Projektowanie zabezpieczania zabytkowych wyrobisk chodnikowych na przykładzie wyrobisk, zlokalizowanych na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka

Transkrypt

1 15 CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 2 (87) 2018, s Projektowanie zabezpieczania zabytkowych wyrobisk chodnikowych na przykładzie wyrobisk, zlokalizowanych na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka Maciej BODLAK 1), Dawid GRADECKI 1), Jan KUCHARZ 2), Jarosław MALIK 2) 1) KGHM CUPRUM sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław 2) Kopalnia Soli Wieliczka S.A. Streszczenie W związku z postępującym poszerzaniem się zakresu udostępnienia podziemnych, zabytkowych wyrobisk, w tym najstarszych z początku istnienia kopalni, zlokalizowanych na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka, pojawia się potrzeba rewitalizacji głównych wyrobisk korytarzowych. Zabiegi te są konieczne z uwagi na zapewnienie bezpiecznej komunikacji, udostępnienia i przewietrzania zabytkowych komór, zlokalizowanych w ich otoczeniu. Wobec powyższego zarząd kopalni podjął stosowne działania, zlecając opracowanie dokumentacji technicznych przebudowy najistotniejszych wyrobisk korytarzowych na poziomie I kopalni. W artykule zawarto analizę uwarunkowań geologiczno-górniczych, krótką kwerendę historyczną, opis walorów historyczno-górniczych oraz procesu projektowania przebudowy wybranych wyrobisk na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka S.A., wpisanych na listę wyrobisk zabytkowych, w aspekcie konserwatorskim. Słowa kluczowe: Kopalnia Soli Wieliczka, zabezpieczenie zabytkowych wyrobisk, drewniana obudowa wyrobisk górniczych Designing mining support of historic drifts on example of drifts located on the level of the first Salt Mine Wieliczka Abstract In terms of the progressive expansion of the scope of access to underground, historic excavations, including the oldest excavations from the beginning of the mine, located at the first level of the Wieliczka Salt Mine, there is a need to revitalise the maindrifts. These procedures are necessary in order to ensure safe communication, access and ventilation of historic chambers located in their surroundings. In view of the above, the mine management has taken appropriate actions consisting of order the preparation technical documentation of the reconstruction of the most important drifts at the first level of the mine. Key words: Wieliczka Salt Mine, protection of historic mining excavations, wooden minig support Wstęp Chodnik Boner, Boruta, Długi, Sieczyn, Biedów i podłużnia Bąkle, Grzmiąca, Karaś zlokalizowane są na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka. Wyrobiska te powstawały od pierwszej połowy XV w. do XIX stulecia i są wpisane na listę wyrobisk zabytko-

