POJĘCIA PODSTAWOWE

              Nowe prawo geologiczne i górnicze obejmuje swym zasięgiem wszystkie kopaliny dzieląc je na kopaliny podstawowe i pospolite [ 8 ].

Ten podział wiąże się dalej ze zróżnicowanymi warunkami koncesjonowania, rozdziałem nadzoru i kontroli oraz odmiennymi rygorami w zakresie poszukiwania, rozpoznawania i wydobywania kopalin.

              Zasadniczym kryterium zaliczenia kopalin do podstawowych było ich znaczenie dla gospodarki narodowej zarówno ze względu na rodzaj i rozmiary złoża jak i na sposób i miejsce ich występowania.

Powyższe określenia można spotkać w starszych podręcznikach, w takiej lub bardziej rozbudowanej postaci.

              Nowe prawo geologiczne i górnicze obejmuje swym zasięgiem wszystkie kopaliny dzieląc je na kopaliny podstawowe i pospolite [ 8 ].

Ten podział wiąże się dalej ze zróżnicowanymi warunkami koncesjonowania, rozdziałem nadzoru i kontroli oraz odmiennymi rygorami w zakresie poszukiwania, rozpoznawania i wydobywania kopalin.

              Zasadniczym kryterium zaliczenia kopalin do podstawowych było ich znaczenie dla gospodarki narodowej zarówno ze względu na rodzaj i rozmiary złoża jak i na sposób i miejsce ich występowania.

Na podstawie tych kryteriów do kopalin podstawowych zaliczono kopaliny stanowiące surowce:

·      energetyczne,

·      chemiczne,

·      najważniejsze surowce budowlane,

·      rudy metali i kruszce metali szlachetnych łącznie z rudami pierwiastków rzadkich i promieniotwórczych.

Do kopalin podstawowych zalicza się:

1.   gaz ziemny, ropę naftową oraz jej naturalne pochodne, węgiel brunatny, węgiel kamienny i metan z węgla kamiennego,

2.   kruszce metali szlachetnych, rudy metali (z wyjątkiem darniowych rud żelaza) i metale w stanie rodzimym łącznie z rudami pierwiastków rzadkich i rozproszonych oraz pierwiastków promieniotwórczych,

3.   apatyt, baryt, fluoryt, fosforyt, gips i anhydryt, piryt, siarkę rodzimą, sole potasowe i potasowo-magnezowe, sole strontu, sól kamienną,

4.   azbest, bentonit, diatomit, dolomit, gliny biało wypalające się i kamionkowe, gliny i łupki ogniotrwałe, grafit, kaolin, kamienie szlachetne i ozdobne, kwarc, kwarcyt, magnezyt, miki, marmury i wapienie krystaliczne, piaski formierskie i szklarskie, skalenie, ziemię krzemkową

Kopaliny nie wymienione powyżej są kopalinami pospolitymi.

W rozumieniu ustawy [ 1 ] nie są kopalinami wody podziemne z wyjątkiem solanek, wód leczniczych i termalnych.

Rada Ministrów, w drodze rozporządzenia, może zaliczyć kopalinę pospolitą z określonego złoża do kopalin podstawowych, ze względu na jej rodzaj, ilość lub warunki zalegania.

W rozumieniu ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. – znowelizowanej w 2001 r. (Dz.U. nr 27 z 1994 r. poz. 96, Dz.U. nr 110 z 2001 r. poz. 1190) Prawo geologiczne i górnicze:

1.   złożem kopaliny jest takie naturalne nagromadzenie minerałów i skał oraz innych substancji stałych, gazowych i ciekłych, których wydobywanie może przynieść korzyść gospodarczą,

2.   pracami geologicznymi jest projektowanie i prowadzenie badań, połączonych z wykonywaniem robót geologicznych oraz sporządzanie dokumentacji geologicznej,

3.   robotą geologiczną jest wykonywanie w ramach prac geologicznych wierceń, szybików, sztolni, wykopów i innych robót górniczych oraz likwidacja otworów wiertniczych; do robót geologicznych zalicza się również badania geofizyczne wymagające użycia materiałów wybuchowych,

4.   poszukiwaniem jest wykonywanie prac geologicznych w celu odkrycia i wstępnego udokumentowania zasobów złóż kopalin lub wód podziemnych

5.   rozpoznawaniem jest wykonywanie prac geologicznych na obszarze wstępnie udokumentowanego złoża kopaliny lub wód podziemnych

6.   przedsiębiorcą jest podmiot posiadający koncesję na prowadzenie działalności regulowanej ustawą,

7.   zakładem górniczym jest wyodrębniony technicznie i organizacyjnie zespół środków służących przedsiębiorcy do bezpośredniego wydobywania kopaliny ze złoża,

8.   obszarem górniczym jest przestrzeń, w granicach której przedsiębiorca jest uprawniony do wydobywania kopaliny objętej koncesją,

9.   terenem górniczym jest przestrzeń objęta przewidywanymi wpływami robót górniczych zakładu górniczego.

