Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Jacek Zagłówek
Montowanie urządzeń wentylacyjnych i zabezpieczających
711[02].Z3.06
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

1
Recenzenci:
dr inŜ. Sylwester Rajwa
mgr inŜ. Aleksander Wrana
Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Danuta Pawełczyk
Konsultacja:
mgr inŜ. Gabriela Poloczek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z3.06
Montowanie urządzeń wentylacyjnych i zabezpieczających, 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. Powietrze kopalniane 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 20
4.1.3. Ćwiczenia 21
4.1.4. Sprawdzian postępów 22
4.2. Urządzenia wentylacyjne i zabezpieczające w wyrobiskach z wentylacją
opływową 23
4.3. Przewietrzanie wyrobisk przez dyfuzję, z wykorzystaniem pomocniczych
urządzeń wentylacyjnych oraz lutniociągami z wentylatorami
lutniowymi 41
5. Sprawdzian osiągnięć 54
6. Literatura 59

3
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o systemach przewietrzania kopalń,
dla zapewnienia bezpiecznych warunków pracy. WskaŜe, jak naleŜy w aspekcie
obowiązujących przepisów dobierać i zabudowywać urządzenia wentylacyjne
i zabezpieczające. PokaŜe, jakie są metody wykonywania pomiarów parametrów powietrza
kopalnianego. Pozwoli na właściwą ocenę warunków klimatycznych na stanowisku pracy.
Omówione zostaną zasady budowania tam wentylacyjnych i izolacyjnych.
Poradnik ten zawiera:
− wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś
mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej,
− cele kształcenia tej jednostki modułowej,
− materiał nauczania, który umoŜliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania
ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną
literaturę oraz inne źródła informacji. Obejmuje on równieŜ:
− pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,
− ćwiczenia wraz z poleceniem i sposobem wykonania,
− wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,
− sprawdzian postępów, który umoŜliwi Ci sprawdzenie poziomu umiejętności po
wykonaniu ćwiczeń. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na
pytanie tak lub nie, co oznacza, Ŝe opanowałeś materiał albo nie.
− sprawdzian osiągnięć sprawdzający Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu
całej jednostki modułowej.
− wykaz literatury, z jakiej moŜesz korzystać podczas nauki w celu pogłębienia wiedzy
z zakresu programu jednostki modułowej.
JeŜeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela
o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz określoną czynność.
Po opanowaniu umiejętności spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki
modułowej.
Jednostka modułowa: „Montowanie urządzeń wentylacyjnych i zabezpieczających”, jest
jedną z jednostek w module „Eksploatacja złóŜ”.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni, obiektach kopalnianych na powierzchni, sztolni
i w wyrobiskach dołowych (pole szkoleniowe) musisz przestrzegać regulaminów, przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpoŜarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac, zachować szczególną dyscyplinę, utrzymywać porządek w miejscu
wykonywania ćwiczeń. Przepisy te poznałeś juŜ podczas realizacji wcześniejszych jednostek
modułowych. Podczas realizacji ćwiczeń będą przypominane przepisy bezpieczeństwa
i higieny pracy, do których musisz się stosować.

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:
− definiować, stosować i przeliczać jednostki układu SI,
− rozpoznawać zagroŜenia naturalne i technologiczne występujące w kopalniach
węglowych,
− obsługiwać podstawowe przyrządy do pomiarów gazów kopalnianych,
− stosować przepisy prawa geologiczno-górniczego i rozporządzeń dotyczących górnictwa,
− czytać mapy górnicze,
− określać warunki zalegania pokładów węgla w górotworze,
− wykonywać właściwie, zgodnie z obowiązującymi przepisami górniczymi obudowę
wyrobisk górniczych,
− wykonywać wzmacniania obudowy wyrobisk górniczych,
− dobierać właściwie kształt i wymiary wyrobisk górniczych dla zapewnienia bezpiecznego
prowadzenia robót,
− charakteryzować parametry i zasady eksploatacji maszyn i urządzeń górniczych,
− wyjaśniać zagroŜenia związane z wystąpieniem poŜaru podziemnego,
− wyjaśniać zasady zachowania się załogi w czasie poŜaru,
− posługiwać się podstawowymi środkami gaśniczymi i sprzętem gaśniczym do gaszenia
poŜaru podziemnego,
− stosować przepisy w przypadku wystąpienia poŜaru w zakładzie górniczym,
− przedstawiać zagroŜenia powstałe w przypadku przekroczenia dopuszczalnych stęŜeń
gazów,
− posługiwać się sprzętem do wykrywania gazów,
− stosować profilaktykę zagroŜeń metanowych,
− wskazywać miejsca moŜliwego zapoczątkowania wybuchu pyłu węglowego,
− stosować profilaktykę dotyczącą wybuchów pyłu węglowego,
− charakteryzować wymagania dla maszyn i urządzeń pracujących w warunkach
określonych zagroŜeń,
− charakteryzować zagroŜenia techniczne w zakładach górniczych,
− stosować aparat ucieczkowy,
− projektować zabezpieczenie przeciwpoŜarowe,
− projektować zabezpieczenie przeciwwybuchowe,
− projektować zabezpieczenie metanometryczne.

6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− zdefiniować pojęcie powietrza atmosferycznego i kopalnianego,
− scharakteryzować skład i własności gazów kopalnianych,
− określić skład powietrza kopalnianego,
− określić granice dopuszczalnej zawartości gazów szkodliwych,
− scharakteryzować sposoby kontroli powietrza kopalnianego,
− dokonać pomiaru składu powietrza kopalnianego,
− scharakteryzować czynniki określające klimat w kopalni,
− scharakteryzować urządzenia wentylacyjne,
− wykonać tamę wentylacyjną w wyrobisku podziemnym,
− wykonać zapory pyłowe,
− określić parametry techniczne wentylatorów podziemnych,
− zainstalować lutniociąg w wyrobisku,
− zabudować wentylator lutniowy w wyrobisku podziemnym,
− scharakteryzować zasady rozprowadzania powietrza w oddziale kopalni górnictwa
podziemnego,
− pobrać próbki powietrza,
− zmierzyć temperaturę powietrza i ocenić komfort pracy w wyrobisku,
− zmierzyć prędkość powietrza,
− określić ilość przepływającego powietrza w wyrobisku,
− wyjaśnić konieczność stosowania się do stanowiskowej instrukcji bezpieczeństwa
i higieny pracy,
− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpoŜarowej
podczas wystąpienia zagroŜenia w kopalni podziemnej.

7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Powietrze kopalniane
4.1.1. Materiał nauczania
Charakterystyka gazów kopalnianych
Tlen o symbolu chemicznym O2 jest gazem bezbarwnym, bez smaku i zapachu,
niepalnym i niewybuchowym, lŜejszym od powietrza, niezbędnym do Ŝycia kaŜdego Ŝywego
organizmu. Tlen łączy się prawie ze wszystkimi pierwiastkami. Reakcjom tym towarzyszy
zawsze wydzielanie się ciepła. W zaleŜności od szybkości łączenia się tlenu z innymi
substancjami rozróŜnia się następujące reakcje chemiczne:
− utlenianie, czyli powolne łączenie się z tlenu z ciałami,
− palenie, czyli szybkie łączenie się tlenu z ciałem,
− wybuch, czyli gwałtowne łączenie się tlenu z ciałem.
Zbyt niska zawartość tlenu w powietrzu kopalnianym powoduje zaburzenia w procesie
oddychania, utratę przytomności a w skrajnym przypadku nawet śmierć.
Spadek zawartości tlenu w powietrzu kopalnianym spowodowany jest między innymi
przez:
− oddychanie ludzi przebywających pod ziemią,
− procesy utleniania,
− wydzielanie się gazów z calizny i ze zrobów,
− wyrzut gazów i skał.
Azot jest gazem bezbarwnym bez smaku i zapachu, nieco lŜejszym od powietrza. Jest to
gaz obojętny dla procesów palenia i oddychania. Zawartość azotu w powietrzu kopalnianym
wynosi od 77% do 81% objętości.
Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Jest to gaz niepalny
i nie wybuchowy, duszący. Dwutlenek węgla trudno miesza się z powietrzem a poniewaŜ jest
znacznie cięŜszy od powietrza, dlatego przy braku ruchu powietrza w wyrobisku zbiera się
w jego najniŜszych częściach. Głównymi źródłami powstawania dwutlenku węgla
w kopalniach są procesy utleniania wydzielania z węgla i skał. Ponadto dwutlenek węgla
powstaje w czasie wykonywania robót strzałowych, podczas poŜarów podziemnych,
wybuchów metanu lub pyłu węglowego, oddychania ludzi.
Tlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Jest gazem nieco lŜejszym
od powietrza. Tlenek węgla jest gazem palnym a więc i wybuchowym (w przedziale 4% do
72%). Jest to gaz bardzo silnie trujący. Właściwości trujące tlenku węgla polegają na tym, Ŝe
ma on zdolność łatwego i szybkiego łączenia się z hemoglobiną krwi. Przez połączenie tlenku
węgla z hemoglobiną, które następuje około 300 razy łatwiej i szybciej niŜ łączenie się
hemoglobiny z tlenem krew zostaje zamieniona karboksyhemoglobinę niezdolną juŜ do
wchłonięcia tlenu. Powoduje to początkowo obniŜenie sprawności organizmu, a w miarę
wzrostu moŜe spowodować śmierć człowieka. Głównymi źródłami powstawania tlenku węgla
w kopalni są: roboty strzałowe, poŜary podziemne, wybuchy metanu lub pyłu węglowego
oraz praca silników spalinowych.
Tlenki azotu są gazami trującymi o gryzącym zapachu i barwie od Ŝółtej do brunatnej.
Tlenek azotu łatwo utlenia się do dwutlenku azotu, który jest gazem znacznie cięŜszym od
powietrza. Szkodliwe oddziaływanie tlenków azotu na organizm ludzki objawia się zwykle od
kaszlu, następnie występują zawroty głowy, utrata przytomności i śmierć. Objawy zatrucia
występują często dopiero po kilkugodzinnym ich wdychaniu, ale w sposób nagły. Tlenki

8
azotu powstają w kopalni przy uŜywaniu materiałów wybuchowych zawierających głównie
glicerynę, zwłaszcza w warunkach nieprawidłowego strzelania, kiedy ładunek zamiast
eksplodować tylko się wypala.
Dwutlenek siarki jest gazem bezbarwnym o bardzo ostrym i draŜniącym zapachu. Jest to
gaz znacznie cięŜszy od powietrza, niepalny i niewybuchowy. Jest gazem bardzo trującym
atakującym górne drogi oddechowe, wywołującym kaszel i nie dopuszcza tlenu do krwi.
Tworzy się on podczas poŜarów kopalnianych, podczas strzelania materiałami wybuchowymi
zawierającymi siarkę oraz podczas strzelania w skałach zawierających siarczki. MoŜe
wydzielać się takŜe z skał wraz z metanem.
Siarkowodór jest gazem bezbarwnym o przykrym zapachu zepsutych jaj. Jest gazem
silnie trującym, cięŜszym od powietrza. Jest gazem palnym a więc i wybuchowym
(w przedziale od 4,5% do 45%). Szkodliwe oddziaływanie na organizm ludzki polega na
draŜniącym działaniu na błony śluzowe, zatruwaniu krwi podobnie jak tlenek węgla.
Głównymi źródłami wydzielania się siarkowodoru do powietrza kopalnianego są: skały
(szczególnie pokłady soli kamiennej), rozkład substancji organicznych, poŜary, rozkład
materiałów wybuchowych.
Wodór jest gazem bezbarwnym bezwonnym, bez smaku, znacznie lŜejszym od
powietrza. Ze względu na oddziaływanie na organizm ludzki jest gazem obojętnym. Jest to
gaz palny a więc i wybuchowy. W kopalni źródłem wydzielania się wodoru są: skały, pokłady
soli potasowych, węgiel o średnim stopniu zmetamorfizowania oraz ładowanie baterii
akumulatorów.
Metan jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Jest gazem znacznie lŜejszym od
powietrza. Przy bezruchu powietrza w wyrobisku gromadzi się w jego górnych częściach.
Metan jest gazem obojętnym dla procesów oddychania Jest gazem palnym a więc
i wybuchowym.
Temperatura wybuchu metanu wynosi w wolnej przestrzeni 2146,15 K (1875o
C),
dochodząc w przestrzeni zamkniętej do 2921,15 K (2650o
C). Przy koncentracji do 5% metanu
wypala się on spokojnie w zetknięciu ze źródłem termicznym, a po usunięciu czynnika
termicznego spalanie zostanie przerwane. W przedziale od 5% do 15% występuje zjawisko
wybuchu, a powyŜej 15% mieszanina jest palna. Najłatwiej zapala się mieszanina metanu
o koncentracji od 7% do 8%. Najsilniejszy wybuch ma miejsce przy 9,5% metanu i 19%
tlenu. Taką koncentrację nazywamy stechiometryczną, wypala się przy niej cały tlen zawarty
w powietrzu kopalnianym.
Przy koncentracjach metanu powyŜej wybuchowych metan pali się płomieniem, przy
czym proces ten nie przerywa się takŜe po usunięciu inicjału zapłonu. Minimalna energia
iskry zapalającej metan wynosi 0,28 mJ.
MoŜna mówić o:
− łagodnym spalaniu metanu, gdy prędkość rozprzestrzeniania się płomienia nie przekracza
0,5 m/s,
− wybuchu metanu, czyli gwałtownemu wypaleniu się metanu, któremu towarzyszą wzrost
ciśnienia gazów i fala wybuchowa,
− eksplozji metanu, przebiegającej bardzo szybko przy prędkości rozprzestrzeniania się
płomienia kilku km/s. Dochodzi do niej w długich wyrobiskach chodnikowych objętych
wybuchem,
− wypalaniu się metanu – ma ono miejsce przy zapłonie mieszanin ponad wybuchowych,
prędkość płomienia nie przekracza 10 m/s.
Pomiędzy momentem ogrzania środowiska metanowego i samym zapłonem istnieje tzw.
opóźnienie zapłonu metanu. Opóźnienie to jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury
zapłonu i przedstawia się dla koncentracji 11% metanu następująco: dla 700o
C – 14 s,
750o
C – 3 s, 775o
C – 1, 6 s, 825o
C – 0,67 s, 1170o
C – 0,002 s.

