PODZIAŁ WYROBISK GÓRNICZYCH
Martyna Grajcar
Agnieszka Kojder
Katarzyna Machoń
Marta Pantke
SPIS TREŚCI
1.Kopalnia - 2 -
2. Pojęcie wyrobiska górniczego - 2 -
3. Podział wyrobisk ze względu na umiejscowienie - 2 -
4. Podział wyrobisk ze względu na przeznaczenie wyrobiska - 2 -
4. Wyrobiska poszukiwawczo-rozpoznawcze - 3 -
5. Pionowe wyrobiska udostępniające - 4 -
6. Poziome wyrobiska udostępniające - 7 -
7. Pochyłe wyrobiska udostępniające - 9 -
8. Wyrobiska przygotowawcze - 9 -
9. Wyrobiska wybierkowe - 11 -
10. Podział wyrobisk ze względu na kształt i wymiary górnicze wyrobiska - 13 -
11. Inne podziały - 13 -
12. Modele kopalń - 14 -
Kopalnia – jest zakładem górniczym zajmującym się wydobywaniem ze skorupy ziemskiej kopalin użytecznych. Stanowi ona połączony planowo zespół wyrobisk górniczych w głębi ziemi oraz urządzeń i budynków na powierzchni.
Zależnie od charakteru wyrobisk kopalnie dzieli się na:
- naziemne (odkrywkowe)
- podziemne.
Wyrobisko górnicze – to pusta przestrzeń powstała w kopalinie użytecznej lub w skale płonnej w wyniku prowadzenia robót górniczych.
W kopalniach węgla wyrobiska górnicze mogą znajdować się:
- w węglu - wyrobiska węglowe
- w kamieniu (skale płonnej) – wyrobiska kamienne
- częściowo w węglu, częściowo w kamieniu – wyrobiska węglowo-kamienne
W zależności od tego czy wyrobiska znajdują się na powierzchni, czy też pod powierzchnią ziemi, można je podzielić na:
- odkryte (odkrywki)
- podziemne (mają kształty zbliżone do brył geometrycznych - sześcianów, prostopadłościanów, graniastosłupów, walców lub ich połączeń - a ich przekroje poprzeczne stanowią najczęściej prostokąty, kwadraty, trapezy, koła, elipsy lub ich odcinki i połączenia)
Ze względu na przeznaczenie, wyrobiska górnicze można podzielić na:
- poszukiwawczo-rozpoznawcze
- udostępniające – otwierające dostęp do złoża i umożliwiające jego górniczą eksploatację; w kopalniach podziemnych wyrobiska łączące złoże z powierzchnią ziemi, a w kopalniach odkrywkowych wyrobiska odkrywające złoże kopaliny użytecznej przez zdjęcie nakładu, czyli warstw nadległych; wykonuje się prawie wyłącznie w skałach płonnych a złoże tylko przecinają; użytkowane są przez długi czas, niejednokrotnie równy okresowi istnienia kopalni (kilkadziesiąt lat)
- przygotowawcze – przysposabiające złoże do najbardziej korzystnego sposobu wybierania; rozróżnia się wyrobiska przygotowawcze główne, dzielące udostępniony pokład na piętra i pola eksploatacyjne oraz wyrobiska przygotowawcze drugorzędne lub rozcinakowe dzielące pole eksploatacyjne na pola wybierania i filary; maja charakter krótkotrwały i ich użytkowanie ogranicza się do czasu wybrania określonego pola eksploatacyjnego, dla którego zostały wykonane
- wybierkowe – w których dokonuje się wybierania kopaliny użytecznej, i które po jej wybraniu ulegają likwidacji; maja najkrótszy okres użytkowania – dla ścian wynosi on kilka miesięcy, dla zabierek zaledwie kilka dni
Wyrobiska przygotowawcze i wybierkowe noszą wspólną nazwę wyrobisk eksploatacyjnych. Wykonuje się je zasadniczo w kopalinie użytecznej, a w warunkach specjalnych zagrożeń również w skale płonnej
Rowy poszukiwawcze – stosuje się przy stromym zaleganiu warstw o wychodniach znajdujących się bezpośrednio na powierzchni ziemi lub ukrytych pod cienkim nakładem (do 4 m miąższości). W celu zbadania struktury skał zagłębia się rowy w odkryte warstwy na głębokość od 0,1 do 0,5 m. Przy głębokościach większych od 2 m lub gdy nakład tworzą skały sypkie, zabezpiecza się rowy deskami i rozporami.
