Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.01_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Janusz Banyś
Rozpoznawanie i udostępnianie złóż
711[02].Z3.01
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

1
Recenzenci:
mgr inż. Jan Jureczko
dr inż. Jacek Myszkowski
Opracowanie redakcyjne:
inż. Janusz Banyś
Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z3.01
„Rozpoznawanie i udostępnianie złóż”, 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. Minerały i złoża 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 22
4.1.3. Ćwiczenia 23
4.1.4. Sprawdzian postępów 24
4.2. Poszukiwanie złóż 25
4.3. Udostępnienie złóż 32
4.4. Mechanika górotworu 36
4.5. Mapy górnicze 42
5. Sprawdzian osiągnięć 50
6. Literatura 55

3
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu rozpoznawania
i udostępniania złóż.
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już 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,
− zestawy pytań przydatne do sprawdzenia, czy już 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, który pozwoli na sprawdzenie
wiedzy nabytej przez Ciebie podczas realizacji programu z zakresu tej jednostki
modułowej,
− wykaz literatury uzupełniającej.
W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące historii górnictwa,
klasyfikacji minerałów, klasyfikacji złóż i sposobów ich poszukiwania. Dodatkowo materiał
nauczania zawiera krótkie omówienie właściwości i występowania najważniejszych kopalin
użytecznych w Polsce oraz przedstawia podstawowe informacje na temat map górniczych.
Informacje zamieszczone w niniejszym opracowaniu mogą zostać rozszerzone w oparciu
o literaturę dodatkową zgodnie z zaleceniami nauczyciela.
Po treści teoretycznej w każdym rozdziale materiału nauczania, znajdują się pytania
sprawdzające, które pozwolą Ci zweryfikować, w jakim stopniu przyswoiłeś sobie
przedstawioną wiedzę. Wykonanie ćwiczeń pozwoli Ci na uzupełnienie i utrwalenie
niektórych aspektów teoretycznej wiedzy z zakresu złóż kopalin użytecznych.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swojej wiedzy i umiejętności
wykonując Sprawdzian postępów. Odpowiedzi NIE na postawione w Sprawdzianie pytania,
będą dla Ciebie wskazówką do ponownego przestudiowania wiedzy teoretycznej zawartej
w danym rozdziale materiału.
Poznanie przez Ciebie całego zakresu materiału na temat rozpoznawania i udostępnianie
złóż, będzie stanowiło dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu
przyswojonych wiadomości i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel może
posłużyć się zadaniami testowymi, których przykład zamieszczono w Sprawdzianie osiągnięć
w rozdziale 5. W jego skład wchodzą, oprócz zadań, karta odpowiedzi oraz instrukcja
objaśniająca sposób i reguły przeprowadzenia sprawdzianu.

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

5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki powinieneś umieć:
− posługiwać się podstawowymi przyrządami kreślarskimi,
− obsługiwać komputer,
− rozróżniać symbole chemiczne pierwiastków i związków,
− stosować jednostki układu SI,
− korzystać z różnych źródeł informacji.

6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− scharakteryzować rozwój i znaczenie górnictwa,
− scharakteryzować ruchy skorupy ziemskiej,
− sklasyfikować skały ze względu na warunki ich powstawania,
− rozróżnić podstawowe minerały,
− rozróżnić grupy i rodzaje skał,
− sklasyfikować skały stropowe i spągowe w oparciu o przekrój geologiczny,
− scharakteryzować sposoby poszukiwania złóż,
− wskazać cechy złóż,
− scharakteryzować formy występowania złóż,
− wskazać miejsca występowania złóż kopalin użytecznych,
− scharakteryzować podstawowe właściwości węgli,
− scharakteryzować podstawowe właściwości rud,
− scharakteryzować podstawowe właściwości soli,
− scharakteryzować występowanie złóż węgla kamiennego,
− scharakteryzować występowanie złóż rud,
− określić sposoby udostępniania złóż,
− scharakteryzować występowanie złóż soli,
− obliczyć naprężenia górotworu w stanie nienaruszonym,
− obliczyć naprężenia górotworu w trakcie robót górniczych,
− określić stratygrafię karbonu,
− rozpoznać rodzaje map górniczych,
− narysować i odczytać wycinki map górniczych,
− określić zasady przechowywania i ochrony map,
− wyjaśnić znaki umowne na mapach zgodnie z obowiązującymi normami.

7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Minerały i złoża
4.4.1. Materiał nauczania
Zarys historii górnictwa polskiego
Dzięki badaniom archeologicznym wiemy, że na ziemiach polskich wydobywano:
− krzemień – od około 6000 lat p.n.e (kopalnia w Krzemionkach Opatowskich),
− bursztyn – od około 3000 lat p.n.e. (wybrzeże Bałtyku),
− sól kamienną – od około 3000 lat p.n.e. (Inowrocław), później od około 1000-ego roku
prawdopodobnie już wydobywano sól w Wieliczce, a w wielu innych miejscach
wydobywano sól w salinach (m.in. w Bochni),
− kruszce i rudy metali – wydobywane prawdopodobnie około 1000 lat p.n.e, natomiast
pierwsze wzmianki o górnictwie złota pochodzą z 1025 roku (Dolny Śląsk),
a o wydobywaniu srebra i ołowiu sięgają 1298 roku (okolice Kielc); później ołów i srebro
wydobywano w okolicach Olkusza (od XIV-ego wieku) i Bytomia (od XVI-ego wieku),
− rudy żelaza – wydobywane od około 700 lat p.n.e. (Nowa Słupia , Kielce) spowodowały
w okresie istnienia państwa polskiego rozwój górnictwa rud żelaza i hutnictwa na
terenach późniejszego Zagłębia Staropolskiego,
− węgiel kamienny – znany od około 1000 lat n.e.,
− ropę naftową – wydobywaną w najstarszej kopalni na świecie w okolicy Krosna(1866).
− siarka – jej kopalnie powstawały od XVI-ego wieku (Swoszowice pod Krakowem).
Pierwsze wzmianki o wydobywaniu węgla kamiennego na terenach dzisiejszej Polski
pochodzą z XIV-tego wieku, dopiero jednak wynalezienie maszyny parowej przez Jamesa
Watta w 1770 roku zapoczątkowało gwałtowny wzrost zapotrzebowania na to paliwo. Bardzo
intensywny rozwój górnictwa węgla kamiennego na ziemiach polskich nastąpił od połowy
XIX-ego wieku (Dolny i Górny Śląsk) i niewiele później w okręgu dąbrowskim.
Do najbardziej zasłużonych postaci historycznych dla rozwoju polskiego górnictwa
należą:
− Stanisław Staszic (1755 -1826) – przyczynił się w wielkim stopniu do rozwoju górnictwa,
hutnictwa i geologii polskiej; odkrył złoża węgla w Zagłębiu Dąbrowskim,
− Ignacy Domeyko (1801 – 1889) – wybitny specjalista górniczy, który zmuszony do
emigracji stworzył podstawy eksploatacji bogactw mineralnych w Chile,
− Ignacy Łukasiewicz (1822 – 1882) - wynalazca lampy naftowej (1853), pionier
polskiego górnictwa naftowego.
Postaciami historycznymi, zasłużonymi dla rozwoju górnictwa i hutnictwa na Górnym
Śląsku byli m.in. hrabia Reden, Wedding (razem skonstruowali pierwszy wielki piec opalany
koksem), John Baildon (twórca nowoczesnych na owe czasy hut), Holzhausen (pionier we
wprowadzaniu maszyn parowych na Górnym Śląsku) i wielki posiadacz przemysłowy Karol
Godula.
Znaczenie górnictwa dla rozwoju przemysłu i światowej gospodarki
Kopaliny użyteczne stanowią podstawę rozwoju przemysłu, a tym samym gospodarki
światowej. Dlatego zapotrzebowanie na surowce mineralne gwałtownie rośnie. Dzięki
prowadzeniu intensywnych badań geologicznych odkrywa się nowe złoża, a postęp

8
techniczny sprawia, że możliwe i opłacalne jest wydobywanie kopalin, które dawniej były
uznawane jako pozabilansowe.
Na szczególne podkreślenie zasługuje znaczenie surowców energetycznych (węgiel
kamienny i brunatny), które stanowią w Polsce główne nośniki energetyczne, wobec braku
elektrowni atomowych i złóż ropy naftowej. Oprócz energetyki, węgiel (szczególnie
koksowy) odgrywa dużą rolę w metalurgii, w przemyśle chemicznym, jako surowiec opałowy
i eksportowy.
Rodzaje i rozmieszczenie surowców mineralnych na terenie Polski
Złoża węgla kamiennego
W Polsce obecnie znane są trzy zagłębia węgla kamiennego:
Zagłębie Górnośląskie – jedno z większych zagłębi na świecie – zajmuje powierzchnię
około 6400 km² ( z tego 4500 km² leży na terenie Polski), wielkość zasobów do głębokości
1000 m wynosi ok. 60 miliardów ton; sumaryczna grubość pokładów węgla waha się
w granicach od 20 do 30 m. Zagłębie Górnośląskie ma kształt nieregularnego trójkąta
o wierzchołkach w Tarnowskich Górach, Krzeszowicach i Karwinie; w południowo –
zachodniej części zagłębia występują szczególnie cenne złoża węgla koksowego.
Rys. 1. Szkic tektoniczny Górnośląskiego Zagłębia Węglowego[1, s. 107]
Zagłębie Lubelskie – zawiera w większości złoża pozabilansowe, o dużym zawodnieniu.
Powierzchnia tego zagłębia to ok. 4000 km², a zasoby są szacowane na ok. 40 mld ton (do
głębokości 1000 m).
Zagłębie Dolnośląskie (Wałbrzyskie) – położone w Sudetach, pomiędzy masywem
Karkonoszy a masywem Gór Sowich, obecnie już praktycznie w polskiej części nie
eksploatowane.

9
Złoża węgla brunatnego i torfu
Węgiel brunatny występuje w różnych rejonach Polski na zachód od Wisły aż po
zachodnią granicę. Najzasobniejsze złoża występują na obszarze lubusko-dolnośląskim
(Kaławsk, Zgorzelec i Turoszów) oraz w okolicach Konina i Bełchatowa. Rozmieszczenie
złóż węgla brunatnego pokazuje poniższy rysunek
Rys. 2. Złoża węgla brunatnego w Polsce [1, s. 111].
Złoża torfu występują na terenie całej Polski – głównie na Pomorzu i w Wielkopolsce.
Złoża siarki – występują w południowo – wschodniej Polsce (Tarnobrzeg, Baranów
Sandomierski , Grzybów, Staszów).
Złoża soli – występują na przedgórzu Karpat (w okolicach Wieliczki i Bochni) oraz
w Inowrocławiu, Kłodawie i Wapnie.
Złoża miedzi – występują na Dolnym Śląsku (w okolicach Głogowa), gdzie powstał
wielki kombinat miedziowy KGHM, przynoszący obecnie ogromne zyski dla Skarbu
Państwa.
Złoża rud cynku i ołowiu – występują w okolicach Olkusza, Bolesławia, Sławkowa,
Bytomia, Tarnowskich Gór, Chrzanowa i Jaworzna.
Rodzaje i rozmieszczenie minerałów użytecznych w Polsce pokazuje rysunek 3.