KLASYFIKACJA ZŁÓŻ

Ze względu na rodzaj kopaliny użytecznej dzieli się złoża na złoża surowców:

·      skalnych (bazaltu, porfiru, granitu, piaskowca itd.),

·      hutniczych (rud miedzi, żelaza, cynku i ołowiu oraz topników używanych w hutnictwie)

·      energetycznych (węgiel kamienny i brunatny, torf, łupki palne, ropa naftowa, gaz ziemny itp.),

·      ceramicznych (skaleni, kwarcytu, kaolinu, glin ceramicznych i ogniotrwałych),

·      chemicznych (siarki, pirytu, fosforytów, soli potasowych i inne).

Ze względu na stan skupienia dzieli się złoża na złoża w stanie:

·      stałym np. węgiel, rudy metali, sole,

·      ciekłym: ropa naftowa, solanki

·      gazowym: gaz ziemny.

Minerały są to pierwiastki lub związki chemiczne pierwiastków wchodzące w skład skorupy ziemskiej.

Skały są to zazwyczaj mieszaniny kilku minerałów.

Ze względu na sposób powstawania złóż dzieli się je na złoża:

1. magmatyczne

    - skały głębinowe (granity, leukogranity, sjenity, dioryty i gabro),

    - skały wylewne (porfir, andezyt, bazalt, diabaz, melafir).

Ze skałami magmatycznymi związane są złoża rud niektórych metali, jak np. żelaza, niklu,    chromu, kobaltu, bizmutu i platyny.

2. osadowe - powstałe wskutek osadzania się produktów wietrzenia skał magmowych na dnie  zbiorników wodnych oraz z produktów pochodzenia roślinnego i organicznego.

Do złóż osadowych należą złoża niektórych rud żelaznych, rud manganu, cyny, złoża węgli kamiennych i brunatnych, wapieni, dolomitów, soli kamiennych i potasowych, gipsu, fosforytów, piaskowców itp.

3. metamorficzne (przeobrażone) powstają pod wpływem działania bardzo dużych ciśnień i wysokiej temperatury w miejscu zetknięcia się gorącej magmy ze skałami otaczającymi (przeobrażenia kontaktowe), pod wpływem działania gorących wód (utwory hydrotermalne) lub lotnych składników magmy.

W złożach metamorficznych występują niektóre rudy żelazne, rudy cynku, ołowiu, srebra, cyny, glinu, molibdenu, złoża barytu, fluorytu, magnezytu, pirytu, marmurów, łupków krystalicznych i inne.

PODZIAŁ ZŁÓŻ ZE WZGLĘDU NA KSZTAŁT

              Z górniczego punktu widzenia najważniejszy jest podział złóż według ich kształtu. Kształt złoża kopaliny użytecznej wywiera poważny wpływ na wybór systemu eksploatacji, a w szczególności na sposób udostępnienia złoża, przygotowania go do eksploatacji oraz wybierania.

Ze względu na kształt można wyróżnić dwie zasadnicze grupy złóż:

1. Złoża foremne: pokłady, żyły proste, soczewki.

2. Złoża nieforemne: żyły złożone, gniazda, składy, słupy, pnie, masywy, złoża okruchowe.

Pokład jest to złoże zalegające na znacznej przestrzeni, ograniczone od góry i od dołu dwiema mniej więcej równoległymi płaszczyznami, stanowiącymi miejsce zetknięcia się pokładu ze skałami otaczającymi.

Skały zalegającą bezpośrednio nad pokładem nazywa się stropem (warstwy stropowe), a skały leżące bezpośrednio pod pokładem nazywa się spągiem (warstwy spągowe).

Najmniejsza odległość między stropem a spągiem pokładu nazywa się grubością pokładu.

    Rys. 1. Złoże pokładowe                       Rys. 2. Charakterystyczne cechy pokładów

Położenie pokładu w przestrzeni daje się ściśle ustalić przez wyznaczenie rozciągłości i określenie kąta nachylenia. Rozciągłość (szerzenie) lub linia rozciągłości jest to krawędź przecięcia się płaszczyzny poziomej ze spągiem pokładu.

Rozciągłość generalna - linia prosta najbardziej zbliżona do kierunku rozciągłości pokładu w granicach pola kopalnianego, a określająca nam zasadniczy kierunek szerzenia złoża.

Azymut rozciągłości jest to kąt pomiędzy kierunkiem północnym i kierunkiem rozciągłości,  mierzony zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Nachylenie pokładu - kąt pod jakim pokład jest nachylony do płaszczyzny poziomej.

Kierunek upadu (upad) - kierunek zapadania się pokładu.

Kierunek wzniosu (wznios) - kierunek wznoszenia się pokładu.

     Miąższość pokładu ma wpływ na możliwość wybierania jednowarstwowego lub wielowarstwowego. Grubość wybierania pokładu lub warstwy wpływa w sposób istotny na technologię eksploatacji.

