P R O F . D R I N Ż . W I T O L D B U D R Y K D O C . I N Ż . W A C Ł A W L E S I E C K I
GÓRNICTWO TOM
I
Z A R Y S
G Ó R N I C T W A
O B E J M U J E : E n c y k lo p e d y c zn e w iadom ości
całokształtu górnictw a
1
9 9
I N S T Y T U T W Ę G L O
K A T O W I C E
W
YP R OF . DR I N Z . W I T O L D B U D R Y K D O C . I N Ż . W A C Ł A W L E S I E C K I
GÓRNICTWO
TOM I
Zar ys Górnictwa
1 9 4 9
N A K Ł A D E M I N S T Y T U T U W Ę G L O W E G O
K A T O W I C E
i
Państw. Bielskie Z a kła d y G ra fic zn e O ddz. N r 1 — Bielsko, ul. M ickiew icza 7 — Telef. 1 3-86 Papier ilustracyjny 7 0 X 1 0 0 gr. 90 — N a kła d 5 0 0 0 egzem pl, B-5 — 1 ar kuszy — R-01 2 3 1 3 ,
S P I S R Z E C Z Y
Str.
P r z e d m o w a ... 0
W s t ę p ... • 7
1. Kopaliny użyteczne ... 10
2. Górnictwo w Polsce 14 Dzieje górnictwa na ziem iach polskich . . . • 14
Stan obecny przemysłu górniczego w Polsce . . . . 17
3. Złoża kopalin użytecznych 21 4. Złoża przem ysłow e ... . 23
5. Poszukiw anie z ł ó ż ... 25
Poszukiwania g e o l o g i c z n e ... 26
Poszukiwania g e o f i z y c z n e ... 28
Poszukiwania g ó r n i c z e ... 31
6. W ykonywanie otworów w ie r t n ic z y c h ...33
Wiercenia okrętne . ... 34
Wiercenia u d a r o w e ... 35
Wiercenia o b r o t o w e ... 38
U suwanie urobku w i e r t n i c z e g o ...41
Rurowanie o t w o r ó w ... 43
Wypadki podczas wiercenia i r u r o w a n i a ... 44
7. Udostępnienie złóż ... 45
8. Zgłębianie i obudowa s z y b ó w ... 49
Szyby w skałach zw ięzłych i s u c h y c h ... 49
Szyby w skałach zwięzłych, o dużym dopływie wody . . 51
Szyby w skałach c i e k ł y c h ...53
Przebijanie szybu od dołu . ... 57
Podszybia ...57
9. Eoboty p r z y g o t o w a w c z e ... 58
10. Eksploatacja z ł ó ż ... 61
Eksploatacja o d k r y w k o w a ... 61
Eksploatacja podziemna system em ścianow ym . . . 61
Eksploatacja podziemna system am i filarowym i . . . 66
Wybieranie system em komorowym . . . . . . 67
Wybieranie w a r s t w a m i ... ... 69
W pływ eksploatacji podziemnej na powierzchnię . . . 69
11. Urabianie s k a ł ... 69
Urabianie narzędziami r ę c z n y m i ... 70
Urabianie mechaniczne . . ...74
Wiercenie otworów strzałow ych . . . . . . . 77
W ykonywanie w r ę b u ... 81
Rozmieszczenie otworów s t r z a ł o w y c h ... 85
Górnicze m ateriały w ybuchow e . . . . . . * • 86
Środki zapalcze N abijanie i strzelanie Urabianie za pomocą w ody . Urabianie za pomocą ognia 12. Obudowa wyrobisk podziem nych . . . . 95
Obudowa wyrobisk przygotowawczych . 95 Obudowa wyrobisk e k s p l o a t a c y j n y c h ... 100
13 O św ietlenie k o p a l n i ... 104
14. A tm osfera kopalniana ... 106
Tlen ... 106
D w utlenek w ę g l a ... ... 107
15.
16
17.
19
20
21
22. 23.
Tlenek w ęgla . Inne gazy trujące . Gaz kopalniany
Branie prób powietrza w kopalni P ył w ęglow y
Ciśnienie powietrza Temperatura powietrza Wilgotność powietrza Cieplne warunki pracy Prędkość powietrza Przewietrzanie kopalni Potrzebna ilość powietrza
Doprowadzenie powietrza do kopalni Rozprowadzenie powietrza w kopalni Przewietrzanie przodków
Pożary podziemne Pow staw anie pożarów Zapobieganie pożarom Gaszenie pożarów Akcja ratownicza
Otwieranie otamowanych pól Odwadnianie kopalni
Transport podziemny Odstawa
Przewóz
Ładowanie urobku Ładowanie ręczne Ładowanie m aszynowe Ciągnienie szybam i , Ciągnienie za pomocą klatek Ciągnienie za pomocą skipów Wieże szybowe i nadszybia . Rodzaje w yciągów szybowych Powierzchnia kopalniana Budynek nadszybowy Hala maszyn wyciągow ych Siłow nia kopalniana Lampiarnia . . . . Stacja ratownicza
Warsztaty kopalniane Znaczkownia (markownia) Szatnia i łaźnia
Zarząd kopalni Magazyny kopalniane Place składowe Składy dla urobku Drobna sprzedaż w ęgla Składy odpadów Dworzec kopalniany Przeróbka m echaniczna
W ydobywanie ropy naftow ej i gazu ziemnego Wydobywanie ropy naftow ej
Sposoby zwiększania w ydobycia ropy ze złoża Gospodarka ropna w kopalni
W ydobywanie gazu ziemnego
Skorowidz . . . .
107 108 108 110 110 111 112 112 113 114 115 115 115 117 119 121 121 121 122 124 125 126 129 129 138 153 153 154 158 158 162 164 166 169 169 170 170 173 174 174 176 176 177 17/
177 178 179 179 179 181 185 186 191 194 195 198
PRZEDMOW A
’Upaństwowienie w Polsce Demokratycznej kluczowych gałęzi prze
mysłu stworzyło dla górnictwa nowe drogi rozwojowe. Stworzenie Ministerstwa Górnictwa i Energetyki, organizacja samodzielnych je d nostek gospodarczych w postaci centralnych zarządów i zjednoczeń, jednolita organizacja poszczególnych kopalń, stworzenie instytutów naukowo-badawczych, rozbudowa sieci szkolnictwa zawodowego, oto dzieła ju ż dokonane. Uprzemysłowienie Polski Ludowej dzięki zgod
nemu wysiłkowi robotnika, technika,■ inżyniera wzrasta z Każdym rokiem, pozostawiając daleko w tyle w yniki przedwojenne.
Przed nami leży długofalowy plan sześcioletni, a w nim przewi
duje się nowe znacznie większe osiągnięcia produkcyjne. My górnicy w ierzym y w jego wykonanie. Oczywiście będzie on wymagał zw ięk
szonego w ysiłku, będzie wymagał wzmożonej działalności wszystkich komórek organizacyjnych, będzie wymagał gruntownych zmian istnie
jących systemów eksploatacji, będzie wymagał zmechanizowania naszych kopalń, a przede w szystkim uzupełnienia szczupłych kadr fachowców i specj alistów.
K a ż d y f a c h o w i e c w p r a c y z a w o d o w e j m u s i p o s ł u gi w ać s i ę p o m o c a m i n a u k o w y m i , a t a k i m i w pierwszym rzędzie są d o b r e p o d r ę c z n i k i w oj c z y s t y m j ę z y k u . Prawdę tą zrozumiano oddawna w ZSRR i literatura górnicza rosyjska przedstawia nieprzebrane bogactwo. U nas książka obejmująca cało
kształt górnictwa, ukazała się ostatnio w roku 1918 i została opraco
wana przez Hieronima Kondratowicza. Podręcznik ten niegdyś wzo
rowy i cenny dzisiaj jest przestarzały i nie odpowiada współczesnej nauce górnictwa. Siłą rzeczy jesteśmy zmuszeni posługiwać się litere- turą zagraniczną, nie zawsze odpowiadającą naszym warunkom wystę
powania i zalegania złóż. Tłumaczenie z języka obcego, nawet najlepiej opanowanego, wymaga ogromnego nakładu pracy i często chybia celu.
Z całym uznaniem należy powitać inicjatywę Instytutu Węglowego w Katowicach stworzenia nowego zbiorowego wydania „Górnictwa“
opracowanego przez w ybitnych specjalistów z poszczególnych jego dzie
dzin. Nie wątpimy, że wydaw nictw o to będzie jedną z cegiełek przy
śpieszenia wykonania planu sześcioletniego, a dla kolegów praktyków ogromną ulgą w ich ciężkiej pracy zawodowej.
„Zarys górnictwai( stanowi pierwszy tom tego w ydaw nictw a i ma za zadanie wprowadzenie czytelnika w całokształt zagadnień związa
nych z górnictwem. Stanowiąc zamkniętą całość „Zarys Górnictwa“
powinien służyć równocześnie jako wprowadzający podręcznik dla górni
czych szkół przemysłowych i niższych szkół średnich i wyższych, przy
jęte zaś w nim nazwy wyrobisk, maszyn i czynności górniczych w inny być uważane za wzorcowe.
Doc. inł. Bolesław Krupiński
Przewodniczący Rady Naukowej Głównego Instytutu Paliw Naturalnych
OD AUTORÓW
Od daw na odczuwa się b ra k podręcznika, k tó ry by w sposób p rzy stęp n y i zrozum iały w prow adzał m łodych adeptów w całokształt zagad
nień w ielkiej nauki, zw anej krótko górnictw em . W pierw szych dniach po oswobodzeniu k ra ju rozpoczęliśm y pracę nad stw orzeniem takiego podręcznika, w w yniku czego przy końcu 1945 roku w ydaliśm y stu stro n i- cowy sk ry p t odbity na powielaczu. N iestety, ani szata zew nętrzna, ani strona graficzna nie zadaw alały nas w zupełności.
In icjaty w a In sty tu tu W ęglowego w K atow icach stw orzenia zbioro
wego w ydania ,,G órnictw a” i konieczność opracow ania tom u w prow adza
jącego pozwoliły na ujęcie tego podręcznika w takich ram ach, o jakich m yśleliśm y jeszcze w roku 1945. Na podstaw ie zebranego w latach 1945
■— 1949 m ate ria łu podręcznik te n został przez nas na nowo opraco
w any, uzupełniony ry su n k am i i fotografiam i, dzięki czemu uzyskaliśm y książkę o pięknej szacie graficznej, nie tylko przem aw iającą obrazowo do przyszłych pracow ników górnictw a, lecz także będącą źródłem w ia
domości dla każdego, kto pragnie zapoznać się z zakresem tej niezm ier
nie obszernej nauki.
,,Z arys g ó rnictw a” m a za zadanie w prow adzenie czytelnika w cało
k sz ta łt zagadnień, zw iązanych z górnictw em , a więc zaznajom ienie go z rodzajem złóż, ich poszukiw aniem , udostępnieniem i przygotow aniem do eksploatacji, zapoznanie z system am i w y b ierania z w n ętrza skorupy ziem skiej, sposobam i ładow ania, tran sp o rto w an ia urobku w ielokilom etro
w ym i chodnikam i i w yciągania szybam i na pow ierzchnię. Podręcznik ten w yjaśnia, w jak i sposób w yrobiska podziem ne są utrzym yw ane, p rze w ietrzane, odw adniane, ośw ietlane i po w y b ran iu złoża likw idow ane;
w końcu zaś w k ró tkich słow ach sta ra się w yjaśnić znaczenie i cel różnych urządzeń pom ocniczych pod ziem ią i na pow ierzchni kopalni.
D la uzupełnienia wiadom ości z całokształtu górnictw a ostatni roz
dział książki je s t pośw ięcony eksploatacji złóż ropy i gazu. Rozdział ten został opracow any przez prof. inż. J a n a Cząstkę, za co składam y m u na tym m iejscu serdeczne podziękow anie. Rów nież dziękujem y ob. A.
Boguszowi za dostarczenie cennych fotografii.
Szczęść Boże!
K atow ice, m aj 1949
Witold Budryk Wacław Lesiecki
WSTĘP
Górnictwo w szerszym tego słow a znaczeniu, jak to rozum iano jeszcze przed kilkudziesięciu laty, obejm ow ało dw ie gałęzie techniki — kopal
nictw o i hutnictw o. Z biegiem jed n a k czasu drogi tych dziedzin rozeszły się i dziś pod nazw ą górnictw a rozum iem y w yłącznie tylko k o p a l n i c t w o , czyli w ydobyw anie z ziem i dóbr m ineralnych.
G órnictw o je st n a jsta rsz ą dziedziną techniki i d a tu je się od czasów pojaw ienia się człowieka na naszym globie. W e p o c e k a m i e n n e j (od roku 650 000 do 2 000 przed naszą erą) człowiek zbierał na początku odłam ki krzem ienia, a n astępnie w ydobyw ał go sposobeir* górniczym , by przez odpow iednią obróbkę uzyskać z niego rozm aite narzędzia. Do epoki tej należą m iędzy innym i o d k ry te u nas w roku 1922 kopalnie krzem ieni w K rzem ionkach O patow skich, któ re istn iały tam przed 15 000 laty.
W yroby krzem ionkow skie rozchodziły się wówczas aż po N iem en, Zbrucz, Ł abę i Rugię.
N arzędziam i, jakim i posługiw ano się wówczas przy w ykonyw aniu szybików i k ilk u n astu m etro w y ch chodników podziem nych, były tłu k i k rze m ienne, czy kam ienie w ygodne do uchw ytu, kilofy z rogu jelen ia lub z krzem ienia, m otyki z kości i k liny z rogu. Do ośw ietlenia służyło łuczyw o w ty k an e w szczeliny skalne lub ogniska rozpalone na dole.
W epoce kam iennej znane już były kam ieniołom y, kopalnie m iedzi (5 500 la t przed C hr.)? na tere n ie Polski w ydobyw ano ja n ta r (bursztyn) (3 000 — 2 000 la t przed Chr.) i sól kam ienną. W tym czasie istn iały już kopalnie soli m iędzy K ołom yją a Kosowem, w K ałuszu i Łańczynie. Są przypuszczenia, że i w okolicach Inow rocław ia istniało kopalnictw o soli około 3 000 lat przed Chr.
W w ielu m iejscach św iata istniały wówczas kopalnie złota i srebra.
W n iek tó ry ch okolicach złoto było ta k powszechne, że w yrabiano z niego przedm ioty codziennego użytku, a za m iedź — ze w zględu na jej w iększą tw ardość — płacono na w agę trz y k ro tn ie ty le złota, cena zaś sre b ra była tak a sam a jak i złota.
Now ym etapem rozw oju ludzkości stał się w ynalazek w ytapiania m iedzi z rud, a więc z m inerałów niepodobnych do m iedzi m etalicznej, k tó rą przede w szystkim w ydobyw ano. W dalszym ciągu przekonano się, że stop m iedzi z cyną, czyli tzw. brąz albo spiż jest znacznie tw ardszy i łatw iej topliw y od miedzi, toteż zaczęto go używ ać do różnych wyrobów . Zapoczątkow ało to now ą e p o k ę b r ą z o w ą (2 150 do 1 000 la t przed Chr.). Z okresu tego pochodzą piękne sztylety brązow e ze sre b rn ą i złotą m k ru stacją, sygnety, bransolety, diadem y itp. Z okresu tego d a tu je się pierw szy miecz, a w ięc broń, k tó rej dotychczas nie znano oraz brązow e narzędzia górnicze.
W epoce brązow ej p o jaw ia ją się już szyby, k tórych głębokość docho
dzi n aw et do 100 m etrów , z w y kutym i gniazdkam i na przeciw ległych ścianach. Były to więc stopnie do schodzenia i w ychodzenia z kopalni.
W 800 la t później pojaw iają się pierw sze drabiny. Do ośw ietlenia uźyWanO wów czas kaganków glinianych lub m iedzianych, a do przew ietrzan ia ko
p a lń stosow ano niekiedy żarow nie w szybach w entylacyjnych.
Żelazo znane już było w epoce brązow ej, jed n a k dopiero około ro k u 1U0O przed Chr. znalazło ono szerokie zastosow anie, rozpoczynając e p o k ę ż e l a z n ą i zw iązany z nią dalszy w spaniały rozwój górnictw a, gdyż użycie narzędzi żelaznych ulepszyło w ogrom nym stopniu w szystkie rodzaje robót górniczych.
T ak w ięc m inęły tysiąclecia, zanim się przekonano, że p rac a górnika m a szlachetniejszy cel aniżeli w ydobyw anie złota, sre b ra i diam entów . Dziś w ęgiel kam ienny, ru d a żelazna i ropa n aftow a są głów ną podstaw ą górnictw a, a więc surow ce, z któ ry ch ludzkość m a najw iększą korzyść.
N ależy p rzy ty m m ieć na uw adze, że w ielki przem ysł p o w staje nie tylko tam , gdzie zachodzi jego potrzeba, lecz gdzie górnictw o dostarcza m u niezbędnych surow ców.
G órnictw o, będąc głów ną podstaw ą w ielkiego przem ysłu, przyczynia się w najw iększym stopniu do dobrobytu k ra ju i to n aw et wówczas, gdy sam o nie przynosi dużych zysków. Toteż jednym z głów nych zadań górnika pow inno być oszczędne gospodarow anie zasobam i m in eraln y m i i niedopuszczanie do ich zniszczenia przez dającą w iększe zyski ra b u n kow ą gospodarkę.
W starożytności jeszcze za czasów G reków i Rzym ian, zwycięzcy i zam ożni u w ażali tylko siebie za ludzi w olnych i za swój przyw ilej po
siadanie płodów z w n ętrza ziem i, p racę n ato m iast ich w ydobycia pozosta
w iali niew olnikom , jeńcom w ojennym lub skazanym na k a rę do kopalń.
Robotnicy całym i m iesiącam i m e w idzieli św iatła dziennego, pracow ali w okropnych w arunkach, bez w ypoczynku, dzień i noc, w szyscy zakuci, ginąc często w sk u tek zaw ałów lub uduszenia gazam i i dym em . W tym czasie Pliniusz, opisując pracę w kopalniach złota nadm ienia, że bez
pieczniej je st w ydobyw ać p e rły i k o rale z dna m orza aniżeli złoto z ziemi.
W Polsce jeszcze w X II w ieku zsyłano skazańców na k a rę do kopalni.
Z biegiem czasu dla zainteresow ania górnictw em szerszych w a rstw społeczeństw a zaczęto nadaw ać tru d n iący m się górnictw em różne p rzy w ileje. G órnicy tw orzyli oddzielne korporacje, pow staw ały m iasta i osady górnicze, obdarzone w iększym i praw am i. Przyczyniło się to do podniesie
nia poziom u górnictw a i przyniosło k rajo w i duże korzyści, zaw ód zaś górnika z upośledzonego sta ł się u p rzyw ilejow anym i lepiej od innych za->
wodów w ynagradzanym .
W o statnich czasach w znacznej ilości k rajó w górniczych, a m iędzy in n y m i i w Polsce; przem ysł górniczy został upaństw ow iony, pracow nicy zaś jego otoczeni opieką państw a.
G órnictw o jest zaw odem tru d n y m i niebezpiecznym , w ym agającym dużej w iedzy fachow ej i dośw iadczenia, stałej czujności i uw agi. Nic też dziwnego, że n a p rzestrzen i tysięcy la t pow stało m nóstw o b aśni i legend 0 sk a rb n ik u —- duchu kopalń i k ró lu podziem i, o p racow itych k arzełkach 1 gnom ach p racu jący ch pilnie w podziem iach i rozporządzających olbrzy
m im i skarbam i.
B aśnie te podają, że sk a rb n ik zjaw ia się dość często, a szczególnie w nocy, że nieraz widziano jego zielone oczy, że słyszano go schodzącego po d rab in ach w szybie lub człapiącego po w odzie w chodniku. Spotykano go m iędzy organam i na filarze, spotykano skaczącego z lam pką w ręk u
po podkładach torów lub siedzącego na ław ie. Chodzi sk a rb n ik z lam pką górniczą płonącą dziw nym blaskiem , trzy m a ją w jednej ręce, złoty zaś kilof w drugiej. Czasami przy b iera on postać sztygara, a czasam i postać błędnego ognika lub głodnej białej m yszki. P rz y spotkaniu się z nim należy schodzić z drogi na praw o. Poznać sk arb n ik a m ożna po tym , że u jednej nogi zam iast stopy m a kopyto.
Siedzibą jego jest obszerna jask in ia w skałach pełna złota i drogich kam ieni, ośw ietlona m asą błędnych ogników, z otw orów zaś i szczelin sk al
nych b u c h a ją płom ienie. Siedzi on na złocistym tronie u b ra n y w kitlę (m undur górniczy) ze złotym i guzam i i przepasany skórą górniczą (tylny fa rtu c h skórzany), zapiętą na sre b rn ą sprzączkę. Otacza go grom ada gno
m ów i karzełków z kilofam i n a ram ien iu i błyszczącym i gw iazdkam i nad -czołem, k tó re św iecą jak m a lu tk ie lam pki górnicze.
S k a rb n ik karze górników za pow ątpiew anie w jego istnienie, karze za niew łaściw e zachow yw anie się w kopalni, a zwłaszcza za gw izdanie lub śpiew anie na dole. Może to sprow adzić nieszczęście, jeżeli sk arb n ik się rozgniew a. Skinieniem ręki pow oduje on w tedy tąpania, zaw ały i za
sypanie górników .
S k a rb n ik nie robi nigdy krzyw dy górnikom pracow itym , poczciwym i odw ażnym , k tó rych nie przestrasza ani złow roga czeluść i tajem niczo szum iąca cisza zam arłych z daw na chodników , ani trzaski pękającego stro p u i spadające odłam ki skał, gdy dążą oni na ra tu n e k tow arzyszom zasypanym lub pozostałym w gazach i dym ie. Jeżeli górnik słucha głosu sum ienia, jeżeli nie bacząc na w łasne niebezpieczeństw o, spieszy na r a tu nek tow arzyszom , jeżeli przed zjazdem szczerze m odli się przed p atro n k ą górników św iętą B arbarą, w yjdzie z kopalni cały i zdrów.
9
1. KOPALINY UŻYTECZNE
Celem górnictw a jest w ydobyw anie z ziem i dóbr m ineralnych, k tó re w takiej lub innej postaci są użyteczne dla ludzkości. D obra te noszą nazw ę użytecznych ciał kopalnych czyli kopalin użytecznych.
W iększość k o p a l i n u ż y t e c z n y c h z n ajd u je się w stan ie stałym , ja k np. w ęgle kopalne w różnych ich odm ianach (antracyt, w ęgiel k a m ienny, w ęgiel b ru n a tn y ; torf), ru d y różnych m etali, sole, m in erały bu dow lane itd. N iektóre ciała kopalne m am y w postaci ciekłej, ja k np. ropa naftow a, solanki i w ody m ineralne, a naw et w stanie gazowym , jak np.
gaz ziem ny używ any na opał i ośw ietlenie, d w u tlenek w ęgla i inne.
W przeciw ieństw ie do użytecznych ciał kopalnych skały, k tó re nie przed staw iają dla nas w artości, a pośród któ ry ch lub łącznie z k tórym i w y stęp u ją w przyrodzie ciała kopalne, nazyw am y s k a ł a m i p ł o n n y m i .
P ojęcia użytecznych ciał kopalnych i skał płonnych nie m ogą być ściśle rozgraniczone, gdyż jedna i ta sam a skała może być w jednym w y
padku kopaliną użyteczną, w innym znow u skałą płonną. Np. w apień, k tó ry przy w ydobyw aniu w ęgla kam iennego lub ru d uw ażany je st za skałę płonną, sta je się kopaliną użyteczną, jeżeli w ydobyw any jest jako
m ate ria ł budow lany.
Rozwój w ydobycia użytecznych ciał kopalnych jest zwłaszcza w o sta t
nich czasach olbrzym i, czego dowodzi fakt, ze o ile na początku bieżącego stulecia św iatow e w ydobycie kopalin użytecznych wynosiło 600 — 700 m ilidnów ton rocznie, to w ostatnich latach przekroczyło ono 2 m i
liardy ton rocznie, nie licząc m ateriałów budow lanych. W górnictw ie całego św iata zatrudnionych jest około 5 m ilionów ludzi, a wobec tego przeciętnie na jednego człowieka, zatrudnionego w górnictw ie, przypada rocznie okrągło 400 ton w ydobycia różnych kopalin użytecznych.
D la zorientow ania się, k tóre z kopalin użytecznych odgryw ają głów ną rolę w przem yśle górniczym , przytoczyć m ożna kilka n astępujących liczb,
dotyczących obecnego św iatow ego rocznego w ydobycia:
w ęgiel kam ienny i b ru n a tn y 1 500 m in ton,
ropa naftow a 250 ,, ,,
ru d y żelazne 250 „ ,,
ru d y m iedzi kilkadziesiąt ,, ,,
sól kam ienna 32 ,, ,,
J a k z powyższego w ynika, w czasie obecnym trzy kopaliny użyteczne o dgryw ają najw iększą rolę w świecie, a m ianow icie węgiel, ropa naftow a i ru d a żelazna. Spośród innych ru d na pierw sze m iejsce w y su w ają się ru d y m iedzi, a następnie aluminium., któ ry ch w ydobycie wynosiło w r. 1940 4 m iliony ton. J e st w ięc ono jeszcze nieduże w stosunku do w ydobycia ru d żelaznych, niem niej jed n ak rozwój tego górnictw a idzie w ogrom nie szybkim tem pie. W ystarczy przytoczyć, że w ciągu ostatnich 50 la t w ydobycie ru d y alum inium wzrosło 4000 razy. W ydobycie po
zostałych m inerałów użytecznych, jak to w ynika z załączonej tabeli, jest znacznie m niejsze, niem niej jed n ak kopaliny te odgryw ają rów nież b a r
dzo dużą rolę w gospodarce św iatow ej.
Św iatow e w ydobycie roczne kopalin użytecznych w latach 1936 — 1938
A lum inium (AD - rudy . Antym on (Sb) . . .
Arsen (As) - met . . . . 50 A sfalt ...590 A sfaltow e skały . . . - . 445 Azbest ...500 Baryt “...1000 Bismut (Bi) ... 1 Chrom (Cr) - rudy
Cyna (Sn) - met Cynk (Zn) - met Cyrkon (Zr) - met Diam enty . . . Fluoryt
4 000 tys. ton
• 32 „ „
Fosforyty . . . 11 500
Gaz ziem ny . . . 142 m iliardów m^
Molibden . . . . Monacyt . . . N ikiel (N i)-m e t Ołów (Pb) - met Piryt . . . . Platyna (Pt) - met Rad ...
Ropa naftowa Rtęć (Hg) - met Saletra chilijska Siarka (S) . Sole potasowe Sól kamienna 500 tys. ton Srebro (Ag) -met
Talk . . . . Tytan (Ti) - rudy
tort
. 1100 „ „
150 ,, „ . 1 900 „
. . 10 „
11 500 000 karatów
Grafit 140 tys. ton Uran (U) - rudy
Jod ( J ) ... 1,6 ,, Kadm (Cd) - met ... 4,5 Kobalt (Co) - rudy . . . 3,8 Łupki bitum iczne . . . 5 000 Magnezyt ... 900 Mangan (Mn) - rudy . . 5 500 Miedź (C u )-m e t . . . 2100 Mika ...30
Rozm ieszczenie złóż kopalin użytecznych w Polsce w spółczesnej przestaw ione jest na rysu n k ach od 1 do 6.
Wanad (V) - met Węgiel brunatny Węgiel kam ienny . Wolfram (W) - rudy Wosk ziem ny . . Złoto (Au) - met Żelazo (Fe) - rudy
. 35 tys.
. . 5,3 „
• 115 „ „ 1 700 „ „ 7 000 „ „
18,5 ton 167 gramów 270 000 tys. ton
. . 5 1 400 3 000 3 000 32 000
8,5 450 . 350 . . 1,5
. . 2,8 300 000 300 000 . 32 . . 0,5
1,2 166 000
Złoża surowców energetycznych Rys. 1
Zioża rud i kruszców Rys. 2
Złoża soli mineralnych
Złoża surow ców ceramicznych Rys. 4
Złoża materiałów kamiennych Rys. 5
Źródła m ineralne i lecznicze Rys. 6
2. GÓRNICTWO W POLSCE
D Z IE JE GÓRNICTW A NA ZIEM IA CH PO LSK IC H
W pierw szych w iekach po C hrystusie Słow ianie zam ieszkujący Europę od granic A zji do B ałtyku, Ł aby i m orza A driatyckiego przodow ali nad innym i narodam i w znajom ości sztuki górniczej. G órnictw o jed n ak sło
w iańskie zaczęło upadać począw szy od IX w ieku, kiedy to K arol W ielki rozpoczął niszczącą w alkę z plem ionam i słow iańskim i, Niem cy zaś po za
garnięciu obszarów m iędzy Ł abą i O drą przejęli sztukę górniczą od Sło
w ian i z biegiem czasu zajęli w tej dziedzinie jedno z najb ard ziej przodujących stanow isk w świecie.
P ierw sze w zm ianki historyczne, odnoszące się do górnictw a polskiego, spotykam y już w w ieku X II, kiedy to (za M ieczysława III Starego) p rze stępców za kradzież bydła karan o zesłaniem do kopalni i kiedy istn iały już n ajstarsze nasze k o p a l n i e s o l i w W ieliczce i Bochni. M am y zu pełnie pew ne dowody, że kopalnia w W ieliczce istn iała znacznie wcześniej aniżeli zw iązana z nią legenda o św. K indze. L egenda ta głosi, że św.
K inga po zaręczeniu się z B olesław em W stydliw ym (1228— 1279) m iała w rzucić do w ęgierskich żup solnych sw oją obrączkę ślubną, k tó rą n a stępnie znaleziono w W ieliczce w pierw szej n apotkanej b ry le solnej.
N ajstarsze w zm ianki historyczne o o l k u s k i c h k o p a l n i a c h s r e b r a i o ł o w i u spotykam y w w ieku XIV, a m ianow icie w r. 1374.
K opalnie te w w iekach XV i X V I doszły do w spaniałego rozw oju, z a w dzięczając to w dużym stopniu przyw ilejom , nadanym górnikom w celu
Nowoczesnakopalniawęglakamiennego Rys. 7
zachęcenia ich do osiedlania się n a tere n ac h górniczych, do prow adzenia poszukiw ań, w ydobyw ania i topienia kruszców . W tym czasie m ieliśm y rów nież k o p a l n i e m i e d z i pod K ielcam i i C hęcinam i, a górnicy polscy byli chętnie w idziani za granicą, zwłaszcza w e F ra n cji, gdzie sztuka górnicza b yła wówczas na znacznie niższym poziom ie aniżeli u nas.
W w ieku X V I rozpoczęto rów nież eksploatację kruszców ołow iu n a G ór
n ym Ś ląsku oraz złóż s i a r k i w Sw oszow icach pod K rakow em .
W połow ie w ieku X V II, a m ianow icie w ostatnich lata ch panow ania Ja n a K azim ierza kopalnie m iedzi zostały unieruchom ione, górnictw o zaś olkuskie zaczęło chylić się ku upadkow i, częściowo w sk u tek w yczerpania się złóż, częściowo w sk u tek trudności technicznych. W czasach później
szych k ilk a k ro tn ie pow racano do eksploatacji m iedzi, jed n a k nie m iała ona już u nas pow ażniejszego znaczenia przem ysłow ego. Po u n ieru ch o m ieniu kopalni m iedzi rozpoczęto w ydobyw anie pod C hęcinam i m a r m u r ó w , skąd m. i. pochodziła postaw iona w W arszaw ie w r. 1643 ko
lu m n a Z y gm unta III.
Odkrywkowa kopalnia Rys. 8
N ajstarsze w zm ianki o g ó r n i c t w i e w ę g l o w y m na D olnym Śląsku spotykam y już w r. 1366 za czasów Bolka II, na skalę jed n ak przem ysłow ą rozpoczęto eksploatację w ęgla kam iennego w drugiej po
łowie X V III w ieku, a m ianow icie n a D olnym Śląsku w roku 1764, na G órnym Ś ląsku — w r. 1760, kiedy pow stały pierw sze kopalnie w oko
licy R udy i M urcek. P rzem ysł ten, dzięki ogrom nem u bogactw u naszych pokładów w ęgla, rozw ijał się nadzw yczaj pom yślnie i w ostatnich czasach
osiągnął szczyt sw ojej produkcji, podnosząc nasz k raj do rzędu n a jb a r
dziej uprzem ysłow ionych pod w zględem górniczym pań stw św iata.
STAN OBECNY PRZEM Y SŁU GÓRNICZEGO W PO LSCE W iększość naszych kopalń była przed w ojną w ręk ach k a p ita łu za
granicznego. Obecnie cały przem ysł został upaństw ow iony, co um ożliw iło prow adzenie planow ej gospodarki i przyczyniło się do olbrzym iego i n ie
byw ałego dotychczas rozw oju w szystkich gałęzi górnictw a polskiego.
W ęgiel kamienny z ajm u je w górnictw ie polskim czołowe m iejsce a zasoby jego z ajm u ją trzecie m iejsce w E uropie (po A nglii i Niemczech) i w ynoszą ponad 60 m iliardów ton, licząc tylko do głębokości 1000 m e trów . W ystępuje on w Polsce w dwóch zagłębiach w ęglow ych G órno
śląskim i D olno-śląskim , na któ ry ch teren ie znajduje się 85 kopalń czyn
nych, należących do najw iększych w świecie. Na ry su n k u 7 pokazana jest jed n a z now oczesnych polskich kopalń węgla.
O pracow any w r. 1946 trz y le tn i plan przew iduje w r. 1949 w ydobycie w ęgla w w ysokości 80 m ilionów ton. Pod względem p ro d u k cji w ęgla k a -
węgla brunatnego
m iennego Polska zajm u je p iąte m iejsce w świecie, po S tanach Z jedno
czonych, Z w iązku Radzieckim , W ielkiej B ry tan ii i Niemczech. Jeżeli jed n a k uw zględnim y liczbę mieszkańców' i przeliczym y w ydobycie na głow ę ludności, to przekonam y się, że w p rodukcji w ęgla Polska zajm uje jedno z najbardziej czołowych m iejsc w świecie obok Stanów Zjednoczo
nych i W ielkiej B rytanii. Liczba zatrudnionych robotników w polskich kopalniach w ęgla w ynosi przeszło 200 000.
Zarys Górnictwa — 2 17
W ęgiel brunatny w y stęp u je w w ielu m iejscach naszego k raju , eksploatow any je s t jed n ak głów nie n a D olnym Śląsku oraz częściowo w woj. poznańskim (kopalnia Konin). P la n trz y le tn i przew id u je p rodukcję w ęgla b ru n atn eg o w r. 1949 w wysokości około 5 m ilionów ton. N aj
w iększą naszą kopalnią w ęgla brunatnego, a jednocześnie jed n ą z n a j
w iększych kopalń w św iecie je st kopalnia T urów nad N ysą Ł użycką (rys. 8); dzienne jej w ydobycie w ynosi około 15 000 ton.
Kopalnia rudy żelaznej Rys. 9
Rudy żelazne eksploatow ane są głów nie na obszarze częstochow skim i kielecko-radom skim . P lanow ana p rodukcja na rok 1949 w ynosi 1 m ilion ton. Zasoby naszych ru d — w przeciw ieństw ie do zasobów w ęgla k am ień -
r ' " .... ...; .n, > ’V'' . - ;
Kopalnia rudy cynkow o-ołow ianej Rys 10
nego — są stosunkow o nieduże (około 150 m in ton); prócz tego ru d y polskie należą do kategorii ubogich o średniej zaw artości żelaza 30— 40%, gdy tym czasem np. ru d a szw edzka i południow o-rosyjska zaw ierają do 06— 69 % żelaza. Ze w zględu na p ły tk ie zaleganie naszych ru d żelaznych eksploatow ane one są za pom ocą m ałych kopalń (rys. 9).
Rudy cynkowo-ołowiane eksploatow ane są na obszarze G órnego Śląska oraz Olkusza. W iększość produkcji dostarczają kopalnie (rys. 10) należące do najpiękniejszych tego rodzaju kopalń w Europie. Polska jest jed n y m z pow ażniejszych producentów cynku w świecie.
Kopalnia ropy naftow ej Rys. 11
W ostatnim czasie przystąpiono do uruchom ienia na D olnym Śląsku k ilku dużych kopalń r u d m i e d z i .
Przem ysł naftowy rozw ija się w Polsce rów nież pom yślnie, przy czym prow adzone są na szeroką skalę poszukiw ania za ropą i gazem. Na rys. 11 podajem y jedną z kopalń ropy naftow ej.
Od chw ili zakończenia w ojny w idzim y duży rozwój kopalń s o l i (rys. 12), a to w zw iązku głów nie z rozrostem przem ysłu chemicznego.
N adto uruchom iono w ydobycie f o s f o r y t ó w , b a r y t u , m a g n e z y t u , s u r o w c ó w c e r a m i c z n y c h , a r s e n u z a w i e r a j ą
c e g o z ł o t o (kilkadziesiąt kg rocznie) itd.
19
Kopalnia soli kam iennej Rys 12
t
Kam ieniołom granitu Rys. 13
Czynnych jest w iele pięknie w yposażonych k a m i e n i o ł o m ó w (rys. 13) g ran itu , sjenitu, bazaltu, m elafiru, porfiru, diabazu, k w arcy tu , m arm urów , piaskow ców , w apieni i dolomitów.
3. ZŁOŻA KOPALIN UŻYTECZNYCH
Część skorupy ziem skiej, w k tórej skupiony je st m in erał użyteczny, nazyw am y złożem kopaliny użytecznej.
Zależnie od k ształtu złóż dzielim y je na f o r e m n e i n i e f o - r e m n e. Do złóż forem nych zaliczam y pokłady i żyły, do nieforem - nych — m asyw y, składy, gniazda i złoża okruchow e.
Pokładem (rys. 14) nazyw am y złoże zajm ujące znaczną p rzestrzeń i ograniczone od góry i dołu dw om a m niej lub więcej rów noległym i po
w ierzchniam i, k tó re stanow ią m iejsce zetknięcia się danego pokładu z dw om a sąsiednim i pokładam i, utw orzonym i z innych skał.
S kałę leżącą bezpośrednio pod danym pokładem nazyw am y jego s p ą g i e m , podkładem lub spodem ; skałę zalegającą nad pokładem n a zyw am y s t r o p e m , nadkładem lub piętrem .
Odległość m iędzy spągiem i stropem pokładu nazyw am y jego g r u b o ś c i ą . K ąt, pod jakim pokład nachylony jest do poziomu, nazyw am y P rzek ro i A B przecięcia się spągu pokładu z p ła-
c 7 P 7 V 7 n ii n n 7 i n i n a n Q 7 V W £ n n v r* r» r7-
K ieru n ek rozciągłości pokładu m ierzy się za pom ocą k o m p a s u g e o l o g i c z n e g o (rys. 16). P rz y rz ą d ten składa się z igły m agnetycznej um ieszczonej na prostokątnej płytce. L inia północno-południow a kom pasu jest rów noległa do dłuższego boku p ły tk i lub pudełka. P rz y k ła d a ją c te n bok do poziomej linii rozciągłości* pokładu, m ożem y odczytać na kole z podziałką, o jak i k ą t biegun północny* igły m agnetycznej odchyla się od linii północno-południow ej kom pasu. K ąt te n odpowiada kątow i, jak i tw orzy k ieru n ek rozciągłości z południkiem m agnetycznym i nosi nazw ę a z y m u t u r o z c i ą g ł o ś c i . K ą t ten m ierzy się w s t o p n i a c h , a w ty m celu koło kom pasu podzielone jest na 360 części; w czasach daw niejszych koło to było dzielone na 24 g o d z i n y, każda zaś godzina —
u p a d e m pokładu. K ieru n ek linii szczyzną poziomą nazyw am y r o z c i ą g ł o ś c i ą pokładu (rys. 15) lub szerzeniem.. K ierunki rozciągłości i upadu pokładu są do siebie p ro sto padłe.
Pokład w ęgla Rys. 14
Rozciągłość i upad Tpokładu Rys. 15
21
Pofałdow anie pokładu Rys. 17
W ykłinienie pokładu Rys. 19
Kompas geologiczny Rys. 16
Uskoki Rys. 18
ITławicenie pokładu Rys. 20
Łupliwość w pokładzie Rys. 21
ha i5 stopni. S tąd k ieru n k i w kopalniach, wyznaczone za pom ocą kom pasu, nazyw ane są w gw arze górniczej „godzinam i” .
K ą t up ad u m ierzy się za pom ocą p i o n u , k tó ry zn a jd u je się w e
w n ą trz kom pasu. P om iar te n przeprow adza się w sposób następ u jący : Po unieruchom ieniu igły m agnetycznej za pom ocą dźw igni ustaw ia się kom pas jed n ą kraw ędzią prostopadle do płaszczyzny pokładu w k ieru n k u jego nachylenia, po czym na odpow iedniej podziałce odczytuje się k ą t odchylenia pionu, k tó ry je st rów nocześnie k ątem upadu pokładu.
Przecięcie się pokładu z pow ierzchnią ziem i lub z pow ierzchnią fo r
m acji geologicznej, w której w y stęp u je pokład, nazyw am y w y c h o d n i ą pokładu lub w y chodem (rys. 14 i 17).
R egularność zalegania pokładów jest bardzo często zakłócona przez ich s f a ł d o w a n i e (rys. 17), w y k l i n i e n i e (rys. 19) i u s k o k i (rys. 18). W w ypadku pofałdow ania pokładu tw orzą się tzw. s i o d ł a czyli a n ty kliny i n i e c k i czyli synkliny (rys. 17).
S kała tw orząca pokład posiada zw ykle budow ę u w a r s t w i o n ą czyli u ł a w i c o n ą rów nolegle do spągu i stropu (rys. 20). W k ieru n k u pow ierzchni uław icenia skały posiadają najm niejszą w ytrzym ałość i n a j
łatw iej się oddzielają. Oprócz tego k ieru n k u istn ieją rów nież i inne k ie
ru n k i m ałej w ytrzym ałości; k ieru n k i te nazyw am y k ieru n k am i ł u p l i - w o ś c i czyli kliw ażu (rys. 21 i 22). K ieru n k i łupliw ości są bardzo często prostopadłe do k ierunków uław icenia. W k ieru n k ach łupliw ości tw orzą się zw ykle szczeliny i uskoki.
W postaci pokładów w y stę p u ją w przyrodzie: w ęgiel kam ienny, b r u n atny, sole, n iek tó re ru d y żelaza, m anganu i inne m inerały użyteczne.
Żyły (rys. 23) są to szczeliny w skałach, w ypełnione m asą m in e
raln ą odm ienną od tej, ja k ą żyła przecina. Grubość żyły jest na ogół b a r
dziej zm ienna aniżeli grubość pokładu. Żyły, podobnie jak i pokłady, m ają sw oją rozciągłość i upad. W postaci żył w ystępuje większość rud, jak np. złotonośne ru d y kw arcow e, m olibdenit itd.
M asywy (rys. 24) są to przew ażnie złoża skał głębinow ych po
chodzenia m agm owego ja k np. granity, sjenity, dioryty itp,, zajm ujące nieraz ogrom ne przestrzenie i sięgające zw ykle na bardzo dużą głębokość.
Składy (słupy, pnie) i g n i a z d a są to rozpadliny skalne lub pieczary, w ypełnione m asą m ineralną. Składy (rys. 25) różnią się od gniazd (rys. 26) tylko znacznie w iększym i w ym iaram i, dochodzącym i do kilku lub w ięcej kilom etrów . W postaci składów i gniazd w y stępują złoża soli k a m iennej, gipsów, n iektórych ru d itd.
Złoża okruchowe (rys. 27) sk ład ają się ze żw iru, piasku, gliny oraz okruchów m ineralnych, pow stałych skutkiem w ietrzenia skał; zaj
m u ją one przew ażnie doliny rzek i potoków, a należą do nich np. piaski złotonośne, platynonośne i złoża kruszców cyny.
4. ZŁOŻA PRZEMYSŁOWE
Nie każde złoże n ad aje się do eksploatacji górniczej. Znaczenie go
spodarcze i w artość przem ysłow ą posiadają tylko takie złoża kopalin uży- 23
U ław icenie i łupliw ość skał Rys. 22
Złoże żylne Rys. 23
M asyw granitu Rys. 24
/ / - > 1 ■«> V - v * '
Słup solny Gniazda
biegiem czasu coraz łatw iejsza, tećznych, k tó re m ogą być eksploatow ane z korzyścią ekonom iczną, tzn.
gdy w artość rynkow a w ydobytego m in erału p o k ry je w szystkie koszty zw iązane z jego wydobyciem . Złoża tak ie nazyw am y z ł o ż a m i p r z e m y s ł o w y m i .
D zięki ciągłem u postępow i n au k i i techniki, dzięki różnym w y n a lazkom eksploatacja złóż s ta je się z
a koszty w ydobycia niższe, pom im o w zrostu płac robotniczych. Poza ty m ulepszenie sposobów usuw ania z m in e rału użytecznego dom ieszek skał płonnych przyczynia się do podniesienia jego w artości. W szyst
ko to pow oduje, że złoża, k tórych daw niej nie opłacało się eksploato
wać, k tó re uw ażane były za n ie
przem ysłow e, dziś lub w przyszłości m ogą być z korzyścią eksploatow ane, a w ięc m ogą stać się złożami przem y słow ym i.
Do złóż, któ ry ch daw niej nie uw ażano za przem ysłow e, należą np.
złoża zalegające na dużej głębokości, a to głów nie ze w zględu na w ysoką tem p e ra tu rę , p an u jącą w głębi ziemi, Dzięki urządzeniom w e n ty lacy jn y m oraz innym środkom , k tó re um ożliw iają obniżenie te m p e ra tu ry w m iejscach pracy, m am y już obec
nie kopalnie w ęgla dochodzące do głębokości 1200 m pod pow ierzchnią ziem i (Zagłębie R u h ry w Niemczech), kopalnie zaś kruszców osiągają już n a w e t 2500 m głębokości (kopalnie złota w południow ej A fryce).
Do złóż, k tó ry ch eksploatacja nastręcza duże trudności, m ogą być
zaliczone złoża, znajd u jące się pod dnem m orskim . K opalnie angielskie rozpoczęły już eksploatację tak ich złóż, stosując odpow iednie środki ochronne przeciw w d arciu się w ody do kopalni.
R udy cynkow e na G órnym Śląsku zaw ierają obecnie przeciętnie kilkanaście p rocent cynku. Z aw artość tak a je s t zbyt niska dla h u t, k tó re w ym agają ru d y o zaw artości 50% cynku lub naw et więcej. Ażeby w ydo
b y ta ru d a znalazła zbyt, koniecznie je st jej wzbogacenie czyli podniesie
nie zaw artości m eta lu sposobam i m echanicznym i (płukanie, flotacja). W y
nalezienie w ięc m echanicznych sposobów wzbogacania przyczyniło się do tego, że złoża o bardzo m ałej w artości stały się złożami przem ysłow ym i.
Złoże okruchowe Rys. 27
5. POSZUKIWANIE ZŁÓŻ
Celem poszukiw ań górniczych jest odnalezienie złóż kopalin uży
tecznych lub też dokładniejsze poznanie i zbadanie złóż już odnalezionych.
O dnalezienie w ielu w artościow ych złóż było dziełem li tylko szczę
śliw ego przypadku. Na tle takiego przypadkow ego odkrycia złóż solnych 25
w W ieliczce pow stała m iędzy innym i iegenda o królow ej łtin d ze ; dziełerń p rzy p ad k u było rów nież odkrycie złóż w ęgla kam iennego przez pastu sz
ków pasących bydło w okolicach D ąbrow y.
N atu raln ie, że i dziś jeszcze now e złoża m ogą być o dkryte przy p ad k o wo i to n aw et przez ludzi nie m ających fachow ego w ykształcenia; coraz m niej jed n a k jest na kuli ziem skiej m iejsc, gdzieby nie d o tarły ekspedycje naukow o-geologiczne, a więc coraz tru d n iejsze jest przypadkow e odnale
zienie nieznanego złoża i coraz większego znaczenia n a b ie ra ją r o b o t y p o s z u k i w a w c z e oparte na podstaw ach naukow ych.
N ależy nadm ienić na ty m m iejscu, że prow adzenie robót poszuki
w aw czych jest czynnością bardzo kosztow ną, czego dowodem niech będzie fakt, że przed w ojną koszty w yw iercenia otw oru w ziem i o głębokości 1 km dochodziły n aw et do 1 m iliona złotych w złocie, a w szakże odw iert taki, jeżeli i napo ty k a złoże, to tylko w jednym jego m iejscu, co jest sta nowczo nie w ystarczające do u stalen ia przem ysłow ej w artości złoża.
D la zm niejszenia kosztów poszukiw ań rozpoczyna się je zw ykle ro botam i n ajm niej kosztow nym i i dopiero w m iarę otrzym ania po
m yślnych w yników p rzy stęp u je się do robót bardziej kosztow nych. Sto
sunkow o n ajm niej kosztow nym i robotam i poszukiw aw czym i są p o s z u k i w a n i a g e o l o g i c z n e , toteż od nich rozpoczyna się z reg u ły po
szukiw ania złóż i dopiero po stw ierdzeniu m ożliwości znalezienia w danej m iejscow ości złoża przem ysłow ego p rzy stęp u je się do znacznie kosztow niejszych p o s z u k i w a ń g ó r n i c z y c h .
PO SZU K IW A N IA GEOLOGICZNE
P ra ce geologiczne w y m agają znajom ości n a tu ry złóż m inerałów uży
tecznych, ich pow staw ania oraz w spółw ystępow ania z innym i m inerałam i, opieiać się więc m uszą na tak ich naukach, ja k m ineralogia, p etro g rafia, geologia i paleontologia.
Geolog, zaopatrzony w n ajprostsze narzędzia dla badań polowych, jak kom pas, m łotek geologiczny, dm uchaw kę itp. prow adzi w stępne p race po
szukiw aw cze.
Sam a już b u d o w a t o p o g r a f i c z n a m iejscow ości pozw ala w y ciągnąć pew ne w nioski o m ożliwości nap o tk an ia takiego lub innego złoża.
Np. w m iejscow ościach górzystych łatw iej m ożna się spodziewać żył, zaś złoża okruchow e w y stę p u ją w łożyskach i dolinach rzek itp.
Znajom ość b u d o w y g e o l o g i c z n e j m iejscow ości i ustalenie w ieku geologicznego skał d ają często możność w nioskow ania z góry, jak ie m in erały użyteczne m ożna w nich napotkać.
W w ielu w ypadkach szczególne oznaki na pow ierzchni ziem i pozw a
la ją przypuszczać o istnieniu pew nych złóż. Tak np. o b e c n o ś ć g r z b i e t ó w lub w ałów (rys. 28) w zględnie w g ł ę b i e ń t e r e n u (rys. 29) w skazyw ać może na w ystępow anie w zdłuż nich skał bardziej
W ytrzym ałych na procesy w ietrzen ia lub łatw o ulegających ty m procesom ; u łatw ia to bardzo prow adzenie robót poszukiw aw czych. N apotkane w doli
nach o d ł a m k i skał (rys. 30) w skazyw ać m ogą na istnienie odpow ied
niego złoża w wyżej położonych m iejscach terenu. B a r w n e p a s y
Grzbiet jako oznaka w ystępow ania W głębienie jako oznaka w ystępow ania
złoża złoża
Rys. 28 Rys. 29
i n a l o t y na pow ierzchni ziem i pozw alają niekiedy w nioskow ać o w y stępow aniu takich lub innych m inerałów ; np. w y chody ru d żelaznych za
znaczają się często czerw onym pasem , kruszce ołowiu — żółtym lub czer
w onaw ym , kruszce m iedzi — b łęk itn y m lub zielonym.
Odłamki jako oznaka w ystępow ania złoża Naturalne odsłonięcie terenu
Rys. 30 Rys. 31
N ajbardziej cennych w skazów ek dostarczają o d s ł o n i ę c i a (od
kryw ki) w ychodów skał, k tó re m ogą być n a tu ra ln e (rys. 31), np. zbocza rzek i potoków, lub sztuczne, k tó re po w stają przy budow ie tunelów , dróg i kolei żelaznych, przy kopaniu studni, fundam entów itp.
Oprócz tego przy poszukiw aniu zw raca się uw agę na rozm ieszczenie źródeł, gdyż reg u la rn e ich w ystępow anie może w skazyw ać na w ychód po
kład u wodonośnego, n iere g u la rn e n atom iast — na obecność uskoków i szczelin. Źródła słone w skazyw ać m ogą na złoża soli kam iennej, źródła m in eraln e — na obecność ru d żelaza, ru d m iedzi i cynku, g ru n ty bezw odne — na obecność darniow ych ru d żelaza. N iektóre m in erały użyźniają glebę, inne znow u czynią ją jałow ą, a w skutek tego sta n ro ślin ności i w ystępow anie pew nego rodzaju roślin w skazyw ać m ogą czasam i 27
Ha obecność ciał kopalnych. Rów nież pew ne bak terie, k tó re żyją w łącz
ności z pew nym i m inerałam i m ogą spełnić rolę przew odnika.
W Polsce roboty geologiczno-poszukiw aw cze prow adzone są przez P ań stw o w y In sty tu t Geologiczny (PIG) w W arszaw ie.
PO SZU K IW A N IA GEOFIZYCZNE
Ju ż od daw na znani są tzw . r ó ż d ż k a r z e , którzy w n iew y tłu m aczony dotychczas sposób, trz y m ają c w ręk a c h rozw idloną gałąź w i
kliny, p o tra fią dość dokładnie w skazać m iejsce i określić głębokość w y stępow ania wód, a czasam i n a w e t i złóż m ineralnych. T akim do pew nego stopnia różdżkarstw em , ale opartym na podstaw ach naukow ych, są roz
m aite g e o f i z y c z n e s p o s o b y p o s z u k i w a ń , w y k o rzystujące fizyczne w łasności skał.
Linie równych odchyleń Schem at wagi skręceń igły m agnetycznej
Rys. 32 Rys. 33
Sposoby m agnetyczne należą do n ajdaw niej znanych sposobów geofizycznych, gdyż stosow ano je już w X V III w ieku przy poszu
k iw aniach ru d y żelaznej (m agnetytów ) w Szwecji. P ierw szym i p rzy rz ą dam i, używ anym i do tego celu, były k o m p a s y . W drugiej połowie X IX w ieku zastąpione one zostały bardziej dokładnym i m a g n e t o m e t r a m i , a w roku 1915 w ynaleziona została tzw. w a g a m a g n e t y c z n a . P rzy rząd y te pozw alają oznaczyć odchylenia ziem skiego pola m agnetycznego, w yw ołane obecnością n iek tó ry ch złóż. P rzeprow adzając pom iary odchyleń igły m agnetycznej w różnych p u n k tac h tere n u , m o
żem y w ykreślić na m apie linie m agnetyczne o rów nych odchyleniach
|ry s. 32). Zagęszczenie tych linii w pew nym m iejscu w skazuje na obecność skał o dobrej przenikliw ości m agnetycznej, rozproszenie n ato m ia st linii — na skały o złej przenikliw ości. Jak o p rzykład oddziaływ ania złóż m agne
tycznych na pew ne przyrządy, przytoczyć m ożna zaobserw o
w any przez lotników fak t zaburzeń igły m agnetycznej podczas przelotów nad góram i Św iętokrzyskim i, 'co w skazyw ałoby na obecność w tej okolicy złóż ru d y żelaznej.
Sposoby grawimetryczne o p arte są na pom iarach w różnych p u n k tac h te re n u siły ciężkości, k tó ra zależy od ciężaru w łaściw ego
w y stęp u jący ch w danej m ie j
scowości m as skalnych. P o m ia
ry m ogą być prow adzone np. za pom ocą w a h a d ł a , którego czas odchylenia zależy od w ielkości siły przyciągania. Do
kładniejsze w yniki uzyskuje się za pom ocą tzw. w a g i s k r ę
c e ń (rys. 33). Z asady jej k o n s tru k c ji i działania są n a stę p u jące: Na bardzo cienkiej nitce p latynow o-irydow ej lub k w a r
cowej a zawieszona jest leciutka beleczka b w raz z lu sterk iem c;
do końców beleczki przym oco
w ane są dw a złote ciężarki nu i rn2 po 30 gram ów . Gdy zbliży
m y w agę skręceń do m iejsca w ystępow ania złoża podziem nego, cięższego od otaczających skał, ciężarek ni2 będzie w ię
cej przyciągany aniżeli cię
żarek mi, a to ze w zględu na m niejszą jego odległość od złoża. P ow stanie przy tym pew ien obrót beleczki b i od
chylenie lu ste rk a c. O dchy
lenie to może być łatw o odczy
tan e lub sfotografow ane za pom ocą specjalnego p rzy rząd u P. O trzym ane w yniki przelicza się i nanosi na m apę (rys. 34).
K ieru n k i przyciągania ok reśla
ją z dużą dokładnością m iejsce w ystępow ania złoża. Sposobem ty m od
k ry te zostało m. i. w ostatnich latach ogrom ne złoże soli w K łodaw ie.
Sposoby elektryczne p olegają n a określeniu przebiegu linii elek
trycznych na badanym terenie, przy czym elektryczne pole sił może być n a tu ra ln e lub w yw ołane sztucznie przez odpow iednie źródło energii.
W ykorzystanie n a t u r a l n e g o p o l a s i ł (rys. 35) polega na m ierzeniu bardzo słabych p rądów elektrycznych, pow stających w złożu pom iędzy górnym i i dolnym i jego p a rtia m i na skutek chem icznych p ro cesów w ietrzenia, zachodzących w górnych partiach. Sposób te n po raz pierw szy był zastosow any w U SA w roku 1870.
i T ^ ^ , Sr J
Pomiar grawim etryczny słupa solnego
Rys. 34
29
Od ostatnich la t X IX stulecia zaczęto stosow ać praw ie w yłącznie e lek tryczne sposoby, w któ ry ch w y k o rzy stu je s i ę d o d a t k o w e ź r ó d ł o e n e r g i i e l e k t r y c z n e j , W ty m celu (rys. 36) um ieszcza się w te ren ie dw ie elektrody e i przepuszcza się przez nie p rą d elektryczny.
M ierząc spadki napięć m iędzy dw iem a przenośnym i sondam i s, zn ajd u jem y przebieg linii elektrycznych na b adanym terenie. Skały dobrze przew o
dzące elektryczność sk u piają te linie (rys. 37), źle przew odzące — roz
p rasz a ją (rys. 38). Z am iast pom iarów napięć m ożna inierzyć rów nież opory skał i przez porów nanie ze znanym i oporam i w yciągnąć w nioski, z jak im i skałam i m am y do czynienia.
Sposób radiowy był po raz pierw szy zastosow any w USA po pierw szej w ojnie św iatow ej. Polega on na tym , że na badanym teren ie
Przepływ naturalnego prądu elektrycznego w złożu
Rys. 35
Zasada sposobu radiowego Pomiar sposobem radiowym
Rys. 39 Rys. 40
ustaw ia się nadaw czą an ten ę ram ow ą*) A n (rys. 39), w ysyłającą fale elektrom agnetyczne. B adając zm iany pola elektrom agnetycznego za po
m ocą a n te n odbiorczych A 0, m ożem y stw ierdzić w szelkie zaburzenia, jakie w ty m polu pow stają. O perując odbiornikiem w różnych p u n k tac h (1— 5) złoża i stosując różne nach y len ia a n te n y odbiorczej, m ożem y dość do
k ład n ie określić nie tylko granice zalegania złoża, lecz i w. przybliżeniu jego głębokość (rys. 40).
*) Antena ramowa w ysyła najw ięcej energii w kierunku płaszczyzny ramy.
Odchylenie linii elektrycznych przez dobrze prze
wodzące złoże Rys. 37
O dchylenie linii elektrycznych przez źle prze
wodzące złoże Rys. 38 Pomiar elektryczny
Rys. 36
Sposoby sejsmiczne pow stały podczas pierw szej w ojny św iatow ej przy badaniu rozchodzenia się w strząsów ziemi, w yw ołanych strz a łam i arty lery jsk im i. Sposoby te polegają na obserw acji drgań, w yw ołanych d etonacją m a te ria łu w ybuchow ego. D rgania te rozchodzą się w skałach p ro m ieniow o w e w szystkich k ie
runkach. Przechodząc przez poszczególne skały, u leg ają czę
ściowo załam aniu (refrakcji), częściowo zaś odbiciu k u po
w ierzchni ziem i (refleksji). Z a
leżnie od tego, któ re z ty ch fal są badane, m am y sposoby sej- m iczne r e f r a k c y j n e i r e f l e k s y j n e . B adania p rze prow adza się za pom ocą sej
sm ografów , u staw ianych w róż
nych odległościach od źródła w strząsu (rys. 41).
PO SZU K IW A N IA GÓRNICZE Sposoby geologiczne i geo
fizyczne pozw alają stw ierdzić obecność złoża i w pew nym tylko przybliżeniu jego uży
teczność przem ysłow ą. D la do
kładniejszego określenia k sz ta ł
tu, w ym iarów złoża oraz jego jakości, a tym sam ym i jego w artości p rze
m ysłow ej, konieczne je st w ykonanie pew nych poszukiw aw czych r o b ó t g ó r n i c z y c h . Robotam i ty m i są row y, szybiki i sztolnie poszu
kiw aw cze oraz otw ory w iertnicze.
Roboty te są na ogół kosztow ne, toteż należy prow adzić je w edług pew nego planu. M ianow icie jeżeli np. m am y w ychodnię pokładu, to gór
nicze roboty poszukiw aw cze należy rozpocząć od zbadania tej w ychodni;
do zbadania n atom iast głębszych p a rtii pokładu przy stęp u je się tylko w razie koniecznej potrzeby.
Rowy poszukiwawcze (rys. 42) o głębokości do 4 m etró w i szerokości do 1 m stosuje się przy m ałej grubości n adkładu i strom ym upadzie po
kładów , gdyż przy jednej i tej sam ej ilości pokładów rów w ypada ty m krótszy a więc i tańszy, im bardziej strom e są pokłady.
W m iejscu n ap otkania przez rów pokładu kopaliny użytecznej zgłębia się w niej ✓ szybik (dla lepszego zbadania jakości
złoża) oraz prow adzi się rów w zdłuż Rów „0SzuUiwawczy
w ychodni. Rys 42
Szybiki poszukiwawcze są to pionowe (rzadziej pochyłe) w yrobiska górnicze, zw ykle p ro sto k ątn e (ze w zględu na obudowę drzew ną), o p rze
31