10
Rys. 3. Rozmieszczenie polskich złóż o największym znaczeniu gospodarczym [1, s. 94]
Podstawy geologii
Geologia to nauka o Ziemi.
Ziemia wchodzi w skład układu słonecznego, na który składa się 9 planet: Merkury,
Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Pluton.
Podstawowe wielkości Ziemi:
− powierzchnia Ziemi – około 510 mln km², z tego 2/3 zajmują oceany,
− promień Ziemi – około 6.370 km,
− długość równika – około 40.000 km,
− objętość kuli ziemskiej – około 1083 mln km³.
Budowa wewnętrzna Ziemi – wyróżniamy 3 podstawowe sfery Ziemi:
− barysfera (jądro Ziemi),
− mezosfera (płaszcz Ziemi) – o grubości 2.800 km,
− litosfera (skorupa Ziemi) – o grubości ok. 120 km.

11
Ponadto do sfer Ziemi zalicza się:
− atmosferę (powłoka gazowa Ziemi),
− hydrosferę (oceany i morza),
− biosferę (sfera życia rozwijająca się na powierzchni litosfery, w atmosferze i hydrosferze).
Na rysunku 4 pokazano przekrój przez Ziemię z zaznaczeniem grubości sfer.
Rys. 4. Przekrój przez Ziemię [1, s. 34]
Zjawiska występujące w skorupie Ziemi
− ciśnienie w głębi Ziemi – rośnie wraz z głębokością, w środku Ziemi osiąga wielkość
300 000 MPa; ciśnienie wynika z rosnącej wraz z głębokością gęstości materiałów (skał),
− temperatura: na powierzchni Ziemi zależy od pory dnia i roku - na głębokości 25 ÷ 30 m
panuje średnia roczna temperatura wynosząca 8° C (w polskim klimacie); liczba metrów
w głąb Ziemi, przy której temperatura wzrasta o 1°C nazywa się stopniem geotermicznym;
dla Zagłębia Górnośląskiego stopień geotermiczny wynosi G= 33 m/1°C; wielkość stopnia
geotermicznego jest różna dla różnych krajów i kontynentów, i waha się w granicach
kilku metrów (Czechy) do stu kilkudziesięciu metrów (Afryka Południowa, półwysep
Kola). Stopień geotermiczny ma duże znaczenie dla górnictwa, gdyż często ogranicza
głębokość prowadzenia eksploatacji; temperaturę jądra Ziemi ocenia się na 5000°C,
− ruchy skorupy ziemskiej – powodują przeważnie trzęsienie Ziemi, w rejonach eksploatacji
górniczej występują wstrząsy zapadliskowe, związane z zawaleniem się pustek po
wybranej kopalinie,
− ruchy górotwórcze – powodowane są dotąd nie wyjaśnionymi siłami poziomymi
i pionowymi doprowadzającymi do wypiętrzania lub zapadania się warstw skalnych,
w wyniku działania tych sił powstają m.in. pasma górskie; występowaniu ruchów
górotwórczych towarzyszą przeważnie zjawiska wulkaniczne i trzęsienia ziemi, ruchy
górotwórcze spowodowały w przeszłości i powodują nadal zaburzenia w zaleganiu
warstw skalnych: zaburzenia ciągłe (fałdy) i zaburzenia nieciągłe (uskoki); na rysunku 5
pokazano strukturę fałdu, na rysunku 6 - typy fałdów, zaś na rysunku 14 - elementy
uskoku.

12
Rys. 5. Struktura fałdu [1, s. 38]
Rys. 6. Typy fałdów normalnych [1, s. 38] a) stojący b) pochylony c) obalony d) leżący.
Podstawy mineralogii (nauki o minerałach)
Minerały są to pierwiastki lub związki chemiczne, powstałe w skorupie ziemskiej
w wyniku procesów geologicznych.
Formy występowania minerałów:
a) minerały krystaliczne – jawno krystaliczne i skrytokrystaliczne, należy do nich
większość minerałów,
b) minerały bezpostaciowe – bez wyraźnych kryształów (ciastowate).
Pochodzenie minerałów:
a) minerały powstałe z magmy – dotyczy to większości minerałów
− powstałe w sposób powolny (magma zastygała w głębi warstw skalnych), mają
budowę jawno krystaliczną,
− powstałe gwałtownie (magma po wyjściu na powierzchnię szybka zastygała), mają
budowę skrytokrystaliczną,
b) minerały powstałe z gazów wulkanicznych – wskutek oziębienia się gazów i stykania się
z innymi minerałami,
c) minerały z roztworów wodnych – wody mineralne przenikające w głąb Ziemi
w warunkach odpowiedniej temperatury i ciśnienia, łączą się z innymi minerałami,
tworząc nowe minerały; tymi sposobami powstały m.in. złoża rud: żelaza, cynkowo-
ołowiowych i miedzi.
Własności minerałów:
a) fizyczne:
− barwa i barwa rysy (minerały bezbarwne, barwne i zabarwiane),
− połysk (minerały matowe, błyszczące, metaliczne, szklisty, tłusty, perłowy, jedwabisty,
diamentowy),
− przeźroczystość (minerały przezroczyste, półprzezroczyste, nieprzezroczyste).

13
b) fizyko-mechaniczne:
− twardość – opór jaki stawia skała ostremu narzędziu – określana za pomocą skali
twardości Mohsa (skala porównawcza grupująca 10 uszeregowanych wg twardości
minerałów, do których porównywane są inne minerały), skala ta zawiera kolejno: talk,
gips, kalcyt, fluoryt, apatyt, ortoklaz , kwarc, topaz, korund, diament,
− łupliwość – naturalna zdolność minerału do rozdzielania się wzdłuż płaszczyzn
łupliwości,
− gęstość- jest to ciężar (masa) jednostki objętości danego ciała wyrażany w kg/m³,
− zwięzłość – opór jaki stawia skała przy odrywaniu jej od calizny, zwięzłość określa się
wskaźnikiem zwięzłości „f” f = 0,02 ÷ 20. Poniżej pokazano tablicę z wartościami
współczynnika f dla różnych skał,
Tabela 1. Liczbowe wartości współczynników zwięzłości skał wg M. Protodiakowa [1, s. 185].
− wytrzymałość skał – jest to odporność skały na działanie sił mechanicznych;
rozróżnia się wytrzymałość:
− Na ściskanie Rc, którą oblicza się ze wzoru:
− Rc = F / S [N/m² ] gdzie
− F – siła zgniatająca próbkę [ N ],
− S – powierzchnia [m²]
− Na rozrywanie Rr – stanowi 5 ÷ 10 % wartości Rc
− Na zginanie – 25 do 30 % wartości Rc
c) inne własności fizyczne: fizjologiczne (smak, zapach, dotyk),elektryczne, magnetyczne
i optyczne, rozpuszczalność.

14
Systematyka chemiczna minerałów – jest to podział minerałów ze względu na skład
chemiczny, wyróżnia się tu 6 grup minerałów:
− pierwiastki – przykładowo: złoto rodzime (Au), srebro rodzime (Ag), miedź rodzima
(Cu), platyna rodzima (Pt), siarka rodzima (S), grafit (C), diament (C),
− kruszce czyli siarczki i pokrewne – przykładowo: piryt (FeS2), galena, czyli błyszcz
ołowiu (PbS), sfaleryt czyli blenda cynkowa (ZnS),
− halogenki czyli chlorki i pokrewne – przykładowo: chlorek sodu (NaCl), czyli sól
kamienna (halit), sól potasowa (KCl), czyli sylwin,
− tlenki i wodorotlenki, czyli podstawowe rudy żelaza – przykładowo: magnetyt (Fe3O4),
hematyt (Fe2O3),
− sole kwasów tlenowych – przykładowo: kalcyt (CaCO3), syderyt FeCO3), dolomit, gips,
− związki organiczne i pokrewne.
Podstawowe wiadomości z petrografii
Petrografia to nauka o skałach, ich własnościach fizycznych i chemicznych, ich
powstaniu oraz występowaniu w skorupie ziemskiej.
Skała jest to naturalne nagromadzenie minerałów w skorupie ziemskie, powstałe na
skutek działania określonych czynników geologicznych.
Podział skał, ze względu na pochodzenie:
a) skały magmowe – są produktem krzepnięcia magmy, struktura ich zależy od szybkości
i równomierności krzepnięcia magmy, dzielą się na:
− głębinowe – powstały z magmy wolnostygnącej w głębi Ziemi, mają strukturę
jawnokrystaliczną, należą do nich m.in.: granit, sjenit, gabro,
− wylewne – powstały z magmy szybkostygnącej (na powierzchni Ziemi), mają
strukturę skrytokrystaliczną (porfirowe), należą do nich bazalt, diabaz, porfiry,
pumeks; w Polsce skały magmowe występują na Dolnym Śląsku,
b) skały osadowe – cechą charakterystyczną tych skał jest uwarstwienie, powstały głównie
w morzach i w wodach powierzchniowych, dzielą się na:
− osady organiczne – węgle, wapienie (ze szczątków roślin i zwierząt),
− osady mechaniczne (okruchowe) – piaski, żwiry, piaskowce, łupki (głównie
z magmy),
− osady chemiczne – sole, gips, dolomit – powstają przez wytrącenie się z roztworów –
przykładowo: wytrącenie się soli z wody morskiej.
c) skały metamorficzne (przeobrażane) – powstały z przeobrażenia skał magmowych
(powstały gnejsy i kwarcyty), lub ze skał osadowych (powstały np. marmury z wapieni).
Minerały o dużym znaczeniu gospodarczym, występujące na terenie Polski
1. Grupa węgli
Proces powstawania węgla – węgiel powstał ze szczątków roślin i zwierząt w 2 fazach:
a) faza biochemiczna – obumieranie roślin i zwierząt, fermentacje z udziałem bakterii
i grzybów, ograniczony dostęp tlenu – powstaje najpierw torf,
b) faza geochemiczna (uwęglanie) – w tej fazie maleje ilość tlenu, wodoru i azotu,
rośnie ilość pierwiastka C; niezbędnym warunkiem uwęglenia jest duże ciśnienie
i temperatura, z ich wzrostem rośnie uwęglenie (ponieważ czynniki te narastają
z głębokością, dlatego węgle niżej położone są silniej uwęglone).
Odmiany węgli:
− odmiany przemysłowe – ich dane charakterystyczne pokazano w poniższej tabeli,

