Strona główna

Eksploatacja złóż

Maszyny
i
urządzenia górnicze

Miernictwo górnicze

Zajęcia praktyczne

 

Stan prawny na dzień 30.06.2017

Systemy eksploatacji cz. II

I.      Systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną  1

1.      Warunki stosowania  1

2.      Sposoby prowadzenia ścian podsadzkowych  2

3.      Obudowa ścian z podsadzką hydrauliczną  5

4.      Organizacja pracy w ścianach z podsadzką hydrauliczną  6

II.     Systemy ścianowe z podsadzką suchą  7

III.    Wybieranie pokładów grubych warstwami 7

1.      Wprowadzenie  7

2.      Kolejne wybieranie warstw z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej warstwami równoległymi do spągu                                                                                                                                                                           8

3.      Równoczesne wybieranie warstw (system blokowy) z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej z warstwami równoległymi do spągu  9

4.      Wybieranie warstwami równoległymi do spągu z zawałem stropu  10

5.      Eksploatacja na warstwy ścianami z mieszanym sposobem kierowania stropem    12

IV.    Zabierkowe systemy wybierania  12

1.      Wprowadzenie  12

2.      Wybieranie zabierkami z zawałem stropu  13

3.      Wybieranie zabierkami z podsadzką hydrauliczną  13

V.     Systemy wybierania ubierkowo-zabierkowe  14

1.      System jankowicki 14

2.      System miechowicki 16

VI.    Podziemne zgazowanie węgla  18

VII.       Pytania kontrolne. 19

 

I.  Systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną

1.    Warunki stosowania

Systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną stosuje się:

   w celu ochrony powierzchni,

   w celu ochrony pokładów wyżej zalegających,

   przy stropach klasy III,

   przy wybieraniu pokładów grubych,

   w pokładach o dużej skłonności do samozapalenia.

Do wad systemu należy zaliczyć przede wszystkim duże koszty jego stosowania, dlatego w polskim górnictwie udział wydobycia z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej systematycznie spada.

2.    Sposoby prowadzenia ścian podsadzkowych

 

W zależności od warunków geologiczno-górniczych stosuje się systemy ścianowe w odmianach poprzecznej (rys. 1 i 2) lub podłużnej (rys. 3).

Rys. 1. Przykład pola wybierania dla systemu ścianowego poprzecznego z podsadzką hydrauliczną. Jest to najczęściej stosowane rozcięcie pola. Zaletą jest możność rozwinięcia długiego frontu wybierania z znaczną koncentracją wydobycia. Ze względów bezpieczeństwa i wygody ruchu odległość między czołami ścian wynosi 15 – 25 m. Wybieg ścian wynosi do 500 m.

 

Rys. 2. Przykład pola wybierania dla systemu ścianowego poprzecznego z podsadzką hydrauliczną. W podanym przykładzie nie wykonuje się robót przygotowawczych. Posiada jednak dwie istotne wady; występuje tutaj przewietrzanie schodzącym prądem powietrza (nie można stosować w przypadku zagrożenia metanowego) oraz mieszaninę podsadzkową trzeba tłoczyć po wzniosie. Czoła ścian są usytuowane przekątnie dla łatwiejszego spływu wody. Wybieg ścian może wynosić do 250 m, a wzajemne wyprzedzenie ścian 15 – 25 m.

 

System ścianowy poprzeczny można stosować przy nachyleniu pokładu do 200 (przy urabianiu całym frontem).

 

 

Rys. 3. Przykład pola wybierania dla systemu ścianowego podłużnego z podsadzką hydrauliczną, w układzie kilku ścianowym. Długość pochyła pietra wynosi do 500m. Z pochylni transportowej prowadzi się kilka ścian. Długość ich zależy od nachylenia - im większe tym długość ścian mniejsza. Powyższy układ stosujemy przy niewielkim ciśnieniu górotworu i przy braku zagrożenia tąpaniami. W przypadku zagrożenia tąpaniami ściany górne wyprzedzają dolne, a chodniki międzyścianowe prowadzi się równo z frontami ścian.