9
Temperatura zapłonu metanu wynosi powyŜej 600o
C, czasami podawana jest jako 632o
C.
Węglowodory występujące w kopalniach w czasie poŜarów to: acetylen, etylen,
propylen, butylen, benzen – są to gazy o charakterystycznym zapachu nafty oraz etan – bez
zapachu. Są to gazy palne i wybuchowe (2–15%).
Granice wybuchowości gazów kopalnianych jak równieŜ ich działanie na organizm
ludzki podano w tabeli 1.
Tabela 1. Własności gazów występujących w podziemnych zakładach górniczych
Nazwa gazu Symbol
Granice
wybuchowości
[%]
Barwa Zapach
Działanie na
organizm
ludzki
Tlen O2 – bezbarwny bez zapachu niezbędny do
Ŝycia
Azot N2 – bezbarwny bez zapachu obojętny
Dwutlenek węgla CO2 – bezbarwny bez zapachu duszący
Tlenek węgla CO 12–72 bezbarwny bez zapachu trujący
Siarkowodór H2S 4,5–45 bezbarwny zgniłych jaj trujący
Dwutlenek azotu NO2 – od Ŝółtej do
brązowej
ostry trujący
Dwutlenek siarki SO2 – bezbarwny ostry trujący
Metan CH4 5–15 bezbarwny bez zapachu obojętny
Wodór H2 4–72 bezbarwny bez zapachu obojętny
węglowodory CxHy 2–15 – Nafty (za wyj.
etanu)
Definicje wilgotności powietrza
Powietrze atmosferyczne jest mieszaniną (roztworem) powietrza suchego oraz wody
w stanie gazowym, lub ciekłym. Parametry powietrza wilgotnego odnosi się do powietrza
suchego, którego masa podczas wielu przemian rozwaŜanych w przewietrzaniu i klimatyzacji
pozostaje stała. Zawartość pary wodnej przypadającej na jednostkę masy (objętości) nie moŜe
przekraczać pewnej wielkości maksymalnej, która zaleŜy od temperatury.
Powietrze zawierające maksymalną w danej temperaturze ilość pary wodnej nazywa się
powietrzem nasyconym. Dalsze doprowadzanie pary wodnej powoduje powstanie mgły
w stanie ciekłym lub stałym.
Stan powietrza wilgotnego podaje wilgotność właściwa, zwana teŜ zawartością
wilgotności:
Χ=
ps
w
m
m
[kg/kg]
gdzie:
mw – masa pary wodnej, [kg],
mps – masa powietrza suchego, [kg].
Masę pary wodnej, wyraŜoną w jednostkach masy (kg), przypadającej na 1 m3
powietrza,
nazywa się wilgotnością bezwzględną i oznaczamy (ρw).
Wilgotnością względną powietrza nazywa się stosunek wilgotności bezwzględnej do
wilgotności w stanie nasycenia w danej temperaturze i przy danym ciśnieniu.
Z definicji powyŜszych wynika, Ŝe wilgotność względna φ jest równa:
φ = ρw / ρw
,,
gdzie:
ρw – wilgotność bezwzględna, kg/m3
,
ρw
,,
– wilgotność w stanie nasycenia w danej temperaturze i przy danym ciśnieniu, kg/m3
.

10
Wilgotność względna powietrza to stosunek masy pary wodnej znajdującej się w danej
objętości powietrza do masy pary wodnej potrzebnej do nasycenia takiej samej objętości
powietrza w nie zmienionej temperaturze.
Pomiar wilgotności powietrza metodą psychrometryczną
Wilgotność względną powietrza moŜna wyznaczyć bezpośrednio przy uŜyciu
higrometrów, które są na wyposaŜeniu kopalń (np. termohigrometr cyfrowy CTH–02).
W praktyce kopalnianej zastosowanie znajduje w dalszym ciągu pośredni pomiar wilgotności
powietrza za pomocą psychrometru Assmana.
W metodzie tej mierzy się temperaturę dwoma identycznymi termometrami. Jeden
z termometrów, zwany suchym, mierzy temperaturę powietrza, drugi zwany mokrym,
wskazuje temperaturę zaleŜną od wilgotności powietrza. Naczynie z płynem
termometrycznym termometru mokrego jest owinięte koszulką wykonaną z tkaniny
i nasycony wodą destylowaną.
Rys. 1. Psychrometr Assmana: 1 – termometr suchy, 2 – termometr mokry, 3 – ekran, 4-wentylator,
5 – obudowa silnika [9, s. 65]
W psychrometrze Assmana (psychroaspiratorze) termometry umieszczone są
w obudowie (rys. 1). Naczynia termometrów znajdujące się w dolnej części obudowy mają
kształt walca o średnicy od 4 mm do 4,5 mm i długości 8 mm do 12 mm. Kanalikami
obudowy następuje ruch powietrza wymuszony przez wentylator napędzany silnikiem
elektrycznym lub mechanizmem spręŜynowym. W celu zmniejszenia wpływu
promieniowania naczynia termometrów są ekranowane. W wyniku pomiaru na stanowisku
pomiarowym stwierdzamy, jaką mamy wartość temperatury suchej i temperatury wilgotnej.
RóŜnicę wskazań pomiędzy temperaturą suchą Tg a temperaturą wilgotną Tm określa się jako
róŜnicę psychrometryczną. Na podstawie zmierzonej temperatury suchej i temperatury
wilgotnej wyznaczamy róŜnicę psychrometryczną.
Wilgotność względną jako funkcję temperatury powietrza i róŜnicy psychrometrycznej
określamy korzystając z tabeli 2 lub wykresu psychrometrycznego rysunek 2.

11
Tabela 3. Wilgotność względna jako funkcja temperatury powietrza i róŜnicy psychrometrycznej [5, s. 192]
.
Rys. 2. Wykres psychrometryczny [9, s. 63]

12
Pomiary katatermometryczne
Do pomiarów natęŜenia chłodzenia ciała, wywołanego wspólnym działaniem
temperatury, wilgotności i prędkości powietrza posługujemy się katatermometrem.
Katatermometr jest zwykłym termometrem alkoholowym o rozszerzonej u góry rurce
kapilarnej, z oznaczonymi temperaturami 35o
C i 38o
C. Przed wykonaniem pomiaru naleŜy
katatermometr podgrzać najlepiej w termosie (temperatura wody około 50°C do 60o
C), tak
aby górne rozszerzenie przyrządu wypełniło się alkoholem do 1/3 objętości. Następnie wiesza
się katatermometr w miejscu, w którym chcemy określić panujące warunki klimatyczne
i obserwuje się jego ochładzanie przez pomiar czasu τ opadania słupa alkoholu pomiędzy
podziałkami 38o
C i 35o
C. Średnia więc temperatura katatermometru w granicach pomiaru
wynosi więc 36,5o
C, co odpowiada normalnej temperaturze ciała ludzkiego.
Rys. 3. Katatermometr [4, s. 24]
Ilość ciepła, którą oddaje katatermometr otoczeniu podczas opadania słupa alkoholu
w granicach skali, jest dla danego przyrządu wielkością stałą. Ilość tę, odniesioną do 1 cm2
powierzchni banieczki z alkoholem wyznacza się, przy cechowaniu przyrządu jako stałą
katatermometru i oznacza zwykle literą F. Wartość stałej katatermometru wyraŜona
w mcal/cm2
podana jest zawsze na rurce kaŜdego przyrządu.
NatęŜenie chłodzenia oznaczone przez K jest więc odwrotnie proporcjonalne do czasu τ,
a wprost proporcjonalne do stałej katatermometru, czyli:
K = F/τ , [mcal/cm2
× s]
NatęŜenia chłodzenia K, wyraŜa stratę ciepła z 1 cm2
powierzchni w ciągu 1 sekundy
przy temperaturze 36,5o
C. Jednostką natęŜenia chłodzenia jest 1 katastopień [mcal / cm2
× s].
Po wyjęciu katatermometru z termosu i dokładnym wytarciu go z wody dokonuje się
pomiaru natęŜenia chłodzenia w katastopniach suchych. PoniewaŜ w warunkach dołowych
ilości ciepła oddawane przez parowanie są znaczne, dolną banieczkę przyrządu owija się
muślinem uprzednio zwilŜonym w wodzie i dokładnie wyciśniętym. Dzięki temu niweluje się
częściowo znaczny mankament obserwacji wykonywanych suchymi katatermometrami,
polegający na nieuwzględnianiu ilości ciepła oddawanej przez parowanie. Woda uŜywana do
zwilŜenia powinna mieć temperaturę zbliŜoną, a najlepiej równą temperaturze powietrza
w miejscu pomiaru, co w warunkach dołowych sprawia duŜo kłopotu. Warunek ten nie jest
często przestrzegany, a tym samym dokładność pomiarów zostaje wydatnie obniŜona.
Określanie warunków klimatycznych na podstawie pomiarów katatermometrem znalazło

13
jednak szerokie zastosowanie w górnictwie, ze względu na łatwość wykonania obserwacji, jak
i prostotę samego przyrządu.
Sam pomiar powinno się wykonać pięciokrotnie w jednym miejscu, a jako jego wynik,
przyjmować wartość średniej arytmetycznej. W czasie wykonywania pomiarów, naleŜy
pamiętać, Ŝe przyrząd jest bardzo czuły i w związku z tym powinien być umieszczony z dala
od obserwatora oraz by w czasie podgrzewania nie dopuścić do wypełnienia się alkoholem
całej banieczki górnej, gdyŜ grozi to pęknięciem przyrządu.
Kopalnie posiadają na stanie katatermometry, jednak istnieją kłopoty z ich legalizacją.
Tak, więc dla określenia warunków klimatycznych na stanowisku pomiarowym wykonujemy
pomiary temperatury suchej i wilgotnej psychrometrem Assmana oraz prędkości powietrza.
Katastopnie suche i wilgotne obliczamy na podstawie wzorów podanych przez Hilla.
L. Hill, który w 1920 r wprowadził katatermometr do uŜytku, podał równieŜ wzory
empiryczne, w których ustalił zaleŜność natęŜenia chłodzenia od prędkości i temperatury
powietrza w katastopniach suchych Ks:
− dla v<1 Ks = F/τ = (0,2+0,4 v× ) × (36,5–ts),
− dla v>1 Ks = F/τ = (0,13+0,47 v× ) × (36,5–ts),
lub katastopniach wilgotnych Kw:
− dla v<1 Kw = F/τ = (0,35 + 0,85× 3
v ) ×(36,5 – tw),
− dla v>1 Kw = F/τ = (0,1 + 1,1 × 3
v ) ×(36,5 – tw),
gdzie:
v – prędkość powietrza w miejscu pomiaru, [m/s],
ts – temperatura na termometrze suchym, w [o
C],
tw – temperatura na termometrze wilgotnym, w [o
C],
F – stała katatermometru, [mcal/cm2
],
τ – czas opadania słupka alkoholu w katatermometrze pomiędzy temperaturą 38o
C a 35o
.
Warunki klimatyczne w kopalniach
Zgodnie z obowiązującymi przepisami miarą zagroŜenia klimatycznego jest
w odniesieniu do istniejących miejsc pracy jest wartość temperatury mierzona termometrem
suchym oraz intensywność chłodzenia powietrza mierzona katatermometrem wilgotnym.
Temperatura powietrza w miejscu pracy nie powinna przekraczać 28o
C przy
wykonywania pomiarów termometrem suchym, a intensywność chłodzenia nie powinna być
mniejsza od 11 katastopni wilgotnych (Kw).
Jeśli temperatura jest wyŜsza od 28o
C a nie przekracza 33o
C, lub intensywność jest
mniejsza od 11 katastopni wilgotnych, stosuje się odpowiednie rozwiązania techniczne dla
obniŜenia temperatury powietrza lub ogranicza czas pracy do 6 godzin, liczony ze zjazdem
i wyjazdem, dla pracowników przebywających całą zmianę roboczą w miejscu pracy, gdzie
parametry pracy są przekroczone.
W przypadku, gdy temperatura powietrza mierzona termometrem suchym przekracza
33°C, moŜna ludzi zatrudniać ludzi tylko w akcji ratowniczej.
Prędkości powietrza w wyrobiskach górniczych
Prędkość powietrza w wyrobiskach w polach metanowych, z wyjątkiem komór, nie moŜe
być mniejsza 0,3 m/s. W wyrobiskach z trakcją elektryczną przewodową w polach
metanowych nie mniejsza niŜ 1 m/s.
Przy stosowaniu śluz wentylacyjnych w wyrobiskach w polach metanowych dopuszcza
się mniejsze prędkości prądu powietrza niŜ określone powyŜej, pod warunkiem zapewnienia
wymaganego składu powietrza.

