Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Arkadiusz Pawlikowski
DrąŜenie wyrobisk podziemnych
711[02].Z3.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

1
Recenzenci:
mgr inŜ. Jan Jureczko
mgr inŜ. Grzegorz Merta
Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Arkadiusz Pawlikowski
Konsultacja:
mgr inŜ. Gabriela Poloczek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z3.04
DrąŜenie wyrobisk podziemnych, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu
górnik eksploatacji podziemnej.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Głębienie szybów metodą zwykłą 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 31
4.1.3. Ćwiczenia 31
4.1.4. Sprawdzian postępów 33
4.2. Głębienie szybów metodami specjalnymi 34
4.3. DrąŜenie wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych 47
4.4. Utrzymywanie wyrobisk korytarzowych i kontrola składu atmosfery
w wyrobisku 59
5. Sprawdzian osiągnięć 67
6. Literatura 73

3
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy dotyczącej drąŜenia wyrobisk
podziemnych.
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
− cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
− materiał nauczania – podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,
− zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy juŜ opanowałeś treści zawarte w rozdziałach,
− ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
− sprawdzian postępów,
− sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, Ŝe dobrze pracowałeś podczas zajęć i Ŝe nabyłeś wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,
− wykaz literatury.
W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące drąŜenia wyrobisk
udostępniających oraz wyrobisk przygotowawczych.
Informacje zamieszczone w Poradniku mogą zostać rozszerzone w oparciu o literaturę
dodatkową zgodnie z zaleceniami nauczyciela.
Z rozdziałem Pytania sprawdzające moŜesz zapoznać się:
− przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania. Analiza tych pytań wskaŜe Ci, na
jakie treści naleŜy zwrócić szczególną uwagę w trakcie zapoznawania się z Materiałem
nauczania,
− po opanowaniu rozdziału Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Poradnik zawiera, po kaŜdym rozdziale, propozycję ćwiczeń celem zdobycia przez
Ciebie umiejętności praktycznych, przydatnych w pracy zawodowej. Podczas wykonywania
ćwiczeń zwróć uwagę na zalecenia nauczyciela dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swojej wiedzy i umiejętności
wykonując Sprawdzian postępów. Analiza wyniku tego sprawdzianu wskaŜe Ci treści,
których jeszcze nie opanowałeś i do których powinieneś wrócić.
Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło dla
nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel moŜe posłuŜyć się zadaniami
testowymi.
W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego
testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, na której będziesz zakreślał właściwe
odpowiedzi spośród zaproponowanych.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w kopalni, w warsztatach, bądź w laboratoriach ośrodków
mechanizacji górnictwa musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpoŜarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

4
Schemat układu jednostek modułowych
711[02].Z3
Eksploatacja złóŜ
711[02].Z3.01
Rozpoznawanie
i udostępnianie złóŜ
711[02].Z3.03
Dobieranie środków strzałowych
711[02].Z3.02
Rozpoznawanie i likwidacja
zagroŜeń w górnictwie
711[02].Z3.04
DrąŜenie
wyrobisk
podziemnych
711[02].Z3.05
Wykonywanie
obudowy wyrobisk
711[02].Z3.06
Montowanie urządzeń
wentylacyjnych
i zabezpieczających
711[02].Z3.07
Eksploatowanie złóŜ
kopalin uŜytecznych

5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− stosować jednostki układu SI,
− przeliczać jednostki,
− rozróŜniać podstawowe wielkości mechaniczne i elektryczne oraz ich jednostki,
− analizować proste schematy kinematyczne części maszyn,
− wykonywać rysunki części maszyn,
− analizować układy hydrauliczne i pneumatyczne,
− charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy obsłudze maszyn
i urządzeń mechanicznych,
− korzystać z róŜnych źródeł informacji,
− obsługiwać komputer,
− współpracować w grupie.

6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− scharakteryzować proces technologiczny głębienia szybu,
− dobrać metody głębienia szybu zaleŜnie od warunków geologicznych,
− scharakteryzować głębienie szybu metodami specjalnymi,
− wskazać elementy zbrojenia i wyposaŜenia szybu w zaleŜności od jego funkcji,
− wyjaśnić cele i zadania wyrobisk udostępniających,
− scharakteryzować czynności zasadnicze i pomocnicze przy drąŜeniu wyrobisk
udostępniających,
− scharakteryzować czynności zasadnicze i pomocnicze przy drąŜeniu wyrobisk
przygotowawczych,
− dobrać obsadę, sprzęt, obudowę, sposób drąŜenia do przekroju wyrobiska udostępniającego,
− dobrać obsadę, sprzęt, obudowę, sposób drąŜenia do danego typu wyrobiska
udostępniającego,
− pobrać próbki wyrobisk,
− określić zasady kontroli drąŜonych wyrobisk przygotowawczych,
− skontrolować kierunek wyrobiska,
− skontrolować zabezpieczenie czoła przodka,
− skontrolować skład atmosfery w chodniku,
− dobrać kształt i wymiary wyrobiska przygotowawczego dla określonego systemu
wybierania,
− dobrać sprzęt, maszyny i urządzenia dla wyrobiska przygotowawczego,
− dobrać sposób drąŜenia dla wyrobiska przygotowawczego,
− objaśnić zasady i sposoby utrzymania wyrobisk,
− opracować procedurę zagroŜenia w wyrobisku,
− określić warunki przebudowy wyrobiska korytarzowego,
− określać zasady drąŜenia, utrzymania i przebudowy wyrobisk górniczych,
− sterować maszynami do drąŜenia wyrobisk udostępniających i przygotowawczych,
− drąŜyć wyrobiska podziemne,
− zastosować przepisy prawa geologicznego i górniczego oraz przepisy wykonawcze przy
drąŜeniu wyrobisk,
− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpoŜarowej
podczas drąŜenia wyrobisk podziemnych.

7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Głębienie szybów metodą zwykłą
4.1.1. Materiał nauczania
Wyrobiska udostępniające i ich przeznaczenie
Gdy złoŜe kopaliny uŜytecznej zostało dostatecznie zbadane i gdy zdecydowano na nim
załoŜyć kopalnię, wówczas naleŜy wykonać wiele róŜnych rodzajów wyrobisk górniczych,
które w przyszłości pozwolą na eksploatację złoŜa. Wyrobiska te, zwane ogólnie
eksploatacyjnymi, dzielą się na trzy rodzaje:
− udostępniające,
− przygotowawcze,
− wybierkowe.
Wymienione rodzaje wyrobisk łączą się ze sobą, tworząc pewną sieć, która nadaje
charakter kopalni, stanowiąc określony model kopalni.
Po wykonaniu wymienionych robót górniczych oraz innych robót na powierzchni, moŜna
przystąpić do eksploatacji złoŜa, przez którą rozumie się ogół robót górniczych
wykonywanych w celu wydobywania kopaliny uŜytecznej.
Roboty górnicze rozpoczyna się więc od utworzenia dostępu do złoŜa, czyli od jego
udostępnienia. Dostęp do złoŜa wykonuje się za pomocą wyrobisk udostępniających
łączących złoŜe lub jego część z powierzchnią ziemi. ZaleŜnie od warunków zalegania, złoŜe
moŜna udostępnić przez usunięcie nadkładu – przy wybieraniu złoŜa sposobem
odkrywkowym, albo za pomocą wyrobisk podziemnych – przy wybieraniu złoŜa sposobem
podziemnym. O tym czy złoŜe naleŜy eksploatować sposobem odkrywkowym lub
podziemnym, decyduje wiele czynników.
Do udostępnienia złóŜ przy eksploatacji podziemnej stosuje się wyrobiska:
− pionowe (szyb, szybik, szyb lub szybik ślepy),
− poziome (sztolnia, przecznica),
− pochyłe (szyb pochyły).
Szybem nazywa się wyrobisko korytarzowe pionowe głębione z powierzchni ziemi
o średnicy powyŜej 4 m, zgłębione w warstwach skalnych i mające bezpośrednie połączenie
z powierzchnią ziemi. Średnice szybów okrągłych są znormalizowane
Szybikiem nazywa się podobne wyrobisko, lecz o średnicy poniŜej 15 m i zazwyczaj
niegłębokie.
Szybem lub szybikiem ślepym nazywa się wyrobiska pionowe nie wychodzące na
powierzchnię, lecz łączące wewnątrz kopalni pokłady (poziomy) między sobą. O nazwie szyb
lub szybik decydują wymiary poprzeczne wyrobiska.
Sztolnią nazywa się wyrobisko korytarzowe poziome lub lekko nachylone ku ujściu
mające wlot z powierzchni i udostępniające złoŜe ze stoku góry.
Przecznicą nazywa się wyrobisko korytarzowe poziome lub o małym wzniesieniu
wykonane w celu udostępnienia złoŜa w poprzek warstw skalnych i nie mające
bezpośredniego połączenia z powierzchnią.
Szyb pochyły przebity jest w skałach otaczających złoŜe lub najczęściej w złoŜu po jego
upadzie. JeŜeli kąt nachylenia złoŜa jest większy od 30° do 45° to wyrobisko w nim
wykonane nazywa się szybem-pochyłym, jeŜeli wyrobisko ma mniejszy kąt nachylenia,
nazywane bywa upadową.

8
Celem zasadniczym wymienionych wyrobisk udostępniających jest połączenie złoŜa
kopaliny uŜytecznej z powierzchnią i umoŜliwienie przygotowania złoŜa do eksploatacji. Cel
ten osiągają bezpośrednio tylko niektóre z wymienionych wyrobisk, jak np. sztolnie i szyby
pochyłe, większość wyrobisk udostępnia złoŜe w połączeniu z innymi wyrobiskami. Na
przykład złoŜe składające się z kilku pokładów zalegających z pewnym nachyleniem
udostępnia się szybem w połączeniu z przecznicami lub szybem w połączeniu z przecznicami
i szybikami ślepymi.
Wyrobiska udostępniające poza utworzeniem dostępu do złoŜa mają swoje przeznaczenie
w okresie eksploatacji złoŜa. Tak np. szyby pionowe słuŜą do wydobywania na powierzchnię
kopaliny, są to tzw. szyby wydobywcze, do zjazdu załogi pod ziemię, dla celów wentylacji
(przewietrzania), zwane szybami wentylacyjnymi kopalni, jak równieŜ do opuszczania
materiałów pod ziemię. Przecznice słuŜą jako główne drogi transportu, urobku i załogi, do
doprowadzania powietrza świeŜego oraz do wielu innych celów związanych z ruchem
kopalni. Szyby pochyłe słuŜą do przewietrzania, do wyciągania urobku, opuszczania
materiałów, itp.
Połączenie dołu kopalni z powierzchnią
Zgodnie z obowiązującymi przepisami, kaŜda kopalnia podziemna musi mieć co najmniej
dwa zdatne do uŜytku połączenia wyrobisk podziemnych z powierzchnią ziemi, jedno dla
doprowadzenia powietrza świeŜego (szyb wdechowy), a drugie dla odprowadzenia powietrza
zuŜytego (szyb wydechowy). Wyjścia te muszą mieć połączenia pod ziemią, umoŜliwiające
załodze wydostanie się na powierzchnię ze wszystkich poziomów i oddziałów. Przepis ten ma
na celu zapewnienie kopalni przewietrzania przepływającym przez nią prądem powietrza
i stworzenia dla załogi co najmniej jednego wyjścia z kopalni w razie niebezpieczeństwa.
Wybór sposobów udostępnienia złoŜa
Zasadniczym czynnikiem wpływającym na sposób udostępnienia złoŜa są warunki
geologiczne jego zalegania oraz w niektórych przypadkach rzeźba terenu. Do
najwaŜniejszych warunków zalegania złoŜa węglowego decydujących o sposobie jego
udostępnienia naleŜy zaliczyć:
− liczbę pokładów węgla występującego w złoŜu,
− głębokość zalegania pokładów,
− odległość między pokładami,
− kąt nachylenia pokładów,
− zaburzenia w zaleganiu pokładów.
Rzeźba terenu ma wpływ wówczas, gdy złoŜe zalega w terenie górzystym.
Zakładanie poziomów i pięter
KaŜda kopalnia eksploatuje część złoŜa zawartą w granicach ustalonego dla niej obszaru
górniczego. Na ogół obszar górniczy zawiera zasoby węgla wystarczające na kilkadziesiąt lat
eksploatacji. Dla umoŜliwienia planowego wybierania złoŜa, które wybiera się od partii wyŜej
połoŜonych do niŜszych, dzieli się złoŜe na części udostępnione poprzednio opisanymi
wyrobiskami udostępniającymi. KaŜda taka wydzielona z obszaru górniczego kopalni część
złoŜa tworzy tzw. poziom kopalni.
Poziomem nazywa się płaszczyznę poziomą przechodzącą przez przecznicę
udostępniającą i oddzielającą połoŜoną nad nią część złoŜa. Poziom określa się głębokością,
na jakiej łączy się wylot przecznicy z szybem. Poziomy zakłada się stopniowo coraz głębiej
w miarę wyczerpywania się zasobów górnych części złoŜa, i to w takich odstępach
(odległościach), by zasoby kopaliny uŜytecznej były w kaŜdej partii (poziomie) mniej więcej
równe.

9
Poziomy w kopalni zakłada się w celu: udostępnienia eksploatacji, skrócenia dróg
transportowych i wentylacyjnych oraz czasu ich istnienia, ułatwienia stopniowego
przemieszczania w głąb eksploatacji. Poziomy, których załoŜenie wymaga znacznych
nakładów, powinny istnieć przynajmniej 25 do 30 lat. Wybieranie złoŜa w obrębie poziomów
rozpoczyna się od poziomu najwyŜszego. Zakładanie nowych poziomów jest kosztowne,
dlatego bardzo waŜnym zagadnieniem związanym z liczbą poziomów jest odpowiedni dobór
pionowej odległości między poziomami, czyli odstęp. Liczba poziomów, a zatem odstęp
między poziomami będzie zaleŜał od wielu czynników natury ekonomicznej, geologiczno-
górniczej, wśród których najwaŜniejsze to nachylenie złoŜa i ilość zasobów w projektowanym
poziomie, która powinna być mniej więcej stała i określona tak, by koszty przypadające na
tonę wydobycia były jak najmniejsze. Druga wielkość określająca poziom to tzw. pochyła
długość poziomu, której rzut na płaszczyznę pionową stanowi właśnie odstęp. Jest to pas
węgla rozciągający się podłuŜnie wzdłuŜ obszaru górniczego licząc po nachyleniu pokładu,
a ograniczony płaszczyznami poziomów. Pochyła długość zaleŜy głównie od nachylenia
pokładu. Im nachylenie pokładu będzie większe, tym długość pochyła poziomu będzie
mniejsza i odwrotnie. Wynikają stąd następujące wnioski: zaleganie pokładów grubych
o małym nachyleniu i niewielkiej wzajemnej odległości przemawia za stosowaniem małego
odstępu poziomów. Przy zaleganiu pokładów o większym nachyleniu, odstęp poziomów
będzie większy. W kopalniach węgla odstęp poziomów przy małym nachyleniu dochodzi do
100 m, a przy większym od 150 do 200 m. Poziomy oznacza się kolejnymi cyframi
rzymskimi, poczynając od góry np. poziom I, II itd. lub oznacza się je liczbą wyraŜającą
głębokość od zrębu szybu, np. poziom 300 m, 500 m albo teŜ wysokość nad poziomem
morza, np. poziom + 120 m n.p.m.
Z miejsc udostępnienia pokładu przecznicami na poziomie górnym i na poziomie dolnym
prowadzi się w pokładzie po jego rozciągłości chodniki zwane podstawowymi, poziomowymi
lub głównymi. Takie rozcięcie złoŜa nosi nazwę struktury pokładowej (rys. 1). MoŜna teŜ
chodniki podstawowe prowadzić pod pokładem w skale płonnej, wówczas ma się do
czynienia ze strukturą kamienną rozcięcia złoŜa. Chodniki główne drąŜy się do granicy
wybierania. Po wykonaniu chodników głównych w odpowiedniej długości, dokonuje się
podziału pokładu w obrębie poziomu pochylniami działowymi na pola eksploatacyjne.
Rys. 1. Przecznicowy sposób udostępnienia złoŜa (model węglowy) [7, s. 129]

10
Dla skrócenia czasu istnienia wyrobisk oraz ułatwienia transportu urobku dzieli się złoŜe
w obrębie poziomu na mniejsze części, zwane piętrami (rys. 2), tj. jednostki o długości 100 do
200 m po nachyleniu, czyli poziom zawiera najczęściej 2–3 piętra. Piętro jest ograniczone
wyrobiskami przygotowawczymi – tzw. chodnikami piętrowymi wykonanymi w pokładzie.
Tak więc pierwsze piętro ograniczone jest prowadzonym po rozciągłości chodnikiem
głównym górnego poziomu i chodnikiem piętrowym, drugie piętro ograniczone jest dwoma
chodnikami piętrowymi, a trzecie chodnikiem piętrowym i chodnikiem głównym poziomu
dolnego.
W kaŜdym piętrze chodnik górny spełnia rolę chodnika wentylacyjnego, domy chodnika
przewozowego. Czasem, gdy odległość między chodnikami piętrowymi jest ze względu na
system wybierania pokładu zbyt duŜa, przeprowadza się między nimi chodniki pośrednie,
które dzielą piętro na podpiętra. W nich prowadzi się wybieranie. Celem dalszych robót
w ramach piętra jest uzyskanie węgla z przodków wybierkowych. Omówione tu wyrobiska
chodnikowe wykonywane są w zasadzie w pokładzie węgla, a więc zaliczane są do robót
przygotowawczych.
Rys. 2. Podział złoŜa na poziomy i piętra [7, s. 151]
DrąŜenie wyrobisk korytarzowych, tj. wyrobisk górniczych mających znacznie większe
długości niŜ wymiary poprzeczne, polega na wykonywaniu ich w górotworze robotami
górniczymi ręcznie, materiałami wybuchowymi lub maszynami. Do prac związanych
z drąŜeniem wyrobisk naleŜy: urabianie skały, ładowanie i transport skały z przodka oraz
zabezpieczenie wykonanego wyłomu obudową.
Wyrobiska korytarzowe są niezbędne do wykonania zarówno przy zakładaniu nowej
kopalni czy nowego poziomu, jak i w czasie trwania normalnej eksploatacji.
Cel i zadania robót udostępniających i przygotowawczych
Dla umoŜliwienia eksploatacji złoŜa trzeba wykonać roboty udostępniające oraz
przygotowawcze, czyli wykonać całą sieć wyrobisk korytarzowych. Do wyrobisk
korytarzowych naleŜą przecznice, chodniki, pochylnie, itp. wyrobiska.
Roboty udostępniające wykonuje się w celu otwarcia złoŜa minerału uŜytecznego
wyrobiskami korytarzowymi, umoŜliwiającymi dogodne jego przygotowanie do prowadzenia
eksploatacji. Do wyrobisk udostępniających zalicza się wszelkie wyrobiska drąŜone

11
w skałach płonnych, a więc szyby i szybiki, sztolnie, przecznice, przekopy kierunkowe,
przecznice oddziałowe, pochylnie i upadowe.
Wyrobiska udostępniające powinny być tak wykonane, aby spełniały swe zadania
wypływające z ich przeznaczenia. Jeśli więc drąŜy się np. przecznicę, która ma słuŜyć dla
transportu urobku lokomotywami, to naleŜy dać jej odpowiednie wymiary poprzeczne
i nachylenie dostosowane do danej lokomotywy i wozów. Wyrobiska udostępniające mogą
równieŜ spełniać inne zadania, a więc mogą słuŜyć takŜe dla doprowadzenia świeŜego
powietrza lub odprowadzenia zuŜytego, dla transportu materiałów, przejścia ludzi,
odprowadzenia wody kopalnianej oraz dla przeprowadzenia rurociągów lub kabli, itp.
Wyrobiska spełniają zazwyczaj równocześnie kilka zadań, a więc np. przecznica moŜe słuŜyć
równocześnie dla transportu urobku i materiałów, dla ruchu załogi, dla odprowadzenia wody,
doprowadzenia świeŜego powietrza, a takŜe dla rur i kabli. Niektóre wyrobiska mają
natomiast tylko jedno zadanie, np. przekopy wodne są przeznaczone wyłącznie dla
odprowadzenia wody kopalnianej.
Po udostępnieniu i rozcięciu złoŜa na poziomy trzeba przygotować je do eksploatacji za
pomocą sieci wyrobisk korytarzowych, prowadzonych w samym złoŜu, zwanych ogólnie
robotami przygotowawczymi.
W zaleŜności od stosowanych systemów wybierania rozcina się poziomy wyrobiskami
korytarzowymi na piętra i podpiętra, w wyniku których powstają tzw. eksploatacyjne pola
wybierania (rys. 3).
Rys. 3. Główne roboty udostępniające przygotowawcze. Podział poziomu na piętra i pola pochylniane [6, s. 140]
Dalsze prowadzenie wyrobisk przygotowawczych w polach wybierania doprowadza do
powstania pól pochylnianych i przodków wybierkowych, dróg transportowych dla urobku
i materiałów, dla doprowadzenia świeŜego i odprowadzenia zuŜytego powietrza, dla przejścia
ludzi, odpływu wody, doprowadzenia energii, itp.
Głębienie szybów metodą zwykłą
Głębienie szybów pionowych zalicza się do najbardziej trudnych, a jednocześnie bardzo
kosztownych robót górniczych. Stopień trudności tych robót polega na tym, Ŝe urabianie
skały, jej ładowanie, transport na powierzchnię i inne czynności, jak obudowa
i przewietrzanie, są znacznie bardziej skomplikowane w wyrobisku pionowym niŜ poziomym.
Ponadto szyb przebija się nie tylko w skałach zwięzłych, lecz i w skałach sypkich mało
zwięzłych, a często zawodnionych (kurzawkach), w których prowadzenie robót górniczych
i zakładanie obudowy jest bardzo trudne. PoniewaŜ szyb powinien niezawodnie spełniać
swoje zadanie przez cały okres istnienia kopalni, roboty związane z głębieniem i obudową

12
muszą być wykonane bardzo starannie oraz fachowo i dlatego wykonywane muszą być przez
doświadczonych i wyspecjalizowanych górników szybowych.
Rodzaje, wymiary i metody głębienia szybów
Ze względu na kształt poprzecznego przekroju, szyby podzielić moŜna na: okrągłe,
prostokątne, beczkowe i eliptyczne. O wyborze kształtu przekroju poprzecznego decyduje
przeznaczenie szybu, przewidywany okres jego eksploatacji (pracy) oraz rodzaj skał,
w których ma być szyb głębiony. Obecnie bardziej rozpowszechnione są szyby okrągłe. Szyb
podzielony jest na przedziały, które w zaleŜności od przeznaczenia noszą nazwy: przedziału
klatkowego lub skipowego, przedziału rurowego i przedziału drabinowego. Okrągły kształt
przekroju poprzecznego pozwala na łatwe wykonywanie wyłomu, uzyskuje się korzystniejszy
rozkład ciśnienia górotworu oraz mniejszy opór powietrza płynącego szybem. Przekrój szybu
charakteryzują dwie średnice; średnica szybu w wyłomie, tj. średnica, jaką ma szyb
wydrąŜony w skale przed wykonaniem obudowy ostatecznej oraz średnica szybu w świetle, tj.
średnica, jaką ma szyb po wykonaniu obudowy ostatecznej.
Biorąc pod uwagę wielkość powierzchni poprzecznego przekroju szybu okrągłego, przy
uwzględnieniu średnicy szybu w świetle, moŜna szyby podzielić na następujące cztery grupy:
− szybiki do 4,0 m,
− szyby małe od 4,0 do 4,5 m,
− szyby średnie od 4,5 do 6,0 m,
− szyby duŜe powyŜej 6,0 m.
Uwzględniając głębokość szybów moŜna je podzielić na szyby:
− płytkie do 200 m,
− średnie do 500 m,
− głębokie do 1000 i więcej metrów.
Ze względu na przeznaczenie szybów w okresie ich eksploatacji moŜna je podzielić na
szyby:
− wydobywcze lub wyciągowe – słuŜące do wyciągania urobku, opuszczania materiałów,
jazdy ludzi; szybami tymi wpływa zazwyczaj powietrze świeŜe do kopalni, nazywa się je
wówczas szybami wdechowymi lub wlotowymi;
− wentylacyjne (wydechowe) lub wylotowe, którymi powietrze zuŜyte wypływa;
− pomocnicze, które słuŜą do spełniania zadań pomocniczych w procesie wydobywania
kopaliny, np. do opuszczania materiałów i sprzętu, ewentualnie jazdy ludzi,
wydobywania kamienia; są one najczęściej równieŜ szybami wentylacyjnymi;
− podsadzkowe – którymi opuszcza się z powierzchni na dół materiał podsadzkowy,
− drzewne – wyposaŜone w urządzenia do opuszczania drewna kopalnianego oraz innych
długich przedmiotów, np. szyn.
Ze względu na sposób wykonania i stosowane przy głębieniu środki techniczne rozróŜnia
się:
− głębienie szybów metodą zwykłą,
− głębienie szybów metodami specjalnymi.
Przy wyborze metody głębienia szybu naleŜy uwzględnić wiele czynników, z których do
najwaŜniejszych naleŜą:
− własności fizyko-mechaniczne górotworu,
− grubość poszczególnych warstw górotworu,
− rozmieszczenie warstw wodonośnych oraz warstw nieprzepuszczalnych,
− wysokość ciśnienia hydrostatycznego poszczególnych poziomów wodonośnych.
Głębienie szybów metodą zwykłą moŜna stosować w skałach:
− zwięzłych, suchych lub z przypływem wody dochodzącym do 0,5 m3
/min, wymagających

13
stosowania robót strzelniczych,
− skałach miękkich, umoŜliwiających urabianie i wybieranie narzędziami bądź teŜ
urządzeniami mechanicznymi.
Konieczność stosowania metod specjalnych zachodzi przy przebijaniu:
− warstw zwięzłych lecz wodonośnych, np. w piaskowcach i wapieniach wodonośnych,
w których stosowanie metody zwykłej z powodu duŜego dopływu wody byłoby
utrudnione i mało opłacalne,
− zawodnionych skał słabo zwięzłych (np. piasków, glin, iłów, kurzawek), w których
stosowanie metody zwykłej jest niemoŜliwe.
Zaznaczyć naleŜy, Ŝe szyb moŜe być głębiony początkowo metodą specjalną, a po
zgłębieniu go do pewnego poziomu, przy zmianie warunków geologicznych, dalsze głębienie
moŜe odbywać się metodą zwykłą i na odwrót.
W szybie wyróŜnia się następujące odcinki:
− odcinek górny, czyli tzw. głowicą szybu, która łączy szyb bezpośrednio z powierzchnią
ziemi,
− odcinek środkowy, stanowiący główną część szybu,
− odcinek dolny, czyli tzw. rząpie stanowiący część szybu poniŜej podszybia najniŜszego
poziomu.
Głębienie szybów i szybików metodą zwykłą
Głębienie szybu jest operacją bardzo kosztowną i dlatego przed przystąpieniem do
głębienia zachodzi konieczność przeanalizowania wielu zagadnień z tym związanych,
wykonania całego cyklu badań geologiczno-inŜynierskich, zmierzających do ustalenia metody
głębienia oraz wykonania wielu prac przygotowawczych poprzedzających głębienie szybu.
Zakres prac wstępnych poprzedzających głębienie szybu
Do prac przygotowawczych poprzedzających głębienie szybu zalicza się:
− wiercenia badawcze i opracowanie warunków hydrogeologicznych,
− opracowanie projektu głębienia szybu, a przede wszystkim części górniczej
i mechanicznej oraz prac projektowych, dotyczących zabudowania urządzeń potrzebnych
do głębienia szybu,
− prace miernicze,
− roboty budowlane,
− roboty montaŜowe,
− prace administracyjno-gospodarcze.
Po podjęciu przez zarząd kopalni decyzji o głębieniu szybu następuje porozumienie
z zarządem przedsiębiorstwa, które będzie głębić szyb, co do wykonania prac
przygotowawczych przy głębieniu szybu; niektóre zagadnienia opracowuje zarząd kopalni
inne – zarząd przedsiębiorstwa prowadzącego głębienie szybu.
Do zagadnień, które muszą być opracowane przez kierownictwo kopalni (inwestora)
naleŜą: ustalenie średnicy szybu, jego głębokości oraz określenie jego funkcji, szczegółowa
lokalizacja szybu i urządzeń związanych z pracą szybu, uzyskanie zezwoleń na budowę od
administracji publicznej i władz górniczych, załatwienie spraw związanych z budową drogi
dojazdowej do szybu i ewentualnie linii kolejowej, sprawy dostawy energii elektrycznej,
wody przemysłowej i pitnej, ustalenie miejsca składowania urobku, załatwienie spraw
związanych z projektem podszybi i wyrobisk bezpośrednio połączonych z szybem.
Po ustaleniu metody głębienia szybu oraz rodzaju wyposaŜenia, przedsiębiorstwo
budujące szyb, czyli wykonawca opracowuje projekt uzbrojenia placu budowy, wierceń
badawczych i prac hydrogeologicznych, których ukończenie często dopiero decyduje

14
o ostatecznej lokalizacji szybu, organizacji i technologii głębienia szybu, jak równieŜ
opracowuje akta koncesyjne dla urządzeń wydobywczych.
Prawidłowe rozwiązanie tych zagadnień zarówno przez zarząd kopalni – (inwestora) –
jak i wykonawcę ma decydujący wpływ tak na koszty, jak i na termin ukończenia budowy
szybu.
Wiercenie otworów badawczych poprzedzające głębienie szybu
Przed przystąpieniem do projektowania głębienia szybu naleŜy wykonać dokładne
rozpoznanie geologiczno-inŜynierskie górotworu, w którym ma być głębiony szyb. Przy
projektowaniu głębienia szybu nie wystarczają dane hydrogeologiczne, uzyskane przy
rozpoznaniu zasobów złoŜa; wymagane jest przeprowadzenie dodatkowych badań
hydrogeologicznych. Na dodatkowe badania hydrogeologiczne składają się najczęściej: jedno
lub kilka wierceń badawczych, analiza stosunków hydrogeologicznych w sąsiednich szybach
i otworach wiertniczych oraz badania geotechniczne.
Rozeznanie pod względem hydrogeologicznym powinno dać ocenę:
− charakteru litologicznego warstw skalnych,
− liczby warstw wodonośnych,
− głębokości występowania poszczególnych warstw wodonośnych i ich miąŜszości,
ciśnienia i współczynnika filtracji,
− określenia spodziewanego przypływu wody do szybu z poszczególnych warstw
wodonośnych, jej charakteru przepływu, składu chemicznego i temperatury,
− występowania skał gazonośnych.
− Badania pod względem geomechanicznym obejmują:
− opis warstw z punktu widzenia geomechanicznego z podaniem ziarnistości, ustalenia
wytrzymałości na ściskanie i ścinanie poszczególnych warstw skalnych,
− ustalenie wskaźników zwięzłości, szczelinowatości, porowatości, struktury, ewentualnie
skłonności do pęcznienia, zaburzenia tektoniczne i nachylenie.
Otwór badawczy usytuowuje się zazwyczaj w odległości 10 do 30 m od osi
projektowanego szybu.
W czasie wierceń badawczych naleŜy bardzo sumiennie pobierać próby i dokładnie
określać głębokość ich pobrania, gdyŜ ma to wpływ na przebieg i wybór metody głębienia.
Zasadniczą czynnością obok pobierania próbek skał, jest określenie stosunków wodnych
w otworze. Jest to czynność bardzo waŜna, gdyŜ decyduje o wyborze metody głębienia szybu.
Aby określić stosunki wodne w otworze, wszystkie otwory badawcze – (z wyjątkiem
otworów rdzeniowych) – wierci się bez płuczki (na sucho). Stwierdzenie warstw
wodonośnych odbywa się przez obserwację pierwszego pojawienia się wody w otworze
i przez określenie jej ciśnienia hydrostatycznego. Po nawierceniu warstw wodonośnych
naleŜy je przewiercić aŜ do warstwy wodo-nieprzepuszczalnej. Następnie wiercenie naleŜy
wstrzymać, by określić ciśnienie hydrostatyczne wody i zmierzyć jej wydatek. Jednym ze
sposobów pomiaru poziomu zwierciadła wody jest stosowanie pływaka umocowanego na
lince stalowej o średnicy 2,0 mm (rozeznaje się moment uderzenia pływaka o powierzchnię
wody). Najprostszym sposobem pomiaru dopływu wody do otworu jest uŜycie do tego celu
naczynia o znanej pojemności. Znając czas potrzebny do napełnienia naczynia ustala się ilość
dopływającej wody.
W czasie wierceń badawczych naleŜy się liczyć z wydobywaniem się metanu (CH4),
w złoŜach węgla i soli, dwutlenku węgla (CO2) i tlenku węgla (CO) przy wierceniu
otworów badawczych do starych zrobów, siarkowodoru (H2S) w złoŜach siarki.
JeŜeli przewidywane jest w czasie wiercenia napotkanie metanu, całe urządzenie
wiertnicze powinno spełniać warunki ognioszczelności. Przy wierceniu na sucho obecność
gazu stwierdza się przez obserwację ujścia Ŝerdzi z otworu, gdyŜ wydobywający się gaz

15
wywołuje ich drgania w czasie mieszania się z powietrzem tuŜ nad otworem. Gdy otwór
wiertniczy wypełniony jest wodą lub płuczką, wydobywanie się gazu rozpoznaje się przez
wydzielanie się baniek gazu i wody lub płuczki u wylotu rury wiertniczej na powierzchni.
W otworze pobiera się do pipety próbkę wydobywającego się gazu, w celu ustalenia jego
składu chemicznego.
Wiercenie otworu badawczego powinno być prowadzone pod nadzorem geologicznym.
Po ukończeniu wiercenia otwór powinien być zlikwidowany, np. przez jego zacementowanie,
aby nie doprowadzić do nagłego wdarcia się wody do kopalni.
Prace miernicze przed głębieniem szybu
Po ustaleniu najdogodniejszego miejsca dla szybu, czyli jego lokalizacji, słuŜba
miernicza kopalni wyznacza połoŜenie szybu w terenie.
Rys. 4. Wyznaczenie głównych osi szybu: 1 – główne osie szybu, 2 – kamienie miernicze wkopane w teren,
oznaczające główne osie szybu, 3 – tablice oznaczające na powierzchni główne osie, 4 – klamry
w szybie oznaczające główne osie szybu, 5 – kierunek północ-południe, 6 – kamienie miernicze
utrwalające kierunek północ-południe, 7 – klamry utrwalające w szybie kierunek północ-południe,
8 – trzpień umocowany w obudowie szybu utrwalający niwelację głowicy [7, s. 407]
W zakres prac mierniczych wchodzą:
− wyznaczenie i oznaczenie w odległości do 20m od środka szybu niwelacji zrębu szybu
czyli połoŜenia, w stosunku do poziomu morza,
− wyznaczenie i oznaczenie w terenie głównych osi szybu oraz środka szybu, główne osie
szybu są to dwie linie prostopadłe do siebie przechodzące przez środek szybu, z których
jedna jest zazwyczaj równoległa do głównych belek zbrojenia szybu a druga prostopadła.
PoniewaŜ wyznaczony środek szybu otrzymany z przecięcia się osi głównych szybu ulega
zniszczeniu w czasie wykonywania głowicy szybu, do odtworzenia środka szybu
i późniejszego jego przeniesienia pod ziemią słuŜą głównie osie szybu. Konieczne jest tu
wyznaczanie azymutu, tj. odchylenie jednej z osi szybu od kierunku północ-południe.

16
Główne osie szybu na okres głębienia naleŜy oznaczyć w terenie przez wkopanie
w ziemię poza ustawioną w przyszłości wieŜę szybową i zabudowaniami, w odległości 15 do
20 m od środka szybu, dwóch betonowych słupków mierniczych na kaŜdym z dwóch
kierunków (rys. 4).
Po wykonaniu głowicy szybu główne osie naleŜy przenieść do szybu. W tym celu na
głębokości około 3 m poniŜej zrębu szybu zabudowuje się na kierunkach osi cztery klamry
Ŝelazne, na których przez nacięcie utrwala się kierunki osi. NaleŜy takŜe przenieść i oznaczyć
kierunek północ-południe oraz cechę niwelacyjną, gdyŜ są one potrzebne przy wyznaczaniu
poziomów i kierunków wyrobisk prowadzonych z szybu.
Zagospodarowanie terenu budowy
W ramach zagospodarowania terenu budowy naleŜy:
− doprowadzić od głównego szlaku komunikacyjnego drogę dojazdową o utwardzonej
nawierzchni,
− ewentualnie doprowadzić bocznicę kolejową, jeŜeli plan budowy to przewiduje, wraz
z rampą wyładowczą i placami składowymi na materiały budowlane,
− wyrównać (niwelacja) teren,
− doprowadzić wodę zdatną do picia i wodę przemysłową,
− odprowadzić wody szybowe, przy czym trzeba pamiętać o tym, Ŝe wody te są niekiedy
bardzo zanieczyszczone szlamem i dlatego przed odprowadzeniem do ogólnej kanalizacji
i potoków muszą być oczyszczone w osadnikach,
− zdrenować teren przyszybowy i składu materiałów; kanalizacja i przepusty wody
powinny być prowadzone z nachyleniami od szybu, aby w przypadku duŜej ilości wód
lub uszkodzenia rurociągów nie dopuścić do zatopienia szybu,
− ogrodzić i oświetlić teren szybowy,
− wybudować stację transformatorów i rozdzielni oraz doprowadzić prąd elektryczny
potrzebny do głębienia szybu; podstacja elektryczna powinna być zasilana z dwu źródeł
prądu, aby w razie awarii zasilania z jednego źródła istniała moŜliwość ewakuacji ludzi
z dna szybu oraz utrzymania odwadniania i wentylacji,
− doprowadzić linię telefoniczną podłączoną do ogólnej sieci pocztowej,
− wybudować szopy i budynki na materiały budowlane, dla ochrony ludzi przed deszczem,
do przechowywania sprzętu, urządzeń sanitarnych dla załogi, lampownię, budynek
warsztatowy, budynek spręŜarek, budynek maszyny wyciągowej, pomieszczenia dla
wentylatora, składu MW, itp.
W celu przyspieszenia prac przygotowawczych waŜnym zagadnieniem jest uŜywanie
typowych, dla pewnych warunków głębienia szybów, maszyn, urządzeń i budynków, gdyŜ
ułatwia to zarówno projektowanie, jak i zaopatrzenie materiałowe. Niemniej waŜne jest
naleŜyte rozmieszczenie tych budynków i urządzeń na placu przyszybowym. Powinno ono
zabezpieczyć najlepszą funkcjonalność obiektów dla potrzeb głębienia szybu oraz umoŜliwić
w czasie robót szybowych wznoszenie ostatecznych budynków i urządzeń na placu
kopalnianym.
Urządzenia do głębienia szybów i operacje pomocnicze
WieŜe do głębienia szybów
Do głębienia szybów stosuje się wieŜe tymczasowe, przeznaczone specjalnie do głębienia
szybów lub teŜ wieŜe typu kopalnianego. WieŜe drugiego typu mogą być uŜywane jako
ostateczne lub prowizoryczne – tylko w okresie głębienia szybów i robót poziomych
udostępniających.
WieŜe tymczasowe do głębienia szybu wykonuje się ze stali profilowej lub rur stalowych.
WieŜe tymczasowe moŜna stosować wielokrotnie. WieŜę montuje się przy uŜyciu masztu

17
montaŜowego lub Ŝurawia. Dla skrócenia czasu, montaŜ wieŜy typu kopalnianego odbywa się
między innymi przez wydźwignięcie zmontowanych uprzednio na ziemi w pozycji leŜącej
elementów wieŜy. WieŜe tymczasowe o konstrukcji rurowej montuje się sposobem
nasuwania. Polega to na przesunięciu wieŜy na właściwe fundamenty po specjalnie
przygotowanej drodze jezdnej z miejsca jej montaŜu znajdującego się o kilkanaście metrów
od szybu. WieŜa szybowa wyposaŜona jest w urządzenia, na które składają się: pomost
roboczy, pomost wyładowczy, wysyp, urządzenie do podtrzymywania sanek i opróŜniania
kubła, pomost wyłącznika krańcowego wraz z wyłącznikiem, pomost kół linowych.
Pomost roboczy wykonany zazwyczaj z bali drewnianych jest ułoŜony na konstrukcji
z dźwigarów stalowych zamocowanych w murze szybowym na zrębie szybu. W pomoście
znajdują się otwory dla kubłów, lutni, rur, kabli oraz wejście do przedziału drabinowego.
Otwór dla przejścia kubłów zamyka się dwiema dwudzielnymi klapami wytrzymującymi
obciąŜenie załadowanego kubła. Wierzchnia strona klap pokryta jest blachą zabezpieczającą
je przed szybkim zuŜyciem. Z wierzchu przytwierdzone są do klap odcinki szyn,
umoŜliwiające wjazd na klapy platform do wyładunku i załadunku cięŜkich urządzeń
transportowanych do szybu. Dla łatwiejszego odmykania klap umocowuje się do nich, oprócz
uchwytów, przeciwcięŜary równowaŜące cięŜar klap. Przy klapach większych rozmiarów
stosuje się automatyczne otwieranie klap za pomocą powietrza spręŜonego lub energii
elektrycznej.
Pomost wyładowczy dla urobku znajduje się powyŜej pomostu roboczego. Wysyp wraz
z pomostem słuŜą do opróŜniania kubłów z urobku. Urządzenie to składa się z konstrukcji
nośnej, górnych klap i leja zsypowego. Klapy zabezpieczają dodatkowo (oprócz pomostu
roboczego) szyb przed spadaniem kawałków urobku. Właściwy wysyp zbudowany jest
w postaci leja zsypowego i słuŜy do chwilowego gromadzenia urobku, skąd samoczynnie
zsypuje się on do podstawionych wozów lub samochodów. Leje zsypowe buduje się
przewaŜnie z zamknięciem. Zamykanie i otwieranie leja wypustu odbywa się za pomocą
układu dźwigni i powietrza spręŜonego.
Urządzenie wyciągowe stosowane przy głębieniu szybu jest zestawem maszyn
i urządzeń, za pomocą którego wydobywa się urobioną w szybie skałę na powierzchnię,
dostarcza materiały budowlane i sprzęt do przodka szybowego oraz dokonuje się zjazdu
i wyjazdu ludzi. Na urządzenie wyciągowe składają się: maszyna wyciągowa, liny wyciągowe
i prowadnicze, zawieszenie naczyń wydobywczych, naczynia wydobywcze, urządzenia
prowadnicze, wieŜa wyciągowa wraz z pomostami i urządzeniami do opróŜniania kubłów
oraz koła linowe na wieŜy.
Przy głębieniu szybów uŜywa się dwóch typów maszyn wyciągowych: bębnowych dla
liny okrągłej i cewowych dla liny płaskiej.
Do wydobywania urobku z głębionego szybu, jazdy ludzi oraz opuszczania materiałów
i sprzętu stosuje się naczynia wydobywcze zwane kubłami (rys. 5).
Kubeł zbudowany jest w postaci cylindrycznego lub beczkowego zbiornika otwartego
u góry i zaopatrzonego w kabłąk, za pomocą którego kubeł przymocowuje się do zawiesia.
Oprócz wymienionych kubłów stosuje się inne rodzaje naczyń, jak kubły na beton, zaprawę,
na wodę i skrzynie materiałowe. Kubły przymocowane są do liny nośnej za pomocą zawiesia.
WaŜnym elementem zawiesia jest urządzenie zapadkowe zabezpieczające przed
samoczynnym odpięciem się kubła z haka zawiesia. Urządzenie prowadnicze zabezpiecza
prowadzenie kubła, które składa się z dwu lin prowadniczych umieszczonych w tarczy szybu
po obu stronach kubła, z sanek prowadniczych oraz ramy napinającej utrzymującej liny
prowadnicze w pozycji równoległej i stanowiącej oparcie przy napinaniu lin prowadniczych.
Do prowadzenia kubła stosuje się dwie liny prowadnicze. Po linach tych ślizgają się
umieszczone nad kubłem sanki, obejmujące obie liny za pomocą czterech panewek
oczkowych. Przy opuszczaniu kubła poniŜej ramy prowadnicze sanki zatrzymują się na niej,

18
a kubeł nie prowadzony schodzi w dół do przodka. Rama prowadnicza stanowi obecnie
najczęściej integralną część pomostu wiszącego uŜywanego do róŜnych operacji
pomocniczych w szybie. Z konstrukcją sanek prowadniczych związany jest najczęściej daszek
ochronny nad kubłem, który chroni jadących w kuble ludzi przed ewentualnie spadającymi
drobnymi przedmiotami.
Pomosty wiszące słuŜą do róŜnych operacji pomocniczych w szybie jak: wznoszenie
obudowy, zbrojenie szybu, odwadniania lub przemieszczenia napędów urządzeń ładujących
urobek do kubłów. Konstrukcja pomostu stanowi teŜ obecnie najczęściej ramę napinającą
urządzenia wyciągowego. W tym teŜ przypadku pomost wiszący zawieszony jest na linach
prowadniczych. W zaleŜności od przeznaczenia wykonuje się pomosty pełne (zakrywające
cały przekrój szybu) jednopiętrowe lub wielopiętrowe (rys. 6). Podczas zbrojenia szybów
uŜywa się najczęściej pomostów wielopiętrowych zakrywających część szybu. Pomosty
wymagają okresowego przemieszczania w szybie. Czynność tę wykonuje się przy uŜyciu
róŜnego rodzaju wciągarek wolnobieŜnych zamontowanych ma powierzchni. W czasie pracy
pomosty są rozpierane o obudowę za pomocą hydraulicznych rozpieraków a pomosty
zakrywające część szybu, uŜywane do zbrojenia spoczywają na ryglach wspartych na belkach
zbrojenia szybu. Z pomostu wiszącego opuszczana jest zazwyczaj drabina wisząca stanowiąca
rezerwowe wyjście z przodka na wypadek awarii urządzenia wyciągowego. W przypadku
stosowania do ładowania urobku ładowarek kabinowych do dolnego piętra pomostu
przymocowana jest kołowa szyna jezdna ładowarki oraz kabina sterownicza i dźwigowa.
Rys. 5. Kubeł urobkowy [7, s. 410] Rys. 6. Pomost wiszący dwupiętrowy [7, s. 413]
Przewietrzanie szybów
Szyby głębione w skałach nadkładowych bez stosowania materiałów wybuchowych
moŜna przewietrzać w sposób naturalny przez dyfuzję do głębokości 30 m. Sztuczne
przewietrzanie szybu stosuje się w celu dostarczenia powietrza świeŜego do przodka,
usunięcia gazów po strzelaniu oraz gazów trujących, duszących i wybuchowych,
wydzielających się ze skał. Dobre przewietrzanie szybu wpływa nie tylko na poprawę
bezpieczeństwa i higienicznych warunków pracy załogi w szybie, lecz równieŜ na postęp
głębienia szybu (szybsze przewietrzanie po strzelaniu).
Szyb przewietrza się za pomocą zespołu złoŜonego z lutni i wentylatora. Lutnie mogą
być przymocowane do obudowy szybu, zbrojenia szybu lub teŜ zawieszone na linach,
nawiniętych na dwa wolnobieŜne kołowroty z napędem elektrycznym. Wychodzące na
powierzchnię lutnie łączy się za pomocą kolana i poziomo ułoŜonego odcinka lutni
z wentylatorem. Intensywność przewietrzania szybu musi być największa po odpaleniu
ładunków MW, później intensywność ta moŜe być mniejsza. W tym celu zabudowuje się
niekiedy wentylator lutniowy, który uruchamia się w czasie postoju wentylatora

19
zabudowanego na powierzchni. W szybach, w których wydzielają się gazy, wentylacja musi
być czynna bez przerwy.
Zazwyczaj stosowana jest wentylacja tłocząca, gdyŜ zapewnia korzystniejsze warunki
przewietrzania. Tak gazy postrzałowe, jak i inne wydzielające się szkodliwe gazy (oprócz
dwutlenku węgla), mają skłonność do unoszenia się ku górze. Ta właściwość ułatwia im
przepływ pełnym przekrojem szybu do góry, gdyŜ są one wypychane przez powietrze świeŜe
tłoczone do przodka lutniociągiem. Dla skrócenia czasu przewietrzania po strzelaniu, stosuje
się w szybach głębokich kombinowany system wentylacji ssąco-tłoczącej. W szybie
zabudowuje się dwa lutniociągi, z których jeden tłoczy powietrze świeŜe, a drugi ssie gazy
postrzałowe. Wydajność wentylatora ssącego powinna być większa o 10 do 20% od
wydajności wentylatora tłoczącego. Po usunięciu gazów postrzałowych szyb przewietrza się
wentylatorem tłoczącym.
Odwadnianie szybów w czasie głębienia
W czasie głębienia szybów przecinane są warstwy skalne o róŜnym stopniu zawodnienia.
Najczęściej występują wody w warstwach dyluwialnych, w trzeciorzędowych piaskowcach,
w dolomitach, w warstwach pstrego piaskowca oraz w porowatych piaskowcach karbońskich
i szczelinowatych warstwach łupków. Szczególnie duŜy dopływ wody występuje w tym
przypadku, gdy utwory te łączą się ze zbiornikami wód poprzez wychodnie warstw
przepuszczalnych lub teŜ przez szczeliny i uskoki.
Za szyby o nieznacznym przypływie wody uwaŜa się te, w których nie zachodzi
konieczność stosowania specjalnych urządzeń odwadniających, a wodę wydala się na
powierzchnię kubłami wraz z urobkiem. Przy dopływie jednak wody ponad 50 dm3
/min nie
stosuje się tego sposobu, gdyŜ jest nieopłacalny. Obecnie uwaŜa się, Ŝe dopływ wody do
przodka szybu w ilości 500 dm3
/min stanowi granicę stosowalności zwykłej metody
głębienia. Przy większym dopływie wód zachodzi konieczność stosowania jednej ze
specjalnych metod głębienia szybów.
Woda występująca w przodka szybowym stanowi jeden z głównych czynników
hamujących postęp głębienia. Wypływ wody z górotworu moŜe być jednostajny lub
pulsujący. Wypływ pulsujący zachodzi w przypadku równoczesnego wydzielania się gazu
(np. metanu) z dopływającą wodą lub wówczas, gdy wody dopływają z podziemnych
zbiorników bardzo porowatych lub skawernowanych skał.
ZaleŜnie od wielkości dopływu wody i głębokości szybu dopływającą wodę usuwa się
przez:
− bezpośrednie odprowadzenie (odpompowywanie) całej ilości wody dopływającej do
szybu,
− cementację lub uszczelnienie skał i obudowy szybu.
Usuwanie wody z przodka szybowego odbywa się, zaleŜnie od wielkości dopływu
i głębokości szybu, róŜnymi sposobami: w naczyniach wyciągowych (kubłach), pompami
przodkowymi i stacjonarnymi, pompami wiszącymi, pompami głębinowymi, pompami
inŜektorowymi, pompami typu Mamut.
Odwadnianie pompami wiszącymi stosowane jest w tym przypadku, gdy nie moŜna
opanować przypływu wody pompami przeponowymi (membranowymi). Stosuje się je do
bezpośredniego tłoczenia wody, maksymalnie do wysokości 250 m. Pompy te zawiesza się na
linie nawiniętej na kołowrót zabudowany na powierzchni. Rury tłoczne moŜna zawieszać na
linach i kołowrotach lub teŜ przymocowywać do obudowy, podobnie jak lutnie wentylacyjne.
Odwadnianie pompami głębinowymi stosowane jest najczęściej do odwadniania
zatopionych szybów. Pompy te wymagają całkowitego zanurzenia w wodzie, co nie moŜe
zachodzić w głębionym szybie.

20
Odwadnianie pompami typu Mamut stosuje się do odwadniania zatopionych szybów
do głębokości 125 m, jak równieŜ do odwadniania głębionych szybów. Sposób odwadniania
za pomocą pompy typu Mamut jest korzystny przy przetłaczaniu wody zanieczyszczonej
szlamem w szybach, gdy istnieją przerwy w dostawie prądu. Istota działania pompy typu
Mamut polega na podnoszeniu się do góry słupa wody w rurze wodnej na zasadzie naczyń
połączonych. Mieszanina wody z powietrzem, jako lŜejsza od wody szybowej, osiąga wyŜszy
poziom i przy odpowiednim doborze stosunku głębokości zanurzenia do wysokości
podnoszonej wody następuje wypływ wody z rury wodnej. Schemat odwadniania szybu
w czasie głębienia pompami typu Mamut przedstawiono na rysunku 7.
Zaopatrzenie w energię
Powietrze spręŜone. Energia powietrza spręŜonego uŜywana jest do napędów urządzeń
przy głębieniu szybów, do których naleŜą: wiertarki udarowe, młotki pneumatyczne,
ładowarki szybowe, pompy przodkowe, urządzenia sterownicze wysypu i klap, urządzenia
w warsztacie przyszybowym. Przy głębieniu szybów stosuje się spręŜarki dwustopniowe
tłokowe na maksymalne ciśnienie powietrza spręŜonego 0,8 MPa.
Energia elektryczna. Po ustaleniu rodzaju maszyn, jakie mają być uŜyte do głębienia
szybu, sporządza się wykaz mocy zainstalowanych urządzeń oraz wykonuje się wykres
równoczesności ich pracy. Prawidłowe opracowanie wykresu jest bardzo waŜne ze względu
na znaczną nierównomierność poboru mocy elektrycznej, jaką spotyka się przy głębieniu
szybu. W celu umoŜliwienia regulowania poboru mocy, podstacje transformatorów
i rozdzielń powinny być sekcyjne, aby poszczególne sekcje mogły być włączane i wyłączane
w miarę potrzeby. Ze względu na konieczność zabezpieczenia ciągłości ruchu urządzeń,
a zwłaszcza pomp oraz wentylatorów, konieczne jest zabezpieczenie dostawy energii
elektrycznej z dwu niezaleŜnych źródeł.
Rys. 7. Schemat odwadniania szybu pompami Mamut: 1 – rurociąg wodny, 2 – rurociąg powietrza spręŜonego,
3 – pompy Mamut, 4 – pompa przodkowa przeponowa [7, s. 418]

21
Sygnalizacja i łączność
Urządzenia sygnalizacyjne stosowane w czasie głębienia szybów są bardzo róŜne, lecz
zawsze dostosowane do technologii wyposaŜenia technicznego i głębokości szybu. I tak przy
głębokościach małych ograniczyć się moŜna do prowizorycznych mechanicznych urządzeń
sygnalizacyjnych umoŜliwiających nadawanie sygnałów akustycznych z dna szybu do zrębu
szybu na przykład za pomocą linki zawieszonej w szybie, uruchamiającej młotek sygnałowy
zainstalowany na zrębie szybu.
Wyciąg awaryjny
W przypadku awarii urządzenia wyciągowego do wyjścia załogi słuŜy przedział
drabinowy budowany równolegle ze zbrojeniem. Ostatni pomost spoczynkowy znajduje się
w odległości 15 do 40 m od przodka. Do połączenia pomostu spoczynkowego z przodkiem
słuŜy drabina wisząca. Jeśli nie wykonuje się zbrojenia i przedziału drabinowego równolegle
z obudową szybu, to na wypadek awarii w dostawie prądu stosuje się wyciąg awaryjny.
Wyciąg awaryjny składa się z 2 do 3 drabin z barierami ochronnymi przymocowanymi do
liny wyciągu ręcznego. Przy głębokościach powyŜej 500 m oraz w szybach o zagroŜeniu
metanowym stosuje się napęd spalinowy.
Oświetlenie
Oświetlenie wpływa na wzrost wydajności i bezpieczeństwa. Do oświetlenia przodka
słuŜą przenośne lampy elektryczne akumulatorowe oraz stałe lampy zasilane prądem
z powierzchni. NaleŜy równieŜ oświetlać pomosty robocze.
Piony
Do utrzymania ścisłej osi pionowej szybu słuŜy główny pion o masie 20 do 50 kg,
powieszony na lince stalowej o średnicy 2 do 6 mm, popuszczanej w miarę głębienia z bębna
wciągarki ręcznej znajdującej się na powierzchni lub na pomoście bezpieczeństwa. Do
pionowania belek przedziałowych słuŜą lŜejsze piony w liczbie potrzebnej do dokładnego
ustalenia ich połoŜenia.
Urabianie skał
Głębienie szybu rozpoczyna się od wykonania głowicy szybu. Przed rozpoczęciem
wykopu na głowicę szybu wyrównuje się teren, a następnie wyznacza się oś szybu i jego
środek. Po wyznaczeniu środka szybu obrysowuje się na gruncie zarys wykopu na głowicę.
Warstwy luźne urabia się ręcznie lub koparką podsiębierną, skały słabo zwięzłe młotkami
pneumatycznymi, a skały zwięzłe materiałami wybuchowymi. Do głębokości 4 m urobioną
skałę z przodka szybowego wydobywa się na powierzchnię za pomocą przenośników
budowlanych do podstawionych samochodów. Przy prowadzeniu wykopu głowicy do
głębokości 12 m stosuje się do wydobywania urobku i opuszczania materiałów dźwig
samochodowy, do którego dostosowuje się wyciąg kubłowy. Obecnie coraz częściej zgłębia
się głowicę szybową nawet do 50 m, z zastosowaniem urządzeń prowizorycznych, jak małych
rozmiarów wieŜ wyciągowych i kołowrotów elektrycznych.
Głowica szybowa moŜe być tymczasowa lub ostateczna. W celu uniknięcia straty czasu
i nakładów na budowę głowicy tymczasowej, a następnie na jej wyburzanie i budowę głowicy
ostatecznej, wykonuje się coraz częściej od razu głowice ostateczne, przystosowując je do
celów głębienia szybu.
Przy głębieniu głowic ostatecznych wykonuje się równocześnie, w miarę moŜności,
wszystkie kanały i wnęki, jak kanał wentylacyjny, kanał podsadzkowy, wyjście zapasowe,
kanały rurowe, kanały kablowe, wnęki na konstrukcję wieŜy i urządzenie zapychaków.

22
Ostateczne głowice szybowe mają najczęściej obudowę Ŝelbetową. Obudowę głowicy
wykonuje się odcinkami stopniowo w miarę jej pogłębiania.
Po wykonaniu głowicy dalsze głębienie szybu moŜe odbywać się sposobem szeregowym
lub równoległym. Sposób szeregowy polega na tym, Ŝe najpierw prowadzi się urabianie
i wybieranie skały z pewnego odcinka szybu, a następnie wykonuje się obudowę ostateczną
tego odcinka. W czasie wykonywania obudowy szybu, urabianie i ładowanie są wstrzymane.
Ze względu na długość odcinków, sposób ten dzieli się na: szeregowe głębienie krótkimi
odcinkami 2 do 6 m i długimi odcinkami 6 do 40 m.
Szeregowy sposób głębienia szybu charakteryzuje okresowe zatrzymanie robót urabiania
i ładowania w przodka na czas wznoszenia obudowy ostatecznej. Ta okresowa zmiana
szeregu czynności powoduję straty czasu i zmniejszenie postępu głębienia.
Sposób równoległy polega na tym, Ŝe równolegle z głębieniem wykonuje się obudowę
ostateczną szybu z pomostu wiszącego, czyli nie ma tu okresowych przerw.
Urządzenia do urabiania skał oraz wiercenia otworów strzałowych
Urabianie w miękkich skałach nadkładowych, jak glinach, iłach, łupkach, odbywa się za
pomocą młotków pneumatycznych, zaopatrzonych w róŜnego rodzaju groty. Oprócz grotów
spiczastych uŜywa się do urabiania skał miękkich grotów łopatkowych wąskich lub szerokich.
Skały zwięzłe urabia się za pomocą materiałów wybuchowych. Do wiercenia otworów
strzałowych stosuje się cięŜkie wiertarki. Do usuwania zwiercin z dna wierconego otworu
stosuje się w polskim budownictwie szybowym przedmuch otworu powietrzem spręŜonym,
natomiast bardzo rzadko wypłukiwanie zwiercin wodą.
Roboty strzałowe w głębionym szybie
Głębienie szybów metodą zwykłą w skałach zwięzłych odbywa się wyłącznie za pomocą
robót strzałowych. Na postęp głębienia szybu wpływa w bardzo duŜym stopniu prawidłowe
prowadzenie robót strzałowych, co zaleŜy od wielu czynników, a przede wszystkim od
ustalenia właściwej głębokości otworów strzałowych i racjonalnego ich rozmieszczenia
w przodka szybowym.
Długość otworów strzałowych zaleŜy od następujących czynników:
− fizyko-mechanicznych własności skał, a przede wszystkim od ich zwięzłości – w skałach
zwięzłych długość otworów jest mniejsza,
− dopływu wody – przy większych przypływach głębokość zabioru jest większa,
− przekroju szybu – wraz ze wzrostem przekroju zwiększa się długość otworów
strzałowych,
− organizacji robót – długość otworów powinna być dostosowana do czasu trwania cyklu,
− typu i mocy wiertarek – przy otworach o większej długości konieczne jest stosowanie
wiertarek o większej mocy.
Ostateczne określenie długości otworów strzałowych związane jest z organizacją robót
w szybie. Za najbardziej odpowiednią naleŜy uwaŜać taką długość otworów strzałowych,
która zapewnia moŜliwie najmniejsze zuŜycie czasu na wykonanie wszystkich czynności
związanych z uzyskaniem 1 m postępu szybu, a tym samym pozwoli na uzyskanie
najlepszego tempa budowy szybu.
Sposób rozmieszczania otworów w przodka szybu zaleŜy od charakteru zalegania
przebijanych warstw skalnych (kierunku uwarstwienia, przebiegu szczelin) oraz od przekroju
poprzecznego szybu. Prawidłowe rozmieszczenie otworów powinno zapewniać:
− dokładne oderwanie i zruszenie skały na głębokości zabioru bez potrzeby stosowania
dodatkowego urabiania,
− uzyskanie prawidłowego przekroju poprzecznego szybu,
− równomierne i właściwe rozdrobienie skały,

23
− uzyskanie równej powierzchni dna i ociosów po odstrzale.
Przy głębieniu szybów o przekroju okrągłym w słabo nachylonych warstwach skalnych,
otwory strzałowe rozmieszcza się na okręgach kół rozmieszczonych współśrodkowo ze
środka dna szybu ku ociosom (rys. 8). Otwory załoŜone na pierwszym okręgu od środka
szybu są otworami włomowymi. Otwory włomowe od 4 do 10 zakłada się z pewnym
nachyleniem ku środkowi szybu. Nachylenie otworów włomowych do poziomu wynosi 60 do
70°. Otwory zakładane na drugim i trzecim okręgu noszą nazwę otworów pomocniczych.
W zaleŜności od średnicy szybu liczba tych otworów na kaŜdym okręgu wynosi od 12 do 20.
Kąt nachylenia tych otworów do poziomu wynosi zazwyczaj 90°. Otwory rozmieszczone na
skrajnym okręgu nazywają się otworami ociosowymi lub wyrównującymi. Liczba tych
otworów wynosi 20 do 30, a ich kąt nachylenia 80 do 85°. Oprócz tych otworów wykonuje
się w środku szybu pionowy otwór centralny. Długość jego wynosi 2/3 długości otworów
włomowych. Zadaniem jego jest rozerwanie stoŜka skały wyrzuconego spomiędzy otworów
włomowych.
Rozmieszczenie otworów strzałowych w szybach o przekroju okrągłym jest zaleŜne od
średnicy szybu oraz charakteru skał.
Przy stromym zaleganiu warstw skalnych w szybie rozmieszczenie otworów strzałowych
na współśrodkowych okręgach nie daje poŜądanych rezultatów – gdyŜ współczynnik
wykorzystania otworów strzałowych jest mały, a zwłaszcza tych otworów, których kierunek
przebiega zgodnie z uwarstwieniem skał. Rozmieszczenie otworów strzałowych, ilość MW
w poszczególnych otworach oraz sposób odpalania określony jest w metryce strzałowej.
Po wywierceniu otworów strzałowych napełnia się je materiałem wybuchowym, a resztę
otworu wypełnia się przybitką.
Po wyłączeniu napięcia następnie, zgodnie z instrukcją dla poszczególnych typów
zapalarek szybowych, dokonuje się odpalenia ładunków materiałów wybuchowych
w otworach strzałowych. Kubły urządzenia wyciągowego powinny znajdować się pośrodku
szybu, a klapy pomostu na zrębie szybu powinny być otwarte. Po odstrzeleniu wentyluje się
szyb. Czas wentylacji zaleŜny jest od mocy wentylatora i głębokości szybu. Po stwierdzeniu
na zrębie szybu dostatecznego rozrzedzenia gazów postrzałowych, co trwa zazwyczaj około
1 godziny, przodowy wraz z dozorem zjeŜdŜa na pomost wiszący, zwiera końcówki kabla
i przewodów ochronnych. Po podaniu napięcia poniŜej pomostu, oświetlenia przodka
i uruchomienia odwodnienia, przodowy wraz z dozorem zjeŜdŜają poniŜej pomostu i do
przodka szybowego, usuwając zwisające wyrzucone odłamki skały. Potem oceniają skutki
odstrzału i przeszukują, czy nie pozostały niewypały. Po stwierdzeniu właściwego stanu
przodka zjeŜdŜa reszta załogi i rozpoczyna się wybieranie urobku.

24
Rys. 8.Przykład rozmieszczenia otworów
strzałowych w szybie [7, s. 425]
Rys. 9. Usytuowanie szybowej ładowarki
chwytakowej w szybie [7, s. 430]
Ręczne ładowanie urobku do kubłów jest czynnością bardzo pracochłonną wymagającą
duŜego wysiłku fizycznego. Zajmuje ona 50 do 60% całego czasu jednego cyklu robót,
wpływa więc na wydłuŜenie cyklu i tym samym zmniejsza postęp głębienia szybu. W czasie
ładowania część załogi duŜe bryły skalne rozbija młotkami pneumatycznymi na drobniejsze.
Obecnie ręczne ładowanie urobku jest stosowane bardzo rzadko; w szybach o małych
przekrojach oraz fazie czyszczenia dna szybu po ładowaniu mechanicznym.
Mechaniczne ładowanie urobku
Zwiększenie postępu głębienia szybu łączy się ściśle ze zmniejszeniem czasu
załadowania odstrzelonego urobku. Dlatego teŜ dąŜy się do zastąpienia mało wydajnej
cięŜkiej pracy ludzkiej, urządzeniami mechanicznymi. Spośród stosowanych ładowarek
najszersze zastosowanie znalazły ładowarki chwytakowe, które chwytają urobek
koncentrycznie zaciskającymi się szczękami (4 lub 6).
RozróŜnia się ładowarki chwytakowe z ręcznym lub mechanicznym wodzeniem.
W polskim budownictwie szybowym stosuje się ładowarkę chwytakową z ręcznym
wodzeniem typu Gryf-l lub Gryf-2 polskiej produkcji i ładowarkę chwytakową
z mechanicznym wodzeniem produkcji radzieckiej typu KS-2u.
Na rysunku 9 przedstawiono usytuowanie ładowarki w szybie. Kołowrót (5) zabudowany
jest na pomoście wiszącym (1). Pomost ten zawieszony jest za pomocą czterech do ośmiu
łańcuchów i zawiesia (3) na linie i unieruchomiony rozporami (4). Lina z kołowrotu
skierowana jest do środka szybu krąŜkiem (6). Na linie zawieszony jest chwytak (2).
Na czas strzelania ładowarka podciągnięta jest na taką wysokość, aby nie uszkodziły jej
odłamki skalne. Po odstrzeleniu, przewietrzeniu i doprowadzeniu przodka do bezpiecznego

25
stanu, opuszcza się ładowarkę do przodka i wyregulowuje zawieszenie. Ładowarka
zawieszona jest prawidłowo wtedy, gdy chwytak spoczywa na urobku przy opuszczonym
podnośniku. Ładowarkę obsługują dwie osoby. Operator za pomocą kierownicy i zaworów
manipuluje ładowarką, pomocnik rozbija większe bryły, przesuwa urobek od ociosów szybu
ku środkowi i pomaga operatorowi wychylać chwytak ku ociosom szybu przy zbieraniu
urobku. Urobek zbiera się warstwami po około 0,5 m grubości, zaczynając od środka szybu
i przesuwając się ku obwodowi. Wydajność ładowarki jest największa wtedy, gdy odchylenie
chwytaka od osi zawieszania jest najmniejsze. Z tych względów do ładowania urobku
w szybach o średnicy 3,5 do 5,0 m stosuje się jedną ładowarkę, w szybach o średnicy 5,0 do
6,0 m dwie ładowarki, a w szybach o średnicy 6,0 do 7,5 m nawet trzy ładowarki. Ładowarki
rozmieszcza się wówczas w przekroju szybu tak, by nie przeszkadzały wyciągowi
kubłowemu, a równocześnie obejmowały swoim zasięgiem mniej więcej równe wycinki
powierzchni przodka szybu. Wydajność ładowarek wzrasta ze zwiększeniem się stopnia
rozdrobnienia urobku. Po zakończeniu ładowania podciąga się ładowarkę na wysokość 30 do
40 m i przymocowuje się do zbrojenia szybu, bądź wydaje się na powierzchnię chwytak dla
ewentualnej naprawy.
Organizacja pracy przy ładowaniu ładowarką z mechanicznym wodzeniem jest podobna
jak przy ładowarkach z ręcznym wodzeniem. Operator steruje ładowarką i chwytakiem
z kabiny zawieszonej pod pomostem wiszącym. Pomocnik lub pomocnicy kubła obsługują
ruch jego w szybie. Ruchy ładowarki skoordynowane są z ruchem kubłów w szybie i przez
przeloty w pomoście wiszącym. Zazwyczaj stosuje się ładowarkę z jednym chwytakiem.
Tylko przy duŜych średnicach (ponad 8 m w wyłomie) opłacalne jest stosowanie ładowarki
wyposaŜonej w dwa chwytaki.
Obudowa szybów
O wyborze rodzaju obudowy szybu decyduje wiele czynników zarówno technicznych,
jak i ekonomicznych:
− warunki hydrogeologiczne,
− przeznaczenie obiektu,
− przewidywany czas uŜytkowania,
− kształt przekroju poprzecznego i głębokość,
− baza materiałowa,
− koszty wykonania.
Przy wyborze rodzaju obudowy szybu bierze się pod uwagę przede wszystkim rodzaj
górotworu, w jakim ma być zgłębiony, i jego zawodnienie oraz wynikające stąd ciśnienie. Nie
bez znaczenia jest równieŜ stopień agresywności występujących wód. Z przeznaczeniem
obiektu wiąŜe się z reguły wymagany stopień szczelności – przykładowo przewidywana
automatyzacja urządzeń szybowych narzuca konieczność wykonania obudowy całkowicie
szczelnej. Szyby główne (wydobywcze, wentylacyjne, itp.) przewidziane są przewaŜnie do
długotrwałego uŜytkowania, stąd materiały uŜyte do wznoszenia ich obudowy musi cechować
duŜa trwałość.
Przyjęty w projekcie kształt przekroju poprzecznego z góry determinuje zastosowanie
określonych rodzajów obudowy, a będąca w dyspozycji baza materiałowa narzuca dalsze
ograniczenia. NaleŜy zaznaczyć, Ŝe całość przedsięwzięcia, a więc dobór obudowy, powinna
poprzedzać głęboka analiza techniczno-ekonomiczna.
Obudowa tymczasowa szybu ma za zadanie zabezpieczenie ociosów szybu
w zgłębionym odcinku przed obrywaniem się i wypadaniem brył skalnych do czasu
wykonania obudowy ostatecznej. Stosuje się ją przede wszystkim przy głębieniu szybów
metodą zwykłą długimi odcinkami. Skałę urabia się na odcinku od 6 do 40 m, w zaleŜności

26
od wytrzymałości skały, a ociosy w ślad za postępem przodka zabezpiecza obudową
tymczasową. Po zgłębieniu zaplanowanego odcinka przerywa się roboty przy wyłomie
i wykonuje obudowę ostateczną. Równocześnie rozbiera się obudowę tymczasową
z wyprzedzeniem jednego do dwu metrów.
W przypadku, gdy rozebranie obudowy tymczasowej grozi niebezpieczeństwem,
wówczas pozostawia się ją i zamurowuje (obudowa stracona). Jako obudowę tymczasową
stosuje się pierścienie metalowe o przekroju ceowym, podwieszane z góry w dół na cięgłach.
KaŜdy pierścień składa się z 6 do 8 oddzielnych członów łączonych ze sobą śrubami,
z moŜliwością zwiększania lub zmniejszania średnicy pierścienia w zaleŜności od wielkości
wyłomu. Za pierścieniem daje się opinkę z desek lub blach, którą oklinowuje się do ociosu
drewnem. Pierwszy pierścień zawiesza się na hakach umocowanych w ociosie lub do
obudowy ostatecznej poprzedniego odcinka szybu. Odstęp poziomy pomiędzy hakami, licząc
po obwodzie pierścienia, wynosi 1,2 do 1,5 m, natomiast odstęp w pionie – co 5 do 6
pierścieni. Dla lepszego usztywnienia i wzmocnienia obudowy tymczasowej (z uwagi na
roboty strzałowe) pomiędzy pierścienie obudowy zakłada się słupki drewniane lub stalowe
w odstępach co 1,5 do 2,0 m. Inną odmianę obudowy tymczasowej szybów stanowi tzw.
osłona tymczasowa przesuwna.
Obudowa ostateczna szybów w skalach zwięzłych i mało zawodnionych
Ze względu na środki techniczne stosowane przy głębieniu szybów rozróŜnia się
głębienie:
− metodą zwykłą,
− metodami specjalnymi.
Jeśli warunki hydrogeologiczne górotworu, w którym projektuje się wykonanie szybu,
nie wymagają zastosowania metody specjalnej, głębienie szybu prowadzi się metodą zwykłą.
Metoda ta polega na urabianiu skały i wykonywaniu obudowy ostatecznej bez
konieczności stosowania specjalnych zabiegów.
Przy głębieniu szybu metodą zwykłą muszą być spełnione dwa zasadnicze warunki:
− własności geomechaniczne skał, przez które przechodzi szyb, muszą zapewniać
utrzymywanie się ociosów na określonym odcinku do czasu wykonania obudowy
ostatecznej (konieczna jest odpowiednia zwięzłość skał),
− dopływ wody z warstw przebijanych szybem musi być odpowiednio mały.
Rodzaje stosowanej obudowy
W górotworze odpowiednio zwięzłym o ograniczonym zawodnieniu, w którym głębienie
szybów wykonuje się metodą zwykłą, stosowane są następujące rodzaje obudowy ostatecznej:
− drewniana,
− murowa z cegły,
− murowa z betonitów,
− betonowa monolityczna,
− Ŝelbetowa,
− tubingowa (Ŝeliwna, Ŝelbetowa),
− betonowa – natryskowa i jej odmiany,
− kotwowa i jej odmiany.
Oprócz wymienionych rodzajów obudowy mogą być stosowane obudowy mieszane,
zespolone, np. murowo-betonowe, stalowo-betonowe, itp.

27
Obudowę drewnianą we współczesnym budownictwie szybowym stosuje się bardzo
rzadko i to jedynie w szybikach i szybach pomocniczych i drugorzędnych, Obudowę
wykonuje się z drewna sosnowego i dębowego. Obudowa drewniana moŜe być wykonywana
jako obudowa wieńcowa na słupkach oraz obudowa wieńcowa pełna. Drewno do obudowy
wyrobisk szybowych powinno być impregnowane w celu zwiększenia jego trwałości oraz
zmniejszenia palności.
Obudowa murowa z cegły była do niedawna obudową najbardziej rozpowszechnioną.
Do 1955 wszystkie szyby głębione z powierzchni miały obudowę z cegły. Obecnie obudowa
ta została w duŜym stopniu wyparta przez beton monolityczny. W naszym budownictwie jest
niezastąpiona w szybach ślepych i szybikach, gdzie warunki nie pozwalają na stosowanie
złoŜonych technologii wymaganych przy obudowie betonowej. Grubość obudowy murowej
z cegły (zalecana) wynosi 1,5 do 3 cegieł, wyjątkowo 4 cegły.
Obudowa murowa z betonitów jest pewnego rodzaju udoskonaleniem obudowy z cegły.
Znaczna wytrzymałość betonitów na ściskanie oraz mniejsza ilość spoin pozwalają
zmniejszyć grubość obudowy szybowej i obniŜyć jej koszty. Obudowę tę, dzięki mniejszej
liczbie spoin, cechuje większy stopień wodoszczelności od obudowy z cegły oraz szybsze
wykonanie. Koszt obudowy betonitowej jest mniejszy od obudowy z cegły, a zwłaszcza
klinkierowej.
Obudowa betonowa monolityczna szybko wyparła inne rodzaje obudów, a przede
wszystkim obudowę murową z cegły i betonitów. Obudowa betonowa uwaŜana jest dziś za
najlepszą i najtańszą obudowę szybową.
Wykazuje ona w stosunku do innych rodzajów obudowy wiele zalet takich jak:
− moŜność całkowitego zmechanizowania wykonawstwa (przy zastosowaniu ślizgowego
lub przestawnego odeskowania i opuszczania masy betonowej rurociągiem),
− dobre związanie obudowy z górotworem, co pozwala wyeliminować stopy szybowe,
− obniŜenie pracochłonności (3 do 6 razy) oraz kosztów (o 30 do 40%),
− wysoką wytrzymałość, dzięki czemu zmniejsza się grubość obudowy.
Do wad obudowy betonowej zalicza się:
− nieco mniejszą odporność na wody agresywne, wraŜliwość na ruchy górotworu,
− niemoŜność przejmowania obciąŜeń natychmiast po ułoŜeniu,
− trudna naprawa uszkodzonej obudowy.
Po wyrównaniu dna szybu i osadzeniu na nim pionowo (rys. 10) odeskowania (1) zamyka
się drzwi i rozpiera je klinami. Beton opuszcza się rurociągiem średnicy 150 mm,
zawieszonym na belkach zbrojenia szybowego. Rurociąg ten nad pomostem (2), łączy się
z innym rurociągiem o większej średnicy, tzw. teleskopem (3). Pozwala to na betonowanie
dwu do trzech odcinków. Beton spływa teleskopem kilkanaście metrów pod pomost wiszący,
a następnie giętkim przewodem, złoŜonym z blaszanych lejkowatych segmentów (4),
włoŜonych jeden w drugi, poza stalowe odeskowanie. Gdy głębokość szybu przekracza
400 m, stosuje się ogranicznik szybkości (5), w którym wytraca się energię kinetyczną
spadającej mieszaniny betonu.
Betonowanie obudowy przeprowadza się równocześnie z wybieraniem urobku.
W pierwszej fazie betonowania, tj. gdy wysokość świeŜo betonowanego odcinka nie
przekracza 0,6 m, urobek wybiera się na całym przekroju. Aby zabezpieczyć odeskowanie
przed związaniem z betonem, powleka się jego zewnętrzną stronę specjalną mieszaniną oleju,
smaru i wody. Po wykonaniu obudowy przestrzeń pomiędzy ociosem a wykładziną uszczelnia
się, wtłaczając roztwór cementowy. Zastosowanie opisanych urządzeń do wykonywania
obudowy betonowej pozwoliło na znaczne zwiększenie postępu głębienia szybów.

28
Rys. 10. Głębienie i betonowanie szybu z przesuwanym odeskowaniem [7, s. 446]
Obudowa Ŝelbetowa stosowana jest w rzadkich przypadkach i w wyjątkowych
warunkach, np. przy nierównomiernych ciśnieniach w strefach zaburzeń i uskoków oraz
w innych warunkach geologiczno-górniczych powodujących powstawanie w obudowie
wysokich i złoŜonych napręŜeń ściskających oraz zginających i rozciągających. W polskim
budownictwie szybowym obudowa Ŝelbetowa znalazła praktycznie znikome zastosowanie.
Obudowa Ŝelbetowa, pomimo jej wysokich parametrów wytrzymałościowych, ma wiele
cech ujemnych. Woda w szybach mokrych infiltruje przez nieszczelności betonu do stali
zbrojeniowej i powoduje jej korozję. Tworzące się związki Ŝelaza wskutek zwiększania
objętości rozsadzają beton, powodując jego niszczenie. Przy istnieniu dopływu wód beton
musi mieć maksymalny stopień szczelności, a przy wodach agresywnych konieczna jest jego
hydroizolacja, uniemoŜliwiająca infiltrowanie wody do wnętrza obudowy Ŝelbetowej. Innymi
wadami tej obudowy są duŜe trudności przy naprawach i remontach uszkodzonej obudowy,
jak równieŜ skomplikowane i pracochłonne jej wykonywanie.
Obudowa tubingowa stanowi cylinder złoŜony z oddzielnych pierścieni, które z kolei
składają się z oddzielnych elementów, zwanych tubingami. Najczęściej tubingi wykonywane
są z Ŝeliwa oraz Ŝelbetu, rzadziej ze staliwa lub stali.

29
Tubingi Ŝeliwne
W warunkach hydrogeologicznych, zezwalających na stosowanie głębienia metodą
zwykłą, obudowa tubingowa Ŝeliwna jest stosowana w wyjątkowych warunkach ze względu
na jej bardzo wysoki koszt. Obudowa ta (cylinder tubingowy + warstwa betonu)
charakteryzuje się bardzo duŜą wytrzymałością na ciśnienie skał i wody oraz bardzo wysokim
stopniem wodoszczelności. Ponadto jest ona najbardziej odporna na działanie wód
agresywnych. MoŜe być wykonywana jako pojedyncza lub podwójna. Ze względu na swoje
zalety jest stosowana w szczególnie trudnych warunkach hydrogeologicznych, przede
wszystkim w górnictwie solnym, przewaŜnie w szybach głębionych metodą mroŜeniową.
Tubingi Ŝelbetowe
Obudowa ostateczna z tubingów Ŝelbetowych była stosowana w polskim budownictwie
szybowym w latach sześćdziesiątych. Została jednak zarzucona przede wszystkim z powodu
trudności montaŜowych i duŜej pracochłonności, małej szczelności oraz w związku
z trudnościami w zabudowaniu zbrojenia szybowego.
Obudowa z betonu natryskowego moŜe być wykonywana jako obudowa:
− z samego betonu natryskowego,
− kotwowo-betonowa,
− Ŝelbetowa,
− kombinowana.
Obudowa z samego betonu natryskowego moŜe mieć zastosowanie w skałach
odpowiednio zwięzłych i suchych lub z niewielkim dopływem wody. Szczególnie jest
przydatna w szybach ślepych i szybikach, gdzie ograniczone są moŜliwości stosowania
odeskowań. Charakteryzuje się ona bardzo dobrym powiązaniem z górotworem, wysoką
szczelnością i stosunkowo duŜą wytrzymałością. Ponadto jej zastosowanie pozwala
zmechanizować i skrócić czas wykonywania obudowy oraz wyeliminować kłopotliwe
odeskowania i zagęszczanie betonu.
Częściej jednak beton natryskowy stosowany jest w odmianie kotwowo-betonowej.
Obudowa kotwowa spełniać moŜe równieŜ rolę obudowy tymczasowej; moŜna stosować
kotwie wraz z siatką stalową, która zwiększa wytrzymałość oraz przyczepność betonu. Beton
natryskowy nakłada się na ocios, wstępnie wzmocniony kotwiami i siatką, przy uŜyciu
urządzeń natryskowych, tzw. torkretnic pracujących metodą na „sucho” lub na „mokro”.
Obudowa taka charakteryzuje się stosunkowo wysoką wytrzymałością, przy niewielkiej
grubości.
Inną odmianą obudowy z betonu natryskowego jest obudowa Ŝelbetowa. Jej wykonanie
polega na nakładaniu masy betonowej metodą natryskową na nałoŜoną uprzednio na ocios
konstrukcję prętową zbrojenia.
Następną odmianą obudowy z betonu natryskowego jest obudowa kombinowana,
składająca się z pierścieni stalowych i siatki, nakładanych na ociosy jako obudowa
tymczasowa, oraz narzuconej warstwy betonu natryskowego.
Zbrojenie i wyposaŜenie szybów
W skład zbrojenia szybu wchodzi cała konstrukcja stalowa, drewniana wraz
z prowadnikami i elementami mocującymi zabudowanymi w szybie. Do prowadzenia naczyń
wydobywczych w szybie słuŜą prowadniki (5) (rys. 11), które są usytuowane prostolinijnie do
osi szybu. Są stosowane prowadniki drewniane, stalowe lub linowe. Prowadniki drewniane
i stalowe nocuje się do belek stalowych, nazywanych często dźwigarami (4). Do kaŜdego
dźwigara szybowego zabudowane są przewaŜnie dwa albo cztery ciągi prowadników.
Zabudowa belek stalowych do obudowy szybowej odbywa się za pomocą wsporników, które

30
mogą być osadzane w obudowie szybowej bezpośrednio lub za pomocą kotwi klinowych.
Dźwigary szybowe są usztywniane rozporkami, zamocowanymi do obudowy – podobnie jak
dźwigary. W zaleŜności od rodzaju prowadników oraz wielkości urządzeń wyciągowych,
pionowe odstępy dźwigarów wynoszą od 1,5 do 6 m. Do zbrojenia przymocowuje się
urządzenia umoŜliwiające wykorzystanie szybu do określonych zadań. Urządzenia te, zwane
wyposaŜeniem szybu, składają się najczęściej (rys. 11) z przedziału drabinowego (1),
przedziału wyciągowego (2), przedziału rurowego (3), dla rurociągów i kabli (4) oraz stołka
szybowego (krzesła szybowego) (5).
Rys. 11. Podział tarczy szybu [7, s. 501]
Przedział wyciągowy
Wymiary przedziału wyciągowego zaleŜą od wymiarów naczyń wydobywczych i od
ustalonych przepisami górniczymi najmniejszych odległości pomiędzy tymi naczyniami oraz
pomiędzy nimi a uzbrojeniem i ścianami szybu.
Przedział drabinowy jest zapasowym (awaryjnym) wyjściem z kopalni dla załogi
w przypadku unieruchomienia maszyny wyciągowej. Przedział drabinowy powinien być
urządzony tak, aby był do niego łatwy dostęp z podszybia. Przedział ten musi być oddzielony
od innych przedziałów na całej długości wytrzymałą przegrodą. W szybach i szybikach
z regularną jazdą ludzi, w przypadku, gdy nie jest zabudowany wyciąg awaryjny, instaluje się
przedział drabinowy.
Usytuowanie przedziału drabinowego jest takie, Ŝe istnieje do niego dostęp z kaŜdego
naczynia wydobywczego. W szybach i szybikach jednoprzedziałowych przedział drabinowy
instaluje się na całej długości szybu, w szybach wieloprzedziałowych natomiast w obszarze,
w którym istnieje jedno urządzenie wyciągowe. Pomosty spoczynkowe przedziałów
drabinowych zabudowuje się na rozporkach w odległości nie większej niŜ 8,0 m. Kąt
pochylenia drabin nie moŜe przekraczać wartości 80° i dla przejścia ludzi wykonuje się
otwory o takich wymiarach, aby mógł przez nie przejść np. w czasie wypadku – człowiek
niosący na plecach aparat oddechowy. W szybach głębokich zamiast przedziału drabinowego
instaluje się wyciągi awaryjne lub pomocnicze. Wymagania te ujmują przepisy górnicze.
Przedział rurowo-kablowy umieszczony jest zwykle w sąsiedztwie przedziału
drabinowego. Wymiary przedziału są uzaleŜnione od liczby i wymiarów kabli i rur.
W przedziale rurowym prowadzi się najczęściej rurociągi wodne, rurociągi powietrza
spręŜonego, rurociągi podsadzkowe oraz kable wysokiego i niskiego napięcia. Umieszcza się
je w wolnych miejscach szybów, ale tak, Ŝeby ich kontrola i naprawa była łatwo wykonalna
z naczyń wydobywczych lub z przedziału drabinowego.

31
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest wyrobisko udostępniające?
2. Jakie znasz rodzaje wyrobisk udostępniających?
3. Jaki jest cel wyrobisk udostępniających?
4. Co to jest szyb?
5. Co to jest szybik ślepy?
6. Co to jest sztolnia?
7. Co to jest przecznica?
8. Co to jest poziom kopalni?
9. Co to są wyrobiska korytarzowe?
10. Co to są wyrobiska przygotowawcze?
11. Jakie znasz rodzaje szybów?
12. Jakie znasz metody głębienia szybów?
13. W jakim celu wierci się otwory badawcze poprzedzające głębienie szybów?
14. Co wchodzi w zakres prac mierniczych przed głębieniem szybu?
15. Jakie znasz urządzenia słuŜące do głębienia szybów?
16. W jaki sposób kontrolujemy zachowanie osi pionowej szybu?
17. W jaki sposób urabiamy skałę przy głębieniu szybów?
18. Jakie są sposoby ładowania urobku?
19. Jakie znasz rodzaje stosowanej obudowy szybów?
20. Co to jest zbrojenie szybu i co wchodzi w skład wyposaŜenia szybu?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dopasuj definicje wyrobisk udostępniających i przygotowawczych do odpowiednich
nazw.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje wyrobisk udostępniających
i przygotowawczych,
3) zapamiętać definicje,
4) rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela wyrobiska i dopasować je do nazwy,
5) scharakteryzować cel i przeznaczenie rozpoznanych wyrobisk.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− papier formatu A4,
− przybory do pisania i kreślenia,
− materiały dydaktyczne,
− literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

32
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj, na podstawie, opisu obudowy stosowane przy drąŜeniu szybów i dokonaj ich
klasyfikacji.
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje stosowanych obudów szybów,
3) zapoznać się z podziałem i przeznaczeniem obudów,
4) rozpoznać obudowę,
5) sklasyfikować obudowę przy jakiej metodzie drąŜenia szybu jest stosowana,
6) opisać i narysować schematy rozpoznanych obudów na podstawie literatury.
Ćwiczenie 3
Scharakteryzuj prace pomocnicze stosowane przy drąŜeniu szybów. Dokonaj oceny
waŜności tych prac, kolejności ich wykonywania oraz uzasadnij, co jest celem tych prac.
2) odszukać w materiałach dydaktycznych jakie prace pomocnicze wykonywane są przy
drąŜeniu szybów,
3) opisać wszystkie prace pomocnicze jakie wykonywane są przy drąŜeniu szybów ze
szczególnym uwzględnieniem ich zasadności i kolejności wykonywania,
4) opisać maszyny i urządzenia wykorzystywane w tych pracach.

33
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować wyrobiska udostępniające?
2) scharakteryzować wyrobiska przygotowawcze?
3) opisać zakładanie poziomów i pięter w kopalni?
4) scharakteryzować prace wstępne poprzedzające głębienie szybu?
5) opisać urządzenia do głębienia szybów?
6) scharakteryzować operacje pomocnicze wykonywane podczas
głębienia szybów?
7) opisać roboty strzałowe w głębionym szybie?
8) opisać mechaniczne ładowanie urobku?
9) opisać sposób wykonania obudowy betonowej monolitycznej?
10) scharakteryzować zbrojenie i wyposaŜenie szybu?

34
4.2. Głębienie szybów metodami specjalnymi
4.2.1. Materiał nauczania
Głębienie szybów metodami specjalnymi
Do specjalnych metod głębienia szybów zaliczyć naleŜy te metody, przy których przed
przystąpieniem do bezpośredniego urabiania skał wykonuje się róŜnego rodzaju zabiegi
umoŜliwiające urabianie i wybieranie skały oraz wykonanie obudowy ostatecznej szybu.
Konieczność zastosowania specjalnych metod głębienia zachodzi w tych przypadkach,
gdy głębienie szybu:
− w skałach wodonośnych i zwięzłych (np. piaskowcach, wapieniach) metodą zwykłą
wskutek duŜego dopływu wody jest bardzo utrudnione i nieopłacalne lub wręcz
niemoŜliwe,
− metodą zwykłą w skałach zawodnionych o małej zwięzłości lub kurzawkowych jest
niemoŜliwe.
Specjalne metody głębienia szybów to metoda:
− kesonowa,
− obniŜania poziomu wód gruntowych,
− chemicznego zeskalania skał,
− fizycznego utwardzania skał przez: cementację, glinizację, bituminizację,
− wiercenia szybów,
− zamraŜania skał.
Metody te mogą być stosowane przy głębieniu szybu oddzielnie, kolejno (np. najpierw
metoda obudowy wbijanej, a później metoda obudowy opuszczanej) lub łącznie (np. metoda
kesonowa w połączeniu z obniŜaniem poziomu wód gruntowych).
Metoda kesonowa
Metoda kesonowa polega na zastosowaniu kesonów do obudowy opuszczanej, ten.
specjalnych urządzeń zasilanych powietrzem spręŜonym, które zapobiegają wypływowi skały
ciekłej i wody spod buta obudowy i umoŜliwiają w ten sposób wybieranie skały w szybie oraz
wznoszenie obudowy ostatecznej.
Keson składa się z dwu głównych części (rys. 12), komory roboczej (1) i cylindra
obudowy opuszczanej (2), uzbrojonego u dołu w stalowy but (6). Od góry komora robocza
zamknięta jest Ŝelbetowym pomostem (3). Dalsze podstawowe urządzenia oprócz samego
kesonu stanowią: urządzenie śluzowe (4), przewód (5) łączący urządzenie śluzowe
z kesonem, wyciąg dla urobku, przewody dla doprowadzenia powietrza spręŜonego
i odprowadzenia wody, urządzenia pomiarowo-kontrolne i sygnalizacyjne oraz spręŜarki.
Do komory roboczej (1) doprowadza się powietrze spręŜone o takim ciśnieniu, by
przezwycięŜyć ciśnienie hydrostatyczne wody zawartej w skale ciekłej i powstrzymać jej
dopływ do przodka w czasie głębienia.
Metoda obniŜania poziomu wód gruntowych
Głębienie szybów z zastosowaniem metody obniŜania poziomu wód gruntowych polega
na ściąganiu wody ze skał wodonośnych otworami odwierconymi wokół projektowanego
szybu (rys. 13). Wodę z otworów moŜna ściągnąć przez:
− pompowanie wody z otworów wywierconych wokół szybu,
− spuszczanie wody, otworami odwierconymi wokół szybu i obudowanymi filtrami do
podziemnych wyrobisk, skąd się ją pompuje na powierzchnię,
− spuszczenie wody do niŜej zalegających warstw bezwodnych przez otwory odwiercone

35
w przodka szybu lub wokół szybu.
W następstwie wypompowywania wody z otworu powstaje wokół niego tzw. stoŜek lub
lej depresyjny, a skała w zasięgu tego stoŜka ulega w mniejszym lub większym stopniu
osuszeniu. Osuszenie to umoŜliwia zgłębianie szybu w lepszych warunkach
hydrogeologicznych.
Wodę z otworów ściąga się:
− pompami głębinowymi,
− pompami tłokowymi,
− wyporowymi pompami powietrznymi.
Rys. 12. Keson wraz z urządzeniem śluzowym
[7, s. 453]
Rys. 13. ObniŜenie poziomu wód gruntowych:
1 – warstwa przepuszczalna, 2 – warstwa
nieprzepuszczalna, 3 – poziom zwierciadła
wody, 4 – otwory odwadniające[7, s. 455]
Metody chemicznego zeskalania skał
Stosowane przy głębieniu szybów chemiczne zestalanie skał wykonywane moŜe być
dwoma sposobami, a mianowicie jako:
− zwykłe chemiczne zeskalenie skał (silikatyzacja),
− elektrochemiczne zeskalanie skał (cebertyzacja).
Silikatyzacja polega na przeobraŜeniu skały ciekłej w skałę zwięzłą o pewnej
wytrzymałości. Odbywa się to w ten sposób, Ŝe do wodonośnej skały wtłacza się (iniektuje)
zazwyczaj dwa roztwory chemiczne związków. Jako pierwszy stosowany jest najczęściej
roztwór szkła wodnego sodowego. Drugim, zaleŜnie od charakteru skał, moŜe być roztwór
chlorku wapnia lub chlorku glinu. Po wtłoczeniu zachodzi pomiędzy roztworami we wnętrzu
porowatej skały reakcja, w wyniku której powstaje nierozpuszczalny związek krzemionki
z wapniem lub glinem. WiąŜe on cząstki skalne, znajdujące się w skale ciekłej, w jednolitą,
nieprzepuszczalną w wodzie masę stałą, zwiększając tym sposobem jej wytrzymałość oraz
zmniejszając wodoprzepuszczalność.
W przypadku konieczności zeskalania skał znajdujących się na pewnej głębokości zabieg
ten opłaca się wykonywać nie z powierzchni, lecz z szybu.
W tym celu na pewnej głębokości w szybie sporządza się dostatecznie wytrzymały korek
(rys. 14) betonowy (1) rozparty o obudowę szybu (2) i osadza się w nim odpowiednią liczbę
króćców (3) z zaworami. Poprzez króćce w betonie wbija się do piasku rurki (4), uszczelnia
się połączenia z króćcami i wtłacza chemikalia. W przypadku trudności przy wbijaniu rurek
wierci się na określoną głębokość otwory i do nich wprowadza rurki.

36
Cebertyzacja jest ulepszoną metodą chemicznego zeskalania skał i polega na kolejnym
wtłaczaniu w luźny górotwór, przez perforowane rurki chemikaliów (szkła wodnego, chlorku
wapnia), a następnie na przepuszczaniu prądu stałego.
Przepuszczanie prądu stałego przez górotwór od jednej elektrody do drugiej wywołuje
zjawisko tzw. elektroosmozy gruntu. Polega ona na oddzielaniu się cząstek stałych górotworu
od wody i gromadzeniu się ich wokół elektrod. Wtłoczone chemikalia wypełniają wolne
przestrzenie wokół zagęszczonych cząstek i po zestaleniu dodatkowo wzmacniają
i uszczelniają górotwór.
Metody fizycznego utwardzania i uszczelniania skał
Metody te polegają na wzmocnieniu a równocześnie na uszczelnieniu skał przez
wtłoczenie przez otwory do pustek i szczelin w skałach takich materiałów zapełniających oraz
utwardzających skały, jak cement, glina i bituminy. ZaleŜnie od uŜytego materiału mówi się
wówczas o cementacji, glinizacji i bituminizacji skał.
RozróŜnia się dwa rodzaje cementacji:
− wyprzedzającą,
− uzupełniającą.
Cementacja uzupełniająca polega na wypełnieniu pustek w skale poza obudową
wykonanego juŜ szybu w celu wzmocnienia skał otaczających szyb i jego obudowy spękanej
wskutek ciśnienia, bądź uszczelnienia górotworu i obudowy szybu dla zmniejszenia dopływu
wody. Metody te znalazły powszechne zastosowanie w robotach szybowych w naszych
zagłębiach. Stosuje się je przy głębieniu szybów metodą zwykłą dla zmniejszenia dopływu
wody do szybu przez obudowę – oraz jako uzupełnienie metod specjalnych, na przykład
obudowy wbijanej, opuszczanej oraz dla wzmocnienia i uszczelnienia obudowy szybów
głębionych metodą mroŜenia.
Cementacja wyprzedzająca skał
Zadaniem cementacji wyprzedzającej jest uszczelnienie oraz wzmocnienie skały przez
wtłoczenie w nią wodnego roztworu cementu. Po wykonaniu tego zabiegu w uszczelnionej
i wzmocnionej skale głębi się szyb.
Cementację wyprzedzającą moŜna wykonać dwoma sposobami: przez otwory odwiercone
wokół szybu z powierzchni ziemi lub przez otwory wiercone z dna szybu (rys. 15).
Rys. 14.Korek betonowy w szybie do
przeprowadzenia chemicznego
zestalania skał [7, s. 458]
Rys. 15. Cementacja skał: 1 – otwory cementacyjne,
2 – warstwa cementowana, 3 – warstwa
wodonieprzepuszczalna [7, s. 501]

37
RozłoŜenie i wiercenie otworów cementacyjnych
Przy cementacji wyprzedzającej z powierzchni ziemi (rys. 15) otwory cementacyjne (1)
rozkłada się na okręgu wokół szybu. Średnica okręgu jest 3–4 m większa od średnicy, szybu
w wyłomie. Odstęp między otworami wynosi 2–3 m. W skałach piaszczystych osypujących
się otwory się ruruje. W strefie podlegającej cementacji otworów się nie ruruje. W przypadku
zaciskania otworu naleŜy go zarurować, a po opuszczeniu do otworu perforowanej rury
cementacyjnej usunąć rury okładzinowe. Otwory cementacyjne wierci się i cementuje na
pewną głębokość strefami. Długość strefy zaleŜy od charakteru skał i wynosi od 10 do 25 m.
Po zacementowaniu otworu pozostawia się go w spokoju przez 2–12 h dla związania
cementu, a następnie zwierca się korek w otworze i wierci się otwór dalej. Do
przeprowadzenia cementacji wystarcza średnica otworu 75–100 mm. Dla ułatwienia wierceń
do większej głębokości wierci się otwory o większej średnicy 100–200 mm.
Korki cementacyjne
Przy cementowaniu skał z dna szybu, przed przystąpieniem do cementacji kaŜdego
odcinka, konieczne jest wykonanie korka np. z betonu, który uszczelnia i wzmacnia dno
szybu. Zadaniem korka jest przeciwstawienie się siłom naporu hydrostatycznego wód
podziemnych oraz siłom ciśnienia roztworu cementowego. W zasadzie korek wykonuje się
z betonu ubijanego, rzadziej z cegły. Beton układa się i ubija warstwami po 0,5 m. Po
osiągnięciu projektowanej wytrzymałości naleŜy korek uszczelnić dodatkowo przez
cementację i wypróbować wodą na szczelność. W korku betonowym osadza się rurki
obsadowe otworów cementacyjnych. Wiercenie otworów moŜna rozpocząć po osiągnięciu
przez korek pewnej wytrzymałości.
Urządzenia cementacyjne
Do przeprowadzenia cementacji niezbędne są: pompy cementacyjne, mieszalnik dla
roztworu cementu, zbiorniki, węŜe wytrzymałe na wysokie ciśnienie, rury doprowadzające,
zawory i przyrządy pomiarowe.
Wtłaczanie roztworu cementowego
Cementowanie kaŜdego otworu składa się z następujących czynności:
− zabudowa urządzeń do cementacji w otworze,
− określenia wodochłonności otworu,
− wtłaczania roztworu cementowego,
− przemycia wodą urządzeń i przewodów cementacyjnych,
− demontaŜu urządzeń do cementowania w otworze.
Roztwór cementowy moŜna wtłaczać do otworu dwoma sposobami: obiegowym – przy
stałym z góry ustalonym ciśnieniu; naporowym – przy stopniowym zwiększaniu ciśnienia
w miarę cementacji otworu.
Kontrola cementacji i głębienia szybu
Po ukończeniu cementacji danego odcinka naleŜy zbadać stopień zacementowania
górotworu.
Stopień zacementowania moŜna ocenić przez:
− analizę danych technicznych zebranych w czasie cementacji,
− próbne pompowanie wody do otworów cementacyjnych i kontrolnych,
− obserwację rdzeni przewierconych otworów kontrolnych.
Przez ograniczenie do minimum dopływu wód uzyskuje się:
− moŜność głębienia szybu bez konieczności stosowania pomp przodkowych do
odwadniania systemem przelewowym,

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Viewers also liked

Viewers also liked (16)

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u (20)

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.04_u