15
Tabela 2. Charakterystyka naturalnych paliw stałych [1, s. 80].
− odmiany techniczne (typy węgli) – dotyczy tylko węgla kamiennego
− typ 31 – węgiel płomienny – bez zdolności spiekania (energetyczny),
− typ 32 – węgiel gazowo – płomienny – słaba spiekalność,
− typ 33 – węgiel gazowy (tłusty) – średnia spiekalność (nadaje się do suchej destylacji),
− typ 34 – węgiel gazowo – koksowy – duża spiekalność,
− typ 35 – węgiel koksowy – bardzo duża spiekalność,
− typ 36 – węgiel metakoksowy – duża spiekalność,
− typ 37 – węgiel semikoksowy – słaba spiekalność,
− typ 38 ÷ 41 – węgle chude – bardzo słaba spiekalność,
− odmiany petrograficzne (dotyczy węgla kamiennego):
− witryt – połysk szklisty, gęstość 1,1 t/m³; niska kaloryczność, małe zapopielenie,
− klaryt – połysk półbłyszczący – gęstość 1,3 t/m³,
− duryt – półmatowy – gęstość 1,7 t/m³, duże zapopielenie, duża kaloryczność,
− fuzyt – bez połysku – budowa komórkowa, brudzi palce.
− odmiany genetyczne węgli:
− węgle humusowe – powstały głównie ze szczątków roślin lądowych,
− węgle sapropelowe – powstały głównie w roślin morskich (glonów), odmiany
sapropeli to:gagat, kennel, boghed.
− grupy bituminów – występują w stanie gazowym i ciekłym
− ropa naftowa – powstała w środowisku zasolonym i zasiarczonym,
− gaz ziemny – CH4,
− asfalt naturalny – mieszanina bituminów z iłem, kalcytem, żwirem,
− łupki bitumiczne – skały nasycone gazami, ropą, olejami,
− ozokeryt (wosk ziemny) – topi się w temperaturze około 100°C, spala się
bezpopiołowo.
Charakterystykę warstw węgla na Górnym Śląskim wg ich wieku przedstawia poniższe
zestawienie:

16
Tabela 3. Stratygrafia karbonu produktywnego w Zagłębiu Górnośląskim [1, s. 80]
Do własności fizycznych węgli kopalnych zaliczają się:
− gęstość rzeczywista (masa właściwa) – waha się od 1,3do 1,5 g/cm³,
− gęstość nasypowa – (gęstość po uwzględnieniu pustych przestrzeni pomiędzy bryłami czy
ziarnami) waha się od 650÷780 kg/m³ dla węgla brunatnego poprzez 800÷1000 kg/m³ dla
węgla kamiennego do 350÷750 kg/m³,
− kąt zsypu - 35÷50° dla węgla brunatnego , 20÷60° dla węgla kamiennego,
− wytrzymałość na kruszenie,
− wytrzymałość na ścieranie.
2. Sole (chlorowce) – są to głównie minerały strącające się z parujących roztworów
wodnych. Powstają zatem w środowisku morskim i jeziornym, w klimacie ciepłym
i suchym. Odznaczają się niewielką twardością, małą gęstością, szklistym połyskiem
i przeźroczystością (lub barwą naleciałą).
Odmiany soli:
− sól kamienna (halit) krystalizuje w układzie regularnym, przeźroczysta, o smaku
słonym, doskonale łupliwa.; w Polsce występuje w Wieliczce, Bochni, Inowrocławiu,
Kłodawie. Wzór chemiczny – NaCl,
− sylwin (sól gorzka) – wzór chemiczny KCl – własności i występowanie podobne jak
dla kalitu,
− fluoryt – wzór chemiczny CaF2 – dość twarda i gęsta, barwa fioletowa lub szara –
w Polsce występuje na Dolnym Śląsku,
− karnalit – wzór chemiczny MgCl2 · KCl · 6H2O (sól potasowo-magnezowa), smak
gorzkawo-słony, palący, w Polsce występuje na Kujawach.
Wszystkie wymienione odmiany soli stosowane są w przemyśle chemicznym,
w produkcji nawozów sztucznych, w przemyśle spożywczym.
3. Złoża rud
Do rud eksploatowanych w naszym kraju zaliczamy przede wszystkim:
a) rudy cynku i ołowiu – jedno z największych bogactw naturalnych Polski, występują
w rejonie Olkusza, Sławkowa, Bolesławia, Tarnowskich Gór, Bytomia i Jaworzna,
b) rudy miedzi - bardzo znaczące bogactwo naturalne w Polsce, zawierają ponadto spore
ilości srebra (0,15%), występują głównie na Dolnym Śląsku,
c) rudy żelaza – należą do nich tlenki: magnetyt, hematyt oraz wodorotlenki: limonit,
getyt oraz węglan: syderyt,

17
d) inne złoża rud występujące w mniejszych ilościach: rudy cyny, niklu, manganu, złota,
aluminium, chromu, arsenu.
Prawie wszystkie złoża rud powstały z magmy na jeden z następujących sposobów:
− na skutek jej stygnięcia w różnych warunkach (ciśnienie, temperatura, czas),
− z par i gorących roztworów wodnych z udziałem magmy,
− w wyniku nagłego wdarcia się magmy do innych skał (metamorfizm kontaktowy),
Występowanie rud przedstawione jest na rysunku 3.
Zarys geologii historycznej – geologia historyczna zajmuje się badaniem przeszłości
skorupy ziemskiej. Na podstawie badań szczątków organizmów, skorup, odcisków zwanych
skamielinami, nauka zwana paleontologią określa wiek geologiczny skał.
a) Wiek Ziemi określa się na około 3,5 do 4,5 mld lat,
b) Podział stratygraficzny utworów skorupy ziemskiej (podział wg wieku) przedstawiono
w tablicy przedstawionej poniżej.
Tabela 4. Podział stratygraficzny utworów skorupy ziemskiej [1, s. 90]

18
Złoże kopaliny użytecznej – jest to nagromadzenie w sposób naturalny dużej ilości
materiału użytecznego wśród skał płonnych (odpadowych).
Podział złóż kopalin użytecznych
Według pochodzenia (genezy):
a) skały magmowe powstałe poprzez zastygnięcie magmy – dzielą się na głębinowe
(granity, sjenity) oraz wylewne (bazalty, porfiry),
b) skały osadowe – osady mechaniczne (żwiry, piaski, piaskowce), osady chemiczne (m.in.
gipsy, sole, boksyty), osady organiczne (węgle, wapienie),
c) skały metamorficzne – powstałe przez przeobrażenie skał osadowych (np. wapieni
w marmury) lub magmowych (np. granitów w gnejsy).
Według przydatności przemysłowej:
a) surowce energetyczne (węgle, ropa naftowa, gaz ziemny),
b) surowce metaliczne (rudy żelaza, rudy metali nieżelaznych, rudy metali szlachetnych,
rudy pierwiastków promieniotwórczych),
c) surowce niemetaliczne: chemiczne (fosforyty, sole, gips, siarka),
d) surowce skalne (gliny, piaski, żwiry, skały magmowe).
Podział złóż według ich kształtu – najważniejszy z górniczego punktu widzenia:
a) złoża o kształtach prawidłowych (foremnych) – zalicza się do nich głównie pokłady
(rys. 7), żyły pokładowe i żyły soczewkowe (rys. 8), słupy,
b) złoża o kształtach nieprawidłowych – zalicza się do nich gniazda (rys. 9), pnie (rys. 10),
soczewki (rys. 11), drobne żyły, złoża okruchowe, impregnacje.

19
Rys. 7. Przekrój przez złoże wielopokładowe Rys. 8. Przekrój przez złoże typu żyłowego [1, s. 97]
z wychodniami pokładów ukrytymi [1, s. 97]
Rys. 9. Złoże gniazdowe [1, s. 97] Rys. 10. Złoże w kształcie pnia [1, s. 97]
Rys. 11. Złoże soczewkowe [1, s. 97]
Z punktu widzenia górnictwa węglowego największe znaczenie mają złoża pokładowe.
Cechą charakterystyczną pokładów jest ich mała miąższość (grubość) w stosunku do dużej
powierzchni oraz ich ogólne regularne zaleganie.
Wielkości charakterystyczne pokładu to:
a) grubość pokładu – jest to odległość od spągu do stropu, mierzona do nich prostopadle;
pokłady dzielą się na cienkie (grubość do 1,0 m), średnie (grubość od 1,0 do 3,0 m),
grube (grubość powyżej 3,0 m),
b) nachylenie pokładu – jest to kąt zawarty miedzy płaszczyzną jego spągu a dowolną
płaszczyzną poziomą; pokłady dzielą się na poziome (kat nachylenia do 10°), słabo
nachylone (od 10° do 35°), silnie nachylone (od 35° do 45°) oraz strome (nachylenie
powyżej 45°),

20
c) rozciągłość pokładu – jest to krawędź przecięcia się płaszczyzny spągu pokładu
z dowolną płaszczyzną poziomą; należy pamiętać, że linia rozciągłości pokładu oraz linia
jego nachylenia są do siebie prostopadłe; w dokumentacji górniczej do określenia
rozciągłości i nachylenia pokładu stosuje się symbol uproszczony, który określa upad lub
wznios: _____ ↓
strop pokładu – warstwy skał zalegające bezpośrednio nad pokładem,
spąg pokładu – warstwy skał zalegające bezpośrednio pod pokładem,
wychodnie pokładu – miejsce, w którym pokład wychodzi na powierzchnię.
Szczegółowo parametry pokładu pokazano na rys. 12.
Rys. 12. Cechy charakterystyczne pokładu [1, s. 99]
Zaburzenia w zaleganiu pokładów
Zaburzenia w zaleganiu pokładów stanowią duże utrudnienie w prowadzeniu robót
górniczych. Wyróżniamy następujące rodzaje zaburzeń:
a) zaburzenia ciągłe – polegają na pofałdowaniu pokładów na skutek działania sił bocznych,
powstają wtedy siodła (antykliny) i łęki (niecki); pofałdowanie pokładów powoduje
osłabienie spoistości skał – powstają spękania i szczeliny, wzrastają ciśnienia; przykład
pofałdowania pokładu pokazano na rys. 13,
b) zaburzenia nieciągłe czyli uskoki – polegają na przerwaniu ciągłości warstw
i przesunięciu względem siebie wzdłuż płaszczyzny uskokowej; uskoki przerywają
ciągłość warstw (pokładów).
Rys. 13. Pofałdowanie pokładu [6, s. 32]

21
Główne elementy uskoku:
a) zrzut uskoku – pionowa odległość pomiędzy skrzydłem wiszącym i skrzydłem
zrzuconym; wielkość zrzutu waha się od kilku centymetrów do kilkuset metrów,
b) szczelina uskokowa – odległość na jaką oderwane części skał odsuwają się od siebie;
wielkości szczelin wahają się w granicach od kilku cm do kilkudziesięciu metrów,
wypełnione są przeważnie tzw. druzgotem skalnym, wodą, gazami, kurzawką (woda
z piaskiem itp.; w rejonie uskoków notuje się wzrost ciśnienia, co wymaga wzmocnionej
obudowy i stosowania otworów badawczych, najbardziej niebezpieczne są uskoki
zawodnione, mające na wychodniach pokładów styczność ze zbiornikami wodnymi,
c) skrzydło wiszące – powstaje wtedy, gdy masy skalne pozostały na miejscu,
d) skrzydło zrzucone – powstaje wtedy, gdy masy skalne zostały przesunięte w dół lub
w górę.
Pozostałe, mniej ważne, elementy uskoku pokazano na rys. 14
Rys. 14. Elementy uskoku [6, s. 33]
Rodzaje uskoków:
a) uskok normalny (rys. 15) – polega na zepchnięciu w dół pewnej partii warstw (pokładów)
do nieruchomej partii,
b) uskok odwrócony (rys. 16) – polega na wydźwignięciu pewnej partii warstw (pokładów)
w stosunku do części nieruchomej,
c) uskok pionowy – szczelina uskokowa jest w przybliżeniu prostopadła do warstw
(pokładów),
d) rów tektoniczny – pokazano na rysunku 17.
Rys. 15. Uskok normalny [6, s. 33] Rys. 16. Uskok odwrócony [6, s. 33]

22
Rys. 17. Rów tektoniczny [6, s. 34]
Inne zaburzenia w zaleganiu pokładów to:
− ścienienie pokładu,
− zgrubienie pokładu,
− rozszczepienie pokładu – z jednego pokładu powstaje szereg pokładów,
− wyklinienie pokładu – ścienienie pokładu do zera.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1. Jak zbudowana jest Ziemia?
2. Co zalicza się do ruchów skorupy ziemskiej?
3. Jakie jest znaczenie zaburzeń ciągłych (fałdów) i zaburzeń nieciągłych (uskoków)?
4. Od czego zależy temperatura w głębi Ziemi?
5. Jak powstały minerały?
6. Jakie właściwości posiadają minerały?
7. Które z minerałów są szczególnie przydatne dla człowieka?
8. Jak dzielą się skały wg pochodzenia?
9. Jakie znasz odmiany węgla kamiennego?
10. Jak określa się wiek geologiczny skał?
11. Co charakteryzuje okres karboński?
12. Jakie znasz cechy złoża o znaczeniu gospodarczym?
13. Na jakich terenach występują na terenie Polski złoża węgla kamiennego, brunatnego, rud
i soli?
14. Jak dzielą się złoża według przydatności gospodarczej (przemysłowej)?
15. Jak definiuje się pokład oraz wielkości charakterystyczne dla niego?
16. Co to jest rozciągłość i nachylenie pokładów?
17. Jak dzielą się pokłady pod względem grubości i nachylenia?
18. Jakie znasz nienormalności i zaburzenia w zaleganiu pokładów?