14
Prędkości prądu powietrza nie mogą przekraczać:
1) 5 m/s – w wyrobiskach wybierkowych,
2) 8 m/s – w wyrobiskach korytarzowych,
3) 12 m/s – w szybach i szybikach podczas jazdy ludzi.
Prędkość prądu powietrza w wyrobiskach korytarzowych, w których nie odbywa się
regularny ruch ludzi, moŜna zwiększyć do 10 m/s.
Pomiary prędkości powietrza wykonuje się w wolnych przekrojach wyrobiska.
Kontrola przewietrzania i klimatyzacji wyrobisk górniczych
W zakładach górniczych słuŜby wentylacyjne kontrolują stan przewietrzania wyrobisk
górniczych. Wyniki przewietrzania wpisywane są do „Głównej ksiąŜki przewietrzania”.
W tym celu na wlocie i wylocie z poszczególnych rejonów wentylacyjnych zakłada się
stacje pomiarowe. Stacje pomiarowe wyznacza się równieŜ na stanowiskach pracy np.:
w przodkach, w rejonie ścian. Stacja pomiarowa jest to miejsce w wyznaczone w wyrobisku
górniczym, w którym wykonuje się pomiary parametrów powietrza kopalnianego i pobiera
pipety do analizy chemicznej. Na stacji pomiarowej jest zabudowana tablica kontrolna, na
której metaniarze (wyznaczeni i przeszkolenie pracownicy słuŜby wentylacyjnej kopalni)
wpisują datę wykonania pomiaru oraz wyniki przeprowadzonych pomiarów. Stacje
pomiarowe zaznaczone są na mapach i schematach wentylacyjnych kopalni i są
ponumerowane.
W głównej ksiąŜce przewietrzania kaŜda stacja prowadzona jest na oddzielnej stronie ma
swój numer. Do ksiąŜki tej wpisujemy:
− nazwę stacji, lokalizację,
− numer pomiaru i datę,
− temperaturę powietrza wilgotnego (Tw) i temperaturę powietrza suchego (Ts),
− wilgotność względną [%], na stacji, wyznaczona z wykorzystaniem tabeli 1,
− przekrój na stacji lub w miejscu pomiaru [m2
],
− prędkość powietrza na stacji [m/s],
− ilość powietrza na stacji [m3
/s],
– intensywność chłodzenia Kw,
– wyniki analizy chemicznej powietrza: O2, CO2, CO, CH4.
Przyrządy i metody pobierania próbek powietrza do analizy chemicznej
Na stacjach pomiarowych poza pomiarami ręcznymi wykonanymi przez metaniarzy,
w celu precyzyjnego określenia składu powietrza kopalnianego pobiera się równieŜ próbki
gazów do analizy laboratoryjnej lub chromatograficznej. W czasie akcji ratowniczej instaluje
się chromatograf na dole a próbki gazu pobierane są specjalnymi liniami węŜowymi lub
dostarczane w pipetach przez ratowników lub metaniarzy.
Próbki badanego gazu pobiera się do specjalnych pojemników odpowiednio wcześniej
przygotowanych. (rys. 4) takich jak dętki, worki foliowe, pipety szklane lub pipety metalowe
ciśnieniowe.
Pipety szklane są to szklane pojemniki w kształcie cylindra (rys. 5) o pojemności
0,5 dcm3
, na którego końcach znajdują się kurki stanowiące jej zamknięcie. Szczelność pipety
zapewniona będzie przy dobrze nasmarowanych gliceryną zaworkach. Do pipety szklanej
moŜna pobierać próbki powietrza w sposób suchy lub na mokro. Pipeta przygotowana do
pobrania próbki gazu powinna mieć zabezpieczone zaworki przed przypadkowym ich
otwarciem, powinna posiadać numer identyfikacyjny. JeŜeli ma być pobrana pipeta mokra, to
powinna być napełniona wodą destylowaną. W przypadku pobierania pipety suchej powinna
być jeszcze pompka umoŜliwiająca napełnienie pipety gazem.

15
Rys. 4. Pojemniki do pobierania próbek powietrza: a) dętka gumowa, b) pipety ciśnieniowe, c) pipety szklane
[5, s. 178]
Metoda pobierania pipetę na sucho polega na tym, Ŝe starannie przygotowaną (czystą,
wysuszoną i szczelną) pipetę otwiera się w miejscu pobierania próbki z obydwóch końców
i kilkakrotnie przedmuchuje się ją powietrzem znajdującym się w kontrolowanym wyrobisku,
za pomocą specjalnej pompki ssąco tłoczącej. Po kilkukrotnym przedmuchaniu pipety
zamyka się obydwa zawory.
W przypadku, pipet próŜniowych powietrze samoistnie wypełnia pipetę po otwarciu
zaworka.
Rys. 5. Pipety szklane – schemat [5, s. 178]
Metoda pobierania pipetą na mokro, polega na tym, Ŝe z pipety wcześniej
(w laboratorium) wypełnionej wodą (lekko zakwaszoną) w miejscu pobierania próbki gazu
spuszczamy wodę w wyniku, czego, pipeta wypełnia się powietrzem kopalnianym. Po
całkowitym opróŜnieniu pipety z wody, zamyka się obydwa jej zaworki.
Przyrząd APG – 1 (rys. 6), to zestaw przyrządów umoŜliwiający pobieranie próbek
powietrza do pipet ciśnieniowych (metalowych), w skład którego wchodzą:
− pompka ssąco-tłocząca,
− manometr z zaworem upustowym,
− sonda teleskopowa,
− pipety ciśnieniowe.

16
Rys. 6. Przyrząd APG-1: a) sonda teleskopowa, b) pompka ssąco-tłocząca, c) pipety ciśnieniowe, d) manometr
z zaworem upustowym [5, s. 180]
Pipeta metalowa ciśnieniowa wchodząca w skład zestawu pomiarowego typu APG-1, to
pojemnik w kształcie cylindra o pojemności 40 cm3
lub 56 cm3
, zakończony jedno lub
dwustronnie zaworkami zwrotnymi. Pipeta ciśnieniowa umoŜliwia pobranie próby powietrza
do analizy o wymaganej objętości, czyli minimum 0,5 dcm3
poprzez spręŜenie zasysanego
powietrza do ciśnienia rzędu 2,0 do 2,5 MPa.
Przyrząd APG-1 działa na zasadzie zasysania i spręŜania powietrza. Powietrze zasysa się
z wyznaczonego miejsca do pompki i wtłacza do pipet ciśnieniowych podłączonych do tej
pompki. Pobranie próbki powietrza wymaga najpierw jej przepłukania w miejscu pobierania
do analizy, oczyszczenia wnętrza pipety z poprzedniej próbki gazu. W tym celu po
podłączeniu pipety do pompki wykonać naleŜy kilka ruchów pompką wtłaczając powietrze do
pipety, po czym opróŜnić pipetę poprzez naciśnięcie na iglicę zaworu zwrotnego w celu jej
przedmuchania. Przedmuchaną (oczyszczoną) pipetę napełnia się badanym powietrzem do
ciśnienia około 2 MPa wykonując w tym celu odpowiednią liczbę ruchów pompką. Wartość
ciśnienia w pipecie mierzona jest za pomocą manometru podłączonego do pipety w czasie jej
napełniania. Zawór upustowy słuŜy do regulacji wypływu powietrza z pipety.
Sposoby pobierania próbek powietrza
W zaleŜności od miejsca, w którym znajduje się osoba pobierająca próbkę powietrza
w stosunku do miejsca pobierania próbki rozróŜnia się pobieranie lokalne oraz zdalne.
Lokalnie moŜna pobierać próbki:
− punktowe to jest jeŜeli próbkę powietrza pobiera się z określonego miejsca (punktu)
w wyrobisku, np.: z wyrwy w stropie, przy spągu, na określonej wysokości wyrobiska,
− przeciętne, gdy próbki powietrza reprezentują średni skład powietrza w całym przekroju
wyrobiska. Próbkę taką pobiera się przez poruszanie otwartą pipetą w trakcie
wykonywania pomiaru, po całym przekroju wyrobiska, w sposób przedstawiony na
rysunku 7.
− próbki specjalne, to jest próbki pobierane w wyznaczonych punktach np.: zza tamy
izolacyjnej lub poŜarowej, z otworu badawczego.
Rys. 7. Sposoby pobierania przeciętnych próbek powietrza [5, s. 180]

17
Przyrządy do pomiarów składu powietrza kopalnianego
Przyrządy ze względu na przeznaczenie moŜna podzielić na następujące grupy:
− tlenomierze,
− metanomierze,
− analizatory CO2,
− analizatory CO,
− analizatory innych gazów toksycznych,
− analizatory wielofunkcyjne,
− eksplozymetry.
Ze względu na lokalizację przyrządów w czasie pomiaru i analizy gazów, przyrządy
moŜna podzielić na:
− przenośne o pomiarze ciągłym (Signal – 2), lub pomiarach jednorazowych (VM–1p),
− stacjonarne, np. metanomierz alarmujący MM–1.
Tlenomierze
Tlen mierzymy za pomocą tlenomierzy indywidualnych jak i za pomocą tlenomierzy
stacjonarnych podłączonych do central dyspozytorni metanowych. Tlenomierze indywidualne
wykonują pomiar zawartości tlenu w powietrzu w sposób ciągły, a spadek tlenu poniŜej
ustawionych progów alarmowych sygnalizowany jest sygnałem dźwiękowym lub optycznym
(migającą diodą). W czujniki do pomiaru zawartości tlenu w powietrzu wyposaŜone są
równieŜ detektory wielogazowe, które są na wyposaŜeniu kopalń.
Metanomierze
Metanomierze stosowane w górnictwie działają na zasadzie:
a) wykorzystania zjawiska interferencji fal świetlnych przenikających przez badany gaz
i powietrze czyste, stosowane obecnie najczęściej głównie do pomiarów wysokich stęŜeń
metanu (rurociągi odmetanowania),
b) katalitycznego spalania:
− metanomierze ręczne (osobiste) typu: VM-1p, VM-1z, VM-1m i inne z tej serii,
− stacjonarne alarmujące np.: Signal – 2, MTS -1.
Metanomierzy katalitycznych serii VM, nie naleŜy uŜywać do pomiarów metanu, zza tam
izolacyjnych, zza tam poŜarowych, ładowniach akumulatorów, gdyŜ na ich wskazania mają
wpływ:
– dwutlenek węgla CO2 – przy stęŜeniu powyŜej 10% zaniŜa wskazania na skutek
tłumiącego oddziaływania na spalanie metanu,
– tlenek węgla CO oraz wodór H2 – „zaniŜają” wskazania (pomimo, Ŝe są to gazy palne)
w wyniku spalania na spiralce kompensacyjnej umieszczonej w innej gałęzi mostka
pomiarowego aniŜeli spiralka spalania katalitycznego, na której spala się metan do około
15% objętości,
– obniŜona koncentracja tlenu do około 10% powoduje zaniŜenie wskazania na skutek
utrudnionych warunków spalania metanu.
W kopalniach występuje duŜa grupa metanomierzy przenośnych do ciągłego pomiaru
metanu, w których ustawione są progi sygnalizacyjne i alarmowe, których przekroczenie
sygnalizowane jest sygnałami akustycznymi i świetlnymi. W przyrządy te obowiązkowo
wyposaŜani są między innymi kombajniści w ścianach, spawacze (Signal–2, MTS–1).
Czujniki do pomiaru metanu są równieŜ w detektorach wielogazowych będących
aktualnie na wyposaŜeniu kopalń.
Metanomierze stacjonarne do pomiarów metanu w opływowym prądzie powietrza jak
i w rurociągach odmetanowania podłączone do systemu metanometrii automatycznej.

18
W systemach metanometrii automatycznej i zabezpieczeń metanometrycznych urządzeń
elektrycznych stosuje się metanomierze:
− wyłączające spod napięcia urządzenia elektryczne,
− rejestrujące wyniki pomiarów,
− wyłączająco-rejestrujące.
Przyrządy do pomiarów tlenku węgla, dwutlenku węgla oraz innych gazów
W górnictwie węglowym stosowanych jest wiele rodzajów i typów przyrządów do
wykrywania i pomiaru stęŜenia tlenku węgla, dwutlenku węgla, dwutlenku azotu lub innych
gazów występujących pod ziemią w kopalniach. Mogą to być przyrządy do wykrywania
i pomiaru stęŜeń tylko jednego gazu lub mogą to być przyrządy uniwerslne do wykrywania
kilku gazów.
Przyrządy do pomiarów pojedynczych gazów stosowane w górnictwie:
− tlenku węgla CO – micro CO, Comopac, TOX-PEM CO, Pac II CO, TOX CO,
COMOWARN, sygnalizator TOXITECTOR CO, Gas Badge (osobiste alarmy gazowe)
− dwutlenku węgla – Analizator ACO2 (Auer), TOX-CO2, micro Pac,
− tlenu O2 – OXYWARN-100, OXG-O2, sygnalizator klips-O2, micro OX, Pac II O2,
OXYCOM-25D, OX-PEM, Gas Badge, mikro Pac,
− siarkowodoru H2S – Pac II, TOX-PEM H2S, Gas Badge, micro Pac,
− dwutlenku siarki SO2 lub dwutlenku azotu NO2 – TOX-SO2, TOX-NO2, Pac II, mini Pac,
− gazów wybuchowych (eksplozymetry) – EXWARN B, Pac-Ex, EXPLOR, EXYLARM,
Rys. 8. MICROPAC firmy Draeger Safety Prosty w obsłudze przyrząd do pomiaru O2, H2S lub CO. W wersji
PLUS moŜliwy pomiar innych gazów. Po dwóch latach eksploatacji konieczna wymiana baterii litowej
oraz sprawdzenie (lub wymiana) sensora w serwisie
Rys. 9. PAC 3000 firmy Draeger Safety Jednogazowy przyrząd do pomiaru O2, H2S lub CO. Eksploatacja
ograniczona do dwóch lat. W wersji PAC 5000 moŜliwy jest zapis danych do pamięci wewnętrznej
i późniejszy ich odczyt przy uŜyciu oprogramowania. W wersji PAC 7000 moŜliwy pomiar innych
gazów