System ścianowy podłużny z podsadzką hydrauliczną stosowany może być w pokładach poziomych lub prawie poziomych. Przy większych nachyleniach nacisk mieszaniny podsadzkowej na dolny odcinek tamy czołowej i bocznej jest tak duży, że może spowodować wyrwanie tam i wylanie się mieszaniny podsadzkowej do wyrobisk. 

Spośród powyższych systemów najszersze zastosowanie znalazł system poprzeczny.

 

3.    Obudowa ścian z podsadzką hydrauliczną

W ścianach z podsadzką hydrauliczną można stosować obudowę:

   drewnianą

   mieszaną stalowo-drewnianą

   stalowo-członową

   zmechanizowaną z odrzwiami drewnianymi

   zmechanizowaną z kompleksową mechanizacją.

Obudowa drewniana może ona być stosowana w odmianie podłużnej lub poprzecznej. Obecnie ten typ obudowy wychodzi z użycia.

Obudowa podłużna - odrzwia złożone są ze stropnic drewnianych długości 6 m podpartych stojakami drewnianymi. Odległość między stropnicami wynosi około 1 metra. Strop opięty jest okorkami. Przy tym typie obudowy łatwiej buduje się tamy czołowe, jednakże występuje taka niedogodność, że przenośnika ścianowego nie można przesunąć w całości, należy go rozebrać na części i budować w czole przodka na nowo.

Przy korzystnych warunkach stropowych można nowe stropnice budowane przy czole ściany podwiesić na podciągach. Po wybraniu urobku i przesunięciu przenośnika podbudować je.

Obudowa porzeczna – stosowana przy słabszych stropach. Stropnice o długości do 3,5 m zabudowane prostopadle do czoła ściany. Są one podparte na dwóch lub trzech stojakach.

Obudowa mieszana - w dążeniu do mechanizacji urabiania węgla zaczęto stosować obudowę stalowo-członową. Buduje się ją w przestrzeni roboczej ściany. Może być zabudowana w układzie „w linię” lub „w trójkąt”. Po wykonaniu cyklu urabiania jest przebudowywana do przodu i zastępowana obudową drewnianą.  Zastosowanie obudowy mieszanej pozwoliło na  mechanizację procesu urabiania i ładowania oraz oszczędność drewna, a w konsekwencji na przyspieszenie cyklu urabiania oraz mniejsze koszty.

 

Obudowa stalowo-członowa Może być stosowana w układzie „w linię” lub „w trójkąt”. Cykl ścianowy musi być równy wielokrotności cyklu urabiania. Np. przy urabianiu kombajnem o zabiorze 0,8 m  cykl ścianowy składa się z pięciu cykli urabiania i wynosi 4 m. W tym przypadku stosuje się stropnice stalowo członowe o dł. 1,6 m podparte stojakami natychmiastpodporowymi hydraulicznymi lub ciernymi. Stan wyjściowy cyklu to przygotowanie do urabiania po podsadzeniu zrobów. Odległość czoła ściany od podsadzki wynosi 4 m. Wykonujemy kolejne cykle urabiania, zabudowując wybraną przestrzeń obudową członową. Jednocześnie stawiamy obudowę drewnianą prostopadłą do czoła ściany (tzw. bramki). Po wykonaniu piątego cyklu urabiania następuje rabowanie obudowy stalowej z przestrzeni przeznaczonej do podsadzania w której odrzwia drewniane (bramki) stanowiące rozrzedzoną obudowę zabezpieczającą strop do czasu wykonania podsadzania. Po wykonaniu podsadzenia otamowanej przestrzeni uzyskuje się stan wyjściowy.

 

Obudowa zmechanizowana z odrzwiami drewnianymi. Ten sposób zabudowy jest stosowany głównie w przypadku stosowania obudowy posiadającej osłonę odzawałową, która uniemożliwia przejście do przestrzeni podsadzanej. Aby to umożliwić sekcje buduje się „co drugą”, a wolną przestrzeń pomiędzy nimi zabudowuje się obudową drewnianą. Przestrzeń ta służy jednocześnie jako przejście do tamowanego pola. Takie rozwiązanie nie pozwała na pełne wykorzystanie możliwości obudowy zmechanizowanej i uzyskanie zadowalających wyników ekonomicznych.