23
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz temperaturę panującą w górotworze na głębokości 1200 m wiedząc, że
temperatura w głębi Ziemi rośnie wraz z głębokością.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) powtórzyć wiadomości na temat stopnia geotermicznego,
2) przypomnieć sobie, co to jest temperatura średnia i na jakiej głębokości występuje,
3) wykonać szkic otworu w skali 1:100 zaznaczając głębokość 1200 m, dla której należy
obliczyć temperaturę oraz głębokość 30 m, na której występuje temperatura średnia 8°C
i od której nalicza się przyrost temperatury o 1°C na każde 33 m głębokości,
4) obliczyć temperaturę na głębokości 1200 m,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− Poradnik dla ucznia,
− przybory rysunkowe i piśmiennicze,
− literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj i określ własności wybranych minerałów zgromadzonych w szkolnej
pracowni geologii oraz próbek pobranych w czasie pobytu w sztolni.
1) powtórzyć wiadomości na temat podziału minerałów według pochodzenia, kształtu
i przydatności gospodarczej,
2) powtórzyć wiadomości na temat własności minerałów,
3) zidentyfikować oglądane minerały,
4) dokonać krótkiego opisu własności poszczególnych minerałów,
5) określić do której grupy można zaklasyfikować poszczególne minerały,
6) zanotować obserwacje w zeszycie,
7) zaprezentować wyniki pracy.
− Poradnik dla ucznia,
− przyrządy geologiczne,
− materiały i przybory piśmiennicze.
Ćwiczenie 3
Na poniższym rysunku jest pokazany uskok normalny. Posługując się rysunkiem ustal
i zaznacz graficznie wszystkie elementy uskoku.

24
Rysunek do ćwiczenia 3
1) powtórzyć znane wiadomości o zaburzeniach w zaleganiu pokładów,
2) zgromadzić odpowiednie materiały i przybory rysunkowe,
3) zróżnicować kolorystycznie poszczególne parametry uskoku,
4) zaznaczyć elementy uskoku na rysunku.
– Poradnik dla ucznia,
– materiały i przybory rysunkowe.
Ćwiczenie 4
Zaznacz na mapie Polski rodzaje i rozmieszczenie surowców energetycznych.
1) nanieść główne miasta na mapie konturowej Polski,
2) zaznaczyć różnymi kolorami rozmieszczenie poszczególnych surowców.
– mapa konturowa Polski,
– materiały i przybory rysunkowe,
– literatura wskazana przez nauczyciela.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować rozmieszczenie surowców energetycznych na terenie
Polski?
 
2) scharakteryzować znaczenie górnictwa dla rozwoju gospodarki?  
3) dokonać podziału złóż według kształtu?  
4) scharakteryzować elementy uskoku?  
5) dokonać podziału pokładów ze względu na nachylenie i grubość?  
6) scharakteryzować powstanie minerałów?  
7) określić temperaturę w głębi Ziemi i pojęcie stopnia geotermicznego?  
8) scharakteryzować ruchy górotwórcze i trzęsienie Ziemi?  
9) określić podstawowe właściwości minerałów?  

25
4.2. Poszukiwanie złóż
Cele poszukiwania złóż:
znalezienie złóż kopaliny użytecznej – uzyskuje się to poprzez roboty geologiczno-
poszukiwawcze,
rozpoznanie (dokładne zbadanie) znalezionych złóż przy pomocy robót geologiczno-
rozpoznawczych w celu stwierdzenia ich przydatności gospodarczej oraz przygotowania
dokumentacji potrzebnej do wybierania złóż,
pośrednio – powiększenie bazy surowcowej kraju.
Podstawowym etapem poszukiwania złóż są badania geologiczne.
Rodzaje (sposoby) poszukiwania złóż:
1. Poszukiwanie geologiczne ( podstawowe badania geologiczne) – polegają na obserwacji
ukształtowania terenu, wzrostu lub zaniku roślinności, występowania odruchów
minerałów, zabarwienia wody i gleby, wykonywania wykopów itp. Przykład śladów
występowania kopaliny użytecznej pokazano na rys. 18. Poszukiwanie geologiczne są
wykonywane w terenie przez geologów przy pomocy mało kosztownych narzędzi
(młotków, kompasu, lupy, łopaty, kilofa). Dlatego należą do poszukiwań najtańszych, ale
zarazem najmniej dokładnych; stanowią pierwszy etap robót poszukiwawczych.
Rys. 18. Odłamki kopaliny użytecznej jako oznaka występowania jej złoża,
przekrój poprzeczny, 1– żyła rudy [1, s.145].
2. Poszukiwanie geofizyczne – polegają na wykorzystaniu znajomości niektórych
właściwości fizycznych minerałów. Wykonywane są przez geofizyków. Wyróżnia się
następujące metody poszukiwań geofizycznych:
metoda elektrometryczna (elektryczna) – polega na wykorzystaniu zjawiska
niejednakowej oporności różnych skał,
metoda sejsmometryczna (sejsmiczna) – polega na pomiarze różnej prędkości
rozchodzenia się drgań fal sprężystych w różnych skałach (skały twarde szybciej przewodzą
drgania, skały miękkie wolniej),
metoda radiometryczna – polega na pomiarach promieniotwórczości skał,
metoda magnetometryczna (magnetyczna) – polega na pomiarze wartości natężenia pola
magnetycznego badanego terenu.
Z uwagi na stosunkowo niskie koszty i łatwość wykonania, poszukiwania geofizyczne
powinny poprzedzać kosztowne poszukiwania górnicze (jako wstępny etap rozpoznawania
złóż).

26
3. Poszukiwania górnicze – polegają na bezpośrednim dotarciu do złóż przy pomocy
wyrobisk górniczych (rowy, sztolnie i szybiki poszukiwawcze), stosowanych do małych
głębokości lub w terenie górzystym (obecnie nie stosowane) oraz wierceń
poszukiwawczych, stosowanych powszechnie w każdych warunkach górniczo-
geologicznych.
Wiercenia poszukiwawcze
Podział wierceń poszukiwawczych:
− w zależności od stosowanej energii – wiercenia ręczne i mechaniczne,
− w zależności od głębokości – wiercenia płytkie (od 3 do 50 metrów), wiercenia głębokie
(powyżej 50 metrów),
− według sposobu wiercenia – wiercenia obrotowe, do małych głębokości (przeważnie
bezrdzeniowe) i wiercenia udarowe, do dużych głębokości (przeważnie rdzeniowe).
Dokumentacja wierceń poszukiwawczych – jest prowadzona bardzo dokładnie,
oddzielnie dla każdego otworu, już w trakcie jego wiercenia. Składają się na nią:
− profile otworów - przedstawiają graficznie grubość i głębokość przewierconych warstw,
wykonywane są w skali od 1:50 do 1:500, dla każdego otworu oddzielnie. Przykład
profilu otworu pokazano na rysunku 19.
Rys. 19. Profil geologiczny otworu wiertniczego [1, s. 158]

27
Przekroje geologiczne – sporządzane są na podstawie co najmniej kilku otworów
(profili). Pozwalają one na określenie głębokości zalegania warstw, pokazują nachylenie
i rozciągłość pokładów, zaburzenia w zaleganiu pokładów (fałdy, uskoki, deformacje).
Przykład przekroju geologicznego pokazuje rysunek 20.
Rys. 20. Przekrój geologiczny złoża węglowego wzdłuż linii poszukiwawczej sporządzony na podstawie profili
odwiertów [1, s. 159]
Mapy pokładowe (warstwicowe) – sporządzane są w skali 1:1000 do 1:5000 dla każdego
pokładu oddzielnie; stanowią podstawę do obliczania zasobów złóż kopalin użytecznych.
Wycinek pokładowej mapy warstwicowej pokazano na rysunku 21.
Rys. 21. Wycinek pokładowej mapy warstwicowej sporządzonej na podstawie przekroju pionowego w celu
obliczenia zasobów węgla [6, s. 127]

28
Zasady obliczania zasobów kopaliny
Aby obliczyć wielkość zasobów należy na podstawie robót rozpoznawczych ustalić jego
kształt i wyliczyć objętość a następnie ustalić jego gęstość.
Zasoby złoża oblicza się według wzoru:
Q = V · γ [t]
gdzie: V – objętość złoża w m³
γ – gęstość kopaliny użytecznej w t/m³
Dla złóż pokładowych:
Q = P · h · γ [t]
gdzie: P – powierzchnia pokładu obliczona z mapy pokładowej w m²
h – średnia grubość pokładu w m
γ – gęstość kopaliny użytecznej w t/m³
(dla węgla γ = 1,3 [t/m³])
Wzór ten obowiązuje dla pokładów o nachyleniu do 10°. Przy większych nachyleniach
powierzchnia pokładu jest większa, od powierzchni zmierzonej na mapie. Wówczas objętość
V wyniesie:
– dla rzutu poziomego
V = P · h / cos ά
gdzie ά – kąt nachylenia pokładu,
lub:
– dla rzutu pionowego
V = P · h / sin ά
Gdy złoże składa się z kilku pokładów, to oblicza się zasoby dla każdego pokładu
oddzielnie.
Powierzchnię złoża (pokładu) można obliczyć sposobem mechanicznym, przy pomocy
przyrządu zwanego planimetrem lub dzieląc na znane figury geometryczne (trójkąty, romby,
prostokąty itp.), których powierzchnie oblicza się posługując się znanymi wzorami.
Otrzymane sumaryczne zasoby nanosi się na wykres głębinowy zasobów.
Głębinowy wykres zasobów – przedstawia zależność wielkości zasobów w mln ton od
głębokości ich zalegania. Za podstawę wykresu służą mapy pokładowe (warstwicowe).
Głębinowy wykres zasobów pokazany na rysunku 22 stanowi podstawę decyzji
o budowie kopalni i do rozmieszczenia poziomów wydobywczych kopalni.

