Dějiny dolování uhlí na Kladensku

Důl Slaný

Slaný

Tohle se psalo kdysi

Převzato z časopisu Uhlí č. 10 / 1982 - Ing. Michal Gaďo, ULB Báňské projekty Bratislava: Výstavba dolu Slaný

Na základě vládního usnesení č. 227 ze dne 24. srpna 1972 o koncepci rozvoje těžby uhí z jednotlivých revírů se uskutečnilo též přehodnocení názorů na další rozvoj podniků koncernu Kamenouhelné doly Kladno. Jednou z možných rozvojových oblastí se ukazuje využití slánského ložiska. Vyhledávacím a předběžným průzkumem realizovaným vrty z povrchu, byly ve spodním šedém souvrství v hloubce 900 až 1300 m zjištěny tři uhelné sloje kvalitního černého uhlí.

Technickoekonomickou studií vypracovanou v témže roce bylo prokázáno, že ložisko může být průmyslově využíváno s roční těžbou až 2,4 miliony tun uhlí v odbytové těžbě. Studie též zdůrazňovala, že pro projektování otvírky tohoto ložiska, vzhledem na složité úložné, tektonické, hydrogeologické a plynové poměry, je potřeba získat o ložisku hlubší poznatky. To se děje uskutečněním etapy podrobného průzkumu báňskými díly. V roce 1975 (16. prosince) se usneslo předsednictvo vlády na pokynu, aby důlní díla v ložisku Slaný byla uskutečněna v definitivních profilech pro využití v následné investiční výstavbě a tudíž i v provozu budoucího důlního díla Slaný. Tato etapa začala roku 1979 a dne 12. května téhož roku byla zahájena výstavba Dolu Slaný vedením koncernu v čele s generálním ředitelem ing. Jiřím Štěpánem, představiteli ministerstva paliv a zástupci stranických krajských a okresních orgánů.

Báňsko-technické podmínky otvírky a dobývání lze odvodit z poznatků o ložisku Slaný. Předmětem otvírky a exploatace na tomto ložisku jsou sloje radnických vrstev, uložené v hloubce 900 až 1300 m pod povrchem. Mocnost uhelných slojí se pohybuje od 0,8 do 5,5 m. Sloje se ve střední části ložiska štěpí do dvou a více lávek s meziložím 0,5 až 25 m.

Nyní se dostáváme k velice důležitému údaji: 83 % zásob tvoří uhlí koksovatelné, 9 % uhlí s koksovacími vlastnostmi, ale s vyšším obsahem popela a 8 % tvoží uhlí energetické.

Uhelné sloje jsou v podstatě ploše uložené, úklon slojí se pohybuje od 5 do 10 stupňů, generální sklon ložiska je k severovýchodu. Ložisko je tektonickými poruchami směru VSV - ZJZ a SSZ - JJV o výšce skoku 10 až 110 m rozdělené do samostatných ker. Tektonika způsobuje kaskádovitou, kernatou stavbu ložiska, a to je jedním ze zásadních vlivů, které ovlivnily návrh způsobu otvírky ložiska.

Plošný rozsah otvírané části ložiska je značný. Ve směru východ - západ 10 km a ve směru sever - jih 5 km. V nadloží slojí radnických vrstev se nacházejí hlavní vodonosné vrstvy mirošovských slepenců. Vody jsou silně mineralizované, sycené plynem.

Tektonické poruchy jsou propustné, mohou propojit uhelné sloje se zvodněným horizontem v nadloží. Ale na základě předběžného hodnocení geologicko - strukturních, plynových a geomechanických podmínek ložiska se nevylučuje možnost vzniku anomálních geomechanických a plynodynamických jevů, jako horské otřesy, závaly a průtrže plynů a uhlí.

Průměrná teplota horniny v hloubce 1000 m je 36,5 stupňů C, v hloubce 1260 m je 43 stupňů C. Uhlí radnických slojí je středně až značně náchylné k samovznícení.

Podle vypracované prognózy je možno očekávat při vytěžení ložiska plynodajnost 15 až 18 metrů krychlových na tunu a den.

Z hodnocení geologických, hydrogeologických, plynových a teplotních poměrů ložiska, jakož i z hloubky uhelných slojí vyplývá, že otvírka ložiska se bude uskutečňovat ve velmi složitých podmínkách a rizika výstavbyn jsou veliká. Pro snížení tohoto rizika na minimum se ukazuje jakožto nevyhnutelné provést před výstavbou těžního závodu etapu podrobného průzkumu báňskými díly a zajistit maximum podkladů pro projekt výstavby a provoz budoucího závodu.