19
Przyrządy do pomiarów kilku gazów kopalnianych: TMX-412, POLYTECTOR,
MULTIWARN, ATX-612, MX21, MULTIWARN II, X-am 7000.
Rys. 10. MULTIWARN II firmy Draeger Safety Wielogazowy przyrząd o bardzo duŜych moŜliwościach
pomiarowych. Do wyboru sensory elektrochemiczne, katalityczne i IR. Dostępna wewnętrzna pompa
elektryczna
Rys. 11. X-am 7000 firmy Draeger Safety. Wielogazowy przyrząd o bardzo duŜych moŜliwościach
pomiarowych. Konstrukcja przygotowana do eksploatacji w najtrudniejszych warunkach. Do wyboru
sensory elektrochemiczne, katalityczne i IR. Dostępna wewnętrzna pompa elektryczna, zasilanie
akumulatorowe lub bateryjne
Są to juŜ przyrządy nowej generacji z zastosowaniem techniki cyfrowej. Konstrukcja
tych przyrządów przystosowana jest do eksploatacji w najtrudniejszych warunkach
górniczych. Stosowane są sensory elektrochemiczne, katalityczne i IR. W nowszych
przyrządach występuje wewnętrzna pompa elektryczna. Wszystkie wartości pomiaru
wyświetlane są na monitorze. Przyrządy mają ustawiane dwa progi alarmowe (sygnalizacja
ostrzegawcza i alarmowa). Komunikaty informują o usterkach przyrządu, niewłaściwym
napięciu zasilania, przekroczeniu zakresu pomiarowego, często posiadają pamięć pozwalającą
na odtworzenie wskazań po pewnym czasie, przewidywane są do pracy ciągłej lub dorywczej,
posiadają moŜliwość współpracy z komputerem.
Eksplozymetry
Eksplozymetry są przyrządami słuŜącymi do szybkiego, ciągłego oznaczania stopnia
wybuchowości mieszanin powietrza z gazami lub parami wodnymi. Przy uŜyciu
eksplozymetru nie jest potrzebna znajomość składu chemicznego mieszaniny. Przyrządy
wyskalowane są na metan przy DGW (dolnej granicy wybuchowości) wynoszącej 5% metanu
w powietrzu. Zakres przyrządu 50% DGW odpowiada 2,5% obj. metanu w powietrzu,
a 100% DGW odpowiada zawartości 5% obj. metanu w powietrzu.

20
Rys. 12. PAC Ex firmy Draeger Safety – Eksplozymetr z moŜliwością pomiaru metanu w zakresie 0–100%
DGW i 0–100% objętościowych
Przyrządy stosowane do pomiaru temperatury w wyrobiskach górniczych
Do pomiaru temperatur w górnictwie stosowane są:
− termometry rtęciowe, np. termometr górniczy, termometry stosowane do psychrometrów,
− termometry elektryczne wykorzystujące zmiany wartości elektrycznych na skutek zmiany
temperatury środowiska, w którym znajdują się czujniki tych przyrządów (GOTC–01,
TC–150),
− pirometry.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest powietrze atmosferyczne?
2. Jakie gazy toksyczne występują w powietrzu kopalnianym?
3. Jakie gazy wybuchowe występują w kopalniach węglowych?
4. Co to jest wilgotność względna?
5. Jakie parametry powietrza określamy psychrometrem?
6. Do czego słuŜy katatermometr?
7. Jakie pomiary parametrów powietrza są brane pod uwagę w przy ocenie warunków
klimatycznych?
8. Jakie mogą być maksymalne dopuszczalne prędkości w wyrobiskach kopalnianych?
9. Co to są stacje pomiarowe i gdzie się je wyznacza?
10. Jakie pomiary wykonujemy na stacji pomiarowej?
11. Jak wyznaczamy intensywność chłodzenia Kw?
12. Jaki wpływ na organizm ludzki mają poszczególne gazy kopalniane?
13. Do czego słuŜy zestaw APG-1?
14. Na czym polega róŜnica w sposobie pobierania próbki gazu przeciętnej a punktowej?
15. Jakie znasz przyrządy do pomiarów gazów kopalnianych?

21
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj za pomocą katatermometru, pomiary dla określenia katastopni wilgotnych
i katastopni suchych w wyznaczonych punktach wyrobiska.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się materiałem teoretycznym o przyrządach potrzebnych do pomiaru
katatermometrem,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) rozpoznać przyrządy do pomiaru temperatury,
4) określić sposób wykonywania pomiaru,
5) określić zasadę działania katatermometru,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
– katatermometr, stoper, termos z gorącą wodą,
– literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,
– kartki papieru,
– przybory do pisania.
Ćwiczenie 2
Określ, na podstawie wykonanych pomiarów, za pomocą psychrometru i anemometru,
jaki czas pracy powinien obwiązywać na wskazanych stanowiskach pracy w wyrobiskach
górniczych.
1) powtórzyć jaka zaleŜność jest pomiędzy warunkami klimatycznymi na stanowisku pracy,
a obowiązującym czasem pracy w górnictwie,
2) wybrać przyrządy potrzebne do wykonania tych pomiarów,
3) zorganizować stanowisko do wykonywania pomiarów,
4) określić zasadę działania przyrządów pomiarowych,
5) określić sposób wykonania pomiarów,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.
− psychrometr, anemometr, calówka,
− wykres psychrometryczny, tablice psychrometryczne,
− literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,
− kartki papieru, przybory do pisania.

22
Ćwiczenie 3
Wykonaj pomiary wymagane przepisami górniczymi dla oceny prawidłowego sposobu
przewietrzania na 5-ciu wskazanych przez nauczyciela stacjach pomiarowych. Pobierz na
tych stacjach pipiety powietrza kopalnianego do analizy labolatoryjnej.
Wyniki pomiarów jak i wyniki pobranych prób powietrza do analizy chemicznej zapisz
zgodnie z główną ksiąŜką przewietrzania.
Na podstawie tych wyników podaj:
− jaki czas pracy obowiązuje w miejscu wykonywania pomiarów?
− ile dm3
(litrów) tlenku węgla mamy na stacjach pomiarowych?
− ile m3
metanu mamy na stacjach pomiarowych?
1) zapoznać się materiałem teoretycznym dotyczącym wykonywania pomiarów dla oceny
skuteczności przewietrzania wyrobisk górniczych,
2) określić jakie pomiary naleŜy wykonać,
3) wybrać sprzęt potrzebny do wykonania zadanych pomiarów,
4) wykonać zaplanowane pomiary i pobrać próbki gazu do analizy chemicznej,
5) określić wilgotność, katastopnie wilgotne i katastopnie suche, wydatek powietrza,
6) zapoznać się z wynikami analizy chemicznej (stęŜenia O2, CO, CO2, CH4),
7) określić ilości tlenku węgla i metanu na podstawie wyników wydatku powietrza jak
i wyników analiz chemicznych.
– psychrometr Assmana, anemometr, calówka, tablice psychrometryczne, pipety i pompka
do ich napełniania,
– przybory do pisania i rysowania.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie powietrza kopalnianego?
2) scharakteryzować czynniki mające wpływ na komfort pracy w kopalni?
3) przedstawić charakterystykę gazów występujących w kopalni?
4) wykonać na stanowisku pracy pomiary katatermometrem dla określenia
katastopni wilgotnych?
5) określić róŜnicę pomiaru temperatury suchej i wilgotnej?
6) zdefiniować wilgotność względną?
7) określić minimalne i maksymalne prędkości powietrza w wyrobiskach
górniczych?
8) określić warunki klimatyczne w miejscu pracy górników?

23
4.2. Urządzenia wentylacyjne i zabezpieczające w wyrobiskach
z wentylacją opływową
Wyrobiska kopalniane przewietrza się prądami powietrza wytwarzanymi przez
wentylatory główne zabudowane na powierzchni. W zakładach górniczych wydobywających
kopaliny palne stosuje się przewietrzanie ssące.
Przy kaŜdym szybie wydechowym, oprócz wentylatora głównego lub zespołu
wentylatorów głównych, instaluje się główny wentylator rezerwowy, którego uruchomienie
będzie moŜliwe w ciągu 10 minut.
W zakładach górniczych mających jeden szyb wydechowy stację wentylatorów głównych
wyposaŜa się w urządzenie do zmiany kierunku powietrza. W sieci wentylacyjnej, gdy jest
więcej szybów wydechowych, powinno być moŜliwe wykonanie rewersji (zmiany kierunku
przepływu) powietrza w poszczególnych podsieciach. Urządzenia do rewersji powietrza
utrzymuje się w stanie umoŜliwiającym jej wykonanie w czasie nie dłuŜszym niŜ 20 minut.
Urządzenia wentylacyjne
Urządzeniami wentylacyjnymi nazywamy środki pomocnicze do rozprowadzania
powietrza w kopalni.
Ze względu na przeznaczenie dzieli się je na urządzenia:
a) uniemoŜliwiające lub utrudniające przepływ powietrza w wyrobiskach: tamy
wentylacyjne, zamknięcia zrębów szybów wentylacyjnych, włazy kanałów
wentylacyjnych,
b) ułatwiające i regulujące przepływ powietrza w wyrobiskach w wyrobiskach: kanały
wentylacyjne, urządzenia do rewersji wentylacji kopalni, mosty wentylacyjne,
wentylatory pomocnicze.
Zasady rozprowadzania powietrza w kopalni
Powietrze doprowadza się moŜliwie najkrótszą drogą do kaŜdego poziomu
wydobywczego, skąd prądami wznoszącymi odprowadza się w kierunku szybu
wydechowego.
Projektując wyrobiska górnicze naleŜy tworzyć jak najmniej złoŜoną sieć wentylacyjną.
W kaŜdej sieci wentylacyjnej wydziela się rejony przewietrzane niezaleŜnymi prądami
powietrza. Jednym prądem powietrza moŜe być przewietrzana grupa przodków pod
warunkiem, Ŝe zawartość metanu w powietrzu doprowadzonym do kaŜdego przodka nie
przeskoczy 0,5%, a przy stosowaniu metanometrii automatycznej 1%.
Ściany przewietrza się niezaleŜnymi prądami powietrza, z tym Ŝe długość ściany lub
łączna długość ścian przewietrzanych jednym niezaleŜnym prądem powietrza nie powinna
być większa niŜ 400 m. W pokładach niemetanowych i I kategorii zagroŜenia metanowego
kierownik ruchu zakładu górniczego moŜe zezwolić na okresowe przewietrzanie jednym
niezaleŜnym prądem powietrza ścian o łącznej długości powyŜej 400 m, pod warunkiem
utrzymania między tymi ścianami dróg wyjścia w odstępach nie większych niŜ 250 m.
Składy materiałów wybuchowych, komory pomp głównego odwadniania, a w zakładach
górniczych wydobywających kopaliny palne takŜe komory kruszarni przewietrza się prądami
niezaleŜnymi.
W polach metanowych wszystkie komory, z wyjątkiem komór stanowiących oddziałowe
składy narzędzi, sprzętu przeciwpoŜarowego i sanitarnego przewietrza się prądami powietrza
wytwarzanymi przez wentylator główny. Powietrze z komór przewietrzanych prądami

24
powietrza wytwarzanymi przez wentylator odprowadza się z najwyŜszego punktu komory
i prowadzi poziomo lub po wzniosie. W komorach tych nie moŜna umieszczać w odległości
bliŜszej niŜ 20 cm od najwyŜszego punktu w świetle obudowy Ŝadnych urządzeń
i elementów, które mogłyby utrudniać przepływ powietrza pod stropem komór.
Sprowadzanie powietrza wyrobiskiem na upad dopuszcza się wyłącznie w przypadkach,
gdy:
− średni upad w bocznicy nie przekracza 5o
,
− średni upad wyrobiska lub bocznicy wentylacyjnej wynosi od 5o
do 10o
, a prędkość
przepływu powietrza jest większa niŜ 0,5 m/s,
− powietrze jest odprowadzane z pól zagroŜonych wyrzutami dwutlenku węgla lub
siarkowodoru.
Tamy wentylacyjne
Regulację przewietrzania prowadzi się za pomocą tam wentylacyjnych zabudowanych
w wyrobiskach korytarzowych, umieszczonych na początku prądów rejonowych.
W wyjątkowych wypadkach, za zgodą kierownika ruchu zakładu górniczego, moŜna
zabudować tamy w wyrobiskach w wylotowych prądach powietrza, ale na warunkach przez
niego ustalonych.
Rys. 13. Tama wentylacyjna murowa z drzwiami drewnianymi [1, s. 333]
W wyrobiskach korytarzowych, stanowiących połączenia między prądem powietrza
prowadzonym od szybu wdechowego, a odprowadzanym do szybu wydechowego,
zabudowuje się śluzy wentylacyjne. Drzwi tam w śluzie wentylacyjnej wykonuje się
z materiałów niepalnych i zabezpiecza przed samoczynnym otwarciem. Odstęp między
tamami wentylacyjnymi w śluzie powinien umoŜliwić, aby w czasie przejścia załogi przez
jedną z tam (w której drzwi muszą być otwarte), drzwi w pozostałych tamach tej śluzy były
zamknięte.
W wyrobisku, w bocznicy, w której dokonujemy regulacji powietrza za pomocą tam
wentylacyjnych, naleŜy zabudować minimum 2 tamy, dla zapewnienia stabilności prądów
powietrza. Z reguły, jednak pewniej jest budować ich więcej, gdyŜ poprawia to
bezpieczeństwo i stabilność przewietrzania.
Tamy śluz wentylacyjnych uruchamianych mechanicznie oraz tamy wewnątrz rejonów
wentylacyjnych wyposaŜa się w drzwi otwierane w jedną stronę. KaŜda tama przy moście
wentylacyjnym powinna posiadać dwoje drzwi otwieranych w przeciwne strony. Drzwi
w tamach powinny zamykać się samoczynnie albo mechanicznie. W przypadku, gdy mamy
duŜe spiętrzenia na tamach, naleŜy drzwi przejściowe wyposaŜyć w urządzenia ułatwiające
ich otwarcie.
Tamy wentylacyjne wykonuje się z materiałów niepalnych za wyjątkiem
zlokalizowanych wewnątrz rejonów wentylacyjnych i tymczasowych niezbędnych na czas
budowy tam ostatecznych.

25
Drzwi w tamach wentylacyjnych zabudowanych na drogach przewozu lokomotywowego
lub przewozu z napędem własnym oraz głównego transportu maszynami samojezdnymi
powinny być otwierane i zamykane mechanicznie lub automatycznie. W przypadku, gdy
róŜnica ciśnień powietrza uniemoŜliwia ręczne otwarcie drzwi tamy wentylacyjnej, tamę
wyposaŜa się w urządzenia zapewniające otwarcie drzwi i bezpieczne przejście przez tamę.
Tamy otwierane mechanicznie lub automatycznie naleŜy wyposaŜyć w urządzenia
świetlne i akustyczne sygnalizujące moment otwierania tamy, aby przechodzący wyrobiskiem
ludzie nie znaleźli się w zasięgu otwieranych drzwi tamy.
W wyrobiskach, w których konieczne jest zabudowanie tam wentylacyjnych, nie moŜna
budować urządzeń transportu linowego, chyba, Ŝe zapewnione jest mechaniczne lub
samoczynne zamknięcie i otwarcie tam, bez potrzeby wejścia załogi na trasę transportu
linowego.
Wymagania, jakie muszą spełniać tamy wentylacyjne określa polska norma PN-73/G-
60101.
W tamach regulacyjnych projektuje się:
− ścianę murową lub drewnianą z otworem komunikacyjnym zabezpieczonym nadproŜem
i otworami dla rurociągów i kabli,
– odrzwia i drzwi stalowe lub drewniane obite blachą,
– ewentualny otwór dla przenośnika,
– okno regulacyjne,
– przepust do odprowadzania wody.
Tamy wentylacyjne, mające istotny wpływ na przewietrzanie wyrobisk jak i rejonów
o duŜym zagroŜeniu metanowym lub poŜarowym naleŜy zabezpieczyć czujnikami
kontrolującymi stan ich zamknięcia, z sygnalizacją u dyspozytora metanowego. Sposób
zabezpieczenia ustala kierownik działu wentylacji lub inna osoba wyznaczona przez
kierownika ruchu zakładu górniczego. W wyrobisku, w którym zabudowana jest śluza
wentylacyjna oprócz oczujnikowania wszystkich tam wentylacyjnych wchodzący w jej skład
moŜna równieŜ zabudować czujnik przepływu powietrza.
Wykonywanie tam wentylacyjnych
Tamę naleŜy stawiać w górotworze zwięzłym i niespękanym. Nie powinno stawiać się
tam wentylacyjnych przy zrobach (tj. jeŜeli w ociosie po jednej stronie wyrobiska mamy
zroby), jak równieŜ, naleŜy unikać, w miarę moŜliwości stawiania tam wentylacyjnych
w wyrobiskach węglowych, gdyŜ moŜe to być przyczyną poŜarów endogenicznych.
W przypadku wystąpienia szczelin w górotworze, w sąsiedztwie tamy, naleŜy je uszczelnić
przez wtłoczenie do nich pod ciśnieniem zaprawy cementowej lub gipsowo-wapiennej. Mur
tamy naleŜy szczelnie powiązać z górotworem. Stawiając tamę w wyrobisku naleŜy wykonać
wrąb nie mniejszy niŜ 20 cm. ZaleŜnie od sposobu zamykania drzwi, mur tamy naleŜy
wykonać pionowo lub z odchyleniem w stosunku do pionu, aby ułatwić samoczynne
zamykanie drzwi i ich przyleganie do obmurza tamy. Ścianę tamy wykonanej z cegieł lub
kostki betonowej naleŜy wyprawić zaprawą cementową, a następnie pobielić mlekiem
wapiennym.
NadproŜe naleŜy wykonać nad otworem komunikacyjnym tamy i ewentualnie nad
otworem dla przenośnika. W tamach murowych nadproŜe naleŜy wykonać ze stali profilowej
lub betonu zbrojonego, a w tamach drewnianych z belek drewnianych o przekroju
kwadratowym. NadproŜa naleŜy wykonywać jednocześnie z wykonaniem muru lub ściany
tamy.
Dla przewodów przeprowadzanych przez tamę, tj. rurociągów, kabli i lutni naleŜy
w ścianie tamy pozostawić otwory o przekroju dostosowanym do przekroju przewodu.
Otwory naokoło przewodów naleŜy uszczelniać gliną lub inną lekką i szczelną zaprawą.

26
Przepust do odprowadzenia wody zza tamy, powinien być tak zlokalizowany i wykonany,
aby nie dopuszczał do spiętrzenia wody za tamą i do przepływu powietrza przez tamę.
Tamy wentylacyjne to z reguły tamy regulacyjne, w związku z czym powinny być
wyposaŜone w okienka do regulacji spadku naporu na tamach. Okienka te w pokładach
metanowych powinny być wykonane pod stropem wyrobiska. JeŜeli mamy śluzę składającą
się z kilku tam to wskazane jest, aby spadki naporu na poszczególnych tamach były
wyrównane. Regulacje otwarcia tych okienek powinny przeprowadzać słuŜby wentylacyjne.
W czasie ich regulacji jak i kontroli powinny być pomierzone spadki naporu (pomiar
U – rurką) na poszczególnych tamach danej śluzy jak i wydatek powietrza w tej bocznicy.
Tamy otwierane mechanicznie lub automatycznie naleŜy wyposaŜyć w urządzenia
świetlne i akustyczne sygnalizujące moment otwierania tamy, aby przechodzący wyrobiskiem
ludzie nie znaleźli się w zasięgu otwieranych drzwi tamy.
Tamy izolacyjne
Wyrobiska nie przewietrzane, naleŜy izolować tamami izolacyjnymi, tak aby na trwale
odgrodzić je od czynnych wyrobisk. Wykonuje się je jako tamy pełne. Sposób ich wykonania
określa polska norma PN-73/G-60101, co pokazuje rysunek 14. Tamy izolacyjne w polach
metanowych powinny być wykonywane jako tamy przeciwwybuchowe.
Tamy izolacyjne powinny być szczelne jak i ociosy wyrobiska wokół tamy nie mogą być
spękane. Tamy powinny być budowane jak najbliŜej skrzyŜowania z wyrobiskiem
z opływowym prądem powietrza. W polach metanowych dojść do tam izolacyjnych nie wolno
przewietrzać przez dyfuzję.
Rys. 14. Tamy izolacyjne pełne: a) deskowe, b) klocowe, d) murowe [11, s. 5]

27
Tamy izolacyjne powinny być wyposaŜone w:
− rury pomiarowe z zaworami umoŜliwiającymi prowadzenie pomiarów gazów za tamą,
− rury umoŜliwiające prowadzenie podsadzania lub odmetanowania,
− rurociągi umoŜliwiające odprowadzenie wody zza tamy, zabezpieczone zaworami lub
syfonami wodnymi,
− na tamie powinna być zabudowany manometr cieczowy do pomiaru róŜnicy ciśnień
(przed i za tamą).
Przeciwwybuchowe tamy izolacyjne przeznaczone są do zabezpieczenia czynnych
wyrobisk przed przeniesieniem się do nich wybuchu, od strony zrobów, zbędnych wyrobisk
oraz pól poŜarowych, w których mogą wystąpić wybuchowe mieszaniny gazów palnych
i moŜe dojść do wybuchu tych gazów.
Tamy te mogą być wykonane jako:
− korki podsadzkowe,
− korki wodne,
− korki podsadzkowe na bazie tamy organowej z dwustronnymi rozporami,
− tamy z worków wypełnionych materiałami niepalnymi,
− tamy za spoiw szybkowiąŜących z wrębem lub bez wrębu.
Szczegółowy sposób wykonania tych tam oraz wymogi, jakim muszą one odpowiadać
podane są w wytycznych Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego [16].
Aktualnie najczęściej stosowane są tamy przeciwwybuchowe wykonane w postaci korka
przeciwwybuchowego (rys. 15) wypełnionego materiałem szybkowiąŜącym o duŜej
wytrzymałości.
Budowę takiej tamy naleŜy rozpocząć od wykonania wrębu na obwodzie izolowanego
wyrobiska chodnikowego, w miejscu jej usytuowania na długości 2,0 m dla przekroju
poprzecznego wyrobiska w świetle jego obudowy do 12 m2
i 3,0 m dla przekroju powyŜej
12 m2
. W miejscu wykonania wrębu nie naleŜy rabować elementów stalowych obudowy
wyrobiska. Głębokość wrębu powinna być mniejsza od 0,4 m. Na krawędziach tego wrębu
naleŜy zabudować zawarcia tamowe w postaci tam ryglowych drewnianych obitych od
wewnątrz korka płótnem podsadzkowym. Przed odeskowaniem zawarć naleŜy zabudować
w nich 1 lub 2 lutnie blaszane, kołnierzowe o średnicy 800 mm wraz z obudową
przeciwwybuchową przepustu tamowego.
W trakcie budowy zawarć naleŜy zainstalować dodatkowe urządzenie wymagane
zasadami budowy tam, takie jak:
− rurociąg umoŜliwiający pobieranie prób powietrza zza tamy, dla określenia temperatury
gazów za tamą oraz stałej kontroli róŜnicy ciśnień atmosfery pomiędzy polem
izolowanym a wyrobiskiem czynnym,
− rurociąg odwadniający wraz z syfonem,
− rury tłoczne do korka i odpowietrzające.
Po wykonaniu zawarć tamowych i zainstalowaniu niezbędnych urządzeń zatłaczamy
korek spoiwem szybkowiąŜącym dopuszczonym do stosowania. Po zatłoczeniu korka
i odczekaniu czasu wymaganego na związanie spoiwa, przystępujemy na zasadach akcji
ratowniczej do zamknięcia tamy (korka) z wykorzystaniem przepustu tamowego.
W przypadku prowadzenia akcji ratowniczej związanej z zamykaniem kilku tam
wentylacyjnych, o kolejności zamykania tam decyduje kierownik akcji ratowniczej. Z reguły
tamy powinny być zamykane jednocześnie, a po ich zamknięciu powinien być ustalony czas
wyczekiwania, gdyŜ moŜe dojść do wybuchu gazów w otamowanej przestrzeni.

28
Rys. 15. Przeciwwybuchowa tama ze spoiwa szybkowiąŜącego z wrębem na obwodzie wyrobiska [16]

29
Manometr cieczowy, tzw. U – rurka
U – rurka to przyrząd umoŜliwiający pomiar róŜnicy ciśnień powietrza. Wykonany
z rurki szklanej w kształcie litery „U”, wypełnionej cieczą, które jedno ramię połączone jest
(w czasie pomiaru) z obszarem (obiektem) mierzonego ciśnienia, a drugie ramię połączone
jest z atmosferą.
Wartość róŜnicy ciśnień określa się z róŜnicy poziomów cieczy w dwóch ramionach
manometru, mierzonej w milimetrach. Pomiar róŜnicy ciśnień pomiędzy otamowaną
przestrzenią a otoczeniem pokazano na rysunku 9.
Rys. 16. Pomiar róŜnicy ciśnień na tamie za pomocą U – rurki, [5. s. 43]
JeŜeli za tamą istnieje ciśnienie większe niŜ przed tamą to poziom cieczy w U – rurce
będzie wyŜszy w ramieniu połączonym z atmosferą zewnętrzną. Mamy wówczas do
czynienia z kompresją, czyli nadciśnieniem za tamą. JeŜeli za tamą izolacyjną będzie
ciśnienie niŜsze niŜ przed tamą to poziom cieczy w U – rurce będzie wyŜszy w ramieniu
połączonym z polem otamowanym. Ma się wówczas depresję, czyli podciśnienie za tamą.
Sytuacja taka powoduje zasysanie powietrza z zewnątrz. Najkorzystniejsza sytuacja jest
wtedy, gdy poziom cieczy w obu ramionach jest wyrównany. W przypadku poŜaru, korzystne
jest, aby na tamie poŜarowej róŜnica ciśnień była bliska zeru lub aby na tamie był minimalny
plus.
Sposób wyrównywania ciśnień na tamach izolacyjnych za pomocą tam kompensacyjnych
przedstawiono na (rys. 17). Rysunek pokazuje układ, gdy tama zaciąga powietrze (jest na
minusie). W takim przypadku, w wyrobisku, przed tamą izolacyjną (korkiem), która zaciąga,
budujemy w niewielkiej odległości tamę kompensacyjną (np.: deskową obitą płótnem
podsadzkowym lub wentylacyjnym) z okienkiem regulacyjnym. Przez tamę tą prowadzimy
lutnie metalowe na końcu, których budujemy wentylator na ssanie. Ciągłą kontrolę ciśnienia
przed i za tamą izolacyjną wykonujemy za pomocą manometru cieczowego, którego
końcówki węŜy pomiarowych wyprowadzone są: jedna za tamę izolacyjną a druga przed tamę
izolacyjną (pomiędzy tamą izolacyjną a kompensacyjną.
Po uruchomieniu wentylatora róŜnicę ciśnienia przed i za tamą regulujemy za pomocą
okienka regulacyjnego w tamie kompensacyjnej. W trakcie doszczelniania okienka
regulacyjnego w tamie kompensacyjnej poziom wody w ramieniu U-rurki z wyprowadzoną
końcówką pomiarową za tama izolacyjną (1) będzie się obniŜał. Korzystnie jest ustawić
poziom wody w U – rurce w ramieniu 1, którego koniec na rysunku wyprowadzony jest za
korek minimalnie poniŜej poziomu w drugim ramieniu, którego końcówka pomiarowa (2)
znajduje się pomiędzy tamami. Tama wówczas będzie ustawiona na minimalnym plusie,
którego wielkość ustala kierownik działu wentylacji lub w przypadku akcji ratowniczej,
kierownik akcji.

