Strona główna

Eksploatacja złóż

Maszyny
i
urządzenia górnicze

Miernictwo górnicze

Zajęcia praktyczne

Zmiany
w przepisach górniczych
 z dnia 01.07.2017

 

Górnicze środki strzałowe

Górnicze środki strzałowe. 1

I.        Górnicze środki strzałowe. 2

1.        Materiały wybuchowe. 2

2.        Rodzaje rozkładu MW... 2

3.        Podział górniczych materiałów wybuchowych. 3

4.        Środki inicjujące i zapalające. 3

5.        Sprzęt strzałowy. 6

II.       Ładunki MW stosowane w górnictwie. 10

1.        Ładunki wewnętrzne. 10

2.        Ładunki zewnętrzne. 13

III.      Strefy działania ładunków MW... 13

 

IV.      Otwory strzałowe. 14

1.        Charakterystyka otworów strzałowych. 14

2.        Rodzaje otworów strzałowych. 15

3.        Rozmieszczenie otworów strzałowych. Włomy. 15

V.       Technika przeprowadzania robót strzałowych. 19

1.        Obwiert przodka w wyrobiskach korytarzowych. 19

2.        Przygotowanie i uzbrajanie nabojów udarowych. 19

3.        Nabijanie otworów strzałowych. 20

4.        Przybitka. 20

5.        Łączenie otworów strzałowych. 21

6.        Odpalanie otworów strzałowych. 24

VI.      Dokumentacja robót strzałowych. 25

VII.          Sprzęt strzałowy. 31

1.        Kondensatorowa  zapalarka strzałowa  KZS-1/02  I  KZS-1/045. 31

2.        Próbnik obwodów strzałowych POS-510a. 32

3.        Omomierz strzałowy typu OSH-1. 33

4.        Rejestrator prądów błądzących RPB-1. 33

VIII.        Przepisy prawne. 34

IX.      Bibliografia: 34

 

I.  Górnicze środki strzałowe

Zespół czynności i zabiegów mających na celu urabianie skał za pomocą materiałów wybuchowych w wyrobiskach górniczych nazywa się górniczymi robotami strzałowymi.

Środki służące do wykonywania robót strzałowych nazywa się środkami strzałowymi. Należą do nich: materiały wybuchowe, środki inicjujące i zapalające oraz sprzęt strzałowy.

1.    Materiały wybuchowe

Z materiałami wybuchowymi wiąże się pojęcie wybuchu. Wybuch jest to, zjawisko gwałtownej zmiany stanu równowagi, któremu towarzyszy zniszczenie środowiska, huk i przeważnie błysk.

Materiał wybuchowy (MW) jest związkiem chemicznym lub ich mieszaniną zdolną pod wpływem bodźca zewnętrznego do gwałtownej reakcji chemicznej, przy której wydziela się duża ilość ciepła i gazów lub par, przy równoczesnym dużym stężeniu energii.

Za górnicze materiały wybuchowe (GMW) uznaje się tylko te MW, które zostały dopuszczone do użytku w górnictwie przez Wyższy Urząd Górniczy. GMW może być tylko takie ciało wybuchowe, które gwarantuje bezpieczeństwo manipulacji, tzn. ma odpowiednią wrażliwość na bodźce zewnętrzne, dostateczną stałość chemiczną, poręczność i moc.

Wrażliwość na bodźce zewnętrzne, czyli czułość MW, powinna być odpowiednia, tzn., że MW nie może być zbyt czuły, czyli łatwo rozpoczynający reakcję pod wpływem bardzo słabych przypadkowych bodźców zewnętrznych (tarcie, uderzenie temperatura), lecz dopiero po dostatecznie silnym pobudzeniu, uzależnionym od woli ludzkiej.

Dostateczna stałość chemiczna powinna gwarantować w czasie przechowywania MW nie zachodzenie w nim żadnych reakcji chemicznych.

Poręczność jest to łatwość w posługiwaniu się MW w czasie wykonywania robót strzałowych.

Moc zależy od ilości pracy wykonanej przez MW w czasie wybuchu, a ta zależy od temperatury i ilości gazów powybuchowych.

Ze względu na skład chemiczny GMW dzieli się na:

-        amonowo-saletrzane,

-        nitroglicerynowe.

2.    Rodzaje rozkładu MW

W zależności od szybkości przebiegu reakcji rozkładu MW wyróżniamy się deflagrację, eksplozję i detonację.

Deflagracja jest powolnym rozkładem MW (spalanie). Deflagracji towarzyszy wydzielanie trujących gazów (tlenki azotu i tlenki węgla) oraz otwarty ogień.

Eksplozja jest rozkładem wybuchowym charakterystycznym dla MW miotających (prochów) o prędkości nieprzekraczającej 1000 m/s.

Detonacja jest to szybka reakcja rozkładu MW kruszących. Jej prędkość wynosi od 1500 do 8000 m/s w górniczych MW.

Ze względu na prędkość rozkładu i zastosowanie MW dzielą się na:

-        inicjujące - łatwo detonują pod wpływem np. płomienia,

-        kruszące np. amonowo-saletrzane, nitroglicerynowe,

-        miotające np. prochy.

3.    Podział górniczych materiałów wybuchowych

-                   skalne - kolor opakowania czerwony (amonit, dynamit, ergodyn), materiały te nie spełniają wymogów bezpieczeństwa wobec mieszanin pyłu węglowego i metanu, wolno stosować do 0,5% metanu oraz do 1,0% z zastosowaniem zapalarek z blokadą metanometryczną, wyłącznie w otworach wywierconych w kamieniu;

-                    węglowe - kolor opakowania niebieski (karbonit), materiały te spełniają wymagania bezpieczeństwa wobec obłoku pyłu węglowego o określonych własnościach, wolno stosować do 0,5% metanu oraz do 1,0% z zastosowaniem zapalarek z blokadą metanometryczną;

-                   metanowe - kolor opakowania kremowy (metanit, barbaryt) materiały te spełniają określone warunki bezpieczeństwa wobec mieszaniny metanowej i obłoku pyłu węglowego, wolno stosować do 1,0% metanu;

-                   metanowe specjalne - kolor opakowania kremowy z dwoma czarnymi paskami (metanit specjalny) posiadają najwyższy stopień bezpieczeństwa wobec mieszaniny metanowej i obłoku pyłu węglowego, wolno stosować do 1,5% metanu.

Ładunki MW

www.czek.eu

Rys. 1. Ładunki MW

4.    Środki inicjujące i zapalające

Elementem służącym do wywołania wybuchu są środki strzałowe zwane środkami inicjującymi. Środki inicjujące wymagają z kolei elementu, który powoduje ich zadziałanie. Jest nim zazwyczaj płomień lub iskra. Środki, które je wytwarzają, nazywa się środkami zapalającymi.

Powszechnie stosowanym w górnictwie środkiem inicjującym jest spłonka górnicza, a w połączeniu z zapalnikiem elektrycznym — zapalnik elektryczny ostry. Do środków zapalających należą zaś lonty prochowe, zapalacze lontowe i zapalniki elektryczne nieostre.

W niektórych przypadkach dla wywołania wybuchu materiału wybuchowego używa się jeszcze jednego środka inicjującego, którym jest lont detonujący. Wywołanie detonacji tego lontu następuje również przy użyciu zapalnika elektrycznego lub środka inicjującego (spłonki) i środka zapalającego (lontu prochowego).

a.   Spłonki górnicze.

Spłonka jest to metalowa rurka z dnem (tzw. łuska) z zaprasowanym ładunkiem MW inicjującego łatwo pobudzanego płomieniem do detonacji, które fala detonacyjna wywołuje detonację ładunku pośredniego i wtórnego również zaprasowanego w dalszej części spłonki rys. 2.

 

Spłonka
1 - ładunek pierwotny - azydek ołowiu,
2 -ładunek pośredni - podsypka pentrytowa,
3 - ładunek wtórny – pentryt lub trotyl
4 - tulejka aluminiowa, miedziana, mosiężna, cynkowa lub stalowa
5 - czapeczka cynkowa z otworem

 

Rys. 2. Spłonka

1 - ładunek pierwotny - azydek ołowiu,

2 -ładunek pośredni - podsypka pentrytowa,

3 - ładunek wtórny – pentryt lub trotyl

4 - tulejka aluminiowa, miedziana, mosiężna, cynkowa lub stalowa

5 - czapeczka cynkowa z otworem.

b.   Lonty detonujące

Lonty detonujące służą do wywołania detonacji materiału wybuchowego. Mają one rdzeń utworzony z materiału wybuchowego kruszącego, jak trotyl, pentryt. Rdzeń ten osłonięty jest splotami nicianymi, pokrytymi tworzywem sztucznym.

Lonty detonujące wymagają pobudzenia detonacją spłonki lub zapalnika elektrycznego ostrego. Używane są do wywołania detonacji dużych ładunków, zwłaszcza przy strzelaniu masowym (komorowym lub długimi otworami strzałowymi).

c.   Zapalniki elektryczne (ZE)

 

Zapalnik elektryczny jest urządzeniem, w którym energia elektryczna zostaje zamieniona na ciepło potrzebne do zapłonu niewielkiej ilości masy zapalczej. Daje ona płomień, powodujący detonację MW inicjującego spłonki.