Obudowa zmechanizowana z kompleksową mechanizacją. W tym rozwiązaniu stosuje się zazwyczaj obudowę zmechanizowaną podporową wraz tamą podsadzkową przesuwaną w ślad za obudową wraz z rurociągiem podsadzkowym.

Bardzo prostym i łatwym w wykonaniu jest rozwiązanie przedstawione na rysunku 4. Konstrukcję nośną tamy stanowią łańcuchy 4 rozpięte pomiędzy stropnicami obudowy Fazos 8, a łącznikami 5 połączonymi ze spągnicą. Płótno podsadzkowe 3 przybija się gwoździami z góry do stropnicy drewnianej 7, stanowiącej element rozrzedzonej obudowy drewnianej, i u dołu do stropnicy drewnianej 6 ułożonej na spągu. Od dołu uszczelnia się tamę tradycyjnie fartuchem wzmocnionym deskami lub okorkami.

Rys. 4. Obudowa zmechanizowana podporowa wraz z tamą łańcuchową przesuwną.

Po dokonaniu podsadzania przesuwa się obudowę wraz z łańcuchami, pozostawiając w otamowanej przestrzeni płótno podsadzkowe. Zabezpiecza ono skarpę podsadzki (nachyloną pod kątem około 20°) przed rozmuleniem w czasie następnego podsadzania. W przestrzeni podsadzanej pozostaje również obudowa drewniana w postaci odrzwi poprzecznych lub podłużnych.

Powyższe rozwiązanie nie jest jedynym stosowanym w polskim górnictwie.

 

4.    Organizacja pracy w ścianach z podsadzką hydrauliczną

Organizacja pracy w ścianach z podsadzką hydrauliczną jest bardziej skomplikowana niż w ścianach zawałowych. Można w niej wyróżnić:

1.    cykl urabiania do którego wchodzi: urabianie, ładowanie, odstawa urobku, przesuwanie przenośników i zabudowa obudowy,

2.    cykl ścianowy, złożony zazwyczaj z kilku cykli urabiania oraz z podsadzenia wybranej przestrzeni, które to wymaga postawienia tam podsadzkowych, montażu rurociągów podsadzkowych i wypełnienia otamowanej przestrzeni mieszaniną podsadzkową.

Cykl urabiania niewiele różni się od sposobu eksploatacji ściany w systemach zawałowych. Po wykonaniu określonej liczby cykli urabiania podsadza się wyrobisko. Czynności przygotowawcze do podsadzania, a więc stawianie tam, montaż rurociągów podsadzkowych, przygotowanie odpływu wody wykonuje się równolegle z cyklami urabiania. Zazwyczaj na podsadzanie przeznacza się osobną zmianę. Na przykład urabia się na zmianach A, B, C, a na zmianie D wykonuje się podsadzanie.

II. Systemy ścianowe z podsadzką suchą

Systemy ścianowe z podsadzką suchą mogą być z podsadzką pełną lub częściową.

System ścianowy z pełną posadzką suchą stosuje tam, gdzie:

   zachodzi konieczność ochrony powierzchni

   istnieje konieczność lokalizowania skały płonnej pochodzącej z robót górniczych i przeróbki mechanicznej,

   nie ma możliwości zastosowania innego sposobu kierowania stropem.

W Polskim górnictwie wydobycie ze ścian na podsadzkę suchą od lat systematycznie spada i obecnie jest stosowane bardzo rzadko. Stosuje się system ścianowy z podsadzką suchą w odmianie podłużnej.

Linia czoła ściany w zależności od nachylenia pokładu może być prostoliniowa lub ustępliwa.

Roboty przygotowawcze stanowią chodniki: podścianowy i nadścianowy oraz przecinka ścianowa. Urabianie, ładowanie i odstawa dokonywane są podobnie jak w ścianach zawałowych.

 Obudowa może być:

-  drewniana podłużna lub poprzeczna,

-  stalowa zwykła lub stalowo-członowa,

-  mieszana stalowo-drewniana,

-  obudowa zmechanizowana

Na rys. 5 przedstawiono ścianę podłużną z pełną podsadzką suchą i obudową drewnianą równoległą do czoła ściany.

