zasad eksploatacji

Kontrola stężeń metanu prowadzona jest za pomocą specjalnie przystosowanych w tym celu urządzeń m.in. metanomierzami oraz poprzez metanometrię automatyczną, która stanowi dodatkowy system kontrolno-zabezpieczający.

Wentylacyjne zwalczenie zagrożenia metanowego polega na doprowadzeniu takiej ilości powietrza do wyrobisk górniczych, aby nie dopuścić do tworzenia się w nich niebezpiecznych stężeń metanu. Wyróżnia się następujące sposoby wentylacji:

• Wentylacja odrębna- dotyczy przewietrzania wyrobisk ślepych, które przewietrzane są za pomocą wentylatorów i lutniociągów . Istnieją trzy rodzaje wentylacji odrębnej

-ssąca

-tłocząca

-kombinowana

• Wentylacja obiegowa, która dotyczy przewietrzania wyrobisk ścianowych. Jest wiele systemów przewietrzania wyrobisk ścianowych, w zależności od kierunku prowadzenie eksploatacji.

• zagrożenia pożarowe

W powstawaniu pożarów endogenicznych ważną rolę odgrywa system robót przygotowawczych i udostępniających oraz koncentracja wydobycia. W związku z tym w pokładach skłonnych do samozapalenia powinno się prowadzić roboty przygotowawcze w postaci chodników pojedynczych, a nie podwójnych. Jeśli chodzi o systemy wybierania, to ze względu na zapobieganie samozapaleniu się węgla korzystniejsze są systemy umożliwiające czyste wybieranie pokładów. Przy ścianowym wybieraniu grubych pokładów warstwami z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej o możliwości powstawania pożarów endogenicznych decyduje w dużej mierze dokładność podsadzania. Koncentracja wydobycia, wpływająca na szybsze wybranie określonych partii pokładu węgla jest również czynnikiem obniżającym możliwość powstawania pożarów endogenicznych.

Dokończyć...

• zagrożenie tąpaniami

Metody profilaktyki tąpaniowej

1) Pasywne:

-na etapie projektowania - właściwy dobór parametrów eksploatacji (dobór obudowy, postępu itp.,

-odprężanie pokładów poprzez eksploatację pokładów sąsiednich - mniej zagrożonych,

-organizacyjno-techniczne - ograniczanie lub eliminacja zatrudnienia w „strefach”, wzmacnianie obudowy itp.,

2) Aktywne:

-strzelania wstrząsowe w złożu oraz odprężające i torpedujące w skałach otaczających, a także mieszane, np. wstrząsowo-odprężające,

-wysoko- i niskociśnieniowe nawadnianie calizny pokładu i skał otaczających,

-rozwiercanie otworami wielkośrednicowymi calizn złoża i skał otaczających,

-hydroszczelinowanie skał stropowych (wytwarzanie szczeliny - dezintegracja skał stropowych poprzez nawadnianie pod bardzo wysokim ciśnieniem otworów z wykonaną szczeliną zarodnikową),

-szczelinowanie za pomocą techniki strzelniczej skał stropowych (wytwarzanie szczeliny - dezintegracja skał stropowych poprzez odpalanie MW w otworach z wykonaną szczeliną zarodnikową.

• Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego

Zwalczanie zagrożenia wybuchem pyłu węglowego polega na:

Zapobieganiu powstaniu wybuchu poprzez:

• Zastosowanie właściwych technologii urabiania kombajnem np. zraszanie, zwiększenie prędkości posuwu kombajnu, większe zabiory, dobra jakość noży itp.,

• Zastosowanie techniki strzelniczej- w porównaniu z kombajnem zmniejsza ilość pyłów,

• Stosowanie właściwej techniki strzelniczej i właściwe materiały wybuchowe,

• Zlewanie czoła calizny wodą,

• Nawadnianie calizny węglowej,

• Właściwy dobór środków odstawy i przewozu oraz ich zraszanie i odpylanie

• Systematyczne usuwanie pyłu w miejscu jego powstania

Przeciwdziałaniu rozwojowi wybuchu. Tłumi się i zatrzymuje wybuch pyłu węglowego głównie przez:

• Zraszanie, które polega na pozbawieniu pyłu węglowego jego lotności

• Opylanie pyłem kamiennym, co zmniejsza palność pyłu węglowego głównie poprzez pochłanianie ciepła przez cząstki pyłu węglowego. Skuteczność neutralizacji pyłem kamiennym zależy od jego lotności. W warunkach zawilgocenia wyrobisk, czy też dużej wilgotności powietrza pył kamienny szybko traci swoje właściwości. W takim przypadku konieczne jest stosowanie pyłu kamiennego wodoodpornego .