Szybiki poszukiwawcze – są to pionowe – rzadziej pochyłe – wyrobiska górnicze drążone do głębokości 25 m, wyjątkowo do 40 m, o przekroju prostokątnym (wymiary ok. 0,9 x 1,6 m) lub kołowym (średnica ok. 1,2 m). Stosuje się je tam, gdzie miąższość nakładu przekracza 4 m a upad warstw jest mały. W skałach mocnych, gdzie wyrobisko można utrzymać bez obudowy, szybiki poszukiwawcze głębi się o przekroju kołowym, w skałach słabszych natomiast o przekroju prostokątnym z obudowa drewniana. Gdy miąższość nakładu jest znaczna, a pokłady zalegają stromo korzystnie jest stosować szybiki połączone z przekopami, czyli poziomymi korytarzami łączącymi szybiki.
Sztolnie poszukiwawcze – są to wyrobiska korytarzowe poziome, mające jedno wyjście na powierzchnię ziemi. Wykonuje się je dla rozpoznania złóż w rejonach górzystych, gdzie warstwy nachylone są stromo.
Szyby – stanowią one najczęściej stosowane połączenie podziemnego złoża z powierzchnią. Szybem nazywa się wyrobisko korytarzowe o nachyleniu większym od 45 stopni, głębokości większej od 200m i przekroju poprzecznym , większym od 15m2, łączące złoże z powierzchnią. Szyby mogą być pionowe lub pochyłe. Stanowią główne arterie komunikacyjne i wentylacyjne kopalni.
Zależnie od zadań w komunikacji między dołem a powierzchnią szyby można podzielić na:
- wydobywcze – przeznaczone do wyciągania kopaliny i skały płonnej na powierzchnię,
- zjazdowe – przeznaczone i przystosowane do zjazdu i wyjazdu ludzi, muszą być wyposażone na całej swej długości w przedziały drabinowe
- materiałowe – przeznaczone do opuszczania materiałów,
- drzewne – mające specjalne urządzenia do opuszczania drewna
- podsadzkowe – z zainstalowanym rurociągiem do opuszczania podsadzki hydraulicznej
- oraz inne – zależne od pełnionego zadania
Pod względem wentylacyjnym szyby dzielą się na:
- wdechowe (wciągające) – którymi świeże powietrze dopływa do kopalni
- wydechowe (wentylacyjne, powietrzne) – którymi zużyte powietrze wypływa z kopalni na powierzchnię.
Ponieważ szyb jest wyrobiskiem bardzo kosztownym, wykonuje się szyby przystosowane do wykonywania różnych zadań.
Szyby mogą mieć przekrój poprzeczny kołowy, eliptyczny lub prostokątny. Przekroje kołowy i eliptyczny są bardziej wytrzymałe na ciśnienie górotworu, przekrój prostokątny lub kwadratowy pozwala na lepsze wykorzystanie jego powierzchni.
Obecnie głębi się tylko szyby o przekroju kołowym, najczęściej o średnicy 4,5 5,5 6,0 7,5 8,5m (w górnictwie węglowym), 3,5 5,0m (w górnictwie rud żelaza), 9,5m (w górnictwie rud miedzi).
Poszczególne urządzenia w szybie należy tak rozmieścić aby maksymalnie wykorzystać przekrój poprzeczny szybu- tarczę szybową.
Odcinki tarczy szybowej przystosowane do wykonywania odpowiednich funkcji noszą nazwę przedziałów szybowych. Rozróżnia się przedziały: wydobywcze (skipowe, klatkowe), zjazdowe, drabinowe, rurowe, drzewne, kablowe itp.
