Górnictwo ogólne - wykłady.doc

03.10.2005

GÓRNICTWO OGÓLNE – wykład 1

GÓRNICTWO NOWOCZESNE – jest to ekonomicznie efektywnie wydobywanie kopalin użytecznych (surowców mineralnych), po uprzednim, właściwym rozpoznaniu geologicznym, przy czym wydobywanie to odbywa się za pomocą nowoczesnych, energooszczędnych i niezawodnych maszyn, z zachowaniem wszelkich wymogów bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Górnictwo jest podstawową gałęzią wiedzy i przemysłu. Gdyby nie było górnictwa nie byłby możliwy rozwój cywilizacji. Zajmuj się on bowiem wydobywaniem nowoczesnych kopalin użytecznych mających zastosowanie w gospodarce.

KOPALINA UŻYTECZNA – ma zastosowanie w gospodarce. Kopaliną użyteczną jest np. węgiel kamienny, który wydobywamy od średniowiecza, ponieważ wcześniej ludzie nie posiadali maszyn do ich wydobycia, jak również pierwiastki jądrowe. W epoce kamienia łupanego do wszelkich prac był używany krzemień, którego dzisiaj już się nie stosuje i nie wydobywa).

Podział kopalin użytecznych

1)     surowce energetyczne: węgiel kamienny, brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, uran

2)     rudy metali: rudy miedzi, cynku i ołowiu, żelaza

3)     surowce chemiczne: sole kamienne, potasowe, siarka, bary

4)     surowce skalne: dla potrzeb budownictwa do budowy dróg, autostrad wykorzystuje się:  a.) surowce pospolite to np. piaski, żwiry, z nich wytwarza się beton  b.) wapienie i dolomity służą do wytwarzania cementu

Górnictwo jest najważniejszą gałęzią przemysłu. Jest tzw. kołem zamachowym gospodarki. Bez niego nie ma energii, nie ma elektryki. Górnictwo umożliwiło rozwój wszelkich gałęzi gospodarki.

Aby na danym terenie mógł pracować górnik, który wydobywa np. węgiel kamienny należy najpierw teren poddać badaniu przez geologa, który rozpoznaje złoża i stwierdza, czy w złożu jest wiele elementów wyrobiskowych. Jeśli uzna, że tak to pierw przygotowuje się ten teren, a dopiero potem go eksploatuje.

Z punktu widzenia technologii górnictwo dzieli się na:

a.      odkrywkowe jest możliwe wtedy gdy kopaliny użyteczne są pokryte przez skały nie użyteczne. Odkrywkowo wydobywa się: węgiel brunatny, surowce skalne, siarkę

b.      podziemne jest to wydobywanie złóż z pod powierzchni ziemi. Metodą podziemną wydobywany jest: węgiel kamienny, rudy metali, sól kamienna i potasowa

c.      otworowe ropa naftowa, gaz ziemny, siarka, wody mineralne

Polska w skali Europy należy do krajów zasobnych w surowce mineralne:

-surowce energetyczne, do których należy zaliczyć: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropę naftowa, gaz ziemny

-surowce metaliczne, których dość duże złoża znajdują się w Polsce i należy do nich zaliczyć: rudy miedzi, rudy cynku i ołowiu

Kopaliny użyteczne w Polsce występują:

·          węgiel kamienny – około 65 mld t wydobywane jest gł. w trzech Zagłębiach: Dolnośląskim, Górnośląskim (już nieczynne kopalnie) i Lubelskim (jedna czynna kopalnia Bohdanka). Szacuje się, że przy obecnej eksploatacji wystarczy go na 500 lat

·          węgiel brunatny – około 14 mld t wydobywane są w rejonie: Konina, Tuliszkowa, Bełchatowa - Kopalnia Bełchatów. Szacuje się, że zasoby wystarczą na około 210 lat

·          ropa naftowa – udokumentowane i zarazem zagospodarowane złoża zawierają nie więcej  niż 5 mln ton, obecnie główne złoża występują w okolicach: Podkarpacia, Karlina, Krosna Odrzańskiego. Gdyż w Zagłębiu Krosno-Jasło-Gorlice wydobywa się niewielkie ilości rozpoczęto poszukiwania ropy naftowej w zachodniej części Niżu Polskiego i w Pd części morza Bałtyckiego, gdzie zainstalowano już urządzenia wiertnicze na platformie wydobywczej. Wydobycie ropy naftowej rośnie. 1/3 wydobywamy sami. Wydobycie z 2004 do 2005 wzrosło prawie trzykrotnie.

·          gaz ziemny – 155 tyś hm z czego większość została zagospodarowana. Wydobycie gazu ziemnego rośnie.

·          rudy miedzi – 3,4 mld t eksploatowane na obszarze między Lublinem i Głogowem, które wystarcza na około 125 lat. Przy jej wydobyciu widoczny jest postęp technologiczny.

·          rudy cynku i ołowiu – 0,2 mld t zlokalizowane w Górnośląskim Okręgu Przemysłowym (kopalnie w Bukownie, Katowicach), które wystarczą na 50 lat

·          złoża żelaza – występują w niewielkich ilościach, m.in. w Suwałkach

·          złoża siarki – zaliczane są do najbogatszych na świecie, 0,9 mld t zlokalizowane w rejonie: Tarnobrzega, Jeziórka, Grzybowa, które wystarcza na około 450 lat.

·          sól kamienna – w okresie średniowiecza sól kamienna była drugim co do ważności surowcem. Solone były mięsa, by nie uległy zepsuciu. Była ona najdroższym surowcem – nawet na wagę złota. Wydobywana jest w  Wieliczce, Bochni, Rybniku, Kłodawie i Inowrocławiu. Przy obecnej eksploatacji wystarczy jej na około 2300  lat.

·          uran – wydobywa się w rejonie Dolny Śląsk

Z surowców skalnych Polska posiada bogate złoża:

·          wapieni i dolomitów – występują głównie na Wyż. Lubelskiej (Chełm Rejowiec), Wyż. Kielecko-Sandomierskiej (Gacki, Sitkówka-Nowiny, Wiśniówka, Wierzbica, Morawica), Wyż. Krakowsko-Częstochowskiej, Kujawy, w rejonie Opola.

·          kredy – występuje ona na Wyż. Lubelskiej i Kielecko-Sandomierskiej

·          gips i anhydryt występują w Nieckiej Nidziańskiej

·          kadlina i glinka ceramiczna występują w rejonie Strzegomia (Sudety) i Strzelina (Przedgórze Sudeckie)

·          granit występuje w Strzelinie, Strzegomie i Szklarskiej Porębie

·          sjenit wydobywamy w Niemczy

·          bazalt znajduje się w Lubaniu

·          porfiry i diabazy występują w Krzeszowicach koło Krakowa

Eksploatacja rud metali jest trudna. Powyżej 2000 m szyby muszą być łamane, gdyż pod wpływem ciężaru mogą ulec zawaleniu.

Polska jest oparta o bazę węgla kamiennego, stosuje się u nas bowiem w 2 % energię odnawialną (słoneczną, elektrownie wodne, energię wiatrową), a w 98 % energię z węgla.

Wydobycie w. kamiennego delikatnie wzrasta, a w. brunatnego widoczny jest wzrost nawet stały. Wydobycie kamieni drogowych i budowlanych wzrasta. Pezwiduje się wzrost nawet 7-mnio krotny i będzie wynosić 4 mln ton.

10.10.2005

GÓRNICTWO OGÓLNE – wykład 2

CHODNIK – wyrobisko górnicze, korytarzowe, poziome lub nachylone do 5° posiada dowolną długość i mały przekrój poprzeczny w stosunku do jej długości. W przypadku kopalni węgla wyrobisko to jest drążone w pokładzie czyli złożu.

CHODNIK PODSTAWOWY – główny chodnik transportowy na danym poziomie. Prowadzony jest za zwyczaj po rozciągłości pokładu i stanowiący dolną granicę poziomu wydobywczego.

KOPALINA UŻYTECZNA – to taka kopalina, która ma zastosowanie w gosp. Przy czym może być wykorzystywana w gospodarce w sposób nieprzetworzony (w postaci nieprzetworzonej występuje w przyrodzie np. złoto rodzime, ruda miedzi i można wzbogacić ta otrzymaną miedź metaliczną), bądź jako produkt otrzymany w wyniku procesów przeróbczych. W procesach tych oddziela się nieprzydatne składniki (odpady) od właściwej skały (koncentrat).

KOPALNIA – przedsiębiorstwo przemysłowe powołane w celu  pozyskania ze złóż (lub ze zwałów) i odpadów kopaliny użytecznej. Kopalnie mogą prowadzić również uszlachetnianie lub przeróbkę kopaliny. Kopalnia, która chce wydobywać musi posiadać koncesję na dany teren do wydobywania na określony ściśle okres czasu.

POCHYLNIA - nachylone wyrobisko korytarzowe, łączące dwa chodniki na różnych poziomach, drążone po wzniosie, a zatem w trakcie drążenia urobek transportowany jest na chodnik dolny.

POKŁAD – forma złoża przeważnie osadowego o stosunkowo niewielkiej grubości, ograniczona dwoma w przybliżeniu równoległymi płaszczyznami: od góry płaszczyzną stropu a od dołu spągu.

PRZECZNICA - korytarzowe wyrobisko udostępniające, w przybliżeniu poziome, przebiegające prostopadle do generalnego kierunku rozciągłości warstw, wykonane oczywiście w skale płonnej.

PRZECZNICA POLOWA - przecznica prowadzona z przekopu kierunkowego służąca udostępnieniu danego pola pokładu. Stanowi ona główną drogę transportową dla tego pola.

PRZEKOP KIERUNKOWY (GŁÓWNY) - główny przekop na danym poziomie, prowadzony w skale płonnej, o kierunku zgodnym z rozciągłością warstw, w celu udostępnienia z niego złoża przecznicami polowymi.

ROBOTY GÓRNICZE – urabianie skał oraz ich transport, a także inne czynności dokonywane w celu wykonania wyrobiska górniczego.

ROZCIĄGŁOŚĆ - kierunek linii przecięcia nachylonego pokładu, warstwy lub żyły z płaszczyzn poziomą.

SKAŁA – utwór geologiczny w postaci naturalnego skupienia minerałów w jednakowych lub niejednakowych pod względem pochodzenia i składu chem., które mogą pozostawać ze sobą spojone lub wyst. w stanie luźnym.

Skałą jest więc zarówno piasek, jak też granit.

ZE WZGLĘDU NA WARUNKI TWORZENIA SIĘ SKAŁY DZIELI SIĘ NA:

-magmowe powstają, gdy gorąca, roztopiona magma z głębi ziemi stygnie i zespala się.

-osadowe powstały często w korytach rzek lub na dnie mórz w wyniku osadzania się (sedymentacji) minerałów lub skał (także przeniesionych z innych rejonów i uprzednio podległych rozdrobnieniu), a następnie scementowanych. Często tworzą one wyraźne warstwy.

-metamorficzne to skaly magmowe lub osadowe, które uległy przeobrażeniu pod wpływem ciśnienia i temperatury.

SKAŁA PŁONNA – skała zalegająca w otoczeniu kopaliny użytecznej, nie mająca zastosowania gospodarczego.

SZCZELINA USKOKOWA – wolna przestrzeń między dwoma skrzydłami.

SZYB - wyrobisko korytarzowe, udostępniające, pionowe, rzadziej nachylone powyżej 45° (wtedy często drążone w pokładzie o tym samym co szyb nachyleniu), o przekroju większym niż 9 m2. Szyb łączy powierzchnię ziemi z wyrobiskami tzw. podszybia poprzez wloty szybowe. Szyby w zależności od funkcji posiadają swe nazwy (zjazdowy - zjazd ludzi, wyciągowy - transport urobku, materiałowy - transport materiałów do kopalni, wentylacyjny - przewietrzanie kopalni, podsadzkowy - dostarczanie podsadzki). Stanowi główną arterię komunikacyjną w kopalni, spełnia przy tym wymienione wyżej

funkcje. Ponadto za pomocą odpowiednich instalacji dostarcza się nim energię, odprowadza wodę itp.

UPAD - kierunek zapadania pokładu lub warstwy względem określonego poziomu. Kierunek przeciwny nazywamy wzniosem. Kierunek upadu jest prostopadły do kierunku rozciągłości.

UPADOWA - nachylone wyrobisko korytarzowe drążone w pokładzie, łączące chodniki na różnych poziomach, drążone po upadzie, w którym transport urobku w trakcie drążenia odbywa się na wyższy poziom transportowy.

URABIANIE SKAŁ - oddzielanie skały od tzw. calizny (bloku) za pomocą sposobów:

-mechanicznych przy urzyciu maszyn,

-ręcznych przy użyciu takich narzędzi, jak kilof, młotek itp.

-techniki strzałkowej czyli wykorzystywanie materiału wybuchowego

USKOK - zaburzenie tektoniczne w pierwotnym ułożeniu warstw polegające na przerwaniu ich ciągłości i przemieszczeniu względem siebie. Odległość, na jaką skały zostały przesunięte, nazywa się wysokością zrzutu uskoku, a płaszczyzna, po której odbywał się ruch, nazywa się płaszczyzną uskoku.

WĘGIEL KAMIENNY - skała osadowa. Powstał przed milionami lat na terenach zajętych przez bagniste lasy. Części roślinne przykryte zostały kolejnymi osadami, których ciężar wyciskał wodę i powodował zagęszczenie masy. W ten sposób powstał torf, w którym są widoczne składniki roślinne: korzenie, łodygi roślin i łupiny nasion. Torf po osuszeniu (zawiera on ok. 90% wody) nadaje się na opał. Dalsze sprasowanie powodowało przemianę torfu w węgiel brunatny (zawiera ok. 50% wody). Węgiel kamienny powstał przez dalsze działanie ciśnienia na węgiel brunatny. Posiada on większą twardość i kruchość, ma dużą zawartość pierwiastka C. Zalega w formie pokładów.

WYROBISKO GÓRNICZE - przestrzeń wybrana (usunięta) w górotworze.

1. Przyjmując za kryterium stosunek przekroju poprzecznego wyrobiska do jego długości wyróżniamy wyrobiska:

-korytarzowe o małym przekroju w stosunku do długości,

-komorowe o dużym przekroju w stosunku do długości.

2. Stosując kryterium związane z funkcją wyróżniamy wyrobiska:

-poszukiwawcze prowadzone w celu zlokalizowania złoża i poznania budowy górotworu,

-udostępniające łączące złoże z powierzchnią terenu,

-przygotowawcze służące przygotowaniu złoża do eksploatacji,

-eksploatacyjne którymi prowadzi się eksploatację złoża,

-specjalne mają przeznaczenie pomocnicze np. komory.

ZŁOŻE - naturalne nagromadzenie w skorupie ziemskiej na pewnym obszarze określonego rodzaju skał.

ZŁOŻE KOPALINY UŻYTECZNEJ - naturalne nagromadzenie w skorupie ziemskiej kopaliny użytecznej. Złoża te występują w dwóch rodzajach form: regularnych i nieregularnych. Do form regularnych zalicza się: pokłady, żyły pokładowe. Do nieregularnych zalicza się: gniazda, pnie, soczewy i soczewki, żyły i impregnacje.

FORMY ZŁOŻA:

-REGULARNE: pokład (ma duże rozmiary około 24 m), Żyła pokładowa (wypełnia szczeliny w skałach)

-NIEREGULARNE:

   pnie,       soczewka,       gniazdo,     impregnacja

PRACE POSZUKIWAŃ KOPALIN UŻYTECZNYCH DZIELI SIĘ NA:

1.) Poszukiwania zawiadowcze prowadzi się na terenach zbadanych bądź mało zbadanych pod względem geologicznym. Mają one na celu ogólne zbadanie terenu, poznanie jego budowy geologicznej, stwierdzenie jakie kopaliny użyteczne występują lub mogą występować w danym terenie. Poszukiwania zawiadowcze nie dotyczą jednej określonej kopaliny, lecz wszystkich kopalin mających wartość użyteczną dla gospodarki narodowej. Ostatecznym ich rezultatem są szczegółowe mapy geologiczne

2.) Badania rozpoznawcze stanowią w pewnym sensie kontynuację poszukiwań zwiadowczych, SA jednak bardziej szczegółowe. Odnoszą się przeważnie do ograniczono wycinka terenu wytypowanego w wyniku poszukiwań zwiadowczych i zmierzają do poznania i udokumentowania złóż.

ZADASY POSZUKIWANIA ZŁÓŻ:

Naturalne odsłonięcie warstw skalnych na zboczach dolnych, występują w rejonie gór, rzek, itd.

Dużym ułatwieniem w poszukiwaniu badań geologicznych są odsłonięcia w terenie:

-naturalne występujące na zboczach dolin rzek, w wąwozach itp.

-sztuczne w wykopach tras drogowych, kolejowych, tuneli itp.

W terenach górskich cennych wskazówek mogą dostarczać odłamki minerałów użytecznych znajdowane na zboczach gór, w łożyskach rzek, strumieni itd. Odłamki te w wyniku obsuwania się albo unoszenia przed wodę znajdowane są często na znacznej odległości od złoża, z którego pochodzą. Stan zachowania i kształt okruchów informuje pośrednio o długości drogi transportu. Okruchy o pstrych krawędziach wskazują na nieda...