30
W przypadku tam izolacyjnych, gdzie występuje nadciśnienie za tamą izolacyjną (tama
wyciska), budujemy równieŜ tamy kompensacyjne, jednak z wentylatorem w układzie
tłoczącym.
Rys. 17. Wyrównywanie róŜnicy ciśnień na tamach izolacyjnych za pomocą tam kompensacyjnych. Sposób
pomiaru róŜnicy ciśnień na tamie za pomocą U – rurki. Strzałki czerwone oznaczają kierunki przepływu
powietrza.
Tamy bezpieczeństwa
Tama bezpieczeństwa to tama wykonana z materiału ogniotrwałego z otwartymi
drzwiami stalowymi, które w kaŜdej chwili moŜna zamknąć.
Są równieŜ tamy bezpieczeństwa, w których zamiast drzwi stalowych jest zgromadzony
materiał budowlany do szybkiego ich zamknięcia.
W kopalniach metanowych często buduje się podwójne tamy bezpieczeństwa
w wzajemnej niewielkiej (od 2 m do 5 m, zaleŜnie od przekroju wyrobiska i rodzaju materiału
uŜywanego do budowy korka) odległości, umoŜliwiającej na ich bazie wykonanie tamy
przeciwwybuchowej.
Tamy bezpieczeństwa słuŜą do:
− ułatwienia stabilizacji prądów bocznych, tj. do zabezpieczenia kopalni przed
zadymieniem lub dla uniknięcia zadymienia,
− izolacji prądów w przypadku poŜaru w prądzie powietrza świeŜego przed tamami.
RozróŜnia się następujące rodzaje tam bezpieczeństwa:
− klapy, drzwi, tamy na wlotach szybów, sztolni i upadowych wdechowych,
− tamy przyszybowe,
− tamy na wlotach i wylotach w prądach niezaleŜnych, przewietrzających wszelkie
komory,
− tamy grupowe, rejonowe, polowe.
Zamykanie tam bezpieczeństwa moŜe odbywać się ręcznie lub automatycznie, zawsze
jednak na polecenie kierownika akcji ratowniczej.
Tama zaciąga, jest na duŜym
minusie
U – rurka, końcówki
pomiarowe wyprowadzone są
1 – za tamę izolacyjną,
2 – pomiędzy tamami.
Wentylator ssący i lutnie
ssące
Tama kompensacyjna
z okienkiem regulacyjnym
2

31
PrzeciwpoŜarowe tamy bezpieczeństwa z drzwiami buduje się na wszystkich poziomach
przy szybach w dechowych, w prądach grupowych wlotowych, wlotowych i wylotowych
prądach rejonowych oraz prądach niezaleŜnych, przewietrzających komory.
PrzeciwpoŜarowe tamy bez drzwi na wszystkich poziomach szybów wydechowych oraz
w miejscach ustalonych przez kierownika działu wentylacji, wewnątrz rejonów
wentylacyjnych.
Tamy podsadzkowe
Tama podsadzkowa ma za zadanie odgrodzenie podziemnej pustki poeksploatacyjnej,
którą przeznaczono do podsadzania od czynnych wyrobisk. Ma za zadanie zabezpieczyć
czynne wyrobiska przed wdarciem się do nich materiału podsadzkowego, jak równieŜ
zapewnić kontrolowany odbiór wody z przestrzeni podsadzanej.
Wszystkie tamy składają się z dwóch podstawowych elementów, a mianowicie:
− konstrukcji nośnej,
− pokrycia.
Konstrukcja nośna moŜe być wykonana oddzielnie lub do jej budowy moŜe być
wykorzystana w znacznym stopniu obudowa górnicza, co występuje szczególnie przy
stosowaniu obudowy drewnianej.
Pokrycie tamy stanowi specjalne płótno podsadzkowe, którego przeznaczeniem jest jak
najszybsze odprowadzenie (odsączenie się) wody z mieszaniny podsadzkowej
z jednoczesnym zatrzymaniem w podsadzanej przestrzeni materiału podsadzkowego, łącznie
z najdrobniejszymi jego frakcjami.
Tamy podsadzkowe w przewaŜającej większości słuŜą do jednorazowego uŜytku. Muszą
one w sposób pewny i bezpieczny zabezpieczyć odgrodzoną przestrzeń roboczą przed
przedostaniem się mieszaniny podsadzkowej do przestrzeni roboczej w czasie podsadzania.
W związku z tym konstrukcja nośna tamy musi być odpowiednio wytrzymała i dostatecznie
zabezpieczona przed przesunięciem się całej tamy. Zabezpieczenie to, w zaleŜności od
rodzaju tamy, uzyskuje się przez dostatecznie duŜe rozparcie konstrukcji lub jej elementów
między spągiem i stropem lub przez stosowanie dodatkowych rozpór w formie zastrzałów
rozpieranych o spąg, strop lub ocios węglowy.
Drugim elementem zabezpieczającym odgrodzoną przestrzeń roboczą przed wdarciem się
mieszaniny podsadzkowej, jest pokrycie tamy. Stanowi ono specjalnie w tym celu
produkowane tzw. płótno podsadzkowe, które jest rozwieszane na konstrukcji tamy. Spełnia
ono rolę jak gdyby płótna filtracyjnego, przez które odprowadzana jest woda przy
jednoczesnym zatrzymaniu moŜliwie najdrobniejszych ziaren materiału podsadzkowego.
Ponadto musi mieć ono dostatecznie duŜą wytrzymałość na rozciąganie, aby nie ulegało
przerwaniu lub wybrzuszeniu wskutek wywieranego na nie naporu przez mieszaninę
podsadzkową. Napór na tamę podsadzkową jest bardzo duŜy, zmienny w czasie, gdyŜ
mieszanina podsadzkowa w otamowanej przestrzeni rozpływa się w sposób niekontrolowany.
Osadzanie materiału podsadzkowego przebiega równieŜ w sposób dowolny. Uwzględniając to,
naleŜy się liczyć w skrajnie niekorzystnych warunkach, które mogą wystąpić, Ŝe maksymalna
wielkość naporu na tamę chwilowo, w niektórych punktach tamy, będzie równa wielkości
naporu hydrostatycznego (naleŜy uwzględnić cięŜar właściwy mieszaniny podsadzkowej).
W zaleŜności od przeznaczenia, warunków górniczo-technicznych, przyjętych
i stosowanych rozwiązań do budowy tam podsadzkowych stosuje się:
− płótno podsadzkowe,
− drewno okrągłe,
− deski i okorki,
− liny, druty i inne cięgna,
− gwoździe, itp.

32
W systemach eksploatacji ścian prowadzonych na podsadzkę rozróŜniamy tamy
ścianowe: czołowe i boczne.
Czołowe tamy podsadzkowe są prawie wszystkie wykonywane z drewna i pokrywane
płótnem podsadzkowym mocowanym do konstrukcji obudowy górniczej gwoździami.
Przykład tamy czołowej opartej na konstrukcji drewnianej przedstawia rysunek 18.
Do budowy, tej tamy w ścianie wykorzystuje się rząd obudowy drewnianej (10), do
którego mocuje się podłuŜne dwa rzędy rygli (3). Tama stabilizowana jest za pomocą
podwójnych zastrzałów rozpartych do spągu (9) i stropu (8). Dla wzmocnienia konstrukcji
tamy dostawia się często pośrednie stojaki (11) między stojaki obudowy (10).
Rys. 18. Tama podsadzkowa czołowa w ścianie o konstrukcji drewnianej [7, s. 183]
Otamowanie pustki poeksploatacyjnej przewidzianej do podsadzania w systemach
ścianowych wymaga poza tamą czołową wykonania tam bocznych. Tamy te, na ogół
stanowią później ocios wyrobisk korytarzowych utrzymywanych przy zrobach. Czas ich
utrzymania moŜe być stosunkowo długi (kilka miesięcy a nawet a czasami i lat), tak więc
muszą być odpowiednio wytrzymałe i być wykonane z odpowiednich materiałów. Przykład
typowej bocznej tamy podsadzkowej przedstawia rysunek 13. Tamy tego typu stosowane są
zarówno w przypadku typowej ściany eksploatowanej na podsadzkę jak równieŜ przy
przemulaniu, doszczelnianiu zrobów w ramach profilaktyki poŜarowej.
Buduje się ją w ten sposób, Ŝe po ponownym zabudowaniu obudowy ŁP (5 i 6) od strony
podsadzkowej wykonuje się szkielet aŜurowy z okorków (2), desek lub siatek MM. Tak
wykonany szkielet tamy bocznej pokrywa się tkaniną podsadzkową (1). Zwrócić szczególną
uwagę naleŜy na właściwe, staranne uszczelnienie tej tamy na styku płótna ze spągiem jak
i na połączeniach poszczególnych jego pasów oraz uszczelnienia górnego pasa.
Rys. 19. Tama podsadzkowa boczna [7, s. 202]
9

33
Tamy podsadzkowe buduje się równieŜ w wyrobiskach korytarzowych przeznaczonych
do likwidacji przez ich podsadzanie lub w celu wykonania korka podsadzkowego.
W przypadku korka podsadzkowego budujemy 2 tamy podsadzkowe a przestrzeń pomiędzy
niemi wypełniamy materiałem podsadzkowym.
Wykonanie tamy rozpoczynamy od wykonania wrębu w stropie, ociosach i spągu
wyrobiska. Następnie zabudowujemy zgodnie z dokumentacją, projektem wykonywanej tamy
rygle i stojaki i obijamy ją deskami. Przed przystąpieniem do obijania tamy naleŜy
przeprowadzić przez nią rurociągi umoŜliwiające jej wykonanie jak równieŜ rurociągi lub
lutnie, które mają przechodzić przez tamę. Tak więc dla wykonania np. korka podsadzkowego
naleŜy przeprowadzić przez tamę odpowiednie rury stanowiące wyloty mieszaniny
podsadzkowej, rury umoŜliwiające odprowadzenie wody z zza tamy (rury perforowane
ustawione pionowo lub kominki połączone z rurami odprowadzającymi wodę, rury kontrolne
na róŜnych wysokościach za tamą). Po czym obijamy tamę płótnem podsadzkowym,
zwracając uwagę na właściwe uszczelnienie na styku z ociosami, stropem i spągiem
wyrobiska. Zaznaczyć naleŜy, Ŝe w większości przypadków sama tkanina podsadzkowa nie
jest w stanie odprowadzić całości wody znajdującej się w mieszaninie podsadzkowej za tamą.
Dlatego w tamie podsadzkowej bocznej lub czołowej jak równieŜ przy tamach
wykonywanych w chodnikach o ile zachodzi taka potrzeba buduje się okna do odprowadzania
wody gromadzącej się juŜ nad zsedymentowanym materiałem podsadzkowym. Przykład
wykonania takiego okna przedstawia rysunek 20.
Rys. 20. Okno w tamie podsadzkowej do odprowadzania wody [6, s. 209]
Wykonuje się je na ogół w ten sposób, Ŝe jedno pole między sąsiednimi stojakami
obudowy jest nie otamowane (przerwa w tamie). Do stojaków tych, które uprzednio zostały
zaopatrzone w odpowiednie pionowe listwy (1), w miarę podnoszenia się poziomu
mieszaniny podsadzkowej dokłada się przycięte o odpowiedniej długości deseczki (2),
tworząc próg przelewowy.
Po podsadzeniu moŜna dodatkowo wzmocnić konstrukcję okna deskami (3) przybitymi
po zewnętrznej stronie okna.
Przy bardzo duŜych ilościach materiału podsadzkowego, małej przestrzeni przeznaczonej
do wypełnienia podsadzką, jak równieŜ przy trudno sedymentującym materiale
podsadzkowym, przerywa się często procesy podsadzania aby umoŜliwić lepsze odsączenie
się wody z mieszaniny podsadzkowej. Procesy mulenia prowadzi się kilkakrotnie aŜ do
całkowitego podsadzenia przestrzeni za tamą.
Budowa zapory przeciwwybuchowej
Zasady budowy i rozmieszczenia zapór przeciwwybuchowych podane zostały rozdziale
4.3. jednostki modułowej 711[02].Z3.02 dotyczącej rozpoznawania i likwidacji zagroŜeń
w górnictwie. W tym rozdziale omówione zostaną zasady i wymogi konstrukcyjne dotyczące
wykonania zapory przeciwwybuchowej pyłowej i wodnej.