Na powierzchni terenu nad szybem znajduje się wieża szybowa, a obok wylotu szybu- nadszybie, gdzie odbiera się urobek wyciągany szybem oraz skąd odbywa się zjazd załogi. Górna część szybu o długości od kilku do kilkunastu m nazywa się głowicą lub gardzielą szybu. Na kolejnych poziomach do szybu przylegają podszybia. Dolna część szybu leżąca poniżej najniższego poziomu wydobywczego, w której zbiera się woda ściekająca w szybie, nosi nazwę rząpia.
Niekiedy wykonuje się tzw. szyby ślepe nie mające wylotu na powierzchni terenu, lecz łączące poszczególne poziomy lub piętra między sobą.
Szybiki
Szybikiem pionowym nazywa się pionowe wyrobisko korytarzowe o głębokości mniejszej od 200m, o przekroju poprzecznym mniejszym od 14m2, mające wlot na powierzchni i prowadzące w głąb ziemi. Płytkie szybiki o głębokości do 50m, o przekroju prostokątnym stosowane są przy robotach poszukiwawczo rozpoznawczych oraz do udostępnienia niewielkich płytko zalegających złóż o krótkim okresie eksploatacji.
W kopalniach węgla często stosuje się szybiki ślepe, o przekrojach kołowych lub prostokątnych, do różnych celów komunikacyjnych, najczęściej do opuszczania urobku z piętra na poziom, wyciągania materiałów, przejścia dla ludzi na poziom (drabinami) oraz do celów wentylacyjnych.
Dukla- jest to niegłęboki (do 30m) szybik o małym przekroju poprzecznym, wykonany w skałach twardych i stojący bez obudowy.
Studnia- pionowe wyrobisko podziemne głębokości do kilkudziesięciu m, mające ujście na powierzchni ziemi i przeznaczone do wydobywania kopalin ciekłych (wody, solanek, ropy naftowej).
Wyrobiska te drążone są przeważnie z niewielkim nachyleniem do 5%0 w kierunku przewozu urobku.
Sztolnia – podziemne wyrobisko poziome mające wyjście bezpośrednio na powierzchnię ziemi, przeznaczony do celów komunikacyjnych i wentylacyjnych między podziemnym złożem, a powierzchnią ziemi. Udostępnienie sztolnią stosuje się w terenach górzystych przy stromym zaleganiu pokładów.
Przecznice i przekopy kierunkowe
Ze względu na panujące w górotworze ciśnienia oraz ze względów techniczno- organizacyjnych złoże powinno być wybierane planowo i po kolei, rozpoczynając od najwyżej położonych jego części. Dzieli się płaszczyznami poziomymi na poziomy, które udostępnia się z szybu wyrobiskami korytarzowymi zwanymi przecznicami i przekopami.
Przecznicą nazywa się poziome wyrobisko korytarzowe udostępniające, wydrążone w skałach płonnych od szybu poprzecznie do linii rozciągłości złoża.
Przekop to wyrobisko korytarzowe udostępniające, drążone w skałach płonnych od przecznicy równolegle do rozciągłości pokładów.
Przecznice i przekopy stanowią połączenia między szybami i odcinkami złoża, przy czym przecznice mają połączenie bezpośrednie ze złożem (przechodzą przez pokłady), a przekopy połączyć można z pokładem szybikami ślepymi, wyrobiskami pochyłymi lub poziomymi.
Płaszczyznę poziomą przechodzącą przez przecznicę udostępniającą i oddzielającą położony nad nią odcinek złoża nazywa się poziomem, określa się głębokością, na jakiej łączy się wylot przecznicy z szybem. Np nazwa „poziom 600” oznacza, że połączenie przecznicy udostępniającej z szybem głównym znajduje się na głębokości 600m, licząc od zrębu szybu.
Przecznice i przekopy kierunkowe służą do przewozu urobku, transportu materiałów, ruchu ludzi, doprowadzenia lub odprowadzenia powietrza, odwadniania, doprowadzenia energii itp. Ich przekrój poprzeczny musi być dostosowany do pełnienia wymienionych prac i zadań.