Návrh řešení otvírky ložiska

Podle vybrané alternativy, kterou se dosáhlo maximální vertikální a horizontální koncentrace, bude na vymezené části ložiska (ve schváleném dobývacím prostoru) vybudovaný jeden těžební závod. Povrchová zástavba hlavního závodu je umístěna na jižním okraji ložiska v bezprostřední blízkosti města Slaný v místě Na hájích. Na hlavní závod je koncentrována těžba uhlí z podzemí, doprava zakládky a materiálu do podzemí a fárání osazenstva. Jsou tu též vybudovány všechny povrchové objetky související s touto činností.

Vertikální otvírka

Zpřístupnění ložiska z povrchu se uskuteční vyhloubením čtyř dvojic jam, rozmístěných po obvodu ložiska za hranicí bilančního vývoje uhelných slojí. Počet a umístění jam odpovídá především koncepci centrálního systému větrání, zabezpečení požadovaných mikroklimatických podmínek v podzemí s minimální energetickou náročností a zabezpečení dostatečného množství větrů pro realizaci plánované těžby. Odpovídá též navrhované koncepci vertikální a horizontální dopravy. Z povrchu hlavního závodu bude až na nejnižší težebné patro vyhloubena klecová a skipová jáma.

Klecová jáma bude vybavena jedním dvojčinným a jedním jednočinným klecovým těžním zařízením a bude sloužit k dopravě osob, materiálu, zakládky, hlušiny a plnit též funkci vtažné jámy. Skipová jáma bude vybavena jedním dvoučinným a jedním jednočinným skipovým zařízením a bude sloužit k těžbě a plnit funkci výdušné jámy.

Na západní straně ložiska bude vtažná a výdušná jáma č. 1. Na severní straně ložiska budou jámy vtažná a výdušná č. 2. Též na východní straně budou vyhloubeny vtažná a výdušná č. 3. Budou sloužit k větrání dobývacích prostorů a vtažná jáma č. 2 bude sloužit také k fárání.

Jámy jsou hloubené ve světlém průměru 8,5 m, vyztužované litým betonem a od hloubky 600 m je beton armovaný. Bylo nutné využít speciálních metod při hloubení, protože se předpokládá velký přítok vody do hloubené jámy - 1020 l za minutu. Proto byla provedena před vlastním hloubením tamponáž okolních hornin jámy podle technologie zpracované v Sovětském svazu.

Horizontální otvírka

Je řešena vybudováním jednoho pomocného patra a třemi patry těžebními. Patrové překopy jsou umístěny v pevných horninách v algonkickém podloží a vyztuženy panelovou výztuží profilu KC-P-12 až KC-P-14.

Pomocné patro plní pro část záoadního dobývacího prostoru funkci dopravní cesty pro zakládku, materiál a fárání osob a pro jižní část ložiska je výdušným patrem.

Prvním těžebním patrem se zpřístupní uhelné zásoby západní, jižní a jihovýchodní části dobývacího prostoru. Druhým těžebním patrem se zpřístupní uhlí centrální a severní části dobývacího prostoru. Třetí těžební patro otevře cestu k zásobám severovýchodní a východní části dobývacího prostoru.

Otvírka těžebních úseků

Otvírku těžebních úseků řeší paralelní dvojice pásové a materiálové chodby v každé sloji. Tím je každý těžební úsek rozdělený na dvě křídla se směrnou délkou křídla 700 až 800 m. Materiálová chodba je ražena v uhelné sloji, pásová chodba v těsném podloží sloje. Délka úsekových otvírkových chodeb dosahuje 1100 až 2000 m. Úseková pásová chodba ja na jedné straně přes svislý zásobník uhlí napojena na těžební překop, na druhé straně připojena na příslušnou vtažnou jámu. Úseková materiálová chodba je na jedné straně napojena na patrový materiálový překop, na druhé straně je připojena na příslušnou výdušnou jámu. V těžebních úsecích, kde se uvažuje ze zakládáním vyrubaných prostorů, je mezi zakládkovým překopem a úsekovou materiálovou chodbou vybudován svislý zásobník zakládky.

