Charakterystyka i podział wyrobisk

Klasyfikacja systemów eksploatacji
Wyrobiska w których dokonuje się ostatecznego wyrobiska kopaliny użytecznej i które powstają w wyniku tego wybierania noszą nazwę wyrobisk wybierkowych.
Wyrobiska dzielą się na:

• Ubierkowe -ścianowe, -filarowo-ubierkowe, ubierkowe-pasami
• Zbierakowe długich zabierek, filarowe-zbierakowe
• Komorowe -komorowe właściwe, -komorowe filarowe, ubierakowo-komorowe
• Blokowe - z czołowym wypuszczeniem urobku, -z wypuszczeniem urobku przez otwory wysypowe (leje)

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,
- wybierkowe, w których dokonuje się wybierania kopaliny użytecznej, i które po jej wybraniu
ulegają likwidacji. Wyrobiska przygotowawcze i wybierkowe noszą wspólną nazwę
wyrobisk eksploatacyjnych(już prowadzi się eksploatację kopaliny) Wykonuje się je zasadniczo w kopalinie użytecznej, a w warunkach
specjalnych zagrożeń również w skale płonnej.

Eksploatacyjne:
- Wyrobisko ubierkowe- powstaje w wyniku wybierania odcinka złoża ograniczonego
dwoma chodnikami (lub pochylniami) równoległymi. Wyrobisko ubierkowe długości nie przekraczającej 40 m nazywa się ubierką.

-Wyrobisko Zabierkowe górnicze wyrobisko wybierkowe powstające przy wybieraniu
pokładu krótkimi odcinkami szerokości do 10 m 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 40 m i zabierki
długie, których długość przekracza 40 m.

-Wyrobisko Komorowe górnicze wyrobisko wybierkowe podobne są do zabierek, lecz mają
znacznie większe wymiary poprzeczne. Prowadzenie oraz utrzymywanie wyrobisk komorowych
jest możliwe przy bardzo mocnych stropach, dlatego też rzadko stosowane jest w
górnictwie węglowym, często natomiast przy wybieraniu złóż soli i rud metali.

-Wyrobisko Blokowe – tam gdzie zalegają strome grube pokłady.

Urabianie - to odspajanie skał od calizny i wybieranie urobionej skały zwanej urobkiem. Powierzchnia, która w skutek urabiania przesuwa się w głąb calizny, stanowi czoło wyrobiska a najbliższa przestrzeń wyrobiska przyległego do niego nazywa się przodkiem.

Charakterystyka obudów zmechanizowanych w kopalniach węgla kamiennego

Zadaniem ścianowej obudowy zmechanizowanej jest zapewnienie bezpiecznego i nie zakłóconego wybierania węgla z wyrobiska eksploatacyjnego. Powyższe zadanie obudowa ścianowa może wykonać przez realizację podstawowych funkcji, do których należą:

• kierowanie stropem
• osłonięcie wyrobiska przed opadaniem skał ze stropu
• osłanianie wyrobiska przed przedostawaniem się skał z rumowiska zawałowego do przestrzeni roboczej
• osłonięcie wyrobiska przed opadaniem z czoła ściany kęsów węgla w pokładach o grubości powyżej 2,5 m lub otaczającymi się po przenośniku kęsami urobku w pokładach nachylonych powyżej 25 stopni. 

Obudowa zmechanizowana wpływa na zachowanie się stropu przez działanie na niego odpowiednią siłą zwaną podpornością. Rodzaje podporności:

• wstępna
• nominalna
• robocza

Podporność jaką ma zestaw zmechanizowany w momencie rozparcia a wynikającą z ciśnienia zasilania aktualnie występującego w magistrali zasilającej ścianę nazywana jest podpornością wstępną. Natomiast podporność nominalna jest maksymalną podpornością,  jaką może osiągnąć zestaw obudowy zmechanizowanej przy obciążeniu statycznym i zależy od ciśnienia otworu zaworów bezpieczeństwa w układzie podpornościowym podpór hydraulicznych zestawu obudowy.
Podporność jaką w danej chwili osiąga zestaw obudowy pod wpływem nacisku górotworu nazywana jest podpornością roboczą, a jej wartość mieści się między podpornością wstępną a nominalną.
Przy doborze podporności ob udowy należy brać pod uwagę również konieczność przyjęcia przez nią zwiększonych obciążeń w okresie rozmachu jak i normalnego biegu.