• Stosowanie środków chemicznych służących do związania pyłu węglowego (środki higroskopijne). Środki higroskopijne można stosować w postaci roztworów wodnych, suchych proszków czy płatków oraz półpłynnych past pyłochłonnych.

Ograniczaniu zasięgu wybuchu co realizuje się poprzez wykonanie w wyrobiskach zapór przeciwwybuchowych oraz stref zabezpieczających.

Zapory przeciwwybuchowe stosuje się w wyrobiskach zaliczonych do klasy B zagrożenia wybuchem pyły węglowego. Odróżnia się dwa podstawowe typy zapór pyłowe i wodne. Zadaniem tych zapór jest przerwanie rozwijającego się wybuchu pyłu węglowego miejscu ich ustawienia. Podmuch towarzyszący każdemu wybuchowi zrzuca półki z pyłem kamiennym (lub wodą) wskutek czego powstaje gęsty obłok pyłu kamiennego (obłok wodny) który ma zatrzymać wybuch.

Strefy zabezpieczające najczęściej wykonuje się przez opylenie pyłem kamiennym lub zroszenie wodą wyrobiska na całym jego obwodzie, łącznie z obudową na długości 200 m. Opylenie pyłem kamiennym powinno być takie, aby zawartość części niepalnych w mieszaninie pyłu węglowego z pyłem kamiennym w strefie zabezpieczającej wynosiła co najmniej 70% dla pokładów niemetalowych, 80% w pokładach metanowych.

• zagrożenie wyrzutami gazów i skał

Zagrożenie wyrzutami gazów i skał zwalcza się na różne sposoby. Polegają one głównie na odprężeniu górotworu i uzyskaniu przynajmniej częściowego rozładowania naprężeń sprzyjającym wyrzutom. Należą do nich:

- odprężenie pokładów zagrożonych wyrzutami gazów i skał przez wybranie sąsiednich pokładów,

- wykonanie otworów odprężających,

- strzelanie odprężające powodujące zniszczenie struktury węgla, co pomaga w jego odgazowaniu,

- prowokowanie wyrzutów gazów i skał za pomocą odpalania zwiększonych ładunków materiału wybuchowego.

• Zagrożenie klimatyczne

Poprawa warunków klimatycznych w zagrożonych kopalniach polega na stosowaniu lokalnych urządzeń chłodniczych ...

• Zagrożenie wodne

W celu rozpoznania zagrożenia wodnego i odprowadzenia wody ze stwierdzonych zbiorników stosuje się trzy rodzaje otworów:

- przedwierty (ok. 4 m) wykonane w stropie i czole przodka, spągu i ociosach w zależności od miejsca występującego zagrożenia,

- otwory badawcze (o głębokości co najmniej 25 m) wiercone przez zacementowaną rurę obsadową z zaworem,

- otwory drenujące - zadaniem ich jest kontrolowane odciąganie wody z podziemnych zbiorników.

Dopływ wód kopalnianych można ograniczyć przez:

- prawidłowe prowadzenie robót górniczych nie naruszające potencjału zbiorników wodnych,

- odpowiednią konserwację warstw izolujących,

- sztuczną izolację serii wodonośnych,

- osuszanie serii wodonośnych i zbiorników wodnych.

Przy realizacji tych sposobów obowiązują następujące zasady:

- przechodzenie z eksploatacją od partii mniej wodonośnych do silniej zawodnionych,

- dobra lokalizacja szybów - poza zasięgiem zagrożenia,

- stosowanie w celu konserwacji warstw izolujących:

* szczelnej podsadzki,

* pozostawienie filarów pod zbiornikami.

- wykonywanie w ramach izolacji serii wodonośnych:

* obudowy nieprzepuszczalnej,

* cementacji skał i szczelin,

* asfaltowania i iłowania,

* ekranowania iłowego i cementowego.

- prowadzenie osuszania wyprzedzającego,

- pozostawianie filarów ochronnych,

- zalecany jest system od pola (od granic),

- przy wybieraniu złoża do pola wyprzedzenie wyrobisk eksploatacyjnych przez wyrobiska korytarzowe lub otwory badawcze powinno wynosić co najmniej 50 m,

- przy pracach prowadzonych w III stopniu zagrożenia obowiązuje opracowanie planu akcji ratowniczej na wypadek wdarcia się wody.

Każda kopalnia powinna posiadać zorganizowany system głównego odwadniania.

---