  Przestrzeń poeksploatacyjną likwiduje się przez wypełnianie jej pełną podsadzką suchą. Zależnie od wytrzymałości stropu i wysokości ściany podsadza się zwykle przestrzeń odpowiadającą jednemu lub dwom zabiorom. Przestrzeń tę odgradza się od pola roboczego ściany przepierzeniem wykonanym z siatki drucianej lub z drewna (okorków).

Wykonywanie podsadzki suchej zostanie omówione w następnych rozdziałach.

 

Rys.  5.  Ściana podłużna prowadzona na podsadzkę suchą

 

III.      Wybieranie pokładów grubych warstwami

 

1.    Wprowadzenie

Pokłady grubości powyżej 4,0 m powinny być wybierane warstwami. Pokład taki można podzielić na warstwy:

1.        równoległe do uławicenia (rys. 6),

2.        poziome (rys. 7),

3.        przekątne do płaszczyzny poziomej (rys. 8).

 

Rys. 6.                                                  Rys. 7.                                 Rys. 8.

 

Przy nachyleniu do 35° pokłady dzieli się prawie wyłącznie na warstwy równoległe do uławicenia zwracając uwagę na to, aby każda warstwa miała w piętrze mocną ławicę węglową lub skalną (przerost). Grubość warstw przyjmuje się od 2,5 do 3,5 m. Obecnie do eksploatacji grubych pokładów stosuje się głównie systemy ścianowe.

Warstwy pokładu grubego można wybierać w następującej kolejności, tzn.:

    z góry w dół,

    z dołu do góry,

    w sposób mieszany, np. najpierw warstwę górną, potem dolną, a na końcu środkową.

Eksploatacja na warstwy może odbywać się następującymi sposobami kierowania stropem:

    z zawałem stropu - kolejność wybierania warstw musi być zawsze z góry w dół

    z podsadzką hydrauliczną - kolejność wybierania warstw może być dowolna, z tym że przy kolejności z góry w dół podsadzka musi być utwardzana lub samozestalająca się pod naciskiem warstw stropowych,

    z podsadzką suchą - kolejność wybierania warstw może być dowolna

    kombinowanym – np. z podsadzką hydrauliczną samozestalającą się i z zawałem stropu.

Warstwy pokładu mogą być wybierane w następujący sposób:

    kolejnie po wybraniu w danym polu warstwy pierwszej rozpoczyna się wybieranie warstwy następnej,

    równocześnie w jednym polu na całej grubości pokładu (tzw. wybieranie blokowe), odległość frontów wybierania w poszczególnych warstwach nie może być mniejsza od 30 m.

2.    Kolejne wybieranie warstw z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej warstwami równoległymi do spągu

 Każdą warstwę wybiera się oddzielnie. Pierwszą warstwę wybiera się po spągu pokładu, drugą i następne należy wybierać bezpośrednio po podsadzce, przy czym grubość warstwy nie powinna przekraczać 3,5 m. Przeważnie wybiera się systemem ścianowym poprzecznym.

Warstwę pierwszą wybiera się w sposób podobny jak systemem ścianowym na posadzkę hydrauliczną z jedną warstwą. Bardzo ważne jest dokładne podsadzenie wybranych przestrzeni, gdyż w przeciwnym razie mogą zawalić się, a w powstałym zawale węglowym może nastąpić samozapalenie węgla i pożar.

W warstwie drugiej i następnych dowierzchnie ścianowe prowadzi się po piasku, przy czym drąży się je w odległości 10 do 20 m od zlikwidowanych (podsadzonych) dowierzchni ścianowych warstwy pierwszej.

Kolejne wybieranie ścian stwarza możliwości powstania pożarów w warstwach wyższych, albowiem po wybraniu warstwy pierwszej pozostała część pokładu ulega odprężeniu, a często lokalnemu spękaniu i rozkruszeniu, co sprzyja samozapaleniu węgla.