2 16 wych Kopalni Soli Wieliczka w aspekcie konserwatorskim. Ich sumaryczna długość wynosi 2,1 km. Są to wyrobiska o zróżnicowanym charakterze, zarówno co do pierwotnego przeznaczenia, jak i późniejszego wykorzystania. Cechują się one bogatymi walorami górniczymi oraz historycznymi. Chodnik Boner, drążony od 1532 r., jest najstarszym chodnikiem poszukiwawczym we wschodniej części kopalni wielickiej. Ponadto, uwagę zwraca fakt, że chodnik Długi był pierwszym wyrobiskiem korytarzowym w kopalni wielickiej, którego podstawową funkcją było nie udostępnienie nowych części złoża, lecz usprawnienie komunikacji [11-13]. Powyższe wyrobiska w przeważającej części (około 70% całości) mają zabezpieczenia i wyposażenie z czasu ich drążenia. Do XIX w., w miejscach utraty stateczności obudowy, przeprowadzono lokalne prace interwencyjne i konserwatorskie. Powstałe od tego czasu uszkodzenia obudowy i infrastruktury chodników wymagają na niektórych odcinkach podjęcia robót, mających charakter rekonstrukcyjny [11-13]. W wyrobiskach, w trakcie ich drążenia obudowa górnicza była ściśle dopasowana do stwierdzonych warunków geologiczno-górniczych. Na krótkich odcinkach, w miejscach gdzie wyrobisko przechodzi przez złoże bryłowe soli zielonej, wyrobiska nie zabezpieczano obudową górniczą. Pozostałe odcinki wyrobisk, przebiegające w skałach płonnych typu iłowców marglistych i zubrów, zabezpieczano stojakami, stropnicami, półodrzwiami, odrzwiami lub odrzwiami pełnymi. Oprócz klasycznych rozwiązań w formie odrzwiowej obudowy drewnianej, przestrzeń chodników lokalnie zabezpieczano kasztami i murami solnymi [11-13]. Zabezpieczenie wyrobisk zaprojektowano w sposób maksymalnie zbliżony do metod z czasów ich drążenia, dążąc do zachowania ich pierwotnego kształtu, formy i geometrii, z uwzględnieniem bieżących funkcji górniczych. Reasumując, artykuł stanowi podsumowanie wniosków, wynikających z przeprowadzonych studiów historyczno-konserwatorskich, inwentaryzacji oraz projektów technicznych przebudowy wyrobisk korytarzowych na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka. 1. Lokalizacja Zespół wyrobisk korytarzowych, tj. chodniki Boner, Boruta, Długi, Biedów, Sieczyn oraz podłużnie Bąkle, Grzmiąca i Karaś stanowiących przedmiot kompleksowej analizy zlokalizowane są na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka. Przy czym podłużnia Karaś, chodnik Sieczyn, chodnik Biedów usytuowane są w południowej i centralnej części poziomu, chodnik Długi, chodnik Boner, chodnik Boruta, podłużnia Grzmiąca w centralnej i wschodniej, natomiast podłużnia Bąkle w północnej [11-13]. Podłużnia Karaś biegnie wzdłuż południowej granicy złoża, łączy poprzecznie Blum z chodnikiem Sieczyn. Chodnik Sieczyn biegnie od skrzyżowania z podłużnią Karaś do komór Sieczyn, Koniki, Pawlikowice i skrzyżowania z chodnikiem Królewski [11]. Chodnik Długi rozciąga się od chodnika Górsko do komory Sułów. Jego przedłużeniem są chodniki, wiodące do komory (kaplicy) Lizak, a następnie do poprzeczni Powroźnik. Z północnej części poprzeczni Powroźnik chodnikiem Gospoda prowadzi dojście do chodnika Boner, który łączy się z chodnikiem Boruta. Chodnik Boruta zaś kieruje się do podłużni Grzmiąca, która jest wyrobiskiem podpoziomowym. Jej wschodni koniec wyznacza zasięg wyrobisk poziomu I w tym kierunku [12]. Natomiast podłużnia Bąkle biegnie od skrzyżowania z chodnikiem Bąkle do podłużni Srotyk w rejonie komory Boczaniec. Z Podłużni Bąkle obecnie jest jedyne możliwe dojście do zespołu komór Bąkle-Dusząca, leżących poniżej rzędnej poziomu I, do

3 17 starych zrobów, leżących na wysokości poziomu I, m.in. do komór Kloski, Klimontów, Szerzyzny Kloski, Szczygielec Stary, oraz rozciągających się nad poziomem I wyrobisk chodnikowych, wiodących m.in. do szybika Florian i szybu Wodna Góra [13]. Lokalizację ww. wyrobisk chodnikowych przedstawiono na rys. 1a i 1b. 2. Budowa geologiczna górotworu w rejonie zespołu chodników na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka Ogólny opis budowy geologicznej górotworu Kopalni Soli Wieliczka jest przedstawiony w wielu publikacjach [8, 20, 7], natomiast z uwagi na tematykę niniejszego artykułu scharakteryzowano wyłącznie budowę geologiczną masywu skalnego, otaczającego wyrobiska na poziomie I ww. kopalni. Podłużnia Karaś na odcinku od poprzeczni Blum do poprzeczni Radziejowski biegnie w typowo wykształconych utworach złoża bryłowego. W skałach płonnych typu iłowców marglistych i żubrów rozmieszczone są bryły soli zielonej o zróżnicowanej wielkości. W bryle soli zielonej typowej ZBt w rejonie skrzyżowania podłużni z poprzecznią Radziejowski zostało wyeksploatowane wyrobisko komorowe bez nazwy. Na następnym odcinku do poprzeczni Kotoń podłużnia rozcina bardzo dużą bryłę soli zielonej wielkokrystalicznej (witrażowej) ZBw. Bryła ta odsłania się także na długim odcinku w poprzeczni Kotoń. Rys. 1a. Lokalizacja chodników Długi, Sieczyn, Biedów oraz podłużni Bąkle i Karaś na tle wyrobisk na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka

4 18 Rys. 1b. Lokalizacja chodników Boner, Boruta i podłużni Grzmiąca na tle wyrobisk na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka Następny odcinek podłużni to ponownie klasycznie wykształcone złoże bryłowe. Kilkadziesiąt metrów przed komorą Stanisław August podłużnia rozcina kolejną bardzo dużą bryłę soli zielonej wielkokrystalicznej (witrażowej) ZBw. Dużą bryłą soli zielonej typowej w analizowanym rejonie jest bryła komory Ciołek, zlokalizowana na południe od podłużni. W komorze tej wystąpił obwał jej północnego ociosu. Obserwowane obwały stropu podłużni wystąpiły najczęściej na bazie bloków rozsypliwych, zlustrowanych bloków iłowców marglistych. Ponadto, w rejonie podłużni Karaś w skałach płonnych złoża bryłowego spotykane są także skały fliszu karpackiego w postaci bloków piaskowców oraz pstrych iłowców lub margli. Ich obecność związana jest z pobliską granicą złoża z Karpatami Zewnętrznymi [15]. Chodniki Sieczyn i Biedów rozcinają utwory złoża bryłowego oraz szczytowe partie łusek złoża pokładowego, wykształconych w postaci pokładów soli spiżowych. Łuski te występują w chodniku Sieczyn na północ od skrzyżowania z chodnikiem Zawachlary oraz w chodniku Biedów na północ od komory Koniki. Pozostałe odcinki obu wyrobisk biegną w utworach złoża bryłowego [15]. Budowę geologiczną górotworu w najbliższym otoczeniu chodników Sieczyn i Biedów oraz podłużni Karaś na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka przedstawiono na rys. 2a i 2b [15]. Chodniki Długi, Boner, Boruta i podłużnia Grzmiąca, podobnie jak ww. wyrobiska, rozcinają w przeważającej większości utwory złoża bryłowego. Jedynie początkowe metry chodnika Długi w rejonie skrzyżowania z chodnikiem Górsko rozcinają utwory złoża pokładowego.

5 19 Rys. 2a. Wycinek mapy geologicznej górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Karaś, na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka (kolor czerwony przebieg opisywanego wyrobiska) Rys. 2b. Wycinek mapy geologicznej górotworu w najbliższym otoczeniu chodnika Sieczyn i chodnika Biedów na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka (kolor czerwony przebieg opisywanych wyrobisk)