29
Rys. 22. Głębinowy wykres zasobów części pokładu węgla sporządzony na podstawie rys. 21 [6, s. 128]
Podział zasobów geologicznych:
zasoby bilansowe – przy zastosowaniu obecnej techniki opłaca się je wydobywać (koszty
wydobycia bilansują się),
zasoby pozabilansowe – nie opłaca się ich wydobywać przy użyciu obecnej techniki
(z powodu dużej głębokości zalegania, małej grubości pokładów czy dużego zawodnienia),
zasoby przemysłowe – są to zasoby bilansowe pomniejszone o straty eksploatacyjne
(filary ochronne i oporowe, resztki pokładów, partie pokładów przy uskokach itp.).
Ze względów bezpieczeństwa i konieczności ochrony obiektów na powierzchni oraz
ochrony i przedłużenia żywotności wyrobisk istnieje konieczność pozostawiania części
pokładów jako strat eksploatacyjnych. Na straty te składają się:
a) filary ochronne – są to pozostawione części pokładów dla ochrony ważnych obiektów
na powierzchni (budynki, zbiorniki i cieki wodne, koleje i drogi itp.) oraz ważnych
wyrobisk (np. szybów kopalnianych),
b) filary oporowe – są to części złóż, pozostawiane dla ochrony wyrobisk górniczych
w sąsiedztwie starych zrobów, w sąsiedztwie uskoków itp.
Szerokość filarów wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów i zależy od czasu istnienia
wyrobiska chronionego oraz od sposobu wybierania (przy systemie wybierania zawałowym,
szerokość filarów jest większa.
Kategorie rozpoznawania zasobów:
rozpoznanie w kategorii C2 – złoża bardzo słabo rozpoznane przy zastosowaniu
poszukiwań geologicznych (złoża domniemane),
rozpoznanie w kategorii C1 – złoża słabo rozpoznane – głównie przy zastosowaniu
poszukiwań geofizycznych,
rozpoznanie w kategorii B – złoże dobrze rozpoznane – przy zastosowaniu metod
geofizycznych i wierceń poszukiwawczych,
rozpoznanie złóż w kategorii A – złoża bardzo dobrze rozpoznane – przy pomocy
wierceń poszukiwawczych oraz wyrobisk górniczych.

30
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaki jest cel robót poszukiwawczych?
2. Jakie znasz rodzaje poszukiwań?
3. Co wiesz o górniczych wyrobiskach poszukiwawczych?
4. Jakie są wiercenia otworów poszukiwawczych?
5. Jaka jest różnica między profilem otworu a przekrojem geologicznym?
6. Jak oblicza się ilość zasobów kopaliny użytecznej?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj profil otworu wiertniczego w skali 1:100, przechodzącego przez warstwy do
głębokości 300 m. W przekroju znajdują się 2 pokłady węgla: jeden o grubości 1,8 m na
głębokości 220 m oraz drugi pokład o grubości 3,2 m występujący na głębokości 295 m.
Grubość i rodzaj skał płonnych należy przyjąć dowolnie.
Sposób wykonania ćwiczenia.
1) powtórzyć wiadomości związane z dokumentacją poszukiwań za pomocą otworów
wiertniczych,
2) dokonać koniecznych obliczeń,
3) wykonać szkic profilu wiertniczego w skali 1:100,
4) rozmieścić w przekroju odpowiednie grubości warstw, zachowując odpowiednią
kolorystykę warstw,
5) sporządzić odpowiednią legendę.
Ćwiczenie 2
Oblicz wielkość zasobów zawartych w pokładzie o średniej grubości 3,2 m i kształcie
zbliżonym do trójkąta o podstawie 320 m i wysokości 250 m. Nachylenie pokładu wynosi 25°.
1) narysować kształt złoża w skali 1:2000 i poddzielić powierzchnię pokładu na mapie
pokładowej na mniejsze figury geometryczne, ułatwiające obliczenie powierzchni,
2) obliczyć powierzchnię sumaryczną pokładu,
3) obliczyć objętość zasobów w rozpatrywanej części pokładu uwzględniając duże
nachylenie pokładu,
4) zastosować wzór do obliczenia zasobów: Q = P · h / cos ά, gdzie P – powierzchnia
wzięta z mapy pokładowej, h – grubość pokładu, ά – kąt nachylenia pokładu,
5) zanotować otrzymane wyniki.

31
– literatura wskazana przez nauczyciela,
– mapa pokładowa.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) narysować głębinowy wykres zasobów?  
2) podzielić i scharakteryzować zasoby geologiczne?  
3) przedstawić zasady obliczania zasobów kopalin użytecznych?  
4) wymienić rodzaje poszukiwań złóż?  
5) opisać na czym polegają poszukiwania geofizyczne?  

32
4.3. Udostępnienie złóż
Udostępnieniem złoża kopaliny użytecznej nazywamy ogół działań mających na celu
połączenie powierzchni ze złożem kopaliny użytecznej (dotarcie z powierzchni ziemi do
złóż) i umożliwienia przygotowania złoża do eksploatacji górniczej.
Rodzaje wyrobisk udostępniających:
a) pionowe
− szyby (najczęściej stosowane) – głębokość szybów powyżej 200 m, przekrój powyżej
14 m²,
− szybiki – przeważnie ślepe, łączące poziomy w celu usprawnienia transportu
i wentylacji, długość szybików do 200 m, przekrój poprzeczny poniżej 14 m²,
− dukle – szybiki o małym przekroju (przeważnie bez obudowy) i małej długości (do
30 m), służą do usprawnienia transportu,
b) pochyłe (upadowe) – stosowane na wychodniach pokładów i udostępniające płytkie
poziomy (do 300 m),
c) poziome:
− sztolnie – stosowane rzadko i tylko w terenie górzystym, ich przykład pokazano na
rysunku 23.
Rys. 23. Udostępnienie złoża sztolnią: 1–szybik wentylacyjny, 2–sztolnia, 3 – wylot sztolni, 4 – zwałowisko
[1, s.394]
− przecznice – wyrobiska udostępniające drążone od szybu poprzecznie do rozciągłości
warstw; przecznice przebijają poszczególne warstwy i pokłady,
− przekopy – wyrobiska udostępniające poziome drążone zgodnie z kierunkiem
rozciągłości (przekopy kierunkowe) pod lub nad pokładem; do łączenia przekopów
z pokładem służą przecznice polowe, szybiki lub dukle.
Struktura udostępnienia (model) to przestrzenny podział złoża w granicach obszaru
górniczego na poziomy, piętra i pola eksploatacyjne, wraz z odpowiadającym mu układem
wyrobisk udostępniających wykonanych w kamieniu (szyby, szybiki, przekopy) i wyrobisk
przygotowawczych wykonanych w złożu (chodniki, szyby pochyłe)
Rodzaje modeli udostępnienia:
a) model (struktura) przecznicowy (węglowy) – złożony jest z szybów i przecznic
wydrążonych od szybów w kierunku prostopadłym do rozciągłości pokładów
(przechodzących przez pokłady). Udział robót kamiennych jest tu minimalny. Model ten
stosuje się w obszarach górniczych o kształcie wydłużonym po linii nachylenia. Główną
zaletą tego modelu jest niski koszt wykonania, a wadą kosztowniejsze utrzymanie

33
wyrobisk w pokładach i większa możliwość zagrożeń pożarowych i tąpaniowych. Model
ten pokazano na rysunku 24.
Rys. 24. Model przecznicowy – podział złoża na poziomy i piętra [1, s. 395]
b) model geometryczny (kamienny) – polega na drążeniu przekopów kierunkowych
w skałach płonnych, przeważnie pod pokładami. Większość robót wykonuje się
w kamieniu. Przekopy z pokładami łączy się przecinkami polowymi, szybikami lub
duklami.
Zalety modelu geometrycznego:
− stała technologia drążenia wyrobisk,
− ograniczenie tąpań i pożarów,
− łatwiejsze utrzymanie wyrobisk.
Model ten stosuje się w obszarach górniczych o kształcie wydłużonym po linii
rozciągłości oraz w pokładach grubych, skłonnych do pożarów i do tąpań. Model ten
pokazano na rysunku 25.
Rys. 25. Model geometryczny [6, s. 153]

34
c) model mieszany (węglowo-kamienny) – bardzo często stosowany. Polega na tym, że
chodniki podstawowe są wykonywane w wybranych pokładach (unika się drążenia tych
chodników w pokładach skłonnych do samozapalenia i tąpań.
Czynnikami decydującymi o wyborze modelu udostępnienia są m.in. kształt terenu
górniczego, nachylenie pokładów, zagrożenia naturalne (gazowość, skłonność do tąpań),
zasobność złoża.
Zakładanie poziomów i pięter
Poziom – jest to płaszczyzna pozioma przechodząca przez wyrobiska udostępniające
złoże (przecznice, podszybie).
Poziomy wydobywcze zakłada się w celu: udostępnienia eksploatacji, skrócenia dróg
transportowych i wentylacyjnych. Z uwagi na wysoki koszty zakładania poziomów, czas ich
istnienia powinien być większy niż 20 lat.
Liczba poziomów i odległości między nimi zależą od:
− ilości zasobów w projektowanym poziomie (grubość pokładów),
− nachylenia pokładów,
− możliwości techniczno-ekonomicznych kopalni,
− ilości pokładów.
Podział złoża na poziomy i piętra został zobrazowany na rysunku 24.
Wielkość przekroju wyrobisk udostępniających projektuje się ze względu na:
− ilość potrzebnego powietrza,
− zdolności transportowej,
− wyposażenia wyrobisk.
1. Na czym polega udostępnienie złóż?
2. Jaka jest różnica między modelem geometrycznym i przecznicowym udostępnienia?
3. Jaka jest różnica między przekopem kierunkowym i przecznicą?
4. Od czego zależy dobór modelu udostępnienia?
5. Który model udostępnienia jest korzystny przy zagrożeniach pożarowych, tąpaniowych
i dlaczego?
6. Od czego zależą odstępy między poziomami kopalni?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz wielkość przekroju poprzecznego wyrobiska korytarzowego w wyłomie oraz
świetle obudowy ŁP.
1) powtórzyć wiadomości na temat drążenia i wymiarów wyrobisk korytarzowych,
2) wykonać szkic poprzecznego wyrobiska korytarzowego o kształcie obudowy ŁP,

35
3) zaznaczyć podstawowe wymiary chodnika (wysokość, szerokość w świetle obudowy ŁP
i w wyłomie),
4) obliczyć wielkość przekroju poprzecznego stosując wzór F = 0,8 · a · h, gdzie a –
szerokość wyrobiska mierzona na wysokości 1,2 m, a h – wysokość wyrobiska mierzona
w środku sklepienia,
5) zanotować otrzymane wyniki do zeszytu.
Ćwiczenie 2
Przedstaw racjonalne zagospodarowanie przekroju poprzecznego szybu wydobywczego
o dużej średnicy, wynoszącej 9,5 m.
1) powtórzyć wiadomości na temat tarczy szybowej,
2) wykonać krótką charakterystykę głównych elementów wyposażenia szybu,
3) dobrać elementy zbrojenia szybu do zaproponowanego sposobu zagospodarowania,
4) wykonać szkic poprzecznego przekroju szybu wydobywczego,
5) przedstawić rygory bhp związane z zabezpieczeniem szybu.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować przecznicowy model udostępnienia złóż?  
2) przedstawić czynniki decydujące o wyborze modelu udostępnienia złóż?  
3) określić, od czego zależy ilość poziomów w kopalni?  
4) określić, od czego zależy wielkość przekroju poprzecznego wyrobisk
udostępniających?
 