 

3.    Równoczesne wybieranie warstw (system blokowy) z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej z warstwami równoległymi do spągu 

 System blokowy polega na wydzieleniu w grubym pokładzie pola ścianowego (bloku) o długości pochyłej do około 500 m (wybieg ściany), a następnie na wybieraniu tego bloku od spągu do stropu ścianami bliźniaczymi (rys. 9). Roboty przygotowawcze stanowią chodniki piętrowe, upadowe odstawcze i przecinki ścianowe. Chodnik piętrowy górny pełni funkcję chodnika odstawczego, wentylacyjnego i podsadzkowego. Czasem drąży się oddzielny chodnik wentylacyjny jak na rysunku 3. Wykonuje się go pod stropem pokładu dla złagodzenia skutków tąpań i uniknięcia samozapalenia węgla w piętrze węglowym.

Piętro rozcina się na poszczególne pola eksploatacyjne, drążąc upadowe odstawcze w odległościach 120 do 200 m. Upadowe drąży się z chodnika piętrowego górnego z upadem około 15° aż do osiągnięcia spągu pokładu, a następnie po spągu aż do chodnika piętrowego dolnego.

Upadowa odstawcza stanowi upadową zbiorczą dla wszystkich ścian w bloku i dlatego nazywa się również upadową zbiorczą. Aby nie transportować urobku z par ścian założonych w warstwach wyższych, „podnosi się” ją, podsadzając częściowo od dołu (podnosząc uprzednio przenośnik) i przybierając węgiel w jej piętrze.

Przybierkę wykonuje się zazwyczaj od mocnej ławicy stanowiącej pułap warstwy wyższej, jednak do wysokości najwyżej 5 m. Jako obudowę stosuje się odrzwia proste drewniane o odpowiedniej wysokości stojaków.

Ściany długości 60 do 100 m rozpoczynane są w poszczególnych warstwach z przecinek przesuniętych względem siebie o około 15 m. W trakcie eksploatacji wyprzedzenie miedzy czołami ścian w kolejnych warstwach wynosi od 30 do 60 metrów.

 

Rys. 9. Wybieranie warstwami systemem ścianowym poprzecznym z podsadzką hydrauliczną, warstwami równoległymi do uławicenia, eksploatowanymi równocześnie na całą grubość pokładu.

 

4.    Wybieranie warstwami równoległymi do spągu z zawałem stropu

W powyższym systemie jako pierwsza jest wybierana warstwa pod stropem pokładu, a następnie po kolei warstwy niższe.

Poszczególne warstwy można wybierać równocześnie (rys. 10) lub po kolei (rys. 11). Najczęściej stosuje się system ścianowy podłużny. Przy wybieraniu po kolei można np. wybierać pierwszą warstwę poprzecznie do pola, a następnie drugą podłużnie do pola.

Pole wybierania z równoczesnym wybieraniem trzech warstw systemem ścianowym podłużnym pokazano na rys.10. Zasadniczym problemem jest zabezpieczenie warstwy wyższej, tak aby zawał nie przedarł się do pola roboczego w warstwie niższej.

Zabezpieczenie takie można uzyskać przez:

  pozostawienie półki węglowej lub skalnej między wybieranymi warstwami (wykorzystanie przerostu skalnego lub mocnej ławicy węglowej)

  wykonanie sztucznego stropu dla kolejnej niższej warstwy w trakcie wybierania warstwy wyższej (sztuczny strop wykonany z siatki i taśmy rys. 10, wykonanie podłogi z okrąglaków, połowic, okorków rys. 11),

  rekonsolidację skał tworzących zawał w warstwie wyższej (do zawału wprowadza się np. wodę podsadzkową z częściami ilastymi, po kilku latach w warunkach dużej wilgotności, ciśnienia i temperatury następuje utwardzenie stropu).

Rys. 10. Wybieranie systemem ścianowym podłużnym z zawałem na trzy warstwy wybierane równocześnie od góry, z  sztucznym pułapem z taśm i siatek stalowych.

Rys.11. Wybieranie warstwami po kolei systemem ścianowym podłużnym z zawałem stopu z wykonaniem sztucznego stropu z drewna.

5.    Eksploatacja na warstwy ścianami z mieszanym sposobem kierowania stropem

Przy wybieraniu grubego pokładu ze zmiennym sposobem kierowania stropem można wybrać różną kolejność wybierania warstw.

