Powiedz górniku, co masz w chodniku.

Powiedz górniku, co masz w chodniku.

O drążeniu chodników w samodzielnej obudowie kotwowej.

Popularne powiedzenie głosi, że od celu ważniejsza jest droga, która do niego prowadzi. Mądrość ta, doskonale sprawdzająca się przy podejmowaniu codziennych decyzji, ma także przełożenie na rzeczywistość podziemnej eksploatacji złóż.

Drążenie kopalnianego chodnika wiąże się z  wysokimi nakładami finansowymi, powinno więc odbywać się szybko, sprawnie - i co najważniejsze - bezpiecznie. Warunki te spełnia obudowa kotwowa, powszechnie stosowana od wielu lat w  światowym górnictwie węglowym. Stanowi ona jeden z  podstawowych elementów bezpiecznego utrzymania wyrobisk korytarzowych. Wykorzystywana jest zarówno w wyrobiskach udostępniających, wykonywanych w skałach płonnych, jak i w wyrobiskach przygotowawczych, wykonywanych w  węglu. Największe doświadczenie w jej stosowaniu zgromadziły kopalnie brytyjskie, gdzie podczas zmian własnościowych w latach 1984-1994 samodzielne obudowy kotwowe zastosowano w ponad 70% wyrobisk korytarzowych. W efekcie ponad czterokrotnie wzrósł średni postęp drążenia wyrobisk i ponad dwukrotnie – wydobycie z tych ścian. Doświadczenia kopalń amerykańskich i australijskich wskazują, że obudowy kotwowe bezpiecznie spełniają swoje zadania nawet w słabych skałach stropowych.

Technologie związane z  kotwieniem górotworu są obecnie stosowane również w wielu kopalniach węgla kamiennego w Polsce. Wykorzystuje się je przede wszystkim do wzmacniania obudowy podporowej wyrobisk korytarzowych, ale często służą także (kotwie technologiczne) do podwieszania toru kolejki transportowej czy stabilizacji maszyn i urządzeń. Zastosowanie obudowy kotwowej umożliwia też tzw. „rozrzedzenie podziałki” zabudowy obudowy łukowej czy bezpieczne wypinanie łuków ociosowych bez konieczności użycia dodatkowych elementów podporowych. Właściwie dobrane kotwy oraz odpowiedni czas ich zabudowy zapewniają istotną poprawę stateczności wyrobiska. Ma to ogromne znaczenie, zwłaszcza w przypadku eksploatacji zasobów węgla zalegających w obrębie pól resztkowych, filarów ochronnych oraz w  polach o silnie rozwiniętej tektonice. Mówiąc o polach resztkowych przyjmuje się, że są to zasoby węgla uznane w projekcie zagospodarowania złoża za straty, które przy zastosowaniu specjalnych technologii wybierania mogą być przedmiotem uzasadnionej technicznie i  ekonomicznie eksploatacji. Do niedawna jeszcze zasoby takie faktycznie „szły na straty”. Obecnie wydobywa się je przy zastosowaniu systemu komorowo-filarowego. Szacuje się, że w krajach wysoko zaawansowanych technologii wydobywczych, z systemu tego pochodzi ponad 45 procent wydobycia! O efektywności tej technologii świadczą fakty - koszty wydobycia węgla w kopalniach Australii i USA, stosujących powszechnie kotwie górnicze, są najniższe w świecie i - co niezwykle istotne - cechują się niskim współczynnikiem wypadkowości.

Pojęcie „system filarowo-komorowy” jest zresztą bardzo ogólne, ponieważ w  górnictwie światowym nie istnieją dwa identyczne systemy. Wynika to z konieczności ścisłego dopasowania technologii i parametrów do warunków wyrobiska i eksploatowanego pokładu. Na podstawie konkretnych danych podejmuje się konkretne decyzje odnośnie rodzaju i ilości niezbędnego wyposażenia - np. kombajnu, kotwiarki, wozów odstawczych czy urządzeń przesypowo-kruszących.

Czy eksploatacja złóż przy pomocy systemów komorowo-filarowych oraz systemów alternatywnych z  zastosowaniem samodzielnej obudowy kotwowej może więc przyczynić się do obniżenia kosztów i zwiększenia wydobycia także w polskich kopalniach? Naukowcy z Głównego Instytutu Górnictwa wykazali, że skały w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w większości nadają się do stosowania tej technologii zabezpieczenia wyrobisk, przy czym oczywiście w każdym przypadku konieczne jest wcześniejsze wykonanie szeregu analiz związanych z określeniem jakości górotworu.

Co prawda zaawansowane prace prowadzone w tym kierunku w kopalni Bobrek-Piekary, z przyczyn niezależnych (naturalnych), zostały czasowo zawieszone, to jednak obecnie naukowcy z Zakładu Technologii Eksploatacji i  Obudów Górniczych GIG prowadzą poważne rozmowy dotyczące zastosowania kombajnu Bolter Miner w  kopalniach Polskiej Grupy Górniczej. Podstawową zaletą kombajnów tego typu, oprócz obniżenia kosztów obudowy (stal!), jest fakt, że w znacznym stopniu oszczędzają one czas, gdyż oprócz urabiania, załadunku i transportu urobku wykonują także kotwienie stropu za pomocą zintegrowanych kotwiarek.

Sam system filarowo-komorowy, jak każda technologia, posiada swoje ograniczenia, na co naukowcy zwracają oczywiście uwagę. Jednak już samo rozpowszechnienie samodzielnej obudowy kotwowej, czy też w pierwszym etapie obudowy podporowo-kotwowej, z istotnym rozrzedzeniem podziałki obudowy podporowej w polskim górnictwie może przyczynić się zarówno do znacznego zwiększenia wydajności i bezpieczeństwa, a także obniżenia kosztów i uniknięcia dodatkowych nakładów na roboty udostępniające. Ponadto badania prowadzone nad eksploatowanym przy zastosowaniu systemu komorowo-filarowego pokładem węgla w  czeskiej kopalni CSM wykazały odczuwalne ograniczenie skutków tej eksploatacji na deformację powierzchni, a to istotna wartość dodana – jakże dla nas wszystkich cenna

BJ

Opublikowano w PGG Magazyn, styczeń 2018

 

+ 48-32-259-2000