Podszybia
Poziom połączony jest z szybem za pośrednictwem podszybia. Jest to wyrobisko lub zespól wyrobisk znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie szybu na danym poziomie. Stanowią je wlot do szybu, komora przyszybowa i wyrobiska pozostałe.
Wlot do szybu i komora przyszybowa stanowią wyrobiska komorowe, czasem o znacznych wymiarach, umożliwiających wyładowanie z klatek materiałów długich. Stanowią one również pomieszczenia, w których dokonuje się załadowania urobku do klatek lub skipów.
Pozostałe wyrobiska to dworzec przetokowy (przystosowany do pomieszczenia pociągów ładownych oraz formowania pociągów, wozów próżnych, zapewnienia bezpiecznego i sprawnego zjazdu oraz wyjazdy załogi, odebrania materiałów itp.), zbiorniki urobku (przy wyciągach skipowych) , komory pomp, zajezdnie elektrowozów, składy materiałów wybuchowych , komory przeciwpożarowe, sanitarne, magazyny, warsztaty i inne wyrobiska pełniące funkcje usługowe dla danego poziomu. Wszystkie te wyrobiska zalicza się do wyrobisk podszybia.
Podszybie powinno być zlokalizowane w skałach jednorodnych i niezaburzonych tektonicznie.
Pochyłe wyrobiska udostępniające stanowią szyby pochyłe drążone z powierzchni, pochylnie, dowierzchnie i upadowe.
Szyby pochyłe stosowane są wówczas gdy pokład lub żyła wychodzi na powierzchnię ziemi lub gdy ich wychodnie przykryte są niezbyt grubym nakładem. Zadania szybów pochyłych są takie same jak szybów pionowych.
Udostępnione złoże przygotowuje się do wybierania dzieląc je na sposobne do wybierania odcinki, zwane polami wybierania, działkami wybierania, filarami.
Podziału tego dokonuje się za pomocą wyrobisk korytarzowych, które w czasie wybierania pola będą służyć do odstawy urobku, dostawy materiałów, ruchu ludzi, doprowadzania powietrza, energii, posadzki itd.
Zespół tych wyrobisk umożliwiających bezpieczne i ekonomicznie korzystne wybranie kopaliny użytecznej nosi nazwę robót przygotowawczych.
Do wyrobisk przygotowawczych należą chodniki, pochylnie, dowierzchnie, upadowe, przecinki itp. Zależnie od przyjętego systemu wybierania można je wykonywać z pewnym wyprzedzeniem w stosunku do wybierania luz też równocześnie z wybieraniem złoża.
Chodniki są to górnicze wyrobiska korytarzowe prowadzone poziomo lub prawie poziomo (do 5 stopni nachylenia), nie mające bezpośredniego wyjścia na powierzchnię ziemi. Drążone są w złożu i dają urobek będący kopaliną użyteczną (np. chodniki węglowe).
Dowierzchnią jest każde pochyłe wyrobisko korytarzowe łączące dwa lub więcej punktów znajdujących się na różnych poziomach , wydrążone mniej więcej równolegle do linii nachylenia pokładu.
Dowierzchnię dostosowaną do transportu w niej urobku nazywa się:
-pochylnią, jeżeli urobek opuszczany jest z góry w dół,
-upadową, jeżeli urobek jest wyciągany z dołu do góry.
Do wyrobisk przygotowawczych zalicza się :
- chodniki podstawowe albo poziomowe stanowiące w pokładzie dolne ograniczenie, a więc podstawę poziomu;
- chodniki piętrowe rozcinające pokład w obrębie poziomu na mniejsze odcinki, zwane piętrami; przy niektórych systemach ścianowych podział na piętra wystarczy do rozpoczęcia wybierania , a chodniki piętrowe są wtedy chodnikami nadścianowym (górny) i podścianowym (dolny);
- pochylnie polowe dzielące piętra na pola pochylniane, czyli pola wybierania, które z kolei dzieli się chodnikami filarowymi i dowierzchniami na filary.