Doprava uhlí

Doprava uhlí od stěnových porubů až k úsekovým sviským zásobníkům uhlí se uskutečňuje pásovými dopravníky. Od svislých zásobníků uhlí až do skipového zásobníku samovýklopnými velkoprostorovými vozy přes patrové překopy trolejovými lokomotivami. Doprava materiálu, zakládky a lidí od klecové jámy až k těžebním úsekům přes patrové překopy se uskuteční s využitím trolejových lokomotiv. V těžebních úsecích se doprava materiálu a osob uskuteční závěsnou drážkou a doprava zakládky pásovými dopravníky přes materiálové chodby až k pracovištím.

Větrání

Řešení větrání báňského závodu s hloubkou uložení slojí až 1300 m, s teplotou pohoří v hloubce 1000 m 36,5 a v hloubce 1260 m 43 stupňů C a s předpokládanou plynodajností oxidu uhličitého 15 až 18 m3 / 1 t uhlí je samo o sobě problémem, s jakým jsme se v dosavadní praxi v ČSSR ještě nesetkali. Přihlížejíce dále k rozsahu dobývacího prostoru a složitým geologickým podmínkám, řešení větrání podstatně ovlivnilo i názory na koncepci otvírky ložiska.

Projevuje se nutnost umělého chlazení větrů pro celé podzemí. Dobývací prostor byl rozdělený do čtyř samostatných větracích oblastí s vtažnou a výdušnou jámou. Velikost větracích oblastí se pohybuje od 4 do 9 km2. Systém větrání ve větrací oblasti je centrální. Výdušné větry jsou ve smyslu BP 10/1971 vedené dovrchně.

Je nutná klimatizace celého podzemí. Bude uskutečněna podle jednotlivých větracích oblastí. Navrhuje se systém centrální klimatizace s dochlazováním v podzemí. Chladící výkony se pohybují od 4500 do 7000 kW.

Čerpání vody

Voda z pracovišť je přes podávací čerpací stanice soustřeďována do úsekových čerpacích stanic. Z úsekových čerpacích stanic na druhém a třetím patře je voda přečerpávána do pomocných čerpacích stanic a odtud do hlavní čerpací stanice, umístěné na prvním patře. S přihlédnutím na dostupnou čerpací techniku bude voda z hlavní čerpací stanice čerpána na povrch klecovou jámou přes přečerpávací stanici.

Těžební kapacita závodu

Při návrhu těžební kapacity Dolu Slaný byly uskutečněny výpočty podle různých autorů. Výška denní odbytové těžby podle těchto výpočtů se pohybuje od 7992 do 9998 tun. Byla vybrána varianta s denní odbytovou těžbou 9230 tun a roční odbytovou těžbou 2,4 milionu tun. Roční odbytová těžbauvažuje maximální koncentraci, využití základních fonů, racionalizaci investiční výstavby a plynulý přechod exploatace na jednotlivá patra. Teoretická životnost závodu je 39 let a doba plné těžby 30 let, životnost závodu s náběhem těžby a dorubáváním zásob 52 let.

Dobývací metoda

Hlavní dobývací metoda na ložisku bude stěnování v různých modifikacích: stěnování na plnou mocnost na zával, stěnování se zakládáním vyrubaných prostor, stěnování ve dvou lávkách - vrchní na zakládku, spodní na zával. Stěnování na plnou mocnost se uvažuje do mocnosti slojí 4,5 m.

Z příprav a údržby se předpokládá 17 % podíl z denní těžby a z porubů 83 %. Na dosažení denní těžby 9230 tun uhlí bude v provozu 22 až 25 příprav a 10 až 11 stěnových porubů. Průměrná těžba z jedné stěny se počítá 690 tun uhlí.

Závěr

Slánské ložisko kamenného uhlí je první oblastí v naší republice, kde otvírka a těžba budou od počátku probíhat ve velkých hloubkách. Problémy, které vyplývají z velkých hloubek a z nedostatečných znalostí o ložisku, které byly zjištěny jen z průzkumných vrtů, znásobuje málo zkušeností z dobývání ve velkých hloubkách. Klasické uhelné doly v kladenském revíru sahají do hloubky 500 až 600 m.