Można np. wyeksploatować dolną warstwę (lub dolne warstwy) stosując podsadzkę hydrauliczną i jako ostatnią wybrać warstwę podstropową z zawałem.

Innym sposobem jest wybieranie górnej warstwy ścianami z podsadzką pneumatyczną. Na spągu warstwy podstropowej można układać podłogę z siatki ogrodzeniowej, filarówek lub połowic, a dolną warstwę wybierać z zawałem bezpośrednio pod sztucznym stropem.

Jeszcze innym sposobem jest zastosowanie w pierwszej kolejności podsadzki hydraulicznej samozestalającej się w górnej warstwie i następnie  w dolnej warstwie zawału stropu.

IV.     Zabierkowe systemy wybierania

1.    Wprowadzenie

System zabierkowy był powszechnie stosowanym systemem wybierania w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Obecnie systemy zabierkowe zostały zastąpione systemami ścianowymi. O wyeliminowaniu wydobycia z zabierek zdecydowały miedzy innymi takie czynniki jak: brak możliwości mechanizacji robót i koncentracji wydobycia, kłopoty z opanowaniem ciśnienia górotworu na większych głębokościach, większe straty eksploatacyjne zwiększone zagrożenie pożarowe.

Obecnie wybieranie zabierkami byłoby uzasadnione przy eksploatacji resztek pokładowych zakładając, że będzie to ekonomicznie uzasadnione i bezpieczne. Stosując długie zabierki  może się okazać, że mechanizacja jest opłacalna. Możemy w niej zastosować do urabiania kombajn chodnikowy oraz obudowę stalową.

Przy eksploatacji pokładu zabierkami pole wybierania dzielimy na filary, które następnie wybieramy zabierkami, to jest wyrobiskami o szerokości do 6 m i wysokości do 4 m z pozostawieniem od strony zrobów pasa calizny zwanego nogą, którego szerokość nie powinna przekraczać 4 m. Wąski przodek upodabnia zabierkę do wyrobiska chodnikowego, stąd sposób urabiania, obudowy, ładowania i odstawy urobku jest podobny.

Systemy zabierkowe można podzielić na:

   system filarowo-zabierkowy, czyli krótkich zabierek,

   system długich zabierek o długości od 40 do 100m.

Systemy zabierkowe mogą być:

    podłużne gdzie kierunek posuwania się frontu wybierania filaru jest równoległy do linii rozciągłości, a przodki zabierek posuwają się po wzniosie lub po upadzie (rys. 12),

    poprzeczne gdzie kierunek frontu wybierania filaru jest prostopadły do linii  rozciągłości, a przodki zabierek posuwają się po linii rozciągłości. (rys. 13).

   Rys. 12 System zabierkowy podłużny

Rys. 13. System zabierkowy poprzeczny

 

Eksploatacja systemami zabierkowymi może być prowadzona z podsadzką lub na zawał.

 

2.    Wybieranie zabierkami z zawałem stropu

Może być ono stosowane w pokładach grubości od 2,5 do 4,0 m, o nachyleniu do 300 i przy łatwo rabującym się stropie. Może być stosowane w odmianie podłużnej i poprzecznej (rys. 12 i 13). Długość zabierek zależy od wytrzymałości warstw stropowych. Nową zabierkę zaczynamy tylko wtedy, gdy sąsiednia została zlikwidowana. Urabianie w zabierkach prowadzi się robotami strzelniczymi. Urobek ładowany jest ręcznie lub mechanicznie na przenośnik zgrzebłowy. Obudowa zabierek wykonywana jest z odrzwi drewnianych. Wybraną zabierkę likwiduje się po całkowitym jej wybraniu. Zawał stropu wywołuje się przez wyrabowanie obudowy z zabierki

3.    Wybieranie zabierkami z podsadzką hydrauliczną

Systemy zabierkowe z podsadzką hydrauliczną mogą być stosowane w odmianie poprzecznej lub podłużnej. Rysunek 14 przedstawia system zabierkowo-filarowy podłużny z podsadzką hydrauliczną.

