Voorbereiding naar homepage

1.Begripsbepaling

Voorbereiding is het rijp maken van een ontsloten laag voor winning.

Ontsluiting is het zichtbaar maken van een laag door aanleg van toegangswegen in het gebergte (schacht, steengang en opbraak)

De voorbereiding omvat dus alle mijnbouwkundige wereken in de laag totdat de ontginning definitief begint.

2. Taak van de kolenmijnbouw.

De Nederlandse kolenmijnbouw ziet zich als taak gesteld:

a. de kolenvoorraden zo effectief mogelijk te ontginnen.

b. een zo hoog mogelijke en constante productie na te streven.

c. blijvende werkgelegenheid te scheppen in veilige werkplaatsen.

d. de kostprijs zo laag mogelijk te houden door de bedrijven technisch en organisatorisch te vervolmaken.

Alle mijnbouwkundige werkzaamheden, vooral de winning, maar ook de voorbereiding, worden gekenmerkt onder andere door:

a. de omgang met mensen (bereidheid, vakmanschap, veiligheid en organisatie).

b. de beheersing van de gesteente-druk (prestatie, veiligheid en ontginbaarheid).

c. De ventilatie.

e. het transporteren vann het massa-product.

3. Werkzaamheden in de laag.

a. Voorbereiding

Het uitzetten vanuit een opbraak of steengang

Het drijven van galerijen (grond-, tussen-en bandgalerijen) inclusief de aanleg van machinekamers en dergelijken.

Het drijven van doortochten (voor toekomstige pijlers, voor luchtverversing of transport).

Het bedrijfsklaar maken van galerijen en doortochten tot het begin van de winning.

b. winning

Het aantrekken van pijlers en de daaropvolgende productie.

c. Liquidatie:

Het trekken of roven van pijlers doortochten en galerijen.

4. De gesteentedruk.

De beheersing van de gesteentedruk betekent onvermijdelijke versterking van het evenwicht van het gebergte ten gevolge van het maken van gangen, zo spoedig mogelijk tot de instelling van een nieuw evenwicht te leiden. De daarbij optredende zakking van het dak en de eventuele opwelving van de vloer dienen door passende methoden binnen de perken te worden gehouden. Dit kan slechts geschieden met natuurlijke middelen.

Wij moeten er voor zorgen, dat het gebergte zich zelf draagt en dus een nieuwe evenwichtstoestand verkrijgt .

De keuze en de hantering van een ondersteuning is niet slechts in de pijler, doch evenzeer in de voorbereiding van ingrijpende betekenis voor een spoedig herstel van het evenwicht. De methoden ter beheersing van het dak en vloer zijn voor een pijler en in de voorbereiding principieel verschillend.

Pijler: snel-dragende, doch uiteindelijk meegevend ondersteuning (breukpijler)’.

Voorbereiding: “niet-dragende” doch beschermde en steeds meegevende ondersteuning. Het gesteente zal op de zijwanden van een galerij of doortocht moeten dragen (steunwanden).

De keuze van de ondersteuning , het zetten van deze ondersteuning en vooral het volgen in de praktijk van de ondersteuning (voldoende meegevendheid) zijn bepalend voor het transport van kolen, stenen en materiaal, voor de veiligheid en de ventilatie voor zo gunstig mogelijke nuttige werktijden, voor de vooruitgangsnelheid en het onderhoud van de galerij en daarmede voor het effectief lopen van de pijler.

De keuzew van de ondersteuning in de voorbereiding en het ondersteund daarvan vraagt inzicht in de structuur van het gesteente, kennis van de bewegingsverschijnselen en systematische toepassing van de grondbeginselen en richtlijnen. Deze zijn grotendeels gebaseerd op de ervaring en gebruik van het gezond verstand.

1. Bergdruk op mijnbouwkundige diepte. (dekterrein bijvoorbeeld 250 meter en carboon van 250 tot 700 meter in dit voorbeeld)

In het maagdelijk gebergte hebben wij met een oorspronkelijke gebergtedruk rekening te houden ter grootte van het gewicht aan gesteenten tussen het maaiveld en de diepte , waarop wij ons denken te gaan bevinden.

Wij berekenen hiertoe de inhoud van de verticale kolom met een doorsende van 1 m^2. . Stellen wij voor het gesteente in het dekterrein het soortelijk gewicht s.g. = 2,0 dan weegt de 250 meters lange , inhoud 250 m^3, dus 250 x2,0 = 500 ton. De daaronder aanwezige 450 m Carboon-gesteente (s.g. =2,5) weegt dus 450 x2,5 = 1125 ton. Op elke m² grondvlak op de 700 meterverdieping drukt een last van 500 + 1125 = 1625 ton per m². Per cm² grondvlak op de 700 meter is het gewicht aan gesteente dus 162,5 kg.