Zapalnik elektryczny natychmiastowy (rys. 3a) składa się z dwóch zasadniczych części:

— zespołu zapalczego,

— zespołu spłonkowego.

Wybuch MW inicjowanego przez zapalnik elektryczny natychmiastowy następuje w chwili włączenia zapalarki elektrycznej. Jednoczesne odpalenie wszystkich ładunków MW w tym samym czasie jest niekorzystne. Aby usunąć tę niedogodność stosuje się zapalniki elektryczne zwłoczne. W zapalnikach tych między główką zapalczą a spłonką stosuje się opóźniacz. Zapalniki takiej budowy nazywamy zapalnikami elektrycznymi zwłocznymi (rys.3b).

Zapalniki elektryczne ostre.
a) natychmiastowe    b) zwłoczne
 
1. ładunek wtórny
2. podsypka
3. ładunek pierwotny
4. czapeczka
5. osłonka izolacyjna
6. główka zapalcza
7. korek uszczelniający
8. przewody zapalnikowe
9. łuska 
10. masa opóźniająca
11. opóźniacz
12. numerowskaz
13. szybkozłącze.

 

Rys.3. Zapalniki elektryczne ostre.

a) natychmiastowe    b) zwłoczne


1.      ładunek wtórny

2.      podsypka

3.      ładunek pierwotny

4.      czapeczka

5.      osłonka izolacyjna

6.      główka zapalcza

7.      korek uszczelniający

8.      przewody zapalnikowe

9.      łuska

10.  masa opóźniająca

11.  opóźniacz

12.  numerowskaz

13.  szybkozłącze.


Jak widzimy na rysunku poszczególne części ZE zawarte są w jednostronnie zamkniętej rurce metalowej (łusce cynkowej, aluminiowej lub miedzianej) o średnicy około 8 mm, zamkniętej korkiem gumowym, przez który wyprowadzone są przewody zapalnikowe.

Przewody zapalnikowe w zapalniku są podłączone do główki zapalczej zbudowanej z elektrod mosiężnych, między którymi znajduje się drut żarowy. Całość zalana jest masą zapalczą. W wyniku przepływu prądu przez elektrody następuje rozżarzenie drucika, zapalenie główki zapalczej i przeskok płomienia do spłonki.

W zależności od stopnia bezpieczeństwa wobec metanu i pyłu węglowego wydziela się następujące grupy ZE, oznaczone symbolami:

·      M metanowe, spełniające określone wymagania bezpieczeństwa wobec metanu i pyłu węglowego,

·       W węglowe, spełniające określone wymagania bezpieczeństwa wobec pyłu węglowego,

·      S skalne, dla których nie normuje się bezpieczeństwa wobec metanu i pyłu węglowego.

Do odpalania ZE konieczne jest pewne minimalne natężenie prądu, poniżej którego ZE nie mogą być odpalone. Natężenie prądu, przy którym ZE nie mogą być odpalone, nazywamy natężeniem bezpiecznym. W przypadku występowania prądów błądzących należy stosować zapalniki specjalne.

W zależności od stopnia bezpieczeństwa wobec prądu elektrycznego wydziela się następujące klasy ZE, oznaczone symbolami:

·         bezpiecznym natężeniu prądu 0,20 A,

·         o bezpiecznym natężeniu prądu 0,45 A,

·         o bezpiecznym natężeniu prądu 2,0 A,

·         o bezpiecznym natężeniu prądu 4,0 A.

 

W zależności od czasu zadziałania wyróżnia się następujące rodzaje ZE, oznaczone symbolami:

·         U - mikrosekundowe o czasie zadziałania poniżej 1 ms,

·         N - natychmiastowe o czasie zadziałania 1÷10 ms,

·         M - milisekundowe o nominalnym czasie zadziałania 11÷100 ms,

·         P - półsekundowe o minimalnym czasie zadziałania 0,5 s.

 

W zależności od grupy, jeden z przewodów powinien mieć izolację barwy:

- białą - dla ZE grupy M (metanowe),

- niebieską - dla ZE grupy W (węglowe),

- czerwoną - dla ZE grupy S (skalne).

Drugi z przewodów powinien mieć izolację o barwie zależnej od klasy zapalnika:

- żółtą- dla ZE klasy 0,20,

- brązową-dla klasy ZE 0,45,

- zieloną-dla ZE klasy 2,0,

- czarną- dla ZE klasy 4,0.

 

Wiązka zapalników elektrycznych

www.czek.eu

 

Rys. 4. Wiązka zapalników elektrycznych

 

Na denku zapalniki powinny mieć wytłoczony symbol grupy (M, W lub S), a zapalniki rodzaju M i W — dodatkowo numer stopnia opóźnienia. Zapalniki rodzaju M i W powinny mieć dodatkowo na jednym z przewodów założony numerowskaz z tymi samymi danymi, co na denku.

 

5.    Sprzęt strzałowy

Wszystkie przedmioty, urządzenia, przyrządy, aparaty, itp., których użycie jest niezbędne dla prawidłowego i bezpiecznego wykonania robót, transportu i przechowywania środków strzałowych nazywa się sprzętem strzałowym.

 

Przepisy górnicze (ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ENERGII z dnia 9 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących przechowywania i używania środków strzałowych i sprzętu strzałowego w ruchu zakładu górniczego) precyzyjniej określają rodzaje sprzętu strzałowego i tak:

 

§ 3. Wyróżnia się następujące rodzaje sprzętu strzałowego:

1) wyroby służące do bezpiecznego przewożenia środków strzałowych;

2) wyroby służące do bezpiecznego przenoszenia środków strzałowych;

3) wyroby służące do bezpiecznego przechowywania środków strzałowych;

4) wyroby służące do bezpiecznego sporządzania materiałów wybuchowych;

5) wyroby służące do bezpiecznego wprowadzania materiałów wybuchowych;

6) wyroby służące do bezpiecznego wprowadzania ładunków materiału wybuchowego;

7) wyroby służące do bezpiecznego konstruowania obwodów strzałowych;

8) wyroby służące do bezpiecznego sprawdzania obwodów strzałowych;

9) urządzenia służące do odpalania ładunków materiałów wybuchowych;

10) wyroby służące do wykonywania więcej niż jednej czynności wymienionych w pkt 1–9.

 

Poniżej zostanie omówiony sprzęt strzałowy wg łatwiejszej klasyfikacji podanej w literaturze górniczej:

a.   Sprzęt służący do przewożenia i przenoszenia środków strzałowych

W zakładzie górniczym środki strzałowe przewozi się specjalnymi wozami szynowymi (rys.5) lub oponowymi z powierzchni kopalni do podziemnych składów materiałów wybuchowych.

 

Rys.5. Wóz szynowy do przewożenia środków strzałowych

  Materiały wybuchowe i środki inicjujące pobrane w składzie materiałów wybuchowych przenoszone są przez osoby wykonujące roboty strzałowe w puszkach i ładownicach. Puszki służące do przenoszenia MW, a ładownice służące do przenoszenia ostrych zapalników elektrycznych (rys.6).

 

 

Rys.6. a) ładownice służące do przenoszenia ostrych zapalników elektrycznych  b) puszki służące do przenoszenia MW

Do przenoszenia środków strzałowych ze składu materiałów wybuchowych do skrzyni strzałowej, a następnie do miejsca strzelania należy używać puszek strzałowych i ładownic.

Zapalniki elektryczne ostre przenosi się do przodka w ładownicach (rys.6.a). Są to bakelitowe pojemniki w kształcie rury zamknięte pokrywą na zawiasie, zamykane kłódką. Wnętrze ładownicy wypełnione jest wkładką tekturową, która zabezpiecza przed tworzeniem się ładunków elektrycznych.

Materiały wybuchowe przenosi się w puszkach strzałowych (rys.6.b) w oryginalnych opakowaniach fabrycznych. Puszki strzałowe są to prostopadłościenne pojemniki wykonane z blachy z wiekiem zamykanym na kłódkę, posiadające taśmy nośne. Wyróżnia się trzy rodzaje puszek w zależności od pojemności:

– duże – o pojemności od 15 do 20 kg MW

– średnie – o pojemności od 10 do 12,5 kg MW

– małe – o pojemności od 5 do 7,5 kg MW

Do przenoszenia MW lub lontu detonującego ze skrzyni strzałowej do miejsca wykonywania robót strzałowych służą torby strzałowe wykonane z tkaniny lnianej.  

b.   Przodkowe skrzynie strzałowe

Służą do przechowywania w pobliżu przodku środków strzałowych pobranych ze składu MW. Wykonane są z drewna, w środku mają przegrody, osobno na MW, zapalniki elektryczne, zapalarkę, przewody strzałowe i dziennik strzałowy.

 

 

Rys.7.Przodkowa skrzynia strzałowa

c.   Przewody strzałowe

Przy odpalaniu elektrycznym ładunków materiału wybuchowego zapalniki elektryczne łączone są ze źródłem prądu przewodami strzałowymi. Przewody strzałowe mogą być dla danego miejsca strzelania zainstalowane na stałe przez zawieszenie na izolatorach przymocowanych do obudowy wyrobiska lub też przenośne, tzn. rozwijane przy każdym strzelaniu.