Ze względu na konstrukcję obudowy zmechanizowanej można podzielić na:

• podporowe (ramowe, kasztowe) P
• podporowo-osłonowe PO
• osłonowe O
• osłonowo-podporowe OP 

Obudowa podporowa: Glinik 17/34-Pp

1. Wysokość minimalna: 1,7m
2. Wysokość maksymalna: 3,4m
3. Zakres pracy obudowy 2-3,3m
4. Nachylenie podłużne ściany do 35stopni
5. Nachylenie poprzeczne ściany +-10stopni
6. Ilość stojaków hydraulicznych: 3
7. Podporność robocza stojaka przedniego: 2300 kN
8. Podporność robocza stojaka tylnego 2x 1600 kN
9. Podporność robocza całej sekcji 5500 kN

Fazos 17/37-Oz

Zalety obudowy osłonowej

• uzyskiwanie dużych sił podpornościowych przy czole ściany przy jednoczesnej dużej stabilizacji sekcji obudowy
• całkowita izolacja wyrobiska ścianowego od przestrzeni zawałowej
• ograniczenie do minimum otwartej przestrzeni w ścianie nie zawężając przejścia załogi oraz przepływu powietrza
• możliwość stosowania przy urabianiu kombajnu i strugami
• uniezależnienie pracy obudowy od przenośnika zgrzebłowego ścianowego
• bezpieczna i wolna od przeszkód droga dla obsługi i maszyn

Kołowroty - budowa i zasada działania

Kołowroty tupu eko zbudowane są z ramy do której umocowany jest bęben napędowy z podwójną przekładnią planetarną. Zboku bębna napędowego umocowany jest silnik, który wprawia w ruch przekładnię planetarną wraz z bębnem. Po przeciwnej stronie bębna napędowego znajduje się układ hamulcowo-sprzęgłowy. Rama kołowrotu musi być rozparta za pomocą specjalnych kotwi i rozpór stalowych albo na stałe umocowana w specjalnym fundamencie i przykręcona do zabetonowanych śrub. Kołowroty służą do przetaczania jednostek po spongu po torach lub kolejkami podwieszanymi.
Do ciągnięcia jednostek transportowych służy lina której grubość zależna jest od mocy i przeznaczenia kołowrotu. Podana jest w dokumentacji technicznej danego kołowrotu.
Mocowanie liny odbywa się w ten sposób, że przekłada się przez specjalny otwór w bębnie i wystającą końcówkę zabezpiecza się specjalnym klinem albo jest specjalna nakładka do której mocuje się końcówkę liny. Po całkowitym rozwinięciu na bębnie muszą zostać co najmniej trzy zwoje.
Kołowroty typu eko mogą pracować w układzie lewym lub prawym.

Charakterystyka wyrobisk górniczych

1. Wyrobiska udostępniające w kopalniach podziemnych
Wyrobiska udostępniające przeważnie są wykonywane w kamieniu np szyby pionowe, szyby pochyłe, szybiki, przecznice, przekopy

Szyb-wyrobisko korytarzowe o nachylaniu > 45stopni, głębokości >200m i przekroju poprzecznym >15m2, łączące złoże z powierzchnią.

Szybiki-wyrobisko pionowe korytarzowe głębokości <200m o przekroju poprzecznym <14m2, mające wlot na powierzchni i prowadzące w głąb ziemi.
Szybiki ślepe-o przekroju kołowym lub prostokątnym do różnych celów komunikacyjnych

Przekopy-wyrobisko udostępniające, wydrążone w skałach płonnych od przecznicy równoległe do rozciągłości pokładu.

Przecznica-poziome wyrobisko korytarzowe udostępniające, wydrążone w skałach płonnych od szybu poprzecznie do linii rozciągłości złoża.

2. Wyrobiska przygotowawcze w poziomie lub rejonie wydobywczym

3. Charakterystyka obudów podporowych stosowanych w wyrobiskach korytarzowych.
Głównym zadaniem obudowy górniczej jest:

• ochrona ludzi
• zabezpieczenie przed zawałem
• zapewnienie przez ustalony czas stateczności wyrobiska

Zadania uboczne obudowy:

• niedopuszczenie do wypływu do wyrobiska gazów lub wód ze skał otaczających
• zabezpieczenie przed wietrzeniem lub utlenieniem powierzchni skalnych wyrobiska
• izolacja wyrobisk od ognisk pożarowych