Przeznaczeniem chodnika są zadnia, jakie musi on spełniać w czasie eksploatacji przygotowanego odcinka złoża (piętra pola, działki, filaru), a więc już w czasie wykonywania robót przygotowawczych, szczególnie zaś w czasie wybierania.
Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się chodniki i pochylnie:
- przewozowe, którymi przewozi się urobek,
- transportowe do transportu materiałów,
- dojazdowe dla przejścia ludzi,
- wodne do odprowadzenia wody,
- podsadzkowe do doprowadzenia podsadzki itp.
W pokładach węgla wyrobiska przygotowawcze prowadzi się przeważnie w węglu. Jeżeli grubość pokładu jest mała i przekrój poprzeczny chodnika nie mieści się w pokładzie, to zachodzi konieczność przybierania spągu lub stropu.
Chodniki podstawowe, a niekiedy pochylnie polowe o dużych wybiegach, przy braku dokładnej znajomości linii rozciągłości drąży się często jako chodniki podwójne.
Chodniki te łączy się w określonych odstępach przecinkami, przy czym chodnik równoległy spełniający zadanie chodnika badawczego powinien wyprzedzić chodnik podstawowy. Układ taki pozwala na uniknięcie licznych zakrętów oraz ułatwia wentylację przodków. Przy regularnym zaleganiu pokładu, ze względu na koszta drążenia i utrzymania, korzystniej jest drążyć wyrobiska pojedyncze, ale o większych wymiarach.
Poprzeczne przekroje wyrobisk przygotowawczych powinny być tak dobrane, aby zapewnić bezpieczne wykonanie zadań, do których je przeznaczono.
Wyrobiska, w których dokonuje się ostatecznego wybierania kopaliny użytecznej i które powstają w wyniku tego wybierania, noszą nazwę wyrobisk wybierkowych. Służą one wyłącznie do wybierania kopaliny użytecznej, dlatego też po jej wybraniu wyrobiska et ulegają likwidacji.
W wyrobiskach wybierkowych zasadniczymi czynnościami wybierania są urabianie złoża oraz ładowanie i odstawa urobku.
W celu zabezpieczenia pracujących ludzi, maszyn oraz urządzeń wykonuje się obudowę zabezpieczającą strop i ociosy wyrobiska przed zawaleniem. Po wybraniu kopaliny użytecznej wyrobisko wybierkowe przestaje być potrzebne i wtedy się je likwiduje przez wypełnienie materiałem skalnym dostarczonym z zewnątrz (wybieranie z podsadzką) albo skałą płonną z zawału stropu (wybieranie na zawał). Odpadające bowiem ze stropu skały mają objętość nasypową większą od objętości, jaką zajmowały w caliźnie, wskutek czego możliwe jest całkowite wypełnienie pustej przestrzeni luźnym kamieniem. Z biegiem czasu warstwy nadległe naciskając na zawał powodują jego sprasowanie.
Wyrobiska wybierkowe likwidują się albo od razu całkowicie (zabierki, komory), albo częściowo w miarę postępu wybierania (ubierki, ściany). W tym ostatnim przypadku zachowuje się tylko taką część wyrobiska, jaka potrzebna jest do wykonywania czynności urabiania kopaliny użytecznej, ładowania i odstawy urobku oraz do celów wentylacyjnych. Dostęp do wyrobisk zlikwidowanych musi być tak zamknięty, aby nikt nieświadomie nie mógł do nich wejść.
Do wyrobisk wybierkowych należą: zabierki, komory, ubierki, i ściany.
Zabierki są to górnicze wyrobiska wybierkowe powstające przy wybieraniu pokładu krótkimi odcinkami szerokości do 10m i długości równej odległości między chodnikami filarowymi lub dowierzchniami, przy czym przodek posuwa się zawsze od calizny w stronę zrobów.
Rozróżnia się zabierki krótkie (zwane potocznie zabierkami) długości do 40m i zabierki długie, których długość przekracza 40m.
...
Franz3xxi