W kopalniach powszechnie stosowane są linie strzałowe PSY (kabel dwużyłowy koloru żółtego) oraz przewody SY (drut stalowy) i SDY (drut miedziany), jako przewody przyprzodkowe (rys.8).

Oporność 100 mb przewodu strzałowego wynosi:

• PSY - 2,2 Ω

• SY-12 Ω

• SDY - 0,75 ÷ 4,2 Ω

 

Rys.8. Przewody strzałowe  a) przewód strzałowy typu SDY 1 x 0,75   b) przewód strzałowy typu SDY 1 x 0,75    c) izolator

d.   Wozy strzałowe

Podziemne wóz strzałowe przeznaczone są do wytwarzania, przewozu i mechanicznego załadunku do otworów strzałowych emulsyjnego materiału wybuchowego (EMW), który wytwarzany jest bezpośrednio w przodku - poprzez zmieszanie kilku neutralnych substancji i następnie ładowany jest do otworów za pomocą modułowego urządzenia mieszalniczo-załadowczego.

Rys pochodzi z

http://www.bh-ruda.pl/produkcja/produkcja/rtb

Rys.8. Podziemny Samojezdny Wóz Strzałowy RTB

e.   Zapalarki elektryczne

Źródłem prądu powodującym odpalenie ładunków MW uzbrojonych zapalnikami elektrycznymi są zapalarki elektryczne.

W polskim górnictwie stosowane są zapalarki serii TZ, ZK, TZK i KZS. Zapalarki te mają różne oznaczenia liczbowe, które mówią o ich mocy. Zapalarki serii KZS różnią się od pozostałych tym, że posiadają wbudowany omomierz. Skrócona instrukcja obsługi takiej zapalarki znajduje się w rozdziale VII.

f.     Wskaźniki rezystancji obwodów strzałowych

Przeznaczone są do kontroli ciągłości obwodów strzałowych i rezystancji pojedynczych zapalników. Obecnie w górnictwie stosowany jest wskaźnik WRZOS 2. Przyrząd ten może być stosowany bezpośrednio w przodku. Nie jest w stanie odpalić zapalnika.

Podobne zastosowanie ma próbnik obwodów strzałowych POS-510a, który służy do kontroli ciągłości obwodów elektrycznych, w tym obwodów strzałowych i pojedynczych zapalników elektrycznych. Skrócona instrukcja obsługi próbnika POS-510a znajduje się w rozdziale VII.

g.   Omomierze

Służą do kontroli oporu obwodu strzałowego. Stosowanie tych przyrządów daje pewność, że połączenia elektryczne w obwodzie strzałowym są prawidłowe. W polskim górnictwie stosowany jest omomierz OSH-1. Wolno mierzyć nim w przodku nawet pojedyncze zapalniki (nie jest potrzebny Wrzos). Skrócona instrukcja obsługi omomierza znajduje się w rozdziale VII.

h.   Rejestrator prądów błądzących RPB-1

Służy do pomiarów natężenia prądów błądzących stałych i przemiennych w miejscach prowadzenia robót strzałowych i składowania środków strzałowych. Skrócona instrukcja obsługi rejestratora prądów błądzących znajduje się w rozdziale VII.

i.     Miernik oporu izolacji

Niewypały w obwodach strzałowych mogą powstać nie tylko wskutek wadliwych ZE lub nadmiernego oporu obwodu strzałowego, lecz także wskutek: uszkodzeń izolacji pomiędzy żyłami linii strzałowej lub pomiędzy żyłami a ziemią, uszkodzeń przewodów zapalnikowych w otworach strzałowych. Dlatego celowy jest okresowy pomiar stanu izolacji linii strzałowych stałych oraz całych obwodów strzałowych.

j.     Pozostały sprzęt strzałowy

Otoczki papierowe – służą do sporządzania przybitki.

Przybitka – materiał niepalny do wypełnienia pustej przestrzeni otworu strzałowego.

Otoczki polietylenowe – służą do oddzielenia ładunku MW od wilgoci znajdującej się w otworze strzałowym.

Nabijaki drewniane – służą do wprowadza do otworu strzałowego ładunku MW.

Mieszarki służące do bezpiecznego sporządzania saletrolu na miejscu wykonywania roboty strzałowej.

Osłona sygnalizacyjna na głowicę górniczej lampy nahełmnej

II. Ładunki MW stosowane w górnictwie

Ładunki MW mogą być wewnętrzne, czyli umieszczone wewnątrz calizny skalnej oraz zewnętrzne, czyli przyłożone do powierzchni skały.

1.    Ładunki wewnętrzne

Ładunki wewnętrzne mogą być: kolumnowe, skupione, rozłożone, z pustą przestrzenią lub członowe.

Ładunek kolumnowy (wydłużony) jest to” ładunek umieszczony w otworze strzałowym. Z uwagi na przestrzeń, jaka w tych otworach może być wypełniona MW, ładunki te mają kształt wydłużony i cylindryczny (rys. 9).

Ładunki wewnętrzne wydłużone
a - z inicjacją tylną
b - z inicjacją przednią
         1 - naboje materiału wybuchowego,
         2 - zapalnik elektryczny,
        3 - przybitka,
        4 - przewody zapalnikowe

www.czek.eu


www.czek.eu

Rys. 9. Ładunki wewnętrzne wydłużone

a - z inicjacją tylną

b - z inicjacją przednią

         1 - naboje materiału wybuchowego,

         2 - zapalnik elektryczny,

        3 - przybitka,

        4 - przewody zapalnikowe.

Ładunek wewnętrzny skupiony (rys. 10) ma stosunek szerokości do długości ładunku wynoszący zazwyczaj 1:2.

Stosuje się go przeważnie w robotach kamiennych lub w górnictwie odkrywkowym.

 

Ładunek skupiony
1 - przestrzeń poszerzona otworu strzałowego,
2 - naboje materiału wybuchowego,
3 - nabój udarowy.
4 - przybitka,
5 - przewody zapalnikowe

www.czek.eu

Rys. 10. Ładunek skupiony

1 - przestrzeń poszerzona otworu strzałowego,

2 - naboje materiału wybuchowego,

3 - nabój udarowy.

4 - przybitka,

5 - przewody zapalnikowe

 

Ładunek wewnętrzny z pustą przestrzenią (metoda M) charakteryzuje się tym, że w otworze między końcem ładunku od wylotu otworu a końcem przybitki pozostawia się pustą przestrzeń (rys.11). Ten rodzaj ładunków nie może być stosowany w kopalniach metanowych. Ładunki wewnętrzne z pustą przestrzenią stosuje się w celu uzyskania grubszego sortymentu węgla. Obecnie praktycznie nie stosowany.

 

Ładunek z pustą przestrzenią
1 - naboje materiału wybuchowego,
2 - nabój udarowy,
3 - wkładka dystansowa
4 - przybitka,
5 - przewody zapalnikowe

www.czek.eu

Rys. 11. Ładunek z pustą przestrzenią

1 - naboje materiału wybuchowego,

2 - nabój udarowy,

3 - wkładka dystansowa

4 - przybitka,

5 - przewody zapalnikowe

 

Ładunek rozłożony (rys. 12) polega na tym, że w jednym otworze zakłada się więcej niż jeden ładunek MW.

 

Ładunki rozłożone.
1 - naboje materiału wybuchowego,
2 - nabój udarowy,
3 - przybitka

www.czek.eu

Rys. 12. Ładunki rozłożone.

1 - naboje materiału wybuchowego,

2 - nabój udarowy,

3 - przybitka

 

Każdy z ładunków inicjowany jest ostrym zapalnikiem elektrycznym zwłocznym. Ładunek drugi od wylotu otworu musi mieć zapalnik o większym opóźnieniu niż zapalnik ładunku pierwszego (poprzedniego). Liczba ładunków w jednym otworze przy strzelaniu wielozabiorowym nie powinna być większa od trzech.

Ładunek członowy stosowany bywa w długich otworach strzałowych (rys. 13).

Ładunek członowy
1 - naboje materiału wybuchowego,
2 - przybitka,
3 - lont detonujący

www.czek.eu

Rys. 13. Ładunek członowy

1 - naboje materiału wybuchowego,

2 - przybitka,

3 - lont detonujący

 

Poszczególne człony takiego ładunku inicjowane są jednym lub dwoma lontami detonującymi, których działanie zostaje zainicjowane ostrymi zapalnikami elektrycznymi, zamontowanymi do końca lontu. Cały ładunek członowy, tj. poszczególne ładunki i dzielące je człony przybitki, przygotowuje się na zewnątrz otworu i umieszcza w specjalnym pokrowcu. Tak przygotowany ładunek wprowadza się do otworu przy użyciu linek i ewentualnie kotwic umieszczonych na dnie otworu.

2.    Ładunki zewnętrzne

Ładunki zewnętrzne (rys. 14) są to ładunki nakładane, podkładane lub przykładane do calizny skalnej albo do elementów górniczych, które trzeba usunąć (np. zaciśnięta obudowa). Ładunki zewnętrzne również wymagają przykrycia materiałem przybitkowym.