Een last van 1 kg per wordt druk genoemd en in de natuurkunde ook als 1 atmosfeer aangeduid.

De gesteentedruk op de 700 meterverdieping bedraagt dus 162,5 kg/cm^2. Of 162,5 atmosferen. Wanneer wij nu de de dikwandige apparaten en leidingen beschouwen, die voor hoge-druk persluchtvoorziening voor ondergrondse locomotieven (175 tot 200 atm) nodig zijn , dan is duidelijk , dat onze eenvoudige ondersteuningen zulke gebergtedukken niet kunnen verdragen. Deze gebergtedruk moet dus op een andere wijze worden opgevangen.

2.Concentratie van gebergtedruk tengevolge van mijngang.

Wanneer wij het gewicht van elke gesteentekolom voorstellen door een verticale lijn , gaan de door het zwaartepunt van de horizontale doorsnede (1 cm²), gennaamd de druklijn dan ontstaat in elk verticaal profiel een gordijn waarvan de plooien als druk lijn kunnen fungeren.

Wordt er een mijngang gedreven dan wijken de druklijnen uit en plooien zich aan weerszijden van de mijngang dichter bij elkaar: op enige afstand van de gang zijn die weer onberoerd.

Plooien bijvoorbeeld 4 drukijnen samen op een vierkante centimeter dan is de druk die ontstaat bij het drijven van een gang 4 maal 162, = 650 kg/cm^2.

Deze drukconcentratie kunnen wij in een grafiek voorstellen (Zie tekening druk) Wij zien dat, de druk geleidelijk toe neemt, naarmate wij de steengang naderen. (Deze druk wordt theoretisch enorm groot nabij de omtrek van de mijngang.)

Deze eigenschap van het gebergte de oorspronkelijke druk op de plaats van de mijngang te verspreiden en met behulp van de drukconcentratie in de omgeving van de gang op te nemen, noemen wij het draagvermogen van het gebergte. Het gebergte draagt zichzelf, zodra een mijngang wordt gemaakt. Dit is het wonder van de mijnbouw, want op de plaats van de mijngang is de druk voortaan nul. Op deze wijze kunnen wij verljwm

klaren waarom wij kunnen werken met zulke eenvoudige ondersteuningsmiddelen. Deze dienen alleen op het weinig samenhangende gesteente boven en (onder) de gang de zogenaamde zône van Trompeter op te vangen.

Grafiek

3. Het gesteente in de mijn is opgebouwd uit nauw aaneensluitende blokken wegens talloze zichtbare en onzichtbare splijtvlakken. Deze blokken hebben geen onderling loodrecht maar schuine wanden. Een muur van dede zône ze gesteenteblokken zal niet reageren wanneer twee blokken worden weggenomen. Worden meerdere blokken uit de zelfde laag weggenomen , dan treedt doorhanging van de daarboven liggende laag op en tenslotte zal het verband in het gesteente worden verbroken. Een zigzag-gewelf zal nu uiteindelijk ontstaan

Gewelfvorming is een uiting van natuurlijk evenwicht, waaruit het draagvermogen van het gesteente blijkt. De druklijn-concentratie bij het maken van een mijngang benadert de gewelfslijn. Binnen het gewelf hangen samenhangende gesteenten waartegen wij ons moeten beschermen, dit is de zône van Trompeter.

4.Gebergtebeweging.

Rondom de mijngang en de zône van Trompeter bestaat drukconcentratie, dus hoge druk . In de mijngang en de zône van Trompeter is de druk nul. Wij herinneren, dat water, lucht en blaastenen in beweging komen indien er drukverschil bestaat. De beweging geschiedt van de plaats met hoge druk naar die met lage druk, wanneer het aanwezige drukverschil de bij de beweging ontstane wrijvingsweerstand kan overwinnen. Dit proces vindt ook in het gesteente plaats: het gesteente rondom de mijngang heeft de neiging naar de holruimte toe te bewegen. Dit is in grote lijnen het beginsel van de “gang van de kool” in de pijler, waarbij in de nog te ontkolen panden drukconcentratie bestaat.. Alles hangt af van de aard van de gesteenten. In de voorbereiding (doortocten, galerijen) en ook in het steenwerk moeten wij het in beweging geraken van het gesteente zoveel mogelijk trachten te voorkomen en wel door het daarheen te leiden, dat het gesteente zichzelf zo goed en zo effectief mogelijk draagt.

De beheersing van het gesteente in e pijlers en in de galerijen en de doortochten berust dientengevolge op principieel verschillende of misschien juister, tegengestelde grondslagen.