W warunkach kopalń należących do Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. najczęściej sto-sowanym systemem eksploatacji jest system U od granic oraz system Y w różnych odmia-nach. Natomiast w warunkach bardzo dużego zagrożenia metanowego stosowane są również odmiany systemu U z chodnikiem równoległym. W zakończeniu rozdziału zamieszczono ta-blicę, w której dokonano analizy doboru systemu przewietrzania ściany przy występujących zagrożeniach naturalnych.
3.1. Przewietrzanie systemem U od granic pola eksploatacyjnego.
System przewietrzania U od granic pola eksploatacyjnego jest stosowany w ścianach przy I i II kategorii zagrożenia metanowego, zaś przy III i IV kategorii może być stosowany w po-łączeniu z efektywnym odmetanowaniem. W systemie przewietrzania U od granic pola eks-ploatacyjnego powietrze świeże jest prowadzone chodnikiem wzdłuż calizny węglowej. Po przewietrzaniu ściany powietrze zużyte jest również odprowadzane chodnikiem wzdłuż cali-zny węglowej. Przy zastosowaniu tego systemu zakres robót przygotowawczych jest ograni-czony oraz przed rozpoczęciem eksploatacji można rozpoznać pokład w polu eksploatowanej ściany [56].
Czynnikami wpływającymi na rozwój systemu przewietrzania są występujące zagrożenia, szczególnie zagrożenie metanowe. System ten ogranicza możliwość zwalczania dużego za-grożenia metanowego, poprzez brak możliwości zastosowania skutecznego odmetanowania. Szczególnie trudne jest zwalczanie zagrożenia metanowego w pokładach o małej miąższości. Wówczas występują trudności w doprowadzeniu odpowiedniej ilości powietrza do frontu ściany. Dodatkowo rozwój tego systemu na dużych głębokościach eksploatacji przyczynia się do wzrostu zagrożenia temperaturowego. Występują trudności w zwalczaniu zagrożenia tem-peraturowego na froncie ściany związane z wynoszeniem ciepła ze zrobów.
W przypadku skomplikowanej tektoniki pokładu i zaburzeń geologicznych występują trudności w uzyskaniu postępu ściany, który gwarantuje minimalizacje zagrożenia pożarowe-go. System ten zapewnia ograniczony przepływ powietrza przez zroby ściany i ogranicza za-grożenie pożarowe jedynie w przypadku zapewnienia odpowiedniego postępu eksploatacji ściany. System ten jest skuteczny w ograniczeniu procesu rozwoju samozagrzewania w zro-bach ściany.
3.2. Przewietrzanie systemem Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym Układ przewietrzania Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym stosowany w warun-kach zagrożenia metanowego w pokładach o małej miąższości. Zapewnia odsunięcie metanu w zrobach od przestrzeni roboczej frontu ściany. Powietrze świeże jest doprowadzane dwoma chodnikami wzdłuż calizny węglowej. Po przewietrzaniu ściany powietrze zużyte łączy się z powietrzem doświeżającym i jest odprowadzane chodnikiem wzdłuż zrobów [57].
System ten zapewnia bezpieczeństwo pracy w przestrzeni roboczej frontu ściany w wa-runkach dużego zagrożenia metanowego i daje korzystne warunki do prowadzenia odmeta-nowania. System ten stwarza korzystne warunki pracy w ścianie, zmniejsza zagrożenie tem-peraturowe poprzez oddzieleniu dróg odstawy i doprowadzenia świeżego powietrza. System ten jest również korzystny w warunkach zagrożenia tąpaniami ze względu na trzy drogi wy-prowadzenia załogi.
W przypadku tego systemu też możliwe jest dobre rozpoznanie pokładu w polu eksploata-cji ściany.
3.3. Przewietrzanie systemem Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kierunkach
Układ przewietrzania Y z rozprowadzeniem powietrza zużytego w dwóch kierunkach jest korzystny w warunkach dużego zagrożenia metanowego w pokładach o średniej i dużej miąż-szości. Powietrze świeże jest doprowadzane jednym chodnikami wzdłuż calizny węglowej. Po przewietrzaniu ściany powietrze zużyte jest odprowadzane w dwóch kierunkach wzdłuż calizny węglowej i wzdłuż zrobów. System ten zapewnia bezpieczeństwo pracy w przestrzeni roboczej frontu ściany w warunkach dużego zagrożenia metanowego w pokładach o średniej i dużej miąższości. Stwarza korzystne klimatyczne warunki pracy. Jest również korzystny w warunkach zagrożenia tąpaniami ze względu na trzy drogi wyprowadzenia załogi.