 

Ładunki zewnętrzne
            a - podkładany,   b -   nakładany,   c -  przyłożony;
www.czek.eu

 

Rys. 14. Ładunki zewnętrzne

            a - podkładany,   b -   nakładany,   c -  przyłożony;

            

III. Strefy działania ładunków MW

Zasięg działania ładunku w skale można podzielić na strefy (rys. 15) miażdżenia, kruszenia, spękań i drgań.

 

Strefy działania wybuchu ładunku materiału wybuchowego
1- ładunek,
2 - strefa miażdżenia,
3 - strefa kruszenia,
4 - strefa spękań,
5 - strefa drgań.

www.czek.eu

Rys. 15. Strefy działania wybuchu ładunku materiału wybuchowego

1- ładunek,

2 - strefa miażdżenia,

3 - strefa kruszenia,

4 - strefa spękań,

5 - strefa drgań.

 

Strefa miażdżenia - przestrzeń calizny przylegająca do ładunku poddana jest najsilniejszemu działaniu, które powoduje największe rozdrobnienie środowiska.

Strefa kruszenia – przestrzeń gdzie następuje oddzielenie cząstek i kawałków calizny, przy czym wielkość tych oddzielonych cząstek jest coraz większa w miarę oddalania się od ogniska wybuchu aż do miejsca, gdzie ciśnienie gazów nie jest w stanie odspoić calizny.

Strefa spękań – przestrzeń wokół otworu gdzie osłabione ciśnienie gazów odstrzałowych powoduje tylko tworzenie się szczelin i spękań, które maleją w miarę oddalania się od ogniska wybuchu, aż w końcu zanikają.

Strefa drgań – przestrzeń, w której występują nietrwałe skutki wybuchu. Drgania te są tym słabsze, im dalej od ogniska wybuchu i w końcu zanikają. Przy odpalaniu większej liczby ładunków w przodku strefy drgań na siebie zachodzą i mają wpływ na wielkości stref miażdżenia, kruszenia oraz spękań. W tym tkwi sens odpalania ładunków równocześnie lub zwłocznie.

Poszczególne strefy wybuchu ładunku MW mają niejednakowe znaczenie dla górnictwa. Rezultatem wybuchu MW w skale powinno być przede wszystkim urobienie skały. Urobienie, a więc zamierzone oddzielenie cząstek i kawałków od calizny, jest podstawowym celem stosowania MW w górnictwie. W niektórych tylko przypadkach wykorzystuje się siły wybuchu do innych celów, np. do wywołania spękań (strzelanie wstrząsowe przed kombajnem) lub wywołania odprężeń przy zagrożeniach tąpaniami.

Dla urabiania istotne znaczenie mają strefy miażdżenia i kruszenia.

Technice strzałowej stawia się następujące wymagania:

-                   zastosowanie MW ma za zadanie urobienie calizny skalnej,

-                   urobienie calizny powinno charakteryzować się dużym działaniem kruszącym wybuchu z możliwie małym działaniem miażdżącym, przy równoczesnym jak najmniejszym wywoływaniu spękań w nieurobionej caliźnie,

-                   urobek powinien mieć wielkość zamierzoną z uwagi na technologię ładowania i transportu oraz zapotrzebowanie na określony sortyment węgla.

IV.               Otwory strzałowe

1.    Charakterystyka otworów strzałowych

Otwór strzałowy charakteryzuje się kształtem wydłużonym i przekrojem kołowym.

Ze względu na długość otwory strzałowe dzieli się na krótkie - poniżej 6 m długości i długie, co najmniej 6 m.

Ze względu na kąt nachylenia otworu względem płaszczyzny poziomej dzieli się je na: otwory pionowe, poziome i ukośne.

Z uwagi na przekrój otworu wyróżnia się otwory: o stałym przekroju, z lokalnym poszerzeniem i z poszerzonym dnem.

Otwór strzałowy charakteryzuje się następującymi parametrami patrz rys 16.

 

Charakterystyczne parametry otworu strzałowego

          l - długość otworu strzałowego,
          s - środek ciężkości ładunku MW,
          Zg - zabiór liniowy.
          Zp - zabiór przestrzenny
www.czek.eu

 

Rys. 16. Charakterystyczne parametry otworu strzałowego

 

          l - długość otworu strzałowego,

          s - środek ciężkości ładunku MW,

          Zg - zabiór liniowy.

          Zp - zabiór przestrzenny

Długość otworu strzałowego l jest to odległość dna otworu od powierzchni jego wylotu, mierzona w osi otworu.

Zabiór liniowy Zg jest to najkrótsza odległość środka ciężkości ładunku MW umieszczonego w wyrobisku strzałowym od najbliższej obnażonej powierzchni rozsadzanego ośrodka.

Zbiór przestrzenny Zp jest to ta część calizny, która podlega trwałym skutkom działania wybuchu ładunku MW.

2.    Rodzaje otworów strzałowych

 

 Rodzaje otworów strzałowych   a - wciosowy,   b - wrębowy,   c - przebitkowy

www.czek.eu

 

Rys. 17. Rodzaje otworów strzałowych   a - wciosowy,   b - wrębowy,   c - przebitkowy

 

Otwór wiercony prostopadle do powierzchni czoła przodku nazywany jest otworem wciosowym. Wybuch ładunku w takim otworze napotyka opory zwiększające się w głąb calizny.

Otwór wykonany równolegle do szczeliny wrębowej lub do czoła przodku (powierzchni odsłonięcia) nosi nazwę otworu wrębowego. Ładunek założony w otworze wrębowym daje najkorzystniejszy efekt strzelania, tj. obejmuje trwałymi skutkami wybuchu największą przestrzeń calizny przy minimalnej ilości MW. Zabiór ładunku otworu wrębowego w stosunku do powierzchni odsłonięcia jest taki sam na całej długości ładunku.

Otwór strzałowy wywiercony pod kątem mniejszym od 900 do płaszczymy przodku nosi nazwę otworu włomowego.

Przy przebijaniu jednego wyrobiska do drugiego stosuje się otwory przebitkowe.

3.    Rozmieszczenie otworów strzałowych. Włomy

Najlepsze efekty wybuchu ładunku MW osiąga się stosując włomy, które stwarzają dodatkowe płaszczyzny odsłonięcia calizny.

Włomy uzyskuje się przez odstrzelenie ładunku pojedynczego (w jednym otworze) lub grupy ładunków (w kilku otworach). Ładunek lub grupa ładunków, które wykonują pierwszy włom w caliźnie skalnej przy jednej powierzchni odsłonięcia, mają za zadanie jakby otwarcie calizny, a więc wykonanie większej pracy.

Pozostałe otwory, których ładunki odchodzą po uzyskaniu włomu początkowego w caliźnie, mają coraz bardziej ułatwioną pracę urabiania, gdyż włom ten stwarza dodatkowe powierzchnie odsłonięcia.

Otwór lub grupa otworów, które mają wykonać pierwszy włom w caliźnie przodku, nazywa się otworami włomowymi. Zależnie od ich usytuowania w caliźnie, położenia względem siebie, warunków geologicznych i własności skał, warunków technicznych, sposobów odpalania itp. uzyskuje się różne rodzaje włomów.

 

Rodzaje włomów:

Włomy klinowe.

 Stosuje się je w skalach o wyraźnych płaszczyznach uwarstwienia. W zależności od usytuowania tych płaszczyzn względem czoła przodku rozróżnia się kilka odmian włomów klinowych.

Włom klinowy poziomy (rys. 18a) wykonuje się za pomocą kilku otworów strzałowych uszeregowanych poziomo i nachylonych do osi poziomej wyrobiska. Stosowany jest w skałach uwarstwionych przy poziomym usytuowaniu płaszczyzn podzielności w stosunku do czoła przodku.

 

Włom klinowy poziomy

www.czek.eu

 

 Rys. 18.a. Włom klinowy poziomy

 

Włom klinowy pionowy (rys. 18.b) stosuje się w skalach uwarstwionych przy pionowym usytuowaniu płaszczyzn podzielności w stosunku do czoła przodku.

 

Włom klinowy pionowy

www.czek.eu

 

  Rys. 18.b. Włom klinowy pionowy

 

Włom klinowy górny (rys. 18.c) stosuje się w skałach uwarstwionych o średniej zwięzłości przy łupliwości wiszącej w stosunku do czoła przodku.

 

Włom klinowy górny

www.czek.eu

 

  Rys. 18c. Włom klinowy górny

 

Włom klinowy dolny (rys. 18.d) stosuje się w takich samych warunkach jak górny, lecz przy łupliwości leżącej.

 

Włom klinowy dolny

www.czek.eu

 

 Rys.18.d. Włom klinowy dolny

 

Włom klinowy boczny (rys. 18.e) stosuje się w takich samych warunkach jak włom klinowy dolny, lecz przy stromym nachyleniu warstw i usytuowaniu ich w kierunku równoległym do kierunku prowadzenia chodnika.

 

Włom klinowy boczny

www.czek.eu

                        

Rys.18.e. Włom klinowy boczny

 

Włom piramidalny (rys.19) otrzymuje się przez odpalenie czterech otworów wywierconych zbieżnie w środkowej części przodku. Stosuje się go w skałach jednolitych o dużej zwięzłości bez wyraźnego uławicenia.