Rys. 14.  Pole wybierania przy systemie filarowym zabierkowym podłużnym z podsadzką hydrauliczną

Wybieranie zabierek prowadzone jest podobnie jak w systemie zawałowym, z tym że od strony górnego chodnika filarowego pozostawia się pas węgla szerokości 2,0 do 4,0 m, w którym drąży się pod stropem zabierki kanał podsadzkowy (okno) dla doprowadzenia rurociągu podsadzkowego.

 

V.       Systemy wybierania ubierkowo-zabierkowe

 

Systemy ubierkowo-zabierkowe stosowane są do wybierania pokładów węgla grubych i silnie nachylonych lub stromych. Ogólnie systemy te można podzielić na:

   jankowicki, stosowany przy nachyleniach pokładu od 200 do 450

   miechowicki, stosowany w pokładach o nachyleniu od 450 do 900

 

1.    System jankowicki

Roboty przygotowawcze są identyczne jak przy systemie ścianowym poprzecznym z podsadzką hydrauliczną. Wybieranie pasa calizny szerokości 3,5 do 6 m prowadzi się z przecinki ścianowej zabierkami prostopadłymi do czoła ubierki.

Zamierzony pas można wybierać dwoma przodkami rozpoczętymi wprost z pochylni transportowej i wentylacyjnej (rys. 15)  lub czterema przodkami — dwoma skrajnymi i dwoma środkowymi rozpoczętymi z wnęki wykonanej w środku ubierki (rys. 16).

 

 

Rys. 15. System jankowicki z wybierany dwoma przodkami

 

Rys. 16. System jankowicki wybierany czterema przodkami

 

Węgiel urabia się robotami strzelniczymi. Urobiony węgiel stacza się po spągu lub rynnami stałymi na przenośnik zgrzebłowy. Przy nachyleniach mniejszych, gdy samostaczanie jest niewystarczające i węgiel trzeba zgarniać ręcznie.

Obudowa przodków jest drewniana — równoległa do czoła urabianego pasa, w odniesieniu natomiast do frontu posuwającego się między pochylniami jest ona prostopadła. Stropnice w pasach zabierkowych daje się zależnie od warunków stropowych 3,5÷6 m długie, a podpiera je 3÷4 stojakami. W polu obudowy wzdłuż frontu krótsze tu stropnice są podparte dwoma stojakami. Przy każdorazowym zaczęciu zabierki zabudowuje się pod stropnice pochylni podciąg od strony przodku.

Podsadzanie odbywa się co  6 m. W pokładach o nachyleniu ok. 30° tama czołowa jest niepotrzebna i wtedy podsadza się aż do ociosu po rozciągłości, przenośnik zaś każdorazowo umieszcza się na piasku podsadzki.

 

2.    System miechowicki

Systemem tym można wybierać pokłady strome (45÷900) o grubości 2,0-4,5 m.

Z chodnika podstawowego wykonuje się do chodnika wentylacyjnego po nachyleniu dwa szybiki skrzydłowe w odległości od siebie 100-250 m (rys. 17) Długość pochyła piętra nie przekracza 50- 65 m. Po wydrążeniu tych szybików wykonuje się w środku pola z chodnika podstawowego szybik transportowo-zsypowy. Następnie przebija się w obie strony przecinkę eksploatacyjną aż do połączenia z szybikami skrzydłowymi. Szybiki te mają obudowę drewnianą z przedziałem drabinowym i rurowym oraz jest w nich naczynie skipowe do opuszczania drewna i materiałów z chodnika wentylacyjnego.

Środkowy szybik zsypowy o średnicy 1,2+1,5 m, dotykający spągu pokładu, ma obudowę z blaszanych rur kołnierzowych łączonych na śruby. W miarę wybierania pokładu i podsadzania zrobów przedłuża się szybik rurami.

 

Wybieranie prowadzi się zwykle kilkoma parami przodków, tj. po obu stronach szybiku zsypowego. Urabia się robotą strzelniczą. Głębokość zabioru wynosi 1,5÷2,5 m.

Urobek z przodków odprowadzają przenośniki zgrzebłowe pancerne z obydwu stron pola do szybiku zsypowego.

Stosuje się obudowę drewnianą (rys. 18), która jest stawiana na podsadzce.

Mieszanina podsadzkowa płynie rurociągami ułożonymi w obydwu szybikach skrzydłowych, a materiał układa się w podsadzanych zrobach pod kątem spływu w stronę szybiku zsypowego. W miarę podsadzania likwiduje się obydwa szybiki zsypowe.

 

Rys. 17. System miechowicki - schemat wybierania pola w pokładzie

 

 

Rys. 18. Przekrój poprzeczny przez przecinkę eksploatacyjną przed i po podsadzaniu

 



VI.     Podziemne zgazowanie węgla

 

 

Alternatywą dla wydobycia węgla w szczególnie trudnych warunkach może być podziemne zgazowanie węgla w złożu. Zamiast węgla na powierzchnię wydobywany byłby gaz, używany do celów energetycznych. Obecnie badania nad podziemnym zgazowaniem węgla prowadzi w Polsce Główny Instytut Górnictwa.

Dotychczasowe próby podziemnego zgazowania węgla pozwalają sądzić, że technologia zgazowania będzie bazować na otworach kierowanych, tzn. celowo odchylonych od pionu pod z góry ustalonym kątem oraz w kierunku ściśle określonym (rys.18). Nowoczesne techniki wiertnicze pozwalają na precyzyjne naprowadzenie koronki wiertniczej do wyznaczonego punktu docelowego.

 

Rys. 18. Schemat podziemnego zgazowania węgla.

1 — pole eksploatacyjne, 2 —elektrownia, 3 — otwory zasilające, 4 — otwory produkcyjne

 

W polu eksploatacyjnym 1 należy odwiercić i odpowiednio uzbroić otwory zasilające 3 i otwory produkcyjne 4. Otwory zasilające są wiercone w górnym odcinku pionowo, a następnie odchylane są tak aby po łuku wejść w pokład węglowy. W pokładzie otwory powinny być wiercone po spągu złoża. Do otworów zasilających wprowadza się elastyczny przewód stalowy, którym dostarcza się tlen oraz wodę. Otwory produkcyjne wykonuje się jako otwory pionowe lub jako otwory kierowane, które powinny przecinać otwory zasilające. Odpowiednio wyposażone otwory produkcyjne służą do odprowadzenia gazu przemysłowego i pary. Do zainicjowania procesu zgazowania wprowadza się na koniec otworu rozpalony koks lub specjalnie skonstruowane zapalniki elektryczne. Po rozpaleniu węgla powstaje podziemny generator. Proces palenia utrzymany jest poprzez dostarczanie tlenu lub powietrza giętkim przewodem zasilającym, w określonym miejscu pokładu. Uzyskiwany gaz przemysłowy odprowadzany jest na powierzchnię otworem produkcyjnym. W przypadku zasilania generatora powietrzem uzyskuje się gaz ubogi. Gaz taki może być zużytkowany do celów przemysłowych przy zastosowaniu odpowiednich palników. Przy zasilaniu generatora tlenem uzyskuje się pełnowartościowy gaz.

Pojawienie się oznak pogorszenia jakości gazu oznacza wypalenie węgla w danym miejscu pola eksploatacyjnego. Wówczas przerywa się zasilanie generatora. Giętki przewód zasilający podciąga się lub przepala na pewnym odcinku i ponownie zasila tlenem. W ten sposób inicjuje się nowy generator pozwalający na ustabilizowanie parametrów gazu. Procedurę cofania lub przepalania przewodu zasilającego powtarza się wielokrotnie.

 

Zebrał i opracował: Czesław Zając

 

 

 

Bibliografia:

 

- Bielewicz. T, Prus B., Honysz J.:Górnictwo część II, Wydawnictwo Śląsk 1994 r.

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

- Ostrihansky R.: Eksploatacja podziemna złóż węgla kamiennego Katowice 1996 r.

               - Piechota S.: Technika podziemnej eksploatacji złóż. Część I   Kraków 2004

              - Katalog systemów podziemnej eksploatacji węgla w Polsce  Katowce 1966 r.

- Dzienniki Ustaw