34
Zapory przeciwwybuchowe pyłowe dzielą się w zaleŜności od konstrukcji na zapory:
1) zwykłe – gdy długość półki jest większa od 65% maksymalnej szerokości wyrobiska
w miejscu jej zabudowania (rys. 22),
2) boczne – gdy długość półki jest zawarta w granicach od 50% do 65% maksymalnej
szerokości wyrobiska w miejscu jej zabudowania,
3) o skróconej długości półek – gdy długość półki jest zawarta w granicach od 40% do 50%
maksymalnej szerokości wyrobiska w miejscu jej zabudowania,
4) rozstawne – gdy odległość półek jest tak dobrana, aby ilość pyłu kamiennego wynosiła
1 kg/m3
wyrobiska.
Zapora pyłowa zwykła
W wyrobiskach korytarzowych do przeciwległych elementów obudowy przymocowuje
się podpórki (konsole). Konstrukcja podpórki moŜe być dowolna, ale sztywna, i powinna
zapewniać łatwy zrzut półek. Na kaŜdą podpórkę kładzie się kantówkę, a na przeciwległe
kantówki kładzie się pomost. Pomost (drabinka) powinien być wykonany z dwóch desek,
postawionych pionowo i sztywno połączonych ze sobą w kilku miejscach Ŝebrami.
Zewnętrzny odstęp desek pomostu powinien wynosić około 0,2 m, a wysokość deski powinna
wynosić co najmniej 0,15 m. Na pomost kładzie się deseczki jedna przy drugiej, tworząc
półkę, na którą wysypuje się pył kamienny. Poszczególne deseczki półki ułoŜone są luźno
obok siebie. Stosuje się półki o długości deseczek 0,35 m lub 0,50 m. Odległość obu końców
pomostu od obudowy nie moŜe być mniejsza od 0,05 m. Odległość półki od stropu powinna
wynosić nie więcej niŜ 0,3 wysokości wyrobiska, nie mniej jednak niŜ 0,25 m. Konstrukcję
półki przedstawiono na rysunku 21.
Rys. 21. Zapora pyłowa, konstrukcja półki [1, s. 347]
a) b)
Rys. 22. Zapora pyłowa zwykła: a) wyrobisko w obudowie drewnianej, b) wyrobisko w obudowie łukowej [1, s. 347]
Odległość pomiędzy poszczególnymi półkami zapory powinna wynosić 2–3 m,
a w wyjątkowych przypadkach moŜna ją zmniejszyć do 1 m.

35
Na półkach o długości deseczek 0,35 m umieszcza się nie mniej niŜ 25 kg pyłu
kamiennego na 1 m bieŜący półki (wysokość stoŜka nasypowego pyłu kamiennego wynosi
minimum 10 cm), a przy deseczkach 0,5 m – nie mniej niŜ 45 kg pyłu na 1 m bieŜący półki
(wysokość stoŜka nasypowego pyłu kamiennego wynosi minimum 13 cm).
Pył kamienny, znajdujący się na półkach zapory przeciwwybuchowej, powinien być
lotny.
Budując zapory przeciwwybuchowe w wyrobisku górniczym, dla zapewnienia
prawidłowego jej działania naleŜy przestrzegać następujących zasad:
1. Zapory przeciwwybuchowej nie buduje się w miejscach lokalnego zwiększenia przekroju
wyrobiska, a szczególności w miejscach przybierania stropu.
2. Zapora przeciwwybuchowa nie moŜe być nawet częściowo przesłonięta przez elementy,
mogące osłabić działanie podmuchu na półki lub pojemniki zapory.
3. Zapory przeciwwybuchowe buduje się w odległości większej niŜ 5 m od tam
wentylacyjnych i 10 m od skrzyŜowań chodników.
4. Przez odległość między półkami zapory rozumie się odległość między osiami
poszczególnych pomostów zapory lub zestawów nośnych.
5. W przypadku trudności wykonania zapór, w duŜym przekroju wyrobiska moŜna stosować
w środku wzmacniające zawieszenie półki lub zestawu pojemników.
Zapory przeciwwybuchowe wodne dzielą się w zaleŜności od konstrukcji na zapory:
1) zwykłe – gdy długość zestawu pojemników umieszczonych na pomoście lub
zawieszonych na zestawie nośnym jest większa od 65% maksymalnej szerokości
wyrobiska w miejscu jej zabudowania,
2) boczne – gdy długość zestawu pojemników umieszczonych na pomoście lub
zawieszonych na zestawie nośnym jest zawarta w granicach od 50% do 65%
maksymalnej szerokości wyrobiska w miejscu jej zabudowania,
3) schodowo-boczne – gdy nie ma moŜliwości zabudowania zapór wodnych zwykłych lub
bocznych ze względów ruchowych,
4) szybkiej konstrukcji,
5) rozstawne – gdy odległość zestawu pojemników umieszczonych na pomoście lub
zawieszonych na zestawie nośnym półek jest tak dobrana, aby ilość wody wynosiła
1 dm3
/m3
wyrobiska.
Zapora przeciwwybuchowa wodna
Zaporę wodną tworzą zestawy pojemników typu otwartego, ustawionych na
odpowiednich pomostach (drewnianych lub metalowych), lub zestawy pojemników typu
zamkniętego, zawieszonych na zestawach nośnych.
Zapora wodna powinna być zawieszona w górnej części wyrobiska. Zestawy pojemników
powinny mieć moŜliwie największą długość w przekroju poprzecznym wyrobiska. Pojemniki
ustawia się w zestawie tak, aby dłuŜszy bok pojemnika był prostopadły do osi podłuŜnej
wyrobiska. Stosując pojemniki typu otwartego, moŜna jeden z pojemników w zestawie
umieścić równolegle do osi wyrobiska. Odległość dolnych krawędzi dna pojemników od
stropu powinna wynosić nie więcej niŜ 0,3 wysokości wyrobiska, a górnych krawędzi nie
mniej niŜ 0,25 m. Odległość skrajnych pojemników od obudowy nie moŜe być mniejsza niŜ
0,05 m.
Ustawienie pojemników typu otwartego powinno zapewniać ich swobodny zrzut.
Stosowanie mocowania pojemników typu otwartego do pomostów, na których są ustawione,
jest niedozwolone. Minimalny odstęp pojemników między pojemnikami a obudową lub inną
przeszkodą powinien wynosić co najmniej 0,05 m. Odstęp między zestawami pojemników
powinien wynosić od 2 m do 3 m, a wyjątkowych przypadkach 1 m. Pojemniki powinny być
stale napełnione wodą, tak aby jej poziom w pojemnikach typu otwartego sięgał maksymalnie

36
2 cm poniŜej krawędzi pojemników, a w pojemnikach typu zamkniętego poziom wody sięgał
nie mniej niŜ 4 cm poniŜej otworu wlewowego dla pojemników o pojemności 40 l, a dla
pojemników o pojemności 80 l nie mniej niŜ 5 cm poniŜej otworu wlewowego.
Zapora wodna schodowo-boczna
Składa się z pojemników typu otwartego napełnionych wodą, ustawionych na
wspornikach przymocowanych do elementów obudowy chodnikowej, lub z pojedynczych
pojemników typu zamkniętego napełnionych wodą, zawieszonych na zestawach nośnych,
które mocuje się do obudowy, tak aby niemoŜliwe było ich przemieszczanie.
Rys. 23. Zapora wodna schodowo-boczna
Zapory te buduje się w wyrobiskach, w których nie ma moŜliwości zabudowania zapór
przeciwwybuchowych wodnych zwykłych lub bocznych. Pojemniki umieszcza się na obydwu
ociosach w linii falistej, przy czym układ pojemników na jednym ociosie powinien być
odwrotnością układu pojemników na przeciwległym ociosie.
Zestawy pojemników przyociosowych zabudowuje się obydwu ociosów na całej długości
zapory. Pojemniki zapory powinny się mieścić pomiędzy 0,3–0,7 wysokości wyrobiska.
Odstęp pomiędzy pojemnikami zabudowanymi w osi podłuŜnej wyrobiska powinien
wynosić 0,5–1,1 m w zaleŜności od odstępów obudowy. Sposób wykonania tej zapory
przedstawiony jest na rysunku 23.

37
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega rewersja powietrza w szybie?
2. W jakim czasie powinna być moŜliwość uruchomienie głównego wentylatora
rezerwowego na szybie wydechowym (np. gdy uszkodzony jest pracujący wentylator
główny)?
3. Gdzie naleŜy budować tamy wentylacyjne przy prowadzenia regulacji rozpływu
powietrza w kopalni węglowej?
4. Co to jest śluza wentylacyjna?
5. Jaką rolę spełniają tamy izolacyjne?
6. Jakie powinno być wyposaŜenie tamy izolacyjnej?
7. Kiedy budujemy tamy izolacyjne o konstrukcji przeciwwybuchowej?
8. Jaka jest zasada pomiaru ciśnienia manometrem U-rurkowym?
9. Co to znaczy, Ŝe na tamie izolacyjnej mamy +39 mm H2O?
10. Jak wyrównujemy róŜnicę potencjałów na tamach izolacyjnych?
11. Gdzie naleŜy budować tamy bezpieczeństwa z drzwiami metalowymi?
12. W jaki sposób w ścianie podsadzkowej budujemy tamy podsadzkowe czołowe i boczne?
13. W jaki sposób budujemy tamy podsadzkowe w dowierzchni w celu wykonania korka
podsadzkowego?
14. Do czego słuŜy okno w tamie podsadzkowej i jak je wykonujemy?
15. Jaka jest róŜnica między zaporą pyłową zwykłą a zaporą pyłową boczną?
16. Kiedy i jak budujemy zaporę przeciwwybuchową wodną schodowo-boczną?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zabuduj tamę wentylacyjną deskową z okienkiem regulacyjnym o wymiarach 0,5 m na
1,2 m, z drzwiami dla przejścia załogi o wymiarach 0,9 m na 1,8 m.
Po wybudowaniu tamy, ustaw tak okienko regulacyjne, aby spadek naporu na tamie
wynosił 15 mm H2O.
Pomierz ilość powietrza płynącą wyrobiskiem przed zabudową tamy jak równieŜ po jej
wykonaniu.
1) zapoznać się z normami dotyczącymi budowy tam wentylacyjnych,
2) przypomnieć zasady wykonywania pomiarów dla określenia ilości powietrza
w wyrobisku górniczym, oraz jak wykonujemy pomiaru spadków naporu na tamach za
pomocą U – rurki,
3) wykonać pomiar ilości powietrza w wyrobisku,
4) wykonać wrąb do tamy, zabudować szkielet tamy, obić tamę deskami i płótnem
wentylacyjnym,
5) zabudować drzwi w tamie,
6) zabudować manometr cieczowy i wykonać regulację spadku naporu na tamie,
7) wykonać ponownie pomiary dla określenia ilości powietrza w wyrobisku,
9) dokonać oceny ćwiczenia.

38
– stojaki drewniane, deski, płótno wentylacyjne, gwoździe,
– kilof, siekiera górnicza, łopata,
– U – rurka, węŜe pomiarowe, calówka, anemometr,
– przybory do pisania,
– literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Zabuduj półkę zapory przeciwwybuchowej pyłowej w wyrobisku górniczym (pole
szkoleniowe lub sztolnia). Wykonaj pomiary dla określenia czy jest to zapora zwykła czy
boczna. Oblicz ile półek i ile pyłu ma być na zaporze, jeŜeli wyrobisko to jest w III kategorii
zagroŜenia metanowego?
1) sprawdzić stan obudowy wyrobiska w miejscu budowy zapory,
2) przygotować miejsce do zabudowy zapory pyłowej,
3) przygotować materiał potrzebny do budowy zapory (deski, haki, kantówkę, pył
kamienny),
4) zbić drabinki do półek zgodnie z wymogami przepisów, naciąć deseczki 0,5 m,
5) wykonać pomost roboczy (o ile jest potrzebny), zabezpieczyć miejsce budowy zapory,
6) zabudować półkę zgodnie z wymogami przepisów (podwiesić haki do elementów
obudowy wyrobiska, połoŜyć na nich kantówki, postawić na nich pomost półki pyłowej,
ułoŜyć deseczki 50 cm, nasypać półkę pyłem kamiennym),
7) wykonać pomiary zabudowanej półki jak równieŜ pomiary wyrobiska w miejscu zabudowy,
8) wykonać obliczenia zapory pyłowej,
9) zabudować pozostałe półki zapory pyłowej, opisać zaporę na tablicy kontrolnej,
10) przedstawić wyniki pracy,
– deski, haki, kantówka, pył kamienny, gwoździe,
– kilof, siekiera, młotek, gwoździe, drut, piła do drewna, calówka,
– przybory do pisania, kartki papieru,
– instrukcje stanowiskowe dotyczące budowy zapory przeciwwybuchowej, wykonywania
pomostów roboczych, zabezpieczenia wyrobiska na czas budowy zapór lub prowadzenia
innych robót.

39
Ćwiczenie 3
Zaprojektuj sposób wykonania tamy kompensacyjnej dla zmniejszenia róŜnicy ciśnień
dla tamy izolacyjnej, na której róŜnica ciśnień wynosi +40mmH2O.
Zabuduj w wyrobisku przy tamie izolacyjnej tamę przednią do tamy kompensacyjnej
z okienkiem regulacyjnym, oraz wentylator i lutnie dla projektowanej tamy.
Zabuduj manometr cieczowy i wyprowadź jego końcówki dla pomiarów róŜnicy ciśnień
na tamie.
Rysunek do ćwiczenia 3
1) określić co oznacza +40 mm H2O,
2) wskazać miejsce zabudowy wentylatora pomocniczego,
3) określić czy wentylator ma być ssący czy tłoczący,
4) określić gdzie naleŜy zabudować tamę kompensacyjną z okienkiem regulacyjnym,
5) wskazać miejsce zabudowy manometru cieczowego do kontroli zmian róŜnicy ciśnień na
tamie,
6) określić miejsca w których naleŜy ustawić końcówki węŜy pomiarowych załoŜonych na
ramionach U – rurki,
7) przedstawić wykonany projekt,
8) dobrać odpowiednie urządzenia i materiały potrzebne do realizacji projektu,
9) zabudować we wskazanych wyrobiskach zaprojektowany układ urządzeń,
10) zaprezentować efekty swojej pracy,
– wentylator WLE-404 B/1, lutnie elastyczne ssące o średnicy 400 mm, drewno, deski,
płótno wentylacyjne, U-rurka, węŜe pomiarowe,
– kilof, piła, łopata, siekiera górnicza, młotek, gwoździe,
– kartki papieru A4,
– przybory do pisania i rysowania.
3 m
+40 mm H2O

40
Ćwiczenie 4
Zabuduj w wyrobisku tamę podsadzkową z okienkiem do spuszczania nadmiaru wody.
Wykonaj rozparcie tej tamy.
1) zapoznać się z dokumentacją, instrukcją budowy korka, tamy podsadzkowej,
2) skontrolować stan wyrobiska w miejscu budowy korka,
3) przygotować miejsce budowy tamy, usunąć zbędne materiały i urządzenia,
4) postawić tamę podsadzkową zgodnie z jej dokumentacją tj. wykonać wrąb do tamy
podsadzkowej, zabudować rygle, stojaki, przeprowadzić potrzebne rurociągi przez tamę,
obić tamę deskami pozostawiając okienko do spuszczania wody, obić tamę płótnem
podsadzkowym, uszczelnić tamę na całym obwodzie wyrobiska jak i na połączeniu
płócien, dokonać rozparcia tamy,
5) zaprezentować efekty swojej pracy,
– dokumentacja budowy tamy podsadzkowej, instrukcja, technologia,
– przyrządy do pomiarów gazów kopalnianych (metanomierz, wykrywacz),
– stojaki drewniane, deski, płótno podsadzkowe, rury podsadzkowe, rury do
odprowadzania wody, rury pomiarowe,
– kilof, noŜyce do blachy, łom do obrywki, piła do drewna, siekiera górnicza, młotek,
– przybory do pisania i rysowania,
– literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wskazać jaki warunek musi być spełniony, aby moŜna było sprowadzać
powietrze w dół wyrobiskiem o nachyleniu 7o
?
2) wskazać kto moŜe zezwolić na zabudowę tam regulacyjnych na wylocie
z rejonu?
3) określić jakie ciśnienie panuje za tamą, jeŜeli przechodząc wyrobiskiem
z opływowym prądem powietrza stwierdzisz, Ŝe przed skrzyŜowaniem
z tamą miałeś stęŜenie 0,6% CH4 a po minięciu tamy stęŜenie CH4 wynosi
0,8%?
4) wskazać z jakich materiałów mogą być wykonane tamy izolacyjne
o konstrukcji przeciwwybuchowej?
5) wyjaśnić po co w tamach przeciwwybuchowych montuje się przepusty
tamowe wraz z obudową przeciwwybuchową?
6) wskazać jak zabudowujemy wentylator przy tamie kompensacyjnej, jeŜeli
tama normalnie jest na minusie?
7) wskazać, w których wyrobiskach utrzymujemy tamy bezpieczeństwa bez
drzwi, a tylko mamy zgromadzony materiał do ich szybkiego zamknięcia?
8) określić jak zabudować w wyrobisku zaporę przeciwwybuchową pyłową,
wodną zwykłą lub wodną schodowo-boczną?

41
4.3. Przewietrzanie wyrobisk przez dyfuzję z wykorzystaniem
pomocniczych urządzeń wentylacyjnych oraz lutniociągami
z wentylatorami lutniowymi
Przewietrzanie przez dyfuzję
Przewietrzanie przez dyfuzję polega na powolnym a czasami burzliwym samorzutnym
przenikaniu (mieszaniu się) cząstek powietrza z opływowego prądu powietrza do wyrobiska
ślepego i odwrotnie. Zgodnie z obowiązującymi przepisami wyrobiska moŜna przewietrzać
przez dyfuzję, jeŜeli długość tych wyrobisk nie jest większa niŜ:
1) w polach niemetalowych i I kategorii zagroŜenia metanowego:
a) 10 m – przy nachyleniu do 10o
(we wzniosie i upadzie),
b) 6 m – przy nachyleniu powyŜej 10o
(we wznosie i upadzie),
2) 2 m – w polach metanowych II, III lub IV kategorii zagroŜenia metanowego.
W polach metanowych przewietrzanie przez dyfuzję wnęk odmetanowania oraz dojść do
tam izolacyjnych i poŜarowych jest niedopuszczalne.
Przewietrzanie za pomocą pomocniczych urządzeń wentylacyjnych
Wyrobiska moŜna przewietrzać pomocniczymi urządzeniami wentylacyjnymi, jeŜeli
długość ich nie jest większa niŜ:
1) w polach niemetalowych i polach zaliczonych do I kategorii zagroŜenia metanowego:
(we wznosie i upadzie),
2) w polach metanowych II, III lub IV kategorii zagroŜenia metanowego:
(we wznosie i upadzie).
Wentylacja lutniowa
Wyrobiska, które nie są przewietrzane prądami powietrza wytwarzanymi przez
wentylator główny, przewietrza się za pomocą lutniociągów. Lutniociągi powinny być
wykonane z lutni metalowych lub trudno palnych antyelektrostatycznych lutni z tworzyw
sztucznych.
Stosowane systemy przewietrzania wyrobisk przy pomocy wentylacji lutniowej:
− wentylacja tłocząca,
− wentylacja ssąca,
− wentylacja kombinowana.
Wentylacja tłocząca polega na tym, Ŝe wentylator lutniowy zabudowany jest
w wyrobisku z przepływowym prądem powietrza, przed skrzyŜowaniem z przewietrzanym
wyrobiskiem (patrząc od strony dopływu powietrza). Wentylator pobiera powietrze
z opływowego prądu powietrza i tłoczy je do lutniociągu, którego wylot znajduje się
w przodku. Z przodka powietrze płynie wyrobiskiem do opływowego powietrza, gdzie łączy
się a przepływającym w nim powietrzem.
Wentylacja ssąca polega na tym, Ŝe wentylator lutniowy zabudowany jest w wyrobisku
z przepływowym prądem powietrza za skrzyŜowaniem (idąc z prądem powietrza)
z przewietrzanym wyrobiskiem. Wentylator wymusza, Ŝe część powietrza ze skrzyŜowania
z opływowym powietrzem płynie wyrobiskiem do przodka i wraca lutniociągiem ssącym do
wentylatora, z którego wyrzucane jest do przepływowego prądu powietrza.

42
Wentylacja kombinowana polega na tym, Ŝe oprócz wentylacji zasadniczej ssącej lub
tłoczącej w przewietrzanym wyrobisku mamy zabudowane pomocnicze urządzenia
wentylacyjne, wentylator z odcinkiem lutni. Lutniociąg pomocniczy moŜe być związany ze
stosowaniem urządzeń odpylających, urządzeń chłodniczych lub do zwalczania lokalnych
zagroŜeń.
Wyrobiska korytarzowe drąŜone kombajnami prowadzi się z zastosowaniem urządzeń
odpylających.
W przypadku wentylacji ssącej, zabudowa odpylacza moŜe być na wylocie z lutniociągu
w opływowym prądzie powietrza. Przy wentylacji zasadniczej tłoczącej, urządzenie
odpylające zabudowane musi być w przodku, w powiązaniu z kombajnem.
Wentylatory lutniowe
Wentylatory lutniowe słuŜą do pomocniczego przewietrzania wyrobisk górniczych,
przystosowane są do pracy tłoczącej jak równieŜ ssącej.
Wentylatory posiadają wykonanie przeciwwybuchowe pozwalające na pracę
w kopalniach nie metanowych (kopalnie miedzi, soli, gipsu), jak równieŜ w kopalniach,
w których występuje zagroŜenie metanowe (kopalnie węgla kamiennego).
Ze względu na budowę wentylatory lutniowe moŜemy podzielić na:
− jednostopniowe – pracujące w układzie wirnik-kierownica,
− dwustopniowe – posiadające dwa wirniki obracające się w przeciwnych kierunkach.
Wentylatory lutniowe przystosowane są do współpracy z lutniociągami od Φ 350 mm do
Φ 1200 mm. Na uwagę zasługuje fakt, iŜ wentylatory lutniowe znajdują zastosowanie
w instalacjach schładzających powietrze oraz instalacjach odpylających.
Wentylatory mogą być:
− elektryczne – napędzane silnikami elektrycznymi,
− elektryczno-pneumatyczne – których podstawowy napęd stanowi silnik, natomiast
w momencie przekroczenia dopuszczalnego stęŜenia metanu następuje przełączenie
napędu na pneumatyczny,
− pneumatyczne – napędzane strumieniem spręŜonego powietrza poprzez turbinę
pneumatyczną,
− wolnostrumieniowe – napędzane silnikami elektrycznymi pracujące jako wentylatory
wolnostrumieniowe bądź lutniowe.
Wentylatory lutniowe elektryczne
Wentylatory lutniowe elektryczne WLE napędzane są silnikami elektrycznymi
z przedziału mocy od 1,5 kW do 75 kW oraz mogą pracować przy róŜnym napięciu zasilania
w zaleŜności od potrzeb sieci elektrycznej uŜytkownika, a mianowicie 220, 380, 500, 1000 V.
Silniki elektryczne stosowane do wentylatorów lutniowych pracujących w podziemnych
wyrobiskach górniczych muszą posiadać certyfikaty ATEX dopuszczający je do pracy
w warunkach kopalnianych. Wentylatory przystosowane są do współpracy z lutniociągami od
Φ 350 mm do Φ 1200 mm.
Wentylatory lutniowe elektryczne (WLE – A) klasy A mogą być stosowane do wentylacji
tłoczącej w polach metanowych I, II, III i IV kategorii zagroŜenia metanowego oraz ssącej
tylko w polach niemetanowych jak i polach I kategorii zagroŜenia metanowego.
Wentylatory lutniowe elektryczne (WLE – B) klasy B mogą być stosowane do wentylacji
ssącej i tłoczącej w polach niemetanowych oraz polach I, II, III i IV kategorii zagroŜenia
metanowego.

43
Wentylator lutniowy WLE – 303 A/1/II
Wentylator przeznaczony jest do wentylacji tłoczącej w podziemnych zakładach
górniczych, w których występuje zagroŜenie metanowe oraz zagroŜenie wybuchu pyłu
węglowego. Jest to wentylator osiowy jednostopniowy z napędem elektrycznym. Wentylator
przeznaczony jest do współpracy z instalacją schładzającą powietrze.
Parametry techniczne:
− wydajność nominalna [V, m3
/s] 0,93,
− spiętrzenie całkowite [∆Pc, Pa] 590,
− średnica lutniociągu [D, mm] 350 lub 400,
− napięcie zasilania [U, V] 2 x 220 lub 500,
− moc silnika elektrycznego[Ns, kW] 1,5,
− prędkość obrotowa[n, obr/s] 47,
− masa wentylatora [m, kg] 82,5 lub 89,1.
Wentylator lutniowy WLE – 404B/1
Wentylator przeznaczony do wentylacji pomocniczej tłoczącej lub ssącej w podziemnych
zakładach górniczych, w których występuje zagroŜenie wybuchu pyłu węglowego. Parametry
techniczne:
/s] 1,8,
− średnica lutniociągu [D, mm] 400,
− napięcie zasilania [U, V] 500,
− moc silnika elektrycznego[Ns, kW] 4,0,
− masa wentylatora [m, kg] 159.
Wentylator lutniowy WLE – 605B/SK
zakładach górniczych, w których występuje zagroŜenie wybuchu pyłu węglowego. Jest to
wentylator osiowy dwustopniowy z napędem elektrycznym. Posiada wykonanie
przeciwwybuchowe. Jest to wentylator wysokodepresyjny o układzie przeciwbieŜnym, tzn.
posiada dwa wirniki, które mają względem siebie przeciwne kierunki obrotów.
/s] 4,6,
− napięcie zasilania [U, V] 500 lub 1000,
− moc silnika elektrycznego[Ns, kW] 2 x 18,5,
− sprawność zespołu[µa] 0,60,
Wentylator lutniowy WLE – 804 AM/CZ
Wentylator przeznaczony jest do wentylacji tłoczącej w podziemnych zakładach
górniczych, w których występuje zagroŜenie metanowe oraz zagroŜenie wybuchu pyłu
węglowego.
Wentylator WLE-804AM/1/CZ to wentylator osiowy dwustopniowy z napędem
elektrycznym.

44
− wydajność nominalna [V, m3/s] 6,8,
− średnica lutniociągu [D, mm] 600 lub 800,
− napięcie zasilania [U, V] 500,
− moc silnika elektrycznego[Ns, kW] 2 x 22,
Wentylator lutniowy WLE – 1005 B/CZ
zakładach górniczych, w których występuje zagroŜenie wybuchu pyłu węglowego.
/s] 10,0,
− napięcie zasilania [U, V] 500 lub 1000,
− moc silnika elektrycznego[Ns, kW] 2 x 37,
Rys. 24. Wentylator lutniowy WLE – 1005 B/CZ – widok ogólny

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (19)

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u (20)

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.06_u