 

 

Włom piramidalny   

www.czek.eu

 

Rys. 19. Włom piramidalny  

           

Włom stożkowy

www.czek.eu

 

   Rys. 20. Włom stożkowy

 

Włom stożkowy (rys. 20) ma kształt stożka, którego oś pokrywa się z osią chodnika, a podstawa leży w płaszczyźnie czoła przodku. Wykonuje się go za pomocą 6 do 8 otworów strzałowych, odwierconych zbieżnie ku środkowi. Stosuje się go w takich samych warunkach jak włom piramidalny.

Włom wachlarzowy (rys.21) stosuje się wówczas, gdy skała jest uwarstwiona oraz gdy jedna z warstw ma mniejszą wytrzymałość np. cienki pokład węgla. Otwory włomowe zakłada się w tej właśnie warstwie. Może być poziomy lub skośny, może być wykonany pod stropem, w środku lub przy spągu chodnika, zależnie od nachylenia i położenia warstwy nadającej się do tego celu.

Włom wachlarzowy

www.czek.eu

 Rys. 21. Włom wachlarzowy

 

Włom szczelinowy -  pionowy (rys. 22) lub poziomy wykonuje się przez odwiercenie szeregu otworów usytuowanych w linii prostej, z których co drugi załadowuje się materiałem wybuchowym. Odległość między otworami 5 do 20 cm, zależnie od własności skał. Można go stosować w skałach jednolitych bez uławicenia.

 

Włom szczelinowy pionowy

www.czek.eu

 

 Rys. 22. Włom szczelinowy pionowy

 

V. Technika przeprowadzania robót strzałowych

1.    Obwiert przodka w wyrobiskach korytarzowych.

 Przy prowadzeniu wyrobisk korytarzowych wierci się trzy rodzaje otworów strzałowych. Poza omówionymi otworami włomowymi wierci się otwory pomocnicze, które mają na celu rozkruszenie skał wokół włomu, oraz otwory ociosowe, których zadaniem jest nadanie wyrobisku żądanego kształtu. Liczba otworów zależy od rodzaju calizny, przekroju i kształtu przodku, rodzaju stosowanego materiału wybuchowego oraz sposobu ładowania i odpalania.

2.    Przygotowanie i uzbrajanie nabojów udarowych

Każdy ładunek MW musi być zaopatrzony w nabój udarowy, tj. nabój, w którym umieszczona jest spłonka z zapalnikiem (ZE ostry) lub z zamocowanym w niej końcem lontu (rys. 23).

 

Nabój udarowy

www.czek.eu

 

Rys. 23. Nabój udarowy

Przewody zapalnika ostrego muszą mieć długość większą od długości otworu strzałowego.

Przygotowanie naboju udarowego odpalanego elektrycznie za pomocą ZE ostrego rozpoczyna się od odwinięcia opakowania naboju z jednej strony. Następnie do odsłoniętego MW wkłada się zapalnik elektryczny częścią spłonkową, rozwijając uprzednio jego druty, lecz nie naruszając szybkozłączy na ich końcach. Włożony zapalnik obwija się od strony wychodzących z niego drutów odwiniętą uprzednio częścią opakowania naboju i zabezpiecza przed wysunięciem zapalnika z naboju.

3.    Nabijanie otworów strzałowych

Przed nabijaniem otworów strzałowych należy je dokładnie oczyścić ze zwiercin specjalną gracką, wykonywaną zwykle łącznie z nabijakiem.

Materiał wybuchowy przynosi się do miejsca strzelania w torbie lub puszce strzałowej, zapalniki zaś w ładownicy do zapalników elektrycznych.

W przodku należy przedtem przygotować materiał przybitkowy. Następnie kolejno ładuje się otwory strzałowe przeznaczone do odpalania w jednej serii. Przy inicjacji przedniej (najczęściej stosowanej) wprowadza się drewnianym nabijakiem najpierw do otworu pojedynczo poszczególne naboje MW, dociskając je lekko do siebie. Z kolei przygotowuje się nabój udarowy i jako ostatni wprowadza się go do otworu, lekko dociskając do poprzednich.

4.     Przybitka

Otwory strzałowe po umieszczeniu w nich środków strzałowych powinny być wypełnione przybitką do wylotu otworu. Zadaniem przybitki jest izolowanie atmosfery przodka od płomienia powstające go przy wybuchu oraz zamknięcie przestrzeni, w której umieszczono MW, co wpływa w znacznym stopniu na efekty działania MW w zakresie urabiania calizny.

Do przybitki otworów strzałowych (w polach metanowych i niemetanowych) mogą być stosowane następujące materiały niepalne: glina z piaskiem, glina, piasek, woda.

Przy wykonywaniu przybitki otworów strzałowych należy zachować następujące warunki:

- przybitka wypełnia szczelnie odcinek otworu strzałowego od materiału wybuchowego do wylotu otworu;

- długość przybitki wynosi nie mniej niż 0,3 m;

- w otworach strzałowych o głębokości nie większej niż 1,5 m długość przybitki wynosi nie mniej niż:

      a) połowę długości otworu strzałowego — w przypadku stosowania środków strzałowych metanowych i węglowych,

      b) 1/3 długości otworu strzałowego — w przypadku stosowania środków strzałowych metanowych specjalnych;

- w otworach o głębokości większej niż 1,5 m długość przybitki wynosi nie mniej niż:

      a) l/3 długości otworu strzałowego – w przypadku stosowania środków strzałowych węglowych, metanowych i metanowych specjalnych,

      b) 0,3 m — w przypadku stosowania środków strzałowych skalnych.

Przybitka z gliny i z gliny z dodatkiem piasku. Glina oraz glina z dodatkiem piasku powinna zawierać wodę w ilości zapewniającej jej plastyczność. Glinę formuje się w tzw „kluski”  które wprowadza się do otworów strzałowych. Pierwsze trzy „kluski” gliny należy docisnąć z niewielką siłą do kolumny ładunku MW. Pozostałe „kluski” należy rozgniatać i ubijać ze wzmożoną siłą tak, aby wypełniały one cały otwór strzałowy. Kluski wsuwa się i ubija tyczką drewnianą zwaną nabijakiem.

Przybitka piaskowa. Do wykonywania przybitki wolno używać tylko piasku wilgotnego. Do otworów skierowanych stromo w dół piasek można wsypywać luzem. Do innych otworów strzałowych piasek należy wprowadzać w otoczkach papierowych lub luzem za pomocą powietrza sprężonego. Jeżeli otwory są skierowane w górę pod kątem ponad 20° przywlotową część otworu należy wypełnić gliną na odcinku, co najmniej 30 cm.

Przybitka wodna. W celu neutralizacji tlenków azotu znajdujących się w gazach postrzałowych, do wody przeznaczonej do przybitki otworów strzałowych zaleca się dodawać około 0,5% wodorotlenku wapnia lub sody.

Otwory skierowane w dół można przybijać poprzez zalanie ich wodą, lecz tylko wtedy, gdy nie wycieka ona poprzez szczeliny. Przy stosowaniu przybitki wodnej należy używać wyłącznie MW wodoodpornych.

Do innych otworów strzałowych należy stosować wodę w pojemnikach (rys. 24). Ostatni przywlotowy odcinek otworu powinien być wypełniony gliną na długości co najmniej 30 cm.

Wypełnienie otworu strzałowego z zastosowaniem przybitki wodnej.
         1 - naboje materiału wybuchowego,
         2 - zapalnik elektryczny,
        3 - przybitka,
        4 - przewody zapalnikowe
        5 – pojemniki z wodą
czek.eu

Rys. 24. Wypełnienie otworu strzałowego z zastosowaniem przybitki wodnej.

         1 - naboje materiału wybuchowego,

         2 - zapalnik elektryczny,

        3 - przybitka,

        4 - przewody zapalnikowe

        5 – pojemniki z wodą

5.    Łączenie otworów strzałowych

Obwód strzałowy składa się z zapalników elektrycznych, linii strzałowej oraz zapalarki.

Podstawową cechą obwodu strzałowego jest sposób łączenia ZE. Wyróżnia się trzy zasadnicze sposoby łączenia ZE:

- szeregowe,

- równolegle,

- mieszane.

Połączenie szeregowe – jest najczęściej stosowanym sposobem łączenia zapalników w górnictwie (rys.25). Połączenie takie jest proste i przejrzyste i jednocześnie w łatwy sposób można sprawdzić ciągłość obwodu strzałowego i jego oporność.

Opór obwodu strzałowego składającego się z zapalników elektrycznych połączonych szeregowo i podłączonych do linii strzałowej wyraża wzór:

 

Ro= Rl +nRz

 

gdzie: Ro – opór obwodu,

          Rlopór linii strzałowej,

          n   ilość zapalników,

          Rz – opór zapalnika

Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi szeregowo
1 — zapalniki. 2 — przewody zapalnikowe, 3 — przewody strzałowe. 4 — zapalarka
www.czek.eu

 

Rys. 25. Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi szeregowo

1 — zapalniki. 2 — przewody zapalnikowe, 3 — przewody strzałowe. 4 — zapalarka

 

Połączenie równoległe – jest połączeniem rzadziej stosowanym (rys.26). Wymaga przewodów o małym oporze, istnieje brak możliwości kontroli omomierzem prawidłowości połączenia zapalników elektrycznych przez co mogą wystąpić niewypały.

