Rys. IV*2. Graficzny sposób lo k a liz a c ji zakładu głównego na ob-szauze kopalni
nośei od stosunku przyrostu kosztów transportu na dola 1 p o - wierzohnl kopalni.
Ponieważ koszty transportu są niew ielkie , toteż przyrosty kosz
tów związane z różnym położeniem od optymalnego są również n ie w ie lk ie .
Wymienione względy mające wpływ na lo k a liz a c ję zakładów są często sobie przeciwstawne, toteż lo k a liz a c ję rozwiązuje się w sposób kompleksowy, w celu zapewnienia racjonalnego i ekono
micznego układu dołu i powierzchni kopalni. Z zasady, bez wzglę
du na projektowaną zdolność produkcyjną kopalni, projektuje się dwa szyby oentralne wydobywczo zjazdowe, wdechowe dla powietrza.
W sąsiedztwie szybów głównych projektuje się zwykle Jeden lub dwa szyby wentylaoyjne (wydechowe), spełniające często dodatko
wo funkeję szybów podsadzkowych lub materiałowych. Dla zmniej
szenia filarów ochronnych koncentruje się szyby w obszarze za
kładu głównego, co ma szczególne znaczenie w przypadku kopalń głębokich.
Korzyści wynikające z lo k a iiz a o ji przynajmniej Jednego szybu wentylacyjnego w sąsiedztwie szybów głównych, są następująoe m *
1 . W okresie rozolnkl można zrezygnować z tymczasowych urzą
dzeń wentylaoyjnyeh na Jednym z szybów głównych.
2 . Uzyskuje się znaoznle lepsze przewietrzanie wyrobisk udo
stępniający eh w czasie loh drążenia.
3 . Is tn ie je możllwośó szybkiego uzyskania wydobycia Jeszcze przed połączeniem się z szybami peryferyjnymi.
4 . Ułatwienie przewietrzania komór przy głównych podszybiach.
V skład zakładu głównego wohodzą następująoe podstawowe ze
społy budowli !
1 . Zespół przyszybowy w skład którego wchodzą w ieże, budynki nadszybi 1 maszyn wyolągowyoh, wentylatory.
2 . Zespół przeróbki i załadunku.
4 . Zespół energetyczny.
4 . Zespół adm lnlstraoyjno-sooJalny.
3 . Zespół magazynowo-warsztatowy.
114-Koncepcja nakładugłównegopodziemnej kopalni węgla kamiennego
Na r^s* IV#3 przedstawiono przykładowo konoepoję zakładu głównego jednej z kopalń węgla kamiennego* Obeonie tendencją je s t zmniejszanie i l o ś c i torów do 2—3 z zastosowaniem podłużne
go frontu naładunku, co przedstawia rys* IV*4*
Zakład
Przeróbki M echaniczneji
£ >t * O O o o I i
Rys. I V .4. Schemat praoy s t a c ji kopalnianej z podłużnym frontem naładunku wg J. Węgierskiego
W przypadku, gdy szyby centralne nie są zdolne zaspokoić po
trzeb c a łe j za ło g i odnośnie w en ty la cji, podsadzki i transportu dołowego, projektuje się poza obrębem zakładu głównego kopalni również szyby peryferyjne.
Gdy szyby centralne zapewniają dostarczenie dostateoznej i l o ś c i powietrza świeżego oraz gdy efektywny czas pracy za ło g i dołowej w n ajodleglejszych polach kopalni mieści się w dopusz
czalnych granicach, wówczas projektuje się jedynie peryferyjne szyby wentylacyjne lub wentylacyjne podsadzkowe.
Funkcjonalnośó szybów ze względu na potrzeby wentylacyjne i transport pionowy zestawiono odpowiednio w tablicach IV.1 i IV .2
11 'i
T ablica IV*1 Funkcjonalność szybów ze względu na potrzeby wentylacyjne
Średnica szybu (m) 5,0 6,0 7,5 9,0
A B A B A B A B
Współczynnik uży
tecznego przebiegu 0,8 0,9 0*8 0,9 0,8 0,9 °I ** I co1 0,9 Przekrój użyteczny
(m3 ) 16 18 26 29 36 40 51 57
Pręćfkodó Jrednla
(m/sek) 8 12 8 12 8 12 8 i2 * '
3 Przepustowość ew \
wentylacyjna ^ sok; 128 216 184 312 288 480 410 685 Oznaczania w t a b lic y :
A - współczynnik użyteczny przekroju dotyczy szybu wydobywcze
go, zjazdowego lub podsadzkowego
B - współczynnik użyteczny przekroju dla szybu wyłącznie wen
tylacyjn ego.
1) Prędkości powietrza w ta b licy IV. 1 są niższe o 209S cd dopusz
czalnym normą, Bjorąc pod uwagę rezerwę wentylacyjną o 2 0% 1 10% dopływu zewnętrznego powietrza, określamy w ielkość wentylatora mnożąo wykazaną przepustowośó wentylacyjną przez współczynnik 1 ,3 .
Tablica IV*2 Funkcjonalność szybów ze względu na transport pionowy Rodzaj i ilo ś ó urządzeń
wyciągowych w szybie Ilośó naczyń wyciągowych Potrzebna średnica szybu (w) 1 urządzenie skipowe 2 naczynie < 15 t 6,0 1 urządzenie klatkowe 2 naczynia na wozy 2,5 t 6,0 1 urządzenie klatkowe
z przeciwwagą 1 naczynie na wozy 5,0 t 6,0
1 urządzenie skipowe 2 naczynia 20, 25, 30 t 7,5 2 urządzenia klatkowe 2 naczynia na wozy 2,5 t 7,5 2 urządzenia klatkowe 2 naczynia na wozy 5,0 t 7 ,5
Tablica IV. 5*
Zestawienie fu n k cji parametrów dla modelu szybikowego
i -'s 3 AJ'K‘łK * (a1 "z + al)f r t s i t a 7 _ I
I Bs = BK = *1 r
I C8 =■C3 * i " (a1 4 + a®)( l f + C* ) + c3 (■# + c 5) + <7
I Da * DJ * a? T ( ■f * ae) Es “ EJ “ C3 ( *lj£ + *5) ]•
I' :l * f J * a» f 4 !
; » . - v «k - 4i t (t ł c ł +r* ( ai 1- « j ) f ^ +c^ cS f ® ♦ *s ; i a3 “ “j-^K ’ ^1 ' £ ( ‘r + ca) *Pz[^ * s ) | 1 hs * V ~Pz ( - ł *es) ° s “ cj 3 A ^ {t * c $)+ Ą 1
14s ■ 4j - ^1* : l “ s * V ^ * SJ '
\ f s - *J = <*1t ( ^ * ał ) gr ®i 1
gs 3 gK 3 T “ g2 Ua “ \ - ~ 5T 1
tJ£
-Vta tji i -*ftłc
£Ol
n
Kierunek o s i ci n o r ca u k ła d II
Rys. IV .5 . Typowe układy kierunków podszybia i dworca kopalnia
nego 118
Stosuje się dwa podstawowe układy wzajemnego usytuowania o s i dworca kopalni i podszybia (rys* IV*5):
układ I - osie dworca i podszybia rów noległe, *
szyby wentylacyjne rozmieszczone wzdłuż o s i dwor
ca;
układ II - osie dworca i podszybia prostopadłe,
szyby wentylacyjne usytuowane w jednej l i n i i z szybami głównymi*
Układ I je s t k orzystn iejszy z punktu widzenia zabudowy powie
rzchni zakładu głównego, pozwala na lo k a liz a c ję szybów wentyla
cyjnych poza obiegiem wozów podszybia szybów wydobywczych, d zię
k i jtemu skracają się drogi wentylacyjne, a całe podszybia na po
ziomach wentylacyjnych mogą byó w świeżym prądzie powietrza*
Do wad należy za liczy ó znaczne o d le g ło ś c i między szybami, a więc większy f i l a r ochronny dla zakładu głównego*
Układ II zapewnia zwartą lo k a liz a c ję szybów co je s t korzyst
ne przy ich głębien iu oraz mniejszą niż w układzie I powierzch
nię fila r u ochronnego*
W każdym razie osie dworca kopalnianego i podszybi winny byó zawsze prostopadłe lub równoległe oraz zgodne z kierunkiem r o z c ią g ło ś c i zło ż a . Ukośne usytuowanie o s i podszybia w stosun
ku do kierunku r o z c ią g ło ś c i powoduje koniecznośó załamania kierunków głównych przekopów, zwiększenie zakresu robót gór
niczych i wydłużenie dołowych dróg transportowych.
Zgodnie z rozdziałem I II wyodrębnió można trzy typy kopalń [23] :
1) kopalnie jednostkowe 2) kopalnie zespolone 3) kopalnie zespołowe.
Kopalnia jednostkowa charakteryzuje się tym, że cały proces produkcyjny odbywa się w ramach j e j obszaru górn iczego. Kopal-^- nia posiada pełne wyposażenie dołowe i powierzchniowe konieczne dla prowadzenia p rodu kcji, a więc posiada centralny zakład wy- dobywczo-przeróbczy, zjazdowy, centralne magazyny i warsztaty
nostkowych przedstawia rys. I I I . 1 . w kopalni jednostkowej wszystkie szyby mogą być zlokalizowane centraln ie (typ a) lub też mogą posiadać peryferyjne pojedyncze sęyby wentylacyjne (typ b ) . Przy cen tra ln ej lo k a liz a c ji wszystkich szybćw s to suje s ię układy dwu, trzy lub czteroszybowe.
Układ dwuszybowy stosowany je s t w przypadku niezbyt dużych obszarów górniczych oraz tam, gdzie ze względu na dużą głębo
kość kopalni lub występujący zawodniony nadkład, koszty g łę bienia szybów są szczególn ie wysokie. W tym przypadku zwykle jeden z szybów je s t szybem wydobywczym, drugi usługowym (z ja z dowym, materiałowym, podsadzkowym i t d . ) . Zwłaszcza w kopal
niach s iln ie gazowych wskazane je s t wydobywanie szybem wyde
chowym dla uniknięcia mieszania się świeżego powietrza z ga
zem wydzielającym się z węgla w punktach wyładowczych odmia- rowych i samych skipach. W Polsce system ten nie je s t stoso
wany z uwagi na is tn ie ją c e przepisy ograniczające wydobywanie i zjazd za ło g i w szybach wydechowych.
Układ trójszybowy stosowany je s t głównie w przypadku ko
palń nie wymagających dużych i l o ś c i powietrza. W tym przypad
ku szyby główne wydobywczo-usługowe są szybami wdechowymi, na
tomiast t r z e c i szyb p ełn i r o lę szybu wentylacyjnego, Z reguły szyby wdechowe nie są w pełn i wykorzystane w en tylacyjnie.
Układ ozteroszybowy stosowany może być w tym przypadku gdy potrzeby wentylacyjne są znaczne, a pewne względy dyktują l o k a liz a c ję wszystkich szybów w jednym punkcie kopalni (ce n tra l
ne wypiętrzenie stropu karbonu, antyklinalny charakter z ło ż a , potrzeba ograniczania lic z b y fila rów ochronnych szybów i in . W takim układzie dwa szyby wydobywczo-usługowe są szybami wdechowymi a pozostałe dwa szybami wentylacyjnymi, ewentualnie podsadzkowymi,
W przypadku p ery fery jn ej lo k a liz a c ji szybów wentylacyjnych (typ b ) projektu je się zwykle dwa układy:
1) dwa szyby centralne wydobywczo-usługowe wdechowe oraz dwa peryferyjne szyby wentylacyjne lub wentylacyjno-podsadz- kowe,
1 2 0
2) jak poprzednio le cz z trzecim szybem centralnym wentyla
cyjnym, wydechowym.
Układ pierwszy Jest wskazany, gdy zaleganie złoża Jest re
gularne, a wtedy korzystne Jest zlokalizowanie szybów wentyla- cyjnyoh w najwyższym punkcie zalegania zło ż a . Przy ta k ie j l o - k a llz a o ji szybów wentylacyjnych wyrobiska poziomu w entylacyj
nego mogą byó w znacznym stopniu ograniczone, a straty powie
trza są m niejsze.
Układ trzech szybów centralnych Jest wskazany szczególn ie w kopalniach s iln ie gazowych, ponieważ tam konieczna Jest du
ża ilo ś ó powietrza Już przy prowadzeniu ro z cin k i z ło ż a , Jak również przewietrzania komór i innych wyrobisk przyszybowych.
Kopalnia zespolona Jest zespołem kopalń prowadzących n ie zależną d ziałaln ość górniczą z własnymi szybami wydobywczymi, odrębnym zjazdem za ło g i oraz własnym systemem w e n ty la cji, a połączonych wspólnym zakładem przerótozym, wspólną gospodarką warsztatowo-magazynową i wspólną adm inistraoją. Tego typu ko
palnie są w USA; są to kopalDie niew ielkie zgrupowane w duże Jednostki posiadające wspólne wyżej wymienione obiekty.
Kopalnię zespołową tworzy kilka kopalń elementarnych, któ
re posiadającą samodzielny ruch z a ło g i, system wentylaoyjny i podsadzkowy, a połączone są systemem głównych przekopów prze
wozowych z centralnymi szybami wydobywozymi, zakładem prze
róbczym i innymi zakładami pomocniczymi, obsługującymi obszar produkcyjny kopalni zespołow ej.
Zwykle zakład centralny kopalni zespołowej spełnia również r o lę zakładu centralnego obszaru elementarnego. W tym przy
padku lo k a liz a c ja i funkcjonalność szybów zakładu centralnego będzie podobna Jak dla kopalni jednostkowej (typ a i b ) , z tym, że szyb główny wydobywczy obsługiwał będzie cały obszar kopalni zespołow ej, a pozostałe szyby obsługiwać będą tylko centralny obszar elementarny.
Obszary elementarne peryferyjne obsługiwane będą przez za
kłady zjaedewe, materiałowe, podsadzkowe i wentylacyjne z na
stępującymi układami szybów:
- jeden szyb centralny usługowy i wdechowy 1 dwa p eryfe
ryjne szyby wentylacyjne#
Bardziej rozpowszechniony je s t pierwszy z powyższych ukła
dów szybów. Typowymi kopalniami zespołowymi w Rybniokim Okręgu Węglowym są kopalnie Moszczenica i projektowana Wodzisław.
IV .3. Podział złoża na poziomy
Udostępnienie pokładów może następowaó albo bezpośrednio szybami lub upadowymi albo za pośrednictwem robót górniczych prowadzonych od szybów na pewnych określonych głębokościach, c z y li na poziomach. Pierwszy sposób udostępnienia je s t możliwy w przypadku płaskiego i regularnego zalegania pokładów. Dlate
go też stosowany je s t głównie w W ielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych AP, gdzie warunki takie występują.
W kopalniach węgla kamiennego w Polsce z reguły złoże d z ie l i się na poziomy, które są eksploatowane w określonej k o le j
n o ś c i.
Przez kolejn ośó ek s p lo a ta cji poziomów należy rozumieó:
- ilo ś ó równocześnie wybieranych poziomów,
- porządek wybierania poszczególnych poziomów, aż do lik w i
d a c ji kopaln i.
Zwykle prowadzi się eksploatację na jednym lub dwóch p ozio
mach (eksploatacja jedno- lub dwupoziomowa). Stosowane w prak
tyce warianty e k s p lo a ta cji jedno- i dwupoziomowej przedstawio
no na ry s. IV .6 [67] •
Niewątpliwie najprostszy je s t wariant la , w którym prowadzi się eksploatację tylko na jednym poziomie, z jednym pozxomem pomocniczym wentylacyjno-materiałowym. W przypadku dużej pro
dukcji poziomu, a n ie w ie lk ie j zasobności zło ż a , wysokośó p io nowa poziomu wypada bardzo duża j ponieważ,ze względów ruchowych nie zaleca się projektować poziomów o wysokości przekraczającej 200 m, więc w takim przypadku można stosowaó wariant Ib, z mlę- dzypoziomem wentylacyjno-materiałowym, mogącym służyó także dla ruchu z a ło g i, dostarczania podsadzki it d . Całe wydobycie
122