Pod względem technicznym

• wytrzymała oraz łatwa do wykonania
• łatwa do transportu
• odporna na gnicie

Pod względem ekonomicznym powinna być trwała
Rodzaje obudowy górniczej dla danego wyrobiska dobiera się ze względu na:

• wielkość, rodzaj i kierunek spodziewanego ciśnienia górotworu
• rodzaj skały
• wymagany przekrój poprzeczny wyrobiska
• przeznaczenie wyrobiska
• przewidywany czas użytkowania wyrobiska

Obudowa łukowa ŁP9V29/A najczęściej stosowana 

źródło: http://www.czek.eu

4. Charakterystyka obudów kotwowych stosowanych w wyrobiskach korytarzowych i komorowych

Obudowa kotwiowa zabezpiecza wyrobisko górnicze za pomocą kotwi. Zabezpieczenie to polega na wzmocnieniu górotworu wokół wyrobiska. 

Kotwiami można:

• przypiąć skały znajdujące się wewnątrz naturalnego sklepienia ciśnień do skał położonych poza jego zasięgiem
• spiąć warstwy leżące w zasięgu kotwi
• zwiększyć spoistość skał zwłaszcza w strefach silnie spękanych

Obudowy kotwowej nie wolno stosować:

• w strefach uskokowych
• w filarach bezpieczeństwa
• w skałach szczelinowcyh
• w pokładach tąpiących II i III stopnia zagrożenia tąpaniami

Skład powietrza kopalnianego

1. Minimalna ilość tlenu w powietrzu kopalnianym wynosi 19%.
Przy 17% oddech staje się ciężki i występuje przyspieszone bicie serca
Przy 15% brak mocy na wysiłek fizyczny
W powietrzu kopalnianym występują gazy z górotworu, z pracy maszyn, gazy postrzałowe i pyły.
Każda kopalnia musi mieć przynajmniej dwa połączenia z powierzchnią.

2. Sieć wentylacyjna jest to zespół czynnych wyrobisk górniczych przez które płyną prądy powietrza.

3. Elementy sieci wentylacyjnej:
a) Węzeł wentylacyjny - miejsce gdzie rozdzielają się lub łączą prądy powietrza
b) Bocznica wentylacyjna - jest to pojedyncze wyrobisko lub zespół wyrobisk połączonych szeregowo łączące dwa węzły wentylacyjne.

c) Prąd wznoszący - płynie od węzła o niższej wysokości niwelacyjnej do węzła o wyższej wysokości niwelacyjnej.
d) Prąd wschodzący płynie odwrotnie niż wznoszący.
e) Prąd grupowy powietrza świeżego - łączy w sobie prądy płynące do co najmniej dwóch rejonów wentylacyjnych.
f) Prąd grupowy powietrza zużytego - łączy w sobie prądy płynące od co najmniej dwóch rejonów wentylacyjnych.
g) Prąd niezależny - oddziela się w węźle od prądu grupowego powietrza świeżego, przewietrza miejsca pracy jako prąd świeży i jako zużyty łączy się w węźle z zużytym w prąd grupowy powietrza zużytego.
h) Rejon wentylacyjny - zespół wyrobisk przewietrzanych niezależnym prądem powietrza.

4. Schematy wentylacyjne
a) Schemat przestrzenny

b) Schemat kanoniczny - stanowi uproszczenie schematu przestrzennego
Bocznice rysuje się jako łuki które łącza się tylko w węzłach. Stosując wentylację wznoszącą i wentylator ssący w szybie wydechowym szyb wdechowy rysujemy na dole szyb wdechowy na górze.

5. Urządzenia wentylacyjne
a) Wentylatory (główne i pomocnicze)
b) Tamy wentylacyjne
-izolujące (odcinają wyrobiska czynne od nieczynnych)
-oddzielające (mają za zadanie oddzielenie prądów powietrza. Buduje się je jako podwójne obok siebie i przy przejściu załogi otwiera się pierwsze drzwi i zamyka następnie otwiera się drugi i zamyka. Ten system nazywa się śluza wentylacyjną)
-regulujące (regulują prędkość przepływu powietrza)

6. Prędkość powietrza
a) Prędkości dopuszczalne
-dla wyrobisk wybieralnych (w tym ścian) <= 5 m/s
-dla wyrobisk korytarzowych <= 8 m/s
-dla szybów przy jeździe ludzi <= 12 m/s
b) Prędkości minimalne ze względu na metanowość wyrobisk
-wyrobiska niemetanowe >= 0,15 m/s
-wyrobiska metanowe >= 0,3 m/s