System ten pozwala na dobre rozpoznanie pokładu w polu eksploatacji ściany.
3.4. Dobór systemu przewietrzania ściany w przypadku współwystępowania zagrożeń
Generalnie rozwój systemów przewietrzania powinien być skierowany na poprawę bez-pieczeństwa względem zagrożenia pożarowego, tąpaniami, metanowego i temperaturowego.
W celu uzyskania dużej koncentracji wydobycia konieczne jest zastosowanie nowocze-snych rozwiązań techniki urabiania kombajnowej i strugowej, przez co będzie można uzyskać duże postępy ściany. Pozwoli to na ograniczenie zagrożenie pożarowego, ale jednocześnie
wzrośnie zagrożenie metanowe związane z większym postępem ściany i zagrożenie tempera-turowe związane z głębokością eksploatacji oraz mocą zainstalowanych maszyn i urządzeń w rejonie ściany.
Rozwój systemów przewietrzania wiąże się z rozwiązaniem szeregu problemów, do któ-rych zalicza się:
sposób likwidacji chodników przyścianowych w celu utrzymania odpowiedniego postępu eksploatacji,
sposób doszczelnienia zrobów ściany oraz uszczelnianie pasa chodnika przyzro-bowego,
sposób lokowania pyłów dymnicowych w zrobach ściany, skuteczny sposób zwalczaniem zagrożenia metanowego, skuteczne systemy odmetanowania,
sposób chłodzenia powietrza w ścianie szczególnie w pokładach o małej miąższo-ści.
Do najczęściej współwystępujących zagrożeń należą: metanowe, temperaturowe, po-żarowe i tąpaniami. W każdym z tych przypadków niezwykle niebezpieczne jest występowa-nie zagrożenia tąpaniami. Zarówno sama profilaktyka tąpaniowa jak i wstrząsy mogą powo-dować wzrost zagrożenia pożarowego w wyniku zeszczelinowania calizny węglowej i umoż-liwienia przez to intensywnej penetracji powietrza w głąb tej calizny [60].
Spośród współwystępujących zagrożeń najmniej groźne jest zagrożenie temperaturo-we. Jednak utrudnia ono bardzo osiąganie wysokiej koncentracji wydobycia ze ściany tym bardziej, że projektując ściany o dużym wydobyciu z reguły przyjmuje się system przewie-trzania U od granic pola eksploatacyjnego. Ten zaś system jest niekorzystny dla zwalczania wysokiej temperatury.
W tablicy 3.1 zestawiono systemy przewietrzania ścian w aspekcie współwystępują-cych zagrożeń naturalnych. W odpowiednich kolumnach zaznaczono systemy preferowane dla poszczególnych rodzajów zagrożeń naturalnych. System na Y z doświeżaniem chodni-kiem nadścianowym spełnia oczekiwania przy występowaniu łącznym zagrożenia metanowe-go, pożarowego i temperaturowego. System U do granic pola eksploatacyjnego spełnia wa-runki w przypadku współwystępowania zagrożenia metanowego i tąpaniami. Pozostałe sys-temy spełniają warunki pojedynczych zagrożeń. Jednakże przyjęcie określonego systemu przewietrzania ściany musi zawsze uwzględniać również warunki indywidualne [57].
Tablica 3.1. Porównanie systemów przewietrzania ścian eksploatacyjnych z uwagi na zwalczanie zagrożeń natu-ralnych
Rodzaj zagrożenia naturalnego Lp. Nazwa
tech-nologii Schemat
meta-nowe pożarami en-dogenicznymi tąpa-niami temperaturo-we 1 Przewietrzanie system U do granic pola eksploatacyj-nego + + 2 Przewietrzanie system U od granic pola eksploatacyj-nego + 3 Przewietrzanie system Z do granic pola eksploatacyj-nego + 4 Przewietrzanie system Z od granic pola eksploatacyj-nego + + + 5 Przewietrzanie system Y z doświeżaniem chodnikiem nadściano-wym + + + 6 Przewietrzanie system Y z rozprowadza-niem powie-trza zużytego w dwóch kierunkach + + 7 Przewietrzanie system Y z doświeżaniem chodnikiem nadściano-wym od stro-ny zrobów + 8 Przewietrzanie system H + + + +