Przy wybieraniu pokładów silnie nachylonych lub stromych powstają duże zagrożenia spowodowane  staczaniem się brył urobku, opadem luźnych brył z czoła przodka, ze stropu i ociosów.  Występują też trudności w operowaniu maszynami i urządzeniami a nawet porusza-nie się ludzi po dużych nachyleniach.

W zależności od kąta nachylenia pokłady dzieli się na:

              Rys. 4. Wychodnia obnażona                 Rys. 5. Wychodnia ukryta

Żyły są to złoża kopalin użytecznych, powstałe przez wypełnienie szczelin i spękań skorupy ziemskiej substancją mineralną odmienną od skał otaczających.

     Rys. 6. Żyła pojedyncza          Rys. 7. Żyła złożona                 Rys. 8. Łupina złożowa

Charakterystyczną cechą żył jest późniejsze ich pochodzenie niż otaczających je skał.

Jeśli substancja mineralna wypełniająca szczelinę jest ściśle złączona ze skałami otaczającymi mówi się że żyła jest przyrośnięta. Żyły odznaczają się stromym nachyleniem (powyżej 450).

Na skrzyżowaniu dwóch żył występuje zazwyczaj wzbogacenie rud. W złożach żylnych występują rudy metali szlachetnych (np. złotonośne rudy kwarcowe), metali kolorowych (rudy miedzi, cynku i ołowiu), a np. Au, Pt, Cu, Ag spotyka się w stanie rodzimym.

Soczewki są to złoża typu pokładowego o znacznie mniejszym jednak zasięgu zarówno w kierunku rozciągłości, jak i upadu. Środkowa część soczewki jest najgrubsza, a jej grubość maleje we wszystkich kierunkach.

Soczewki występują grupami jedna obok drugiej. Nachylenie soczewek jest zgodne z nachyleniem warstw pośród których zalegają. W postaci soczewek występują rudy żelaza, rudy metali nieżelaznych, rudy chromu w serpentynie, gliny ogniotrwałe, sole potasowe i inne.

      Rys. 9. Złoże soczewkowe                            Rys. 10. Złoże gniazdowe

Gniazda są to złoża powstałe przez wypełnienie substancją mineralną rozpadlin i pieczar skalnych. Mają one małe wymiary i nieregularny kształt (rudy żelaza, manganu i metali kolorowych). Ruda w gniazdach bywa zwykle zmieszana ze skałą płonną pochodzącą z otoczenia ( zawartość metalu w poszczególnych częściach złoża jest zmienna).

Składy różnią się od gniazd tylko wymiarami, które dochodzą do kilku a nawet kilkunastu km długości i szerokości. Złoża typu składów mogły powstawać jako złoża wtórne, w drodze osadzania substancji rudnych czy mineralnych, wskutek działania lawy wulkanicznej, z gazowych produktów przy przeciskaniu się ich przez porowate skały bądź też wskutek ruchów tektonicznych, powodujących wyciskanie skał ku górze (złoża soli).

Pnie należą do składów. Są to złoża skał magmowych wypełniających wielkie nieregularne przestrzenie podziemne o przekrojach poziomych okrągłych i eliptycznych.

Słupy są złożami typu składowego, wykształconymi wskutek ruchów górotwórczych (sól kamienna, gips, surowce ceramiczne i niektóre rudy.

Masywy przeważnie złoża skalne pochodzenia magmowego np. granity, zajmujące znaczne przestrzenie i sięgające na bardzo dużą głębokość.

Złoża okruchowe powstałe na skutek naniesienia przez wodę okruchów skalnych, powstałych z procesów wietrzenia skał, rozpadania i kruszenia.

W złożach okruchowych spotyka się minerały odporne na wietrzenie, np. złoto, platynę diamenty, korund, turmalin, związki cyny, kwarc (kwarzec) itp.

NIEREGULARNOŚCI W ZALEGANIU POKŁADÓW

Nieregularności w zaleganiu pokładów można podzielić na:

1. nieregularności pierwotne powstałe w czasie powstawania złoża, np. ścienienie lokalne lub  stałe, wyklinienie lokalne lub stałe, zgrubienie, rozszczepienie (zrastanie).

2. nieregularności wtórne powstałe po utworzeniu się pokładu:

  - bez przerwania ciągłości: pofałdowania, kopuły, niecki, fleksury, zgrubienia, wyprasowania.

-          z przerwaniem ciągłości: uskoki.

Nieregularności pierwotne

Nieregularności wtórne bez przerwania ciągłości

Rys. 17. Elementy fałdu i rodzaje fałdów [2]

Nieregularności wtórne z przerwaniem ciągłości

Rys.  22. Rów tektoniczny

Rys. 23. Rodzaje uskoków

Rys. 24. Elementy uskoku

h – wysokość pionowa zrzutu (zrzut), w – przesunięcie pochyłe (ślizg),

p – przesunięcie poziome, a – amplituda uskoku, s – szerokość szczeliny

uskokowej, β – kąt nachylenia płaszczyzny uskoku

...