5) scharakteryzować zalety geometrycznego modelu kopalni?  

36
4.4. Mechanika górotworu
Mechanika górotworu – jest to nauka zajmująca się zjawiskami występującymi
w górotworze naruszonym wyrobiskami górniczymi.
Górotwór – jest to ogół skał tworzących skorupę ziemską. Kiedy górotwór nie jest
naruszony wyrobiskami – występują wówczas naprężenia, ale górotwór pozostaje
w równowadze.
W przypadku naruszenia górotworu wyrobiskami, traci on równowagę i powoduje
powstanie różnego rodzaju ciśnień.
Rodzaje ciśnień górotworu:
a) ciśnienie pionowe Pz – zależy głównie od głębokości i rodzaju skał nadległych oraz
częściowo od zaburzeń tektonicznych. Ciśnienie pionowe wyraża się wzorem:
Pz = - γ ·h [kN/m² ] lub [T/m²]
b) ciśnienie boczne poziome Px wyrażone wzorem:
Px = - Pz / (m-1) [kN/m² ] lub [ T/m² ]
gdzie m – odwrotność liczby Poissona.
Liczba m wynosi od 2 ÷ 20 i maleje wraz z głębokością, a rośnie ze zwięzłością skał. Na
głębokości 100 metrów m ≈ 20 dla piaskowca, m≈ 12 dla łupku i m≈3 dla węgla. Na
głębokości 1200 m wartości m odpowiednio wynoszą: m ≈ 4 dla piaskowca, m≈3,5 dla łupku
i m≈2 dla węgla.
Przykład – na głębokości h = 500 m ciśnienie pierwotne pionowe wyniesie:
Pz = - γ ·h = 2,5 kN/m³ · 500 m = - 1250 kN/m² = - 125 T/m²
Zaś ciśnienie boczne poziome wyniesie:
Px = - Pz / (m-1) = - γ ·h / (m-1) [kN/m²]
Gdzie γ – gęstość utworów karbońskich,
h – głębokość,
c) teoria sklepienia ciśnień – według tej teorii ciśnienie pionowe Pz rozkłada się na boki
wyrobiska, a nad wyrobiskiem powstaje naturalne sklepienie ciśnień; ciężar skał
odprężonych (luźnych i spękanych) wypełniających sklepienie podtrzymuje obudowa;
wysokość sklepienia ciśnień zależy od szerokości wyrobiska, rodzaju skał, szybkości
wykonywanej obudowy oraz sposobu kierowania stropem; na poniższym rysunku
pokazano tworzenie się sklepienia ciśnień.
Rys. 26. Tworzenie się sklepienia ciśnień a) w zawalonym chodniku b) w wyrobisku eksploatacyjnym [6, s. 182]

37
d) ciśnienie eksploatacyjne – wynika ze sklepienia ciśnień, występuje głównie w ścianach
(na krawędzi czoła ściany), jego wielkość można regulować szybkością postępu ściany;
na poniższym rysunku pokazano ciśnienie eksploatacyjne w ścianie podsadzkowej
i zawałowej.
Rys. 27. Wielkości ciśnień przy eksploatacji ścianowej a) z podsadzką b) z zawałem stropu 1–strefa
najmniejszych ciśnień 2-strefy największych ciśnień 3-strefa ciśnień zbliżonych do ciśnienia
pierwotnego[1, s. 194].
e) ciśnienie statyczne – wynika z ciężaru odprężonych skał zawartych w naturalnym
sklepieniu. Powiększaniu się sklepienia ciśnień można zapobiegać wytrzymałą i szybko
wykonaną obudową.
f) ciśnienie dynamiczne – występuje w skałach sztywnych (zwięzłych) ma niejako cechy
nagłego uderzenia, występuje przeważnie okresowo, osiąga większe wartości niż ciśnienie
statyczne, może zniszczyć obudowę, Przy tym ciśnieniu należy stosować obudowę
podatną.
Wpływ wykonania wyrobiska na stan napięcia w górotworze
Wydrążenie wyrobiska w skałach powoduje naruszenie równowagi w górotworze. Strop
traci podparcie i wywiera dodatkowy nacisk na ociosy wyrobiska. Następuje wzrost naprężeń
pionowych δ szczególnie na ociosach wyrobiska zgodnie ze wzorem:
δmax = N2 · Pz - Px gdzie:
δ = naprężenie pionowe działające na ociosy wyrobiska,
Pz – ciśnienie pionowe pierwotne,
Px – ciśnienie boczne pierwotne,
N2 – współczynnik zależny od stosunku szerokości l wyrobiska do jego wysokości
czyli l/w.
Ponadto występują naprężenia poziome w stropie wyrobiska zgodnie z wzorem
δ = - Pz + N1 · Px gdzie:
δ = naprężenie poziome działające na ociosy wyrobiska,
Pz – ciśnienie pionowe pierwotne,
Px – ciśnienie boczne pierwotne,
N1 – współczynnik zależny od stosunku szerokości l wyrobiska do jego wysokości
czyli l/w.

38
Wartości współczynników N1 i N2 podaje następujące zestawienie:
l/w 50:1 20:1 5:1 1:1 1:1,5 1:5 1:20 1:50
N1 1,0 1,02 1,20 1,84 2,0 3,0 5,0 18,0
N2 18 5,0 3,0 1,84 1,76 1,20 1,02 1,01
Wartości współczynników N1 i N2 zależą od stosunku szerokości wyrobisk l do ich
wysokości czyli l/w.
Schemat rozkładu naprężeń pionowych w ociosach chodnika o przekroju prostokątnym
pokazano na poniższym rysunku.
Rys. 28. Wykres naprężeń pionowych w ociosach chodnika o przekroju prostokątnym [6, s. 175]
Gdy w spągu znajdują się skały plastyczne, występuje zjawisko (dla dużych powierzchni)
wyciskania spągu. które pokazano na poniższym rysunku
Rys. 29. Przykład wyciskania spągu [6,s. 185].
Obliczanie ciśnienia skał na obudowę wyrobisk
Wiadome jest, że wokół wydrążonego wyrobiska powstaje strefa odprężona (skały luźne
i spękane), której ciężar spoczywa na obudowie. Strefa ta ma kształt elipsy. Można zatem
obliczyć ciężar strefy odprężonej korzystając z wzoru:
= · [ m - 2 – (m – 1) · kr/ Pz ]

39
gdzie:
kr – wytrzymałość skały na rozciąganie,
m – odwrotność liczby Poissona,
Pz – ciśnienie pionowe,
a,b –półosie elipsy.
Przedtem należy obliczyć wysokość elipsy, jej powierzchnię oraz jej ciężar na długości 1m
wyrobiska:
F = · l · f
gdzie:
F – powierzchnia elipsy,
l – szerokość wyrobiska,
f – wysokość elipsy.
Następnie należy obliczyć ciężar warstw odprężonych o kształcie elipsy posługując się
wzorem:
Q = · γ · l ·f
gdzie:
γ – gęstość właściwa skał odprężonych. [kN/m3
] lub [T/m3
]
Charakterystyka i klasyfikacja skał stropowych i spągowych
Podział skał ze względu na zwięzłość i wytrzymałość:
a) skały kruche – mają małą zwięzłość i plastyczność,
b) skały sztywne, zwięzłe – dużej wytrzymałości,
c) skały plastyczne – mają dużą zdolność uginania się (gliny, iły, itp.).
Podział stropów ze względu na ich miejsce:
a) strop bezpośredni – opiera się na obudowie i caliźnie otaczającej wyrobisko,
b) strop zasadniczy – stanowią go warstwy leżące powyżej stropu bezpośredniego, załamuje
się znacznie później niż strop bezpośredni.
Klasy stropu:
a) klasa I – bezpośredni strop stanowią skały kruche (słabe) o grubości większej niż 5-krotna
grubość pokładu,
b) klasa II – bezpośrednio nad pokładem występują skały kruche (słabe) o grubości
mniejszej niż 5 –krotne grubość pokładu,
c) klasa III – bezpośrednio nad pokładem zalegają skały sztywne, trudno ulegają zawałom,
d) klasa IV – bezpośrednio nad pokładem zalegają skały plastyczne, zdolne do uginania się.
Klasy spągu:
a) spąg klasy I – bezpośredni spąg składa się z warstw słabych, mających skłonność do
spełzania,
b) spąg klasy II – bezpośredni spąg stanowią skały twarde, mocne,
c) spąg klasy III – bezpośredni spąg stanowią warstwy skał plastycznych, pęczniejących.

40
4.4.2. Pytające sprawdzające
1. Czym zajmuje się nauka zwana mechaniką górotworu?
2. Jakie znasz własności fizyczne i mechaniczne skał?
3. Jakie ciśnienia działają na wyrobisko korytarzowe i wybierkowe?
4. Jak klasyfikuje się stropy i spągi?
5. Jaki jest wpływ wyrobiska na zachowanie się górotworu?
6. Jakie są rodzaje ciśnień i w jakich warunkach występują?
7. Jaki jest najkorzystniejszy kształt wyrobiska?
8. Co to jest ciśnienie eksploatacyjne i jakie ma znaczenie w górnictwie?
9. Jaki jest wpływ czasu na tworzenie strefy odprężonej?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz wielkość ciśnienia statycznego na obudowę w wyrobisku korytarzowym na
głębokości 500 metrów.
1) przypomnieć sobie definicję ciśnienia statycznego,
2) wykonać rysunek elipsy dla ułatwienia obliczania wymiarów elipsy i zastosować
równanie elipsy,
3) obliczyć ciężar strefy odprężonej z wzoru:
Q = · γ · l ·f · 1m [T] gdzie:
Q – ciężar strefy odprężonej na długości 1m chodnika,
l – szerokość wyrobiska,
f – wysokość strefy odprężonej (elipsy),
γ – gęstość (ciężar właściwy) skał odprężonych
przyjmuje się dla skał płonnych gęstość γ = 2,5 T/m³ a dla węgla γ = 1,3 T/m³.
4) obliczyć obciążenie obudowy chodnika znając głębokość na której znajduje się
wyrobisko, wytrzymałość skał stropowych na rozciąganie kr , korzystając z wzoru:
= · [ m - 2 – (m – 1) · kr/ Pz] gdzie:
kr – wytrzymałość skały stropowej na rozciąganie,
m – odwrotność liczby Poissona (przeciętnie dla wszystkich skał można przyjąć m=6),
Pz - ciśnienie pionowe (pierwotne) zależne od głębokości,
a,b –półosie elipsy.
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
– przybory piśmiennicze,

41
Ćwiczenie 2
Zaprojektuj profilaktyczne rozeznania co do stanu obudowy w chodnikach
przyścianowych, po silnym odprężeniu górotworu w tym rejonie.
1) zapoznać się dokładnie ze skutkami odprężenia górotworu w rozpatrywanym rejonie,
2) zapoznać się z instrukcją oceny zagrożenia metodą otworów małośrednicowych
i wychodu zwiercin,
3) zabezpieczyć miejsca wiercenia otworów,
4) ustalić rozmieszczenie, długość i ilość otworów,
5) wywiercić otwory w ociosach wyrobisk przyścianowych,
6) zebrać zwierciny do specjalnych pojemników,
7) na podstawie wychodu zwiercin ocenić poziom zagrożeń,
8) ustalić miejsca podlegające wzmocnieniu obudowy podciągami,
9) dokonać oceny pracy.
– przybory piśmiennicze,
– literatura wskazana przez nauczyciela,
– instrukcje wykonywania otworów małośrednicowych dla badań naprężeń w górotworze,
– wiertarka, żerdzie, raczki.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować rodzaje ciśnień górotworu?  
2) określić od czego zależy wielkość i kształt sklepienia ciśnień?  
3) opisać jakie znaczenie przy drążeniu wyrobisk posiada ciśnienie
eksploatacyjne?
 
4) określić różnicę między ciśnieniem statycznym i dynamicznym?  
5) scharakteryzować klasy stropu i spągu?  
6) obliczyć ciśnienie pionowe i ciśnienie boczne?  

42
4.5. Mapy górnicze
Mapa górnicza jest to przedstawiona na płaszczyźnie metodą rzutów geometrycznych
sytuacja powierzchni, wyrobisk górniczych i sytuacja geologiczna lub przynajmniej jeden
z tych elementów.
Rodzaje map górniczych, zasady ich sporządzania i uzupełniania regulują Polskie
Normy.
Mapy górnicze są przechowywane i aktualizowane okresowo w dziale mierniczo-
geologicznym zakładu górniczego. Poszczególne działy zakładu górniczego mają na
wyposażeniu odpowiednie dla siebie mapy i dokonują na nich poprawek zgodnych z aktualną
sytuacją górniczą. Trwałe poprawki na mapach są później nanoszone przez dział mierniczo-
geologiczny kopalni. W przypadku używania map w trudnych warunkach są one chronione
przez zniszczeniem, czy uszkodzeniem za pomocą specjalnych futerałów.
Ze względu na treść mapy górnicze dzielą się na:
1) mapy powierzchni – pokazujące sytuację na powierzchni.
2) mapy wyrobisk górniczych – przedstawiające sytuację wyrobisk górniczych, elementów
geologicznych, innych elementów górniczych związanych z robotami górniczymi oraz
niekiedy również uwarunkowania powierzchniowe.
3) mapy geologiczne – pokazujące sytuację geologiczną na danym obszarze.
W każdej z tych grup wyróżniamy mapy:
1) podstawowe – sporządzane bezpośrednio na podstawie pomiarów, zwykle w skali 1:500,
1:1000 lub 1:2000; ich przykładami są:
a) dla map powierzchniowych: mapa sytuacyjno-wysokościowa,
b) dla map wyrobisk górniczych: mapa wyrobisk górniczych,
c) dla map geologicznych: mapa przekroju geologicznego, mapa profilu otworu
wiertniczego, mapa profilu wyrobisk górniczych; od 1:50 do 1:2000.
2) mapy przeglądowe – zwykle w skali 1:500, 1:1000, lub 1:2000 lub 1:5000 do 1:25000;
sporządzane na podstawie map podstawowych, najczęściej zawierające tylko wybrane
z mapy podstawowej określone elementy, zgodnie z celem sporządzenia mapy, ich
przykładami są:
a) dla map powierzchniowych: mapa sytuacyjno – wysokościowa,
b) dla map wyrobisk górniczych: mapa wyrobisk górniczych w złożu, mapa wyrobisk
górniczych poziomu wydobywczego,
c) dla map geologicznych: mapa przekroju geologicznego, mapa profilu otworu
wiertniczego, mapa profilu wyrobisk górniczych.
3) mapy specjalne – mapy w zasadzie będące kopiami map podstawowych lub
przeglądowych, wzbogacone o dodatkowe szczegóły istotne z punktu widzenia celu
sporządzenia tych map; mapy specjalne to:
a) dla map powierzchniowych: m.in. mapa obszaru górniczego, mapa terenu zakładu
górniczego, mapa dróg transportowych, mapa filarów ochronnych, mapa ewidencji
gruntów, mapa sieci energetycznych, mapa sieci wodno-kanalizacyjnej i inne,
b) dla map wyrobisk górniczych: m.in. mapa przestrzenna wyrobisk górniczych, mapa
przewietrzania (wentylacyjna), mapa oddziałowa, mapa przeciwpożarowa, mapa
transportu podziemnego, mapa odwadniania, mapa podziemnej sieci energetycznej,
c) dla map geologicznych: m.in. mapa otworów geologicznych, mapa geofizyczna, mapa
hydrogeologiczna, mapa zasobów złoża, mapa stropu lub spągu złoża i inne.

43
Charakterystyka wybranych rodzajów map, o największym znaczeniu dla kopalni
Mapa obszaru górniczego – jest to mapa powierzchni z wrysowanymi granicami
obszaru górniczego utworzonego dla wydobywania oznaczonej kopaliny, oraz granic terenu
górniczego wyznaczających zasięg wpływów eksploatacji górniczej. Oprócz wrysowanych
granic zawiera m.in. administracyjne położenie obszaru górniczego, współrzędne punktów
załamania jego granic, określenie jego powierzchni i granice sąsiednich obszarów górniczych.
Mapa oddziałowa – specjalna mapa wyrobisk górniczych, obejmująca jeden lub kilka
oddziałów wydobywczych z uwidocznieniem miejsc zagrożeń oraz urządzeń koniecznych do
prawidłowego i bezpiecznego prowadzenia robót górniczych. Jest kopią mapy podstawowej
uzupełnioną o elementy wskazujące trudności eksploatacyjne i zagrożenia górnicze. Mapę
taką powinna posiadać przy sobie każda osoba dozoru kierująca zmianą oddziału górniczego.
Osoba ta jest zobowiązana do bieżącej aktualizacji mapy oddziałowej zgodnie z bieżącym
stanem robót, odkrytymi zaburzeniami tektonicznymi czy zmianami wentylacyjnymi. Na
podstawie tej mapy sporządza się prawidłowy szkic sztygarski przesyłany do działu
mierniczo-geologicznego kopalni dla celów rejestracji zmian.
Mapa sytuacyjno-wysokościowa – podstawowa mapa powierzchniowa przedstawiająca
całość obszaru górniczego wraz z zakładem głównym kopalni. Zawiera m.in. obraz
ukształtowania terenu, usytuowanie obiektów podziemnego uzbrojenia, infrastrukturę, stan
własnościowy przedsiębiorstwa górniczego oraz granice filaru ochronnego. Mapa ta jest
uzupełniana w odstępach rocznych i przechowywana w dziale mierniczo-geologicznym
kopalni. Jest podstawą do sporządzania map przeglądowych i niektórych map specjalnych.
Mapa podstawowa wyrobisk górniczych – zwana potocznie pierworysem, powstaje
bezpośrednio na podstawie pomiarów geodezyjnych. Poza pełnymi danymi geologiczno-
górniczymi zawiera ona osnowę sytuacyjno-wysokościową z punktami poligonowymi. Mapy
te sporządza się na trwałych planszach (np. z wkładką aluminiową). Przechowuje się je
w składnicy geodezyjnej działu mierniczo-geologicznego i nie wydaje poza obrąb działu.
Uzupełniane są w odstępach kwartalnych (lub w przypadku wyrobisk o szczególnym
znaczeniu – na bieżąco).
Mapa przestrzenna wyrobisk górniczych – mapa głównych wyrobisk górniczych
przedstawiona na płaszczyźnie metodą rzutów geometrycznych. Pozwala ona na bardziej
plastyczne opisanie sytuacji górniczej nawet przy bardzo skomplikowanej budowie złoża. Jest
ona bardzo przydatna przy prowadzeniu akcji ratowniczych.
Przekrój geologiczny – pokazuje obraz warstw geologicznych. Jest ważnym elementem
dokumentacji mierniczo-geologicznej. Z przekroju geologicznego można odczytać m.in.
grubości i nachylenie pokładów, wzajemne odległości między pokładami, rodzaj skał
stropowych i spągowych, miąższość nadkładu itd.. Przekrój geologiczny wraz z mapami
pokładowymi i oddziałowymi stanowi podstawę do projektowania przekopów, komór,
otworów technologicznych. Bez niego niemożliwe jest zaprojektowanie filara ochronnego.
Przekroje przeprowadza się wzdłuż linii grupujących maksymalną liczbę informacji o złożu.
Aktualizuje się je w miarę postępu prac górniczych. Przykład przekroju geologicznego
pokazuje rysunek 20.
Mapa przewietrzania (wentylacyjna) – mapa wyrobisk górniczych z uwidocznieniem
dróg i urządzeń wentylacyjnych oraz zagrożeń gazowych i urządzeń zabezpieczających. Jest
to pochodna mapy podstawowej pokazująca szczegółowo sieć wentylacyjną kopalni. Jest
ważna przy prowadzeniu wszelkich akcji ratowniczych. Jest przechowywana u inżyniera
wentylacji i aktualizowana przez niego w ciągu 24 godzin od zaistnienia zmian rzutujących

44
na przepływ powietrza. Dział Mierniczo-geologiczny uzupełnia mapy wentylacyjne
w okresach miesięcznych (w sposób nietrwały, na podstawie odbiorów kontrolnych) i raz na
kwartał trwale tuszem.
Mapa przeciwpożarowa – mapa wyrobisk górniczych lub zwałowisk z uwidocznieniem
pól pożarowych i urządzeń zabezpieczających. Obejmuje ona roboty górnicze w jednym
pokładzie i stanowi załącznik do kopalnianego planu pogotowia przeciwpożarowego.
Powstaje ona na bazie mapy pokładowej uzupełnionej elementami związanymi
z zabezpieczeniem i profilaktyką przeciwpożarową. Jest uzupełniana co miesiąc w sposób
nietrwały (ołówek) i utrwalana co kwartał (tusz).
Profil otworu wiertniczego – powstaje w oparciu o rdzeń wiertniczy i raporty wiertaczy,
okazuje obraz warstw otworu wiertniczego. Ponadto zawiera informacje odnośnie do
interpretacji geofizycznej, głębokości zarurowania, poziomów wodonośnych, charakterystyki
oraz identyfikacji przewierconych warstw węgla itp. Przykład profilu otworu wiertniczego
pokazuje rysunek 19.
Profil szybu – mapa specjalna tworzona w okresie głębienia szybu, zawierająca
wszystkie istotne informacje na temat przebijanych warstw, napotkanych obszarów
wodonośnych i gazonośnych, rodzaju i grubości obudowy szybowej, techniki głębienia,
ewentualnego mrożenia. Ważnym uzupełnieniem profilu jest rysunek tarczy szybowej.
Poniżej przedstawiono przykłady symboli używanych na mapach górniczych.

45
Granice terenu chronionego filarem
Granica własności przedsiębiorstwa górniczego
Tor kolejowy normalny
Tor kolejowy wąski
Budynek o konstrukcji trwałej
Budynek o konstrukcji nietrwałej
Budynek o konstrukcji stalowej
Wiadukt
Warstwice
Zbiornik wodny
Przewody gazowe
Linia telefoniczna
Przewody kanalizacji
Linie wysokiego napięcia
Przewody wodociągowe
Kościół
Cmentarz
Latarnia uliczna
Las mieszany
Żywopłot
Ogrodzenie trwałe
Ogrodzenie nietrwałe
Otwór wiertniczy wiercony z powierzchni

46
Prąd powietrza zużytego wychodzącego z szybu pionowego, szybu
ślepego lub szybika
Prąd powietrza zużytego – poziomy lub wznoszący się
Prąd powietrza świeżego – poziomy lub wznoszący się
Zapora pyłowa (P – pomocnicza, G – główna)
Lutniociąg wykonany z lutni blaszanych z wentylatorem
elektrycznym ssącym powietrze zużyte
Tam ogniotrwała – pełna ciężka
Tama ogniotrwała pojedyncza z jednoskrzydłowymi drzwiami
metalowymi – zamknięta
Tama ogniotrwała pojedyncza z dwuskrzydłowymi drzwiami
metalowymi – zamknięta
Odrzwia ogniotrwałe bez drzwi
Tama klocowa pełna
Eksploatacja z zawałem stropu
Eksploatacja z podsadzką suchą pneumatyczną
Łupek ilasty
Piaskowiec
Grubość złoża z przerostami
Zbiornik wodny
Nachylenie pokładu
Kwartał i rok eksploatacji
Znak – cecha pomiarów okresowych

47
Metanomierz wyłączający
Metanomierz rejestrujący
Pociąg przeciwpożarowy
Granica obszaru górniczego
Filar ochronny
Punkt poligonowy I rzędu
Punkt poligonowy II rzędu
Punkt poligonowy III rzędu
Znak wysokościowy I rzędu
Znak wysokościowy II rzędu
Wyrobisko w obudowie stalowej
Wyrobisko w obudowie murowanej
Wyrobisko w obudowie drewnianej
Uskok przypuszczalny
Uskok stwierdzony
Krawędź eksploatacji w pokładzie niżej leżącym
Pole pożarowe w pokładzie wyżej leżącym
Rzędna spągu chodnika
Wychodnia pokładu
1. Co to jest mapa górnicza?
2. Jaki jest podział map ze względu na treść?
3. Jakie znasz mapy podstawowe?
4. Jakie znasz mapy specjalne?
5. Kto przechowuje i dokonuje bieżących zmian na mapie oddziałowej i mapie
przewietrzania?

48
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie, dostarczonej przez nauczyciela, mapy oddziałowej:
a) oceń odległość filara ochronnego od szybów,
b) odczytaj w jakim przedziale zmienia się grubość pokładu,
c) odczytaj w jakim przedziale zmienia się nachylenie pokładu,
d) znajdź uskoki,
e) określ wymiary pól eksploatacyjnych i oblicz ich powierzchnię,
f) określ jakie rodzaje obudowy zastosowano w wyrobiskach,
g) zweryfikuj istnienie podziemnych zbiorników wodnych.
1) powtórzyć wiadomości o rodzajach map górniczych,
2) przypomnieć sobie informacje na temat oznaczeń stosowanych na mapach górniczych,
3) powtórzyć informacje o obliczaniu pól powierzchni figur geometrycznych,
4) przypomnieć sobie pojęcie skali mapy,
5) zanotować w zeszycie zebrane informacje.
– mapa oddziałowa,
Ćwiczenie 2
Na podstawie mapy oddziałowej dostarczonej przez nauczyciela dla istniejącego
poziomu narysuj uproszczoną mapę oddziałową dla nowego poziomu wydobywczego,
proponując rozmieszczenia wyrobisk korytarzowych. Przyjmujemy założenia, że nowy
poziom:
− jest położony niżej o 300 m względem poziomu istniejącego,
− wypełnia całą powierzchnię mapy,
− ma grubość 2 m,
− jest nachylony pod kątem 10°,
− granice filara ochronnego dla nowego poziomu są przesunięte o 100 m względem granic
obowiązujących na istniejącym poziomie,
− nowy pokład dzielimy na 3 prostokątne pola eksploatacyjne.
1) powtórzyć wiadomości o rodzajów map górniczych,
2) przypomnieć sobie informacje na temat oznaczeń stosowanych na mapach górniczych,
3) powtórzyć informacje o obliczaniu pól powierzchni figur geometrycznych,
4) wyrysować na arkuszu papieru granice mapy o wymiarach identycznych jak na mapie
dostarczonej przez nauczyciela, dodatkowo nanieść identycznie położone szyby i granice
obszaru górniczego,

49
5) korzystając z instruktażu nauczyciela narysować na tworzonej mapie proponowane
rozmieszczenie wyrobisk korytarzowych,
6) oznaczyć podstawowe elementy na mapie odpowiednimi symbolami,
7) wyrysować nowe granice dla filara ochronnego,
8) obliczyć pole powierzchni pól eksploatacyjnych,
9) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
– Poradnik dla ucznia
– mapa oddziałowa,
– arkusz papieru,
– przybory rysunkowe o zróżnicowanej kolorystyce,
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) dokonać podziału map ze względu na treść?  
2) wymienić najczęściej używane mapy podstawowe i przeglądowe?  
3) podać przykłady map specjalnych dla map powierzchniowych?  
4) podać przykłady map specjalnych dla map wyrobisk górniczych?  
5) podać przykłady map specjalnych dla map geologicznych?  
6) odczytać mapy górnicze?  
7) dokonać podstawowe zmiany na mapach górniczych?  

50
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję zanim zaczniesz rozwiązywać zadania.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Test składa się z 20 zadań dotyczących elementów i układów cyfrowych. Zadania od nr 1
do nr 15 są z poziomu podstawowego. Zadania od nr 16 do nr 20 są z poziomu
ponadpodstawowego.
4. Zadania zawierają cztery odpowiedzi, z których tylko jedna jest poprawna. Wybraną
odpowiedź zakreśl znakiem X.
5. Jeśli uznasz, że pomyliłeś się i wybrałeś nieprawidłową odpowiedź, to otocz ją kółkiem,
a prawidłową odpowiedź zaznacz znakiem X.
6. Dodatkowe obliczenia wykonaj na drugiej stronie karty odpowiedzi.
7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
8. Jeśli jakieś zadanie sprawi Ci trudność, rozwiąż inne i ponownie spróbuj rozwiązać
trudniejsze.
9. Przed wykonaniem każdego zadania przeczytaj bardzo uważnie polecenie.
10. Odpowiedzi udzielaj tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
11. Na rozwiązanie wszystkich zadań masz 60 minut.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia
− instrukcja,
− zestaw zadań testowych,
− karta odpowiedzi.

51
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Złoża węgla brunatnego występują głównie
a) w północnej części Polski.
b) w zachodniej części Polski.
c) we wschodniej części Polski.
d) w południowo-zachodniej części Polski.
2. Złoża pokładowe zalicza się do złóż
a) prawidłowych (foremnych).
b) okruchowych.
c) gniazdowych.
d) soczewkowych.
3. Złoża soli zalicza się do osadów
a) mechanicznych.
b) chemicznych.
c) organicznych.
d) metamorficznych.
4. Główne nośniki energetyczne w Polsce to
a) gaz ziemny.
b) węgiel brunatny.
c) ropa naftowa.
d) węgiel kamienny.
5. Temperatura w jądrze Ziemi wynosi
a) 2000°C.
b) 5000°C.
c) 500°C.
d) 1000°C.
6. Niwelacja wyrobisk korytarzowych wyraża się
a) w stopniach.
b) w procentach.
c) w promilach.
d) w gradusach.
7. Największa planeta układu słonecznego to w
a) Saturn.
b) Jowisz.
c) Uran.
d) Wenus.

52
8. Skały osadowe powstały głównie
a) w środowisku morskim.
b) w głębi skorupy ziemskiej.
c) w środowisku lądowo – morskim.
d) na lądzie.
9. Urabialność skał zależy głównie od
a) zwięzłości.
b) twardości.
c) plastyczności.
d) uwarstwienia.
10. Ciśnienie w górotworze zależy od
a) sposobu drążenia wyrobisk.
b) głębokości.
c) rodzaju skał.
d) deformacji w zaleganiu złóż.
11. Podstawowe rudy żelaza to
a) pierwiastki.
b) siarczki.
c) tlenki i wodorotlenki.
d) węglany.
12. Osady organiczne powstałe w środowisku morskim to
a) wapienie.
b) chlorowce.
c) piaskowce.
d) siarczki.
13. Wielkość stopnia geotermicznego wyraża się w
a) stopniach.
b) metrach na 1°C.
c) stopniach na 1 metr.
d) procentach.
14. Ruda żelaza magnetyt zawiera powyżej
a) 70% żelaza.
b) 30% żelaza.
c) 60% żelaza.
d) 50% żelaza.
15. Sole, gips i dolomit zalicza się do osadów
a) organicznych.
b) chemicznych.
c) mechanicznych.
d) metamorficznych.

53
16. Wielkość ciśnienia dynamicznego zależy od
a) głębokości.
b) własności mechanicznych skał.
c) rodzaju obudowy.
d) rodzaju wyrobiska.
17. Najmłodszy z węgli to
a) węgiel brunatny.
b) torf.
c) węgiel kamienny.
d) antracyt.
18. Największą wytrzymałością skał jest wytrzymałość na
a) rozciąganie.
b) ściskanie.
c) zginanie.
d) skręcanie.
19. Minerały powstałe w wyniku metamorfizmu kontaktowego to
a) złoża rud żelaza, cynkowo – ołowiowe i miedzi.
b) skały magmowe wylewne.
c) skały magmowe głębinowe.
d) skały pochodzenia wulkanicznego.
20. Wielkość sklepienia ciśnień w drążonym chodniku zależy od
a) rodzaju skał otaczających wyrobisko.
b) rodzaju obudowy.
c) szybkości wykonania obudowy.
d) sposobu urabiania.

54
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ..............................................................................................................
Rozpoznawanie i udostępnianie złóż
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr
zadania
Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:

55
6. LITERATURA
1. Bielewicz T., Prus B., Honysz J.: Górnictwo część I. Śląskie Wydawnictwo Techniczne,
Katowice 1993
2. Bielewicz T., Prus B., Honysz J.: Górnictwo część II. Śląskie Wydawnictwo Techniczne,
Katowice 1993
3. Chudek M., Wilczyński S., Żyliński R.: Podstawy górnictwa. Wydawnictwo Śląsk,
Katowice 1979
4. Chudek M.: Obudowa wyrobisk górniczych. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1975
5. Kostrz J., Pogoda W.: Górnictwo część II. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1970
6. Nowak K.: Górnictwo część I. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1970
7. Przepisy wykonawcze do prawa geologicznego i górniczego
8. Rajnich R., Siembab J., Sosna A.,: Mapy górnicze. Atlas cz.2, Wydawnictwo Śląsk,
Katowice 1988
9. Warachim W., Maciejczyk J.: Ścianowe kombajny węglowe. Wydawnictwo Śląsk,
Katowice 1992
10. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej: Seria Górnictwo. Gliwice

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.01_u

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (11)

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.01_u

Similar to Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.01_u (20)

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.01_u