Opór obwodu strzałowego składającego się z zapalników elektrycznych połączonych równolegle i podłączonych do linii strzałowej wyraża wzór:

gdzie: Ro – opór obwodu,

          Rlopór linii strzałowej,

          n   ilość zapalników,

          Rz – opór zapalnika

 

Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi równolegle
1 — zapalniki. 2 — przewody zapalnikowe, 3 — przewody strzałowe. 4 — zapalarka
www.czek.eu

 

Rys. 26. Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi równolegle

1 — zapalniki. 2 — przewody zapalnikowe, 3 — przewody strzałowe. 4 — zapalarka

 

Połączenie mieszane – polega na kombinacji połączenia szeregowego i równoległego. Wyróżnia się dwa rodzaje połączeń mieszanych:  szeregowo–równoległe i równoległo–szeregowe.

 

Połączenia szeregowo-równoległe – grupy zapalników elektrycznych połączonych szeregowo łączy się równolegle do linii strzałowej (rys. 27).

 

Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi szeregowo-równolegle.
www.czek.eu

 

Rys. 27. Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi szeregowo-równolegle.

 

 Połączenia równoległo-szeregowe – grupy zapalników elektrycznych połączonych równolegle łączy się szeregowo do linii strzałowej (rys. 28).

 

Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi równoległo-szeregowo.
www.czek.eu

 

Rys. 28. Strzałowy obwód elektryczny z zapalnikami połączonymi równoległo-szeregowo.

 

Dla niezawodnego odpalania wszystkich ZE włączonych do obwodu strzałowego obwód ten musi być odpowiednio zaprojektowany i poprawnie wykonany. Prawidłowe wykonanie obwodu strzałowego ma również duży wpływ na bezpieczeństwo robót strzałowych.

6.    Odpalanie otworów strzałowych

Przy odpalaniu ładunków materiału wybuchowego uzbrojonych ostrymi zapalnikami elektrycznymi, potrzebne są dodatkowe przewody strzałowe i źródło prądu, którym jest zapalarka elektryczna. Przewody są poprowadzone od przodku do miejsca odpalania, tj. miejsca, w którym podłącza się do nich zapalarkę.

Strzałowy obwód elektryczny przygotowuje się łącząc między sobą końce przewodów zapalnikowych wystające z każdego otworu. Każdy z przewodów zapalnikowych jednego otworu łączy się z przewodami zapalnikowymi sąsiednich otworów, tworząc szeregową linię tych połączeń w ten sposób, że z jednego i drugiego końca tego szeregu pozostaje po jednym wolnym przewodzie zapalnikowym, które to końce należy podłączyć z przewodami strzałowymi. Przed przystąpieniem do tworzenia obwodu elektrycznego z przewodów zapalnikowych i przewodów strzałowych, końce tych przewodów w miejscu odpalania muszą być krótkozwarte (tj. skręcone odizolowane końce).

Mając przygotowany strzałowy obwód elektryczny górnik strzałowy opuszcza, jako ostatni miejsce strzelania (miejsce, w którym są ładunki). Odpowiada on za zapewnienie całkowitego bezpieczeństwa, dlatego musi wykonać odpowiednie czynności oraz wydać polecenia załodze zatrudnionej w miejscu prowadzenia tej roboty. Członkowie załogi przodku, w którym się strzela, powinni być wcześniej wycofani do bezpiecznego miejsca, a górnik strzałowy powinien rozstawić posterunki celem zabezpieczenia dojść do miejsca strzelania. Ludzie obsadzający dojścia do miejsca odstrzału muszą być wyposażeni w czerwone lampy, a swe posterunki mogą opuścić dopiero za zezwoleniem strzałowego. Ponadto przed odpaleniem ładunków MW strzałowy powinien skontrolować, czy zostały wykonane wszystkie zabiegi wymagane przepisami, a mające na celu zabezpieczenie przed zagrożeniami, takimi jak np. zapaleniem lub wybuchem gazów, wybuchem pyłu węglowego, prądami błądzącymi, podwyższoną i obniżoną temperaturą. Należy również usunąć z przodku lub odpowiednio zabezpieczyć przed uszkodzeniem wszelkie narzędzia, kable, przyrządy i urządzenia mechaniczne.

Po wykonaniu wyżej opisanych czynności strzałowy przechodzi do miejsca, z którego odpalać będzie zapalarką serię załadowanych ładunków. Po uprzednim sprawdzeniu, że załoga została wycofana w bezpieczne miejsce, rozłącza krótkozwarte końce przewodu strzałowego i podłącza je do zacisków zapalarki. Okrzykiem „odpala się” zawiadamia załogę o strzelaniu i uruchomieniu zapalarki. Następuje „odstrzał”, czyli wybuch załadowanych ładunków. Po odpaleniu ładunków strzałowy odłącza zapalarkę od przewodów i powtórnie zwiera ich końce.

Po odpaleniu wszystkich ładunków strzałowy może wejść do przodku dopiero po należytym rozrzedzeniu gazów; w wyrobiskach chodnikowych i zabierkowych w żadnym przypadku nie wcześniej jak po upływie 5 minut od chwili odpalenia ostatniego ładunku. Zbyt wczesne wchodzenie do przodku przed rozrzedzeniem gazów jest niebezpieczne ze względu na obrywanie się części calizny naruszonych przez strzały oraz ze względu na szkodliwe działanie tych gazów na zdrowie. W przypadku dużego stężenia tych gazów, wskutek deflagracji MW, zatrucie gazami postrzałowymi może być śmiertelne. Jeżeli ładunek nie odpalił lub istnieje wątpliwość, czy wszystkie ładunki odpaliły, to strzałowy może wejść do przodku dopiero po upływie 15 minut.

Jeżeli po włączeniu prądu nie nastąpił odstrzał, to strzałowy musi odłączyć przewody strzałowe od zapalarki, schować zapalarkę i klucz, spiąć krótko końce przewodów strzałowych oraz zbadać przyczynę nie odpalenia ładunków. Gdy strzałowy stwierdzi, że przewody były wadliwie połączone, powinien usunąć błąd i ładunki ponownie odpalić. Gdy pomimo prawidłowego wykonania połączeń ładunki nie odpalają, wtedy należy każdy ładunek zawiedzionej serii odpalić pojedynczo. Ładunek, który przy odpalaniu pojedynczym nie odpalił, jest niewypałem. Po każdorazowym odpaleniu ładunków strzałowy musi zbadać stan przodku dla stwierdzenia, czy nie zostały niewypały i wykonać obrywkę. Załoga może wejść do przodku tylko za zgodą strzałowego.

Likwidowanie niewypałów.

Niewypał likwiduje się przez wydobycie nabojów materiału wybuchowego z otworu strzałowego, z wyjątkiem materiałów wybuchowych nitroglicerynowych.

Niewypał, którego nie można zlikwidować przez wydobycie naboi materiału wybuchowego z otworu strzałowego, usuwa się, zachowując następujące warunki:

      - przewody zapalnika elektrycznego zwiera się i izoluje;

      - stwierdzenie kierunku otworu strzałowego następuje przez usunięcie przybitki na długości nie większej niż 0,2 m od wylotu otworu;

      - równoległy otwór strzałowy lub dwa otwory strzałowe o długości większej niż długość otworu z niewypałem wierci się w odległości 0,5 m od otworu z niewypałem.

Po odpaleniu ładunków materiałów wybuchowych kontroluje się odstrzelony urobek w celu odnalezienia środków strzałowych pochodzących z niewypału.

 

W następujących przypadkach i miejscach roboty strzałowych prowadzić można tylko w obecności osób dozoru odpowiedzialnych między innymi za sprawdzenie prawidłowego stanu obowiązujących zabezpieczeń w zakresie zwalczania zagrożenia metanowego oraz pyłowego:

  1)  gdy zawartość metanu przekracza 0,5%:

      a)    w górnych wnękach ścianowych,

      b)    w wyrobiskach korytarzowych o wzniosie powyżej 10°,

      c)    przy wywoływaniu zawału stropu, za pomocą materiałów wybuchowych metanowych i metanowych specjalnych;

  2)  gdy zawartość metanu przekroczy 1% w wyrobiskach,

  3)  przy wywoływaniu zawału stropu materiałami wybuchowymi węglowymi i skalnymi,

  4)  w strefach zaburzeń geologicznych w wyrobiskach eksploatacyjnych,

  5)  przy rozsadzaniu luźnych brył odpalanym w otworach strzałowych,

  6)  przy użyciu ładunków wolno przyłożonych,

  7)  przy użyciu lontów detonujących, z wyjątkiem lontów używanych poza otworami strzałowymi w systemie nieelektrycznego odpalania,

  8)  przy usuwaniu niewypałów,

  9)  przed maszynami urabiającymi,

 10) w skałach o temperaturze wyższej niż 50°C lub niższej niż 0°C

VI.               Dokumentacja robót strzałowych

Wśród wielu dokumentów wymaganych przepisami w związku z prowadzeniem robót strzłowych najważniejsze znaczenie dla górnika strzałowego mają:

- metryka strzałowa,

- dziennik strzałowy.

 

Metryka strzałowa. Przykład wzoru metryk strzałowych przedstawiono na rysunkach 29 i 30. Stanowi ona dokumentację ustalającą sposób wykonywania robót strzałowych dla każdego przodku oraz podstawę wystawienia w dzienniku strzałowym zapotrzebowania na środki strzałowe przez upoważnione osoby dozoru.

Metryka strzałowa zawiera następujące określenia:

- nazwę przodku i jego lokalizację (oddział, pokład),

- warunki bezpieczeństwa pokładu (kategoria zagrożenia metanowego, klasa zagrożenia pyłowego),

- nazwę stosowanych środków strzałowych i sprzętu strzałowego,

- wielkość maksymalnego ładunku MW oraz liczbę otworów odpalanych w serii,

- przewidywaną ilość środków strzałowych oraz liczbę otworów strzałowych potrzebnych do urobienia jednostki produkcyjnej (tona, metr) w danym wyrobisku,

- schemat rozmieszczenia otworów strzałowych

-dodatkowe rygory ustalone przez urzędy górnicze lub kierownictwo kopalni.

Metrykę strzałową opracowuje inżynier strzałowy na podstawie strzelań wzorcowych przeprowadzonych przez instruktorów strzałowych. Następnie przekazuje ją za potwierdzeniem do wykorzystania odpowiedniego oddziału.

Dziennik strzałowy. Służy do wpisywania zapotrzebowania na środki strzałowych oraz do rozliczania się z ilości tych środków przez górnika strzałowego. Dziennik strzałowy może otrzymać tylko osoba upoważniona do wykonywania robót strzałowych.

 


KWK „Joanna”

 

Metryka strzałowa

A. Miejsce wykonania roboty strzałowej

    1. Nazwa przodka (numer)      Przekop transportowy W -1                Nr przodka 123

    2. Oddział:  G -17                                poziom   410                          pokład -----------

    3. Cel roboty strzałowej             Wykonanie przekopu przy pomocy MW

B. Określenie warunków bezpieczeństwa

    4. Kategoria zagrożenia metanowego                     -  III

    5. Klasa zagrożenia pyłowego                               - „B”

    6. Inne występujące zagrożenia                              - I stopień zagrożenia wodnego

C. Rodzaj stosowanych środków strzałowych

    7. Materiał wybuchowy                                          - Dynamit

    8. Środki inicjujące                                                 - ZE węglowe półsekundowe  O,45A

    9. Środki zapalające                                                -  nie stosowane

   10. Rodzaj i sposób wykonywania przybitki           - z gliny,  wykonana ręcznie

   11. Sposób łączenia otworów strzałowych             - szeregowe

   12. Sposób inicjowania i odpalania ładunków MW -  od dna otworu

   13. Stosowany sprzęt strzałowy - zapalarka ZK-100-045 przewody strzałowe, omomierz strzałowy, nabijak drewniany, wskaźnik WRZOS.

D. Maksymalny ładunek MW w jednym otworze nie więcej niż    -  1200 g

E. Maksymalny ładunek MW                                                        -  60 kg

F. Maksymalna ilość otworów strzałowych jednocześnie odpalanych  -  66

 



 

G. Schemat rozmieszczenia otworów strzałowych

 

 

H. Dodatkowe rygory i warunki:

1. Miejsce odpalania otworów strzałowych, przebywanie załogi oraz posterunki zabezpieczające dojście do miejsca wykonywania robót strzałowych powinno być zlokalizowane w schronie, we wnęce lub za załamaniem wyrobiska, usytuowanie w odległości nie mniejszej niż 100 m od miejsca wykonania robót strzałowych.

2. Przed rozpoczęciem wykonywania robót strzałowych należy zabezpieczyć pył węglowy przed możliwością wybuchu oraz wykonać przedwiert o długości co najmniej 4m.

3. Przed strzelaniem zabezpieczyć urządzenia energomaszynowe.

4. Górnik strzałowy osobiście rozprowadza i odwołuje posterunki obstawy.

5. Po każdym strzelaniu przeprowadzić kontrolę miejsca wykonania robót strzałowych na okoliczność ewentualnych niewypałów.

6. Usuwanie niewypałów wyłącznie w obecności osoby dozoru z wpisem do dziennika strzałowego.

7. Fajki skontrolować pod kątem pozostania w nich środków strzałowych i je oznaczyć.

8. Strzelać można do 0, 5% zawartości metanu.

9. Ewentualne przystrzałki w razie konieczności wykonywać na zasadach ujętych w niniejszej metryce strzałowej.

10. Roboty strzałowe wolno wykonywać pod stałym i  bezpośrednim nadzorem osoby dozoru ruchu, zgodnie z zarządzeniem KRZG Nr 2/2007.

11. O wszelkich istotnych zmianach natychmiast powiadomić dział strzałowy w celu opracowania metryki strzałowej.

 

Metrykę sporządził:                                                                 Metrykę zatwierdził:

data ………………                                                          data…………………

 

Rys. 29. Metryka strzałowa – pierwsza i druga strona

 


KWK „Joanna”

METRYKA STRZAŁOWA

A. Miejsce wykonywania roboty strzałowej

 

1 . Miejsce i rodzaj przodka   Chodnik podścianowy  14z          Nr przodka   124

2. Oddział:   G – 17                   poziom:   410                             pokład    -  505

3. Cel roboty strzałowej                                -  wykonanie chodnika podścianowego 14z

B. Określenie warunków bezpieczeństwa

4. Kategoria zagrożenia metanowego           -  IV

5. Klasa zagrożenia pyłowego:                      - B

6. Inne występujące zagrożenia:                   -  I stopień zagrożenia wodnego

                                                                      -   II stopień zagrożenia tąpaniami

C. Rodzaj stosowanych środków strzałowych

7. Materiał wybuchowy                                -  METANIT SPECJALNY

8. Środki inicjujące                                        -  ZE metanowe /GZEM-O.2A,ms./

9. Środki zapalające                                       -  nie stosowane

10. Rodzaj i sposób wykonywania przybitki -  przybitka całkowita z gliny wykonana ręcznie

11. Sposób łączenia otworów strzałowych    - szeregowe

12. Sposób inicjowania i odpalania ładunków MW - inicjowanie przednie, odpalanie lokalne

13. Stosowany sprzęt strzałowy  —linie strzałowe PSY + SY, zapalarka ZK – 100,  nakładka czerwona, nabijak, OSI lub OSI-M, wskaźnik WRZOS

D. Maksymalny ładunek MW                     -  250 g

E . Maksymalna ilość MW w jednej serii   - 1250 g

F . Maksymalna ilość otworów strzałowych jednocześnie odpalana    -  5

 

 

 

Numer serii       

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Razem     GZEM – 0,2 A, ms

Ilość sztuk    

4

6

3

8

5

8

3

/

/

/

 Razem             37

D. Schemat rozmieszczenia otworów strzałowych (w trzech rzutach) z zaznaczeniem kolejności zwłoki ZE w poszczególnych otworach.

Dodatkowe rygory i warunki:

1.     Roboty strzałowe wolno wykonywać do 1.5% CH4, a kontrola metanu na każdej zmianie zgodnie z obowiązującymi przepisami.

2.      Roboty strzałowe należy wykonywać pod nadzorem osoby dozoru ruchu górniczego.

3.     Usuwanie niewypałów należy wykonywać pod nadzorem osoby dozoru ruchu górniczego.

4.      Górnik strzałowy osobiście rozprowadza i odwołuje posterunki obstawy wg szkicu wykonanego w dzienniku strzałowym.

5.     Stanowisko odpalania w bezpiecznym miejscu tj. we wnęce, schronie strzałowym lub 10 metrów za załamaniem, jednak me bliżej niż 50 metrów od załadowanych otworów strzałowych, oznakowane tablicą.

6.     Posterunki obstawy oraz miejsca wyczekiwania załogi w miejscu bezpiecznym nie bliżej jak 50 m zgodnie ze szkicem obstaw i instrukcją zabezpieczenia załogi przed szkodliwym działaniem gazów postrzałowych.

7.     Przed przystąpieniem do ładowania MW osoby nie zatrudnione przy ich ładowaniu należy wycofać do miejsc bezpiecznych i zabezpieczyć dojścia obstawą tymczasową.

8.     Przed przystąpieniem do ładowania zabezpieczyć lub usunąć z przodka narzędzia, sprzęt, kable i urządzenia mechaniczne oraz wyłączyć je spod napięcia na czas wykonywania robót strzałowych.

9.     Skontrolować stan zapór pyłowych oraz stref zabezpieczających i wykonać 10 metrową strefę zmywania.

10.     Dokonać pomiaru oporności obwodu strzałowego ze stanowiska odpalania.

11.     Każdą gotowość do strzelania osoba nadzorująca roboty strzałowe zgłasza telefonicznie do dyspozytora ruchu  do stacji tąpań.

12.     Czas wyczekiwania po odstrzale minimum 15 minut.

13.     Wszelkie zmiany warunków górniczo — geologicznych zgłaszać do działu strzałowy celem opracowania nowej metryki strzałowej.

14.     Zwłoka między strzałowa w sąsiednich otworach w skale jednorodnej nie więcej niż 60 ms i 90 ms w skale niejednorodnej.