6 20 Złoże pokładowe odsłania się także na ostatnim odcinku podłużni Grzmiąca. Utwory złoża pokładowego, odsłaniające się w chodniku Długi, reprezentowane są przez kompleks soli spiżowych, poprzedzielanych przerostami skał płonnych typu iłowców i mułowców anhydrytowych. Warstwy mają rozciągłość na kierunku NW-SE, zapadają na SW pod kątem około W pozostałej części chodnika Długiego, do szybiku Sułów, biegnącej już w utworach złoża bryłowego, nie rozpoznano większych brył soli zielonej. Chodnik na tym odcinku jest szczelnie zabudowany. Większe bryły soli zielonej odsłaniają się w wyrobiskach chodnikowych, prowadzących od szybiku Sułów do poprzeczni Powroźnik. Na wschód od tego szybiku zwraca uwagę odsłonięcie dużej bryły soli zielonej bryłowej wielkokrystalicznej (witrażowej) ZBw [16]. W chodnikach Boner i Boruta odsłaniają się blisko siebie leżące bryły soli zielonej typowej (laminowanej) ZBt, w których wykonano wyrobiska komorowe. Pozostałe odcinki obu wyrobisk biegną w skałach płonnych złoża bryłowego [16]. Podłużnia Grzmiąca jest najmłodszym wyrobiskiem z opisywanych chodników. Biegnie ona w utworach złoża bryłowego, ale na długości około 20 m rozcina utwory stropowe złoża pokładowego, wykształcone w postaci kompleksu soli spiżowych. Należą one do struktury, zwanej Kopułą Grot Kryształowych. Podłużnia Grzmiąca wchodzi w zachodnie peryferyjne fragmenty tej struktury. W ociosach podłużni w rejonie niedostępnej komory Pawlikowa zabudowana jest kostka z bloków solnych, oddzielająca podłużnie od tego wyrobiska. W obrębie utworów złoża pokładowego w ociosach chodnika widoczna jest skomprymowana podsadzka. Wypełnia ona niezinwentaryzowane wyrobisko, prawdopodobnie ze staropolskiego okresu eksploatacji złoża [16]. Budowę geologiczną górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Grzmiąca i chodników Długi, Boner, Boruta na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka, przedstawiono na rys. 3 [16]. Rys. 3a. Wycinek mapy geologicznej górotworu w najbliższym otoczeniu chodnika Długi na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka (kolor czerwony przebieg opisywanych wyrobisk)

7 21 Rys. 3b. Wycinek mapy geologicznej górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Grzmiąca, chodnika Boner, chodnika Boruta na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka (kolor czerwony przebieg opisywanych wyrobisk) Podłużnia Bąkle biegnie w utworach złoża bryłowego, wykształconych w postaci skał płonnych typu żubrów z rozmieszczonymi z nich bryłami soli zielonej typowej (laminowanej) ZBt oraz wielkokrystalicznej (witrażowej) ZBw. Spotykane są w nich także bloki rozsypliwych, zlustrowanych iłowców marglistych. W rejonie skrzyżowania chodnika Bąkle z podłużnią Bąkle odsłaniają się skały płonne złoża bryłowego z niewielkimi bryłami soli zielonych oraz blokami fliszu karpackiego. W tym miejscu powstały obszerne obwały stropu obu ww. chodników. W początkowych metrach podłużni, za obwałem odsłania się duża bryła soli zielonej. Za tą bryłą kolejny odcinek podłużni, do skrzyżowania z poprzecznią Świętosławskie, poprowadzony jest w skałach płonnych złoża bryłowego z mniejszymi bryłami soli zielonej. W kolejnym odcinku podłużni w rejonie komór Pusta i Kloski odsłania się większa bryła soli zielonej, a następnie kilka mniejszych. Następnie do skrzyżowania z poprzecznią Karol, wiodącą do szybu Regis, chodnik rozcina skały płonne złoża bryłowego. Ostatni odcinek podłużni, biegnący od skrzyżowania z poprzecznią Karol do rejonu komór Dutki i Boczaniec, rozcina skały płonne oraz blisko siebie leżące mniejsze bryły soli zielonej. Na tym odcinku obserwowane są obwały skał stropu chodnika, powstałe na bazie bloków zlustrowanych, rozsypliwych iłowców marglistych [17]. Budowę geologiczną górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Bąkle na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka przedstawiono na rys. 4 [17]. 3. Rys historyczny powstania i funkcjonowania chodników 3.1. Chodnik Biedów, chodnik Sieczyn i podłużnia Karaś Początki chodnika Biedów sięgają XV w., natomiast południowy odcinek tego wyrobiska został wydrążony w następnym stuleciu. Był on jednym z chodników poszukiwawczych, drążonych od zgłębionego w 1442 r. szybu Seraf. Jest klasycznym dla tego okresu funkcjonowania kopalni krętym, niewypoziomowanym korytarzem, prowadzonