Strona główna

Eksploatacja złóż

Maszyny i urządzenia górnicze

Miernictwo górnicze

Zajęcia praktyczne

Zmiany w przepisach górniczych z dnia 01.07.2017

Utrzymanie i przebudowa wyrobisk

Utrzymanie i przebudowa wyrobisk.. 1

I. Wzmacnianie obudowy wyrobisk korytarzowych. 1

1. Wzmocnienie stojakami pośrednimi 1

2. Wzmocnienie obudowy odrzwiami pośrednimi 2

3. Obudowa wielobokowa wzmocniona. 2

II. Przebudowa wyrobisk korytarzowych. 4

1. Wykonywanie przebudowy chodnika w obudowie ŁP połączonej z przybierką stropu. 5

2. Przebudowa wyrobisk korytarzowych z pobierką spągu. 6

III. Usuwanie zawałów i rekonstrukcja obudowy. 7

IV. Utrzymanie wyrobisk przyścianowych zawale. 9

V. Utrwalenie wiadomości 10

VI. Bibliografia: 13

I. Wzmacnianie obudowy wyrobisk korytarzowych

W przypadku wystąpienia zwiększonych ciśnień na obudowę zabudowuje się dodatkowe elementy obudowy. Mogą to być pośredniaki zabudowane pod stropnicami lub kompletne odrzwia stawiane pomiędzy już istniejące, albo też obudowa wieloblokowa.

1. Wzmocnienie stojakami pośrednimi

Jest najmniej pracochłonnym, a jednocześnie skutecznym zabezpieczeniem obudowy. W tym celu Stosuje się podciągi drewniane lub stalowe, podbudowanymi stojakami drewnianymi, ciernymi lub hydraulicznymi. Pośredniakami możemy wzmacniać każdy typ obudowy. Przy wzmacnianiu obudowy ŁP (rys. 1) podciągi zabudowuje się najczęściej w osi wyrobiska korytarzowego. Stojaki stawia się pod podciągami w punktach zetknięcia podciągów z łukami przystropowymi. Stojaki pośrednie utrudniają jednak transport w chodnikach i dlatego zastępuje się je obudową wzmocnioną wielobokową lub dodatkowymi odrzwiami.

Rys. 1. Wzmocnienie obudowy ŁP stojakami pośrednimi

a) pośredniak i podciąg drewniany b) stojaki cierne zabudowane jako pośredniaki

2. Wzmocnienie obudowy odrzwiami pośrednimi

W przypadku niemożności zabudowania stojaków pośrednich lub obudowy wielobokowej można zastosować wzmocnienie obudowy odrzwiami pośrednimi, zabudowując kompletne nowe odrzwia pomiędzy odrzwiami istniejącymi.

W przypadku obudowy ŁP w przewidziane miejsce pod strop wprowadza się najpierw łuk stropnicowy, który dociska się do opinki obudowy w stropie stojakiem ciernym lub hydraulicznym. Następnie dołącza się do niego łuki przyociosowe, usuwa rozpory i zabudowuje się w ich miejsce mniejsze do nowego rozstawu odrzwi.

Wzmacnianie odrzwiami pośrednimi nie zapewnia tej wytrzymałości co podciągi podbudowane stojakami, ale daje wolny od stojaków przekrój wyrobiska.

3. Obudowa wielobokowa wzmocniona

Istnieje wiele odmian obudowy wielobokowej różniącej się między sobą liczbą podciągów kształtem i sposobem rozparcia. Obudowa wielobokowa może wzmacniać obudowę drewnianą, typu ŁP, a nawet kamienną.

Jedną z odmian obudowy wieloblokowej jest tzw. obudowa piątkowa (rys. 2). Składa się ona z podciągu górnego (biegunu stropnicowego) 1, dwóch podciągów bocznych (biegunów ociosowych) 2, dwóch zastrzałów 3 i dwóch krótkich stojaków (chłopków) 4.

Wykonanie obudowy wieloblokowej tzw. piątkowej. Podciąg górny 1 zawiesza się na drucie pod stropnicami, a następnie stawia się pod niego dwa tymczasowe stojaki, następnie zawiesza się boczne podciągi 2 i wbija się między nie tymczasowe rozpory. Pomiędzy w ten sposób usztywnione podciągi wbija się z dwóch stron zaolowane zastrzały 3, a następnie podbija się chłopki 4. Po całkowitym rozparciu obudowy stojaki i rozpory pomocnicze usuwa się i dokładnie oklinowuje wszystkie wiązania obudowy wzmocnionej wykazujące jakiekolwiek luzy. Gdy za stojakami występuje pusta przestrzeń wypełnia się ją skałą płonną lub okrąglakami.

Rys. 2. Obudowa wielobokowa chodnika tzw. piątkowa.

W chodnikach szerokich obudowa piątkowa może być niewystarczająca i wówczas stosuje się obudowę wielobokową z 4 (jak na rys. 3) lub 6 podciągami.

Rys. 3. Obudowa wielobokowa chodnika za pomocą czterech podciągów.

1 - podciągi górne (bieguny podstropnicowe)

2 - podciągi boczne (bieguny przyociosowe)

3 – zastrzały

4 - krótkie stojaki (chłopki)

5 - rozpora

Wykonanie obudowy wielobokowej za pomocą czterech podciągów. Podciągi górne 1 oraz boczne 2 zawiesza się pomocniczo (drutem) na obudowie. Następnie pod podciągi górne podbija się dwa stojaki pomocnicze (nieuwidocznione na rysunku) rozmieszczając je tak, by podciąg był mniej więcej podzielony na trzy równe odcinki. Podciągi boczne rozpiera się również pomocniczą rozporą (nieuwidoczniona na rysunku) według tej samej zasady. Po umocnieniu biegunów zakłada się chłopki 4, rozpory 5 oraz zastrzały 3. Te ostatnie zabudowuje się na końcu. Po całkowitym rozparciu zastrzałów usuwa się stojaki i rozpory pomocnicze i dokładnie oklinowuje wszystkie wiązania obudowy wzmocnionej wykazujące jakiekolwiek luzy. Nie należy również zapominać o sposobie pracy stojaków, którym zastrzały przekazują obciążenie stropu na ociosy. W związku z tym, gdy za stojakami występują luzy, wypełnia się przestrzeń pustą skałą płonną lub okrąglakami. Szczególną uwagę należy zwrócić, by chłopki i zastrzały leżały w jednej płaszczyźnie pionowej. W przeciwnym przypadku nastąpi zniszczenie elementów obudowy (rys. 4).

Rys.4. Zniszczenie obudowy wzmocnionej wskutek błędnego zabudowania rozpór i zastrzałów

Obecnie w polskim górnictwie węglowym wzmocnienie obudowy drewnianej obudową wieloblokową praktycznie nie jest stosowane. Stosujemy jednak obudowę wielobokową w celu wzmocnienia obudowy typu ŁP (rys. 5) lub kamiennej.

Rys. 5. Obudowa wielobokowa chodnika zabudowanego obudową ŁP

1 - podciągi dolne (bieguny przyspągowe)

2 - podciągi boczne (bieguny przyociosowe)

3 - podciąg górny (biegun podstropnicowy)

4 - krótkie stojaki (chłopki)

5 – zastrzały

II. Przebudowa wyrobisk korytarzowych

Tam gdzie niezbędne jest przywrócenie normalnych wymiarów wyrobiska, którego przekrój został zmniejszony wskutek działania ciśnienia górotworu, konieczne jest wykonanie przybierki. Przybierkę prowadzi się również w przypadku, gdy wyrobisko wymaga powiększenia przekroju poprzecznego np. zmiany wyposażenia czy też potrzeby większej ilości przepływającego powietrza.

Przebudowy wyrobisk korytarzowych połączonych z przybierką można podzielić na:

▬ przebudowy, w których przybiera się skałę w stropie i w ociosach wyrobiska,

▬ przebudowy, w których pobiera się tylko spąg, zachowując istniejącą obudowę wyrobiska.

Dla każdej przebudowy powinien być sporządzony projekt wykonywania robót, uwzględniający charakterystykę otaczających skał i zagrożenia występujące w miejscu przebudowy.

1. Wykonywanie przebudowy chodnika w obudowie ŁP połączonej
z przybierką stropu

a. Przed przystąpieniem do wykonania przebudowy należy:

▬ zabezpieczyć zabudowane w przebudowywanym wyrobisku kable energetyczne oraz rurociągi. W tym celu kable opuszcza się na spąg i przykrywa połowicami i taśmą przenośnikową. Rurociągi natomiast w zależności od potrzeby podwiesza się niżej;

▬ z wyrobiska przebudowywanego usunąć urobek i wszelkie zbędne przedmioty;

▬ wzmocnić obudowę wyrobiska przeznaczonego do przebudowy podciągami (szyny lub profile stalowe o dł. 6m) na odcinku co najmniej 4m od miejsca rozpoczęcia przebudowy.

b. W miejscu rozpoczęcia przebudowy należy wykonać wdzierkę, postępując następująco:

▬ co najmniej trzy kolejne odrzwia od miejsca rozpoczęcia przebudowy w kierunku przeciwnym do kierunku przebudów opiąć klamrami dystansowymi, zakładając je na strzemionach po obu stronach;

▬ kilofem usunąć opinkę spoza łuków przyociosowych i wykonać obrywkę ociosów, a w razie konieczności zastosować urabianie młotkami pneumatycznymi lub robotami strzałowymi;

▬ usuwanie opinki i urabianie skał wykonywać na odcinku nie dłuższym jak jeden odstęp obudowy ŁP, a obnażoną caliznę na ociosach opiąć okorkami, balami, połowicami rozpartymi do łuków przyociosowych obudowy ŁP;

▬ kilofem lub łomem usunąć opinkę znad łuku stropnicowego i wykonać obrywkę do calizny, a w razie konieczności zastosować urabianie młotkami pneumatycznymi lub robotami strzałowymi;

▬ odsłonięty strop zabezpieczyć w sposób analogiczny jak ociosy;

▬ zabudować dwa komplety odrzwi ŁP w przewidzianych od stępach i spiąć je płaskownikami dystansowymi; pomiędzy odrzwiami ŁP zabudować rozpory;

▬ opinkę ŁP należy wykonać z materiałów i w sposób przewidziany technologią;

▬ rozkręcić i usunąć stare odrzwia ŁP.

c. Przebudowę po zabudowaniu dwóch kompletów odrzwi ŁP wykonuje się następująco:

▬ odsłonięty strop zabezpiecza się obudową tymczasową, którą stanowi łuk stropnicowy zawieszony na dwóch podciągach z szyn 115 mm, umocowanych każda na dwóch podwieszkach zawieszonych na odrzwiach ŁP,

▬ do łuku stropnicowego dokręca się łuki przyociosowe i wykonuje się wykładkę, uzupełniając i wymieniając uprzednio założoną opinkę,

▬ po założeniu nowo zabudowanych odrzwi rozkręca się i usuwa stare odrzwia.

d. W czasie wykonywania przebudowy należy przestrzegać między innymi:

▬ usztywnienie obudowy po obu stronach ociosu obowiązuje na odcinku 20m od czoła przebudowy,

▬ nie wolno opuszczać miejsca pracy bez uprzedniego prawidłowego zabezpieczenia obudowy wyrobiska,

▬ nie wolno przewieszać kabli energetycznych ani przemieszczać żadnych urządzeń energetycznych będących pod napięciem,

▬ na bieżąco kontrolować kluczem dynamometrycznym stan dokręcenia śrub w zamkach obudowy ŁP.

2. Przebudowa wyrobisk korytarzowych z pobierką spągu

W chodnikach przewozowych wyposażonych w przewóz szynowy pobierka spągu jest najczęściej połączona z przebudową torów szynowych. Najbardziej skutecznym sposobem jest rozbieranie torów, wykonanie pobierki spągu i ponowne ułożenie torów. Taki sposób wymaga wyłączenia wyrobiska z ruchu na cały okres przebudowy.

Niekiedy jest to niemożliwe i pobierkę można wykonywać tylko na jednej zmianie (najczęściej na zmianie nocnej). Podnosi się wtedy całe przęsła toru i opiera je bokiem na ociosie na czas” pobierki. Po dokonanej pobierce na odcinku przęsła układa się go na poprzednim miejscu. Można też, pozostawiając tory na miejscu, podebrać pod nimi spąg na odpowiednią głębokość, a następnie opuścić tor w całości, wypełnić puste przestrzenie podsypką i podbić. Sposób ten stosowany z konieczności jest najmniej wydajny i mniej bezpieczny.

Samą pobierkę dokonuje się ręcznie-kilofami i młotkami pneumatycznymi, zależnie od poluzowania oraz spękania wyciśniętych skał. Niekiedy konieczne jest zastosowanie robót strzelniczych z użyciem małych ładunków materiału wybuchowego, głównie w celu poluzowania i rozkruszenia skały.

Podczas pobierki należy pamiętać, aby nie dokonywać usuwania wypiętrzonego spągu poniżej stóp stojaków. W przeciwnym przypadku należy na ociosach zabudować ciąg podciągów, a po wybraniu spągu do łuku ociosowego przykręcić strzemionami odpowiedni profil stalowy w celu jego przedłużenia.

W odpowiednich warunkach do pobierki spągu stosuje się obecnie spągoładowarki (rys. 6), maszyny zrywające spąg i ładujące zerwaną skałę na przenośniki lub do wozów.

Rys. 6. Spągoładowarka „Niwka” przeznaczona do pobierki spągu

III. Usuwanie zawałów i rekonstrukcja obudowy

Rekonstrukcja obudowy należy do zadań trudnych i niebezpiecznych. Od górników przeprowadzających powyższe prace wymagane są najwyższe kwalifikacje i duże doświadczenie. Nie sposób w krótkiej publikacji wyczerpująco omówić to zagadnienie. Myślę, że poniższe rysunki z komentarzem pomogą zrozumieć istotę rekonstrukcji obudowy drewnianej, która niewiele odbiega od rekonstrukcji innych typów obudowy.

Rys. 7. Usuwanie zawałów o małej rozpiętości	Na nowo zabudowane odrzwia wzmacniające 1 nasuwa się kilka długich podciągów 2 równolegle do osi chodnika, a następnie pustą przestrzeń nad stropnicami zakłada się stosami drewnianymi (kasztami) 3, posuwając się systematycznie wzdłuż całego zawaliska przy równoległym wybieraniu skały i zabudowywaniu dalszych odrzwi 4.
Rys. 8. Rekonstrukcja obudowy przy małej wysokości sklepienia.	W trakcie wybierania skały zawałowej zabudowuje się na początku zawału stojak pomocniczy 1. Po wybraniu skały zawałowej na głębokość jednych odrzwi normalnych, tj. około 1,2 m, stawia się odrzwia kierunkowe 2, które usztywnia się klamrami stalowymi (hakami). Na odrzwia kierunkowe układa się podciągi 3, które w drugim końcu oparte są na odrzwiach w chodniku. Odrzwia kierunkowe łączy się klamrami z nałożonymi na nie podciągami. Następnie przy zabezpieczonym wyrobisku stojakiem pomocniczym układa się stos 4 usztywniając obudowę klinami. Po usztywnieniu zabudowuje się odrzwia pośrednie 5 i klinuje się ponownie całość. Przed przejściem do dalszego odcinka, który obudowuje się w podobny sposób, wycina się stojak pomocniczy i usuwa klamry.
Rys. 9. Przekrój poprzeczny wyrobiska z zabudowaną pustką stosami drewnianymi.	Pustkę zawałową można zapełnić stosami z drewna. Kształt stosów uwarunkowany jest formą sklepienia. Wzdłuż osi chodnika stosy mogą być powiązane z sobą lub mogą być rozstawiane względem siebie w odległościach 1,5 ÷ 2,5 m. W tym ostatnim przypadku zachodzi konieczność wychodzenia od szerszej podstawy stosu i zwężania następnych warstw stosów przy posuwaniu się w górę. Taki sposób obudowy jest możliwy przy zwięzłej skale w sklepieniu zawału.
Rys. 10. Obudowa rozporowo-sklepieniowa	W celu uniknięcia budowy wysokich stosów drewnianych pustkę można zabudować obudową rozporową. Przykładem takiej obudowy jest obudowa rozporowo sklepieniowa gdzie zasadniczą rzeczą jest wiązanie i opierane konstrukcji rozporowej na obudowie chodnikowej, która w danym przypadku tworzy jedną całość. Obudowę rozpoczyna się od zabudowania rozpór poziomych 1. Pod rozpory dolne zabudowuje się odrzwia chodnikowe 2, a następnie zakłada się rozpory 3 oraz zastrzały górne 4. Ilość zastrzałów oraz rozpór jest uwarunkowana kształtem sklepienia. Całość powinna być względem siebie również rozpierana rozporami podłużnymi 5 wzdłuż chodnika. W punktach węzłowych należy stosować dodatkowo klamry stalowe 6.
Rys. 11. Zabezpieczenie wyrobiska poduszka amortyzacyjną.	W skałach kruchych mających tendencję do opadania, układanie stosów lub zabudowywanie rozpór jest bardzo niebezpieczne. W takim przypadku celowe jest oddzielenie wyrobiska chodnikowego od sklepienia poduszką amortyzacyjną. Skały opadające na nią z biegiem czasu zapełnią pustkę. Przykłady takiego rozwiązania przedstawia sąsiedni rysunek.

IV. Utrzymanie wyrobisk przyścianowych zawale

Wyrobiska przyścianowe obudowuje się najczęściej łukami stalowymi ŁP. W pokładach, w których wysokość ściany jest równa wysokości chodników podścianowych, korzystne jest stosowanie stalowej obudowy prostokątnej.

W przypadku konieczności utrzymania wyrobisk przyścianowych w czasie wybierania ścian stosowana jest dodatkowa ochrona chodników od strony zawału ściany za pomocą:

▬ stosów (kasztów) drewnianych wypełnionych kamieniem (rys.12),

▬ wzmocnienia chodnika podciągami - jednym zabudowanym w osi chodnika i podpartym stojakami, drugim wzmacniającym obudowę chodnika od strony zawału podbudowanym stojakami kontrującymi, które zabezpieczają wyrobisko przed spodziewanym ciśnieniem bocznym (rys. 13),

▬ pasów ochronnych wykonanych z materiałów wiążących (rys. 14). Jako materiał wiążący można stosować cement z paskiem lub specjalne spoiwa górnicze np UTEX- 15. Spoiwo UTEX- 15 jest mieszaniną cementu portlandzkiego, popiołu lotnego i domieszek modyfikujących jego właściwości. Spoiwo zarabia się wodą.

Rys. 12. Ochrona chodników przyścianowych za pomocą stosów drewnianych.

Rys. 13. Sposób zabezpieczenia chodników przyścianowych za pomocą podciągów podbudowanych stojakami indywidualnymi

1_a — stojak indywidualny zabudowany w osi wyrobiska,

1_b — stojak indywidualny zabudowany „na kontrę”,

2 — podciąg,

3 — rozpory wykonane z podkładów,

4 — podkłady kolejowe drewniane.

Rys. 14. Schemat ochrony chodnika pasem wykonanym ze spoiwa wiążącego.

1 - spoiwo wiążące, 2- płótno podsadzkowe i siatka metalowa, 3 – stojaki drewniane

V. Utrwalenie wiadomości

Pytania kontrolne

1. Co rozumiemy przez pojęcie utrzymanie wyrobisk?

2. W jaki sposób wzmacnia się obudowę wyrobisk korytarzowych?

3. Wyjaśnij pojęcie przebudowa wyrobiska — jak się ją wykonuje?

4. W jaki sposób można dokonać pobierki spągu?

5. Jak wykonuje się przebudowę zawałów?

Testy

1) Przed przystąpieniem do wykonywania przebudowy chodnika w obudowie ŁP połączonej z przybierką stropu i ociosów i powtórnym zabudowaniem obudowy ŁP w pierwszej kolejności przystąpisz do:

a) Wykonania wdzierki

b) Zabezpieczenia kabli elektrycznych

c) Rozpakowania ociosów

d) Wyrabowania starych odrzwi ŁP

2) Przed przystąpieniem do pobierki spągu w wyrobisku z torowiskiem w pierwszej kolejności przystąpisz do:

a) Zabudowania podciągów (rysp) na łukach ociosowych

b) Oznakujesz i zabezpieczysz miejsce przebudowy przed nadjeżdżającym pociągiem

c) Zdemontujesz tor w miejscu pobierki

d) Sprawdzisz stan obudowy i dokonasz obrywki niezabezpieczonych skał

3) W istniejącym wyrobisku należy wzmocnić obudowę ŁP przed spodziewanym zwiększonym ciśnieniem górotworu, które może doprowadzić do zmniejszenia przekroju poprzecznego. W środku wyrobiska jest zabudowany przenośnik taśmowy. W tym celu

a) Zabudujesz stojaki pośrednie

b) Zabudujesz dodatkowe podciągi na ociosach

c) Wzmocnisz obudowę torkretem

d) Wykonasz obudowę wielobokową

4) Rysunek przedstawia obudowę wielobokową. Numerem 4 jest oznaczony:

a) Zastrzał

b) Chłopek

c) Biegun podstropnicowy

d) Biegun przyociosowy

5) Przy zwiększonym ciśnieniu górotworu w przodku drążonego wyrobiska chodnikowego należy:

a) Zagęścić obudowę (zmniejszyć odległość między odrzwiami)

b) Wzmocnić obudowę pośredniakami

c) Wzmocnić obudowę chodnika obudowa wielobokową

d) W przypadku obudowy drewnianej stosować grubsze stojaki, a w przypadku obudowy ŁP z większą siłą dokręcać zamki.

6) Poniższy rysunek przedstawia usuwanie zawału w wyrobisku korytarzowym. Podciąg oznaczono numerem:

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

7) Poniższy rysunek przedstawia usuwanie zawału w wyrobisku korytarzowym. Stos oznaczono numerem:

a) 2

b) 3

c) 4

d) 5

8) W przypadku dokonywania pobierki spągu poniżej stóp podporowych obudowy ŁP konieczne jest w pierwszej kolejności:

a) Opuszczenie kabli energetycznych

b) Zabudowa dodatkowych odrzwi wzmacniających

c) Przedłużenie łuku ociosowego odpowiednim profilem stalowym

d) Zabudowa na ociosach ciągu podciągów stalowych

9) „Podciąg górny zawiesza się na drucie pod stropnicami, a następnie stawia się pod niego dwa tymczasowe stojaki, następnie zawiesza się boczne podciągi” Powyższy cytat dotyczy instrukcji wykonywania:

a) Obudowy tymczasowej w wyrobisku korytarzowym

b) Wzmocnienia obudowy ŁP stojakami pośrednimi

c) Ochrony chodników przyścianowych za pomocą stosów drewnianych

d) Obudowy wielobokowej

10) Poniższy rysunek przedstawia wyrobisko z zabudowanymi stojakami ciernymi, których celem jest:

a) Wzmocnienie istniejącej obudowy

b) Przygotowanie wyrobiska do pobierki spągu

c) Przygotowanie wyrobiska do przybierki stropu

d) Usuwanie zawału skał stropowych

11) Rysunek zamieszczony obok przedstawia:

a) Wyrobisko ścianowe

b) Przekop

c) Ochronę chodnika przyścianowego ściany zawałowej

d) Ochronę chodnika przyścianowego ściany podsadzkowej

Zebrał i opracował: Czesław Zając marzec2006r, luty 2017, wrzesień 2017

VI. Bibliografia:

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

- Chudek M., Wilczyński S., Żyliński R., Podstawy górnictwa, Wydawnictwo Śląsk 1977 r.

- Poradnik górnika, Wydawnictwo Śląsk 1972 r.

- Korman J. Górnictwo Wydawnictwo Śląsk 1972 r.

- T. Bielewicz, B. Prus, J. Honysz Górnictwo Część I Wydawnictwo ŚLĄSK 1993r

- Cz. Zając, Miernictwo górnicze Katowice 2012 r