To vše vyžaduje se značným předstihem před otvírkou ložiska a zahájením těžby řešit ve výzkumu následující problematiku:

• problematiku ražení a vyztužování důlních děl ve velkých hloubkách

• geomechanické podmínky exploatace ložiska

• ověřování úložných poměrů na ložisku bez ražení důlních děl

• problematiku čerpání a likvidace nadměrně mineralizovaných důlních vod

• problematiku degazace plynu z pohoří

• problematiku ochrany materiálů s ohledem na agresivitu prostředí

• úpravu a využití uhí

• problematiku větrání a klimatizace ve velkých hloubkách

• organizaci řízení, koncentrace a ekonomiky těžby

Převzato ze sborníku kamenouhelné doly, koncern Kladno - historie a současnost 7 /1987

Průtrž hornin a plynu v důlním díle Slaný

V dubnu 1986 se hloubená skipová jáma na dole Slaný přiblížila k pásmu tzv. mirošovských slepenců. Jde o přibližně 140 m mocné souvrství hrubozrnných pískovců v nadloží radnických slojí v hloubce 815 - 950 m, které je proloženo více než deseti polohami jílovců a prachovců o mocnosti 1 - 6 m. Vrtným průzkumem bylo toto souvrství ověřeno jako hlavní kolektor vody s rozpuštěným plynem, převážně oxidem uhličitým, pod vysokým tlakem.

Dne 9. dubna 1986 při nafárání stropu mirošovských slepenců došlo při trhací práci v hloubce 814 m k průtrži hornin a plynů. Tato průtrž měla v podstatě charakter bočního nadvýlomu. Byla však signálem, že hloubení v pásmu mirošovských slepenců nebude jednoduché.

Další průtrž nastala 24. června 1986 v hloubce 828 m. Opět po trhací práci. Náhlým uvolněním více než 50 tisíc m3 oxidu uhličitého bylo vyvrženo asi 1000 m3 horniny do jámového komína. Při tom došlo k poškození technologického zařízení v jáme v prostoru pod pracovním a ochranným povalem, který byl zavěšen asi 50 m nad počvou.

Po zhodnocení tohoto plynodynamického jevu se prokázalo, že první i druhá průtrž nastala na přechodu z jílovcového nebo prachovcového izolantu do hrubozrnného pískovce. Zatímco u první průtrže byla vrstva pískovce 5 - 10 m mocná, u druhé průtrže dosáhla mocnost protrženého pískovce 25 m. Účinky druhé průtrže byly také asi o řád vyšší.

Při průchodu rozrušeným pásmem jsme snížili zabírku betonáže ze 4 ma 3 m, hornina za betonovou obezdívkou se zpevnila cementovou injektáží a z hloubky 845 m se provrdl svislý jádrový vrt 114 m dlouhý pro průtržovou prognózu. Pro další hloubení se realizovalo doporučení Vědecko výzkumného ústavu v Radvanicích na dělenou trhací práci, která měla omezit tlakové účinky další průtrže. Byla přijata i další bezpečnostní opatření SBS a VKD.

Po prohloubení jámy do do 856 m na strop asi 5 m mocného izolantu se dala z pohledu zkušeností předchozích dvou průtrží očekávat další průtrž. K té skutečně dne 21. října 1986 po trhací práci došlo. Její rozsah byl asi dvojnásobný než u předchozích průtrží. Uvolnilo se přes 100 000 m3 oxidu uhličitého. Zavěšený pracovní a ochranný poval nad počvou působil v okamžiku průtrže v jámě jako píst a tlak plynů jej nadzvedl o 40 m. Při tom samozřejmě došlo k demolování zařízení v tomto úseku nad povalem. Z protrženého požárního vodovodu natelko do jámy větší množství vody. Šachetní komín byl vyplněn do výšky několika desítek metrů vyvrženou horninou. Rozsah škod bude možné ověřit až po vyčerpání vody, opravě nebo výměně poškozeného zařízení a odtěžení vyvržené horniny. (článek dán do tisku krátce po této události - pozn. V.K.).

A jak to vše dopadlo?

Jako se všemi kladenskými doly. V roce 1991 byly obě hlavní šachty dohloubeny do projektované hloubky - skipová 1370 m a klecová 1310 m. Mezi šachtami byla vyražena spojovací chodba a vybudována čerpací stanice. Nějakou doby byly šachty drženy v suché konzervaci, aby v rámci likvidace kladenského hornictví po roce 2001 byly zasypány a těžní věže zlikvidovány. Tak důl nevydal ani kilogram uhlí a veškerá práce na výstavbě závodu byla zmařena.... :-(

Základní kámen dolu Slaný
Celkový pohled na hlavní závod		Hloubící věž klecové jámy	Hloubící věž skipojámy
Na ohlubni klecové jámy		V hloubce 1003 m	Čerpací stanice