15.     Pozostałe rygory i warunki nie ujęte w metryce strzałowej należy przestrzegać zgodnie z obowiązującymi przepisami, instrukcjami, techniką strzałową i projektem technicznym.

  Metrykę sporządził:                                                                    Metrykę zatwierdził

   dnia  …………                                                                           dnia ………………

Rys. 30. Metryka strzałowa – pierwsza i druga strona

 


VII.              Sprzęt strzałowy

1.    Kondensatorowa  zapalarka strzałowa  KZS-1/02  I  KZS-1/045

Kondensatorowa zapalarka strzałowa w wersji: KZS-1/02 (żółta) lub KZS-l/045 (czerwona) (rys. 31) jest urządzeniem przeznaczonym do inicjowania zapalników elektrycznych odpowiednio klasy 0,2 A (wg klasyfikacji Unii Europejskiej - klasa I) oraz klasy 0,45 A (klasa II) w połączeniu szeregowym. Zapalarka dodatkowo realizuje pomiar rezystancji obwodu strzałowego z miejsca odpalania posiada również zabezpieczenie przed przypadkowym wyzwoleniem impulsu strzałowego poprzez sekwencję trzech ruchów kluczem strzałowym.

Kondensatorowa zapalarka strzałowa KZS-1/045

czek.eu

 

Rys. 31.Kondensatorowa zapalarka strzałowa KZS-1/045

 

Kondensatorowa zapalarka strzałowa KZS-1/02 przeznaczona jest do stosowania w podziemnych zakładach górniczych zagrożonych wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego oraz zakładach górniczych odkrywkowych i otworowych.

Kondensatorowa zapalarka strzałowa w wersji KZS-1/02 i/lub KZS-l/045, zasilana jest z bloku akumulatorów Ni-MN umieszczonych wewnątrz urządzenia. Dla rozróżnienia typów zastosowano obudowę w dwóch kolorach, i tak:

- KZS-l/02 - kolor żółty ( dla zapalników klasy 0,2 A , I);

- KZS-l/045 - kolor czerwony ( dla zapalników klasy 0,45 A, II).

Zastosowany układ regulacji napięcia na kondensatorze strzałowym, umożliwia wysłanie sygnału strzałowego o odpowiedniej energii, dostosowanej do rezystancji obwodu przyłożonego do zacisków strzałowych. Jest to zaleta zapalarki przy odpalaniu małej ilości zapalników.

2. Dane techniczne zapalarki KZS-1/02 i KZS-11045

• Maksymalne napięcie na zaciskach max. 700 V

• Rezystancja obwodu strzałowego

- dla zapalarki KZS-l/02 R0360 Ω

- dla zapalarki KZS-1/045 R0 200 Ω

• Wydajność strzałowa dla KZS-1/02 120 zapalników ZE 0,2 A z 2 m przewodami Cu

• Wydajność strzałowa dla KZS-1/045 140 zapalników ZE 0,45A z 2 m przewod. Cu

• Czas gotowości do odpalenia - 15 sek.

• Zakres omomierza max. 500 Ω

• Sygnalizacja naładowania akumulatorów wskaźnik zielony

• Sygnalizacja przekroczenia rezystancji granicznej zapalarki wskaźnik żółty

• Sygnalizacja gotowości do odpalania wskaźnik czerwony

• Masa 0,8kg

 

Warunki stosowania

Zapalarka KZS-1/ 02  lub KZS-1/ 045 może być stosowana w następujących warunkach:

a) przy całkowitej rezystancji obwodu strzałowego nie przekraczającej 360 Ω dla zapalarki KZS-1/02 lub 200 Ω dla zapalarki KZS-1/045;

b) gdy linia strzałowa będzie wykonana z przewodu, który został do tych celów dopuszczony;

c) przy prowadzeniu robót strzałowych w polach metanowych linia strzałowa musi być prowadzona w odległości co najmniej 50 cm od stropu wyrobiska;

d) zapas linii strzałowej (o ile jest to linia z przewodów jednożyłowych) nie może być zwinięty w krążek;

e) zapalarka nie może być używana do innych celów niż odpalanie zapalników ze stanowiska strzałowego;

f) zapalarką mogą się posługiwać tylko pracownicy uprawnieni do wykonywania robót strzałowych po szczegółowym zapoznaniu się z niniejszą instrukcją obsługi;

g) zapalarkę uszkodzoną należy natychmiast wycofać z eksploatacji;

h) zabrania się uruchamiania zapalarki w przodku oraz stosowania omomierza zapalarki w celu szukania przerwy w obwodzie strzałowym

2.    Próbnik obwodów strzałowych POS-510a

Próbnik obwodów strzałowych POS-510a (rys. 32) służy do kontroli ciągłości obwodów elektrycznych, w tym obwodów strzałowych i pojedynczych zapalników elektrycznych. Najczęściej  próbnik jest stosowany do wyszukiwania wadliwego zapalnika elektrycznego lub przerwy w obwodzie strzałowym.

Próbnik posiada dwa zaciski pomiarowe pod które podłącza się kontrolowany obwód elektryczny. Gdy rezystancja kontrolowanego obwodu jest mniejsza od 510Ω, próbnik sygnalizuje ciągłość obwodu wyraźnym świeceniem zielonej diody elektroluminescencyjnej. Dla rezystancji w zakresie 510Ω do 3000Ω dioda zielona zmniejsza intensywność świecenia a dla wartości większych od 3000Ω nie świeci się.

 

Próbnik obwodów strzałowych POS-510a

 

Rys. 32. Próbnik obwodów strzałowych POS-510a

3.    Omomierz strzałowy typu OSH-1

Omomierz strzałowy typu OSH-1 (rys.33) przeznaczony jest do precyzyjnego pomiaru rezystancji linii strzałowych, obwodów strzałowych a także pojedynczych zapalników elektrycznych. Pomiary mogą być wykonane również w przodkach, w bezpośrednim sąsiedztwie załadowanych materiałem wybuchowym. Przyrząd ma dwa zakresy pomiarowe 00,00 ÷ 99,99 i 100,0÷ 1999,9 dzięki czemu może służyć do pomiaru dowolnych sieci strzałowych, otworów strzałowych w których znajdują się ZE. Omomierz strzałowy typu OSH-1 może być stosowany we wszystkich zakładach górnictwa podziemnego i odkrywkowego. Załączenie i zmiana zakresów pomiarowych odbywa się automatycznie. Przed każdorazowym wydaniem omomierza strzałowemu wymagane jest sprawdzenie jego prądu pomiarowego. Do kontroli prądu pomiarowego służy tester OSH-1T. Omomierz oraz tester podlegają okresowej kontroli szczegółowej u producenta lub w GIG KD Barbara.

Rys. 33. Omomierz strzałowy typu OSH-1

4.    Rejestrator prądów błądzących RPB-1

Rejestrator prądów błądzących RPB-1 (rys.34) służy do pomiarów natężenia prądów błądzących stałych i przemiennych w miejscach prowadzenia robót strzałowych i składowania środków strzałowych. RPB-1 jest zasilany bateryjnie, zabudowany w obudowie z tworzywa sztucznego i występuje w dwóch wersjach wykonania:

- bez wbudowanej pamięci wewnętrznej

- z pamięcią wewnętrzną

Rejestrator wskazuje wartość skuteczną prądu długotrwałego (>0.4s), która odzwierciedla skutki cieplne w przyłączonym odbiorniku. Mierzona jest całkowita wartość skuteczna prądu, wartość składowej stałej i wartość skuteczna składowej przemiennej. Drugą funkcją przyrządu jest detekcja krótkotrwałych impulsów prądowych (poniżej 110ms) i porównanie energii takich impulsów z impulsem dopuszczalnym dla stosowanego zapalnika elektrycznego. Takie pomiary pozwalają na ocenę zagrożenia odpalenia zapalnika elektrycznego. Ocena taka dokonywana jest dla wybranej klasy zapalnika: ZE 0.2A, ZE 0.45A, ZE 2A, ZE 4A.

 

 

Rys. 34.  Rejestrator prądów błądzących RPB-1

VIII.            Przepisy prawne

 

Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 9 listopada 2016r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących przechowywania i używania środków strzałowych i sprzętu strzałowego w ruchu zakładu górniczego zastąpiło rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 1 kwietnia 2003r. w sprawie przechowywania  i używania środków strzałowych i sprzętu strzałowego w zakładach górniczych.

 

IX.               Bibliografia:

- Bielewicz. T, Prus B., Górnictwo, Wydawnictwo Śląsk 1984 r.

- Bielewicz. T, Prus B., Honysz J. Górnictwo, Wydawnictwo Śląsk 1993 r.

- J. Dudek Technika strzelnicza w kopalniach węgla kamiennego, Wydawnictwo Śląsk

- http://www.carbo.com.pl/strony/dol.htm 2014

- Materiały reklamowe Elgór + Hansen Spółka Akcyjna 2015

- http://www.bh-ruda.pl/produkcja/produkcja/rtb 2018r

- http://wanika.home.pl/wanika/produkty 2018r

- http://haso.pl/   2018r

 

Zebrał i opracował: Czesław Zając    luty 2004,  marzec 2008,  styczeń 2015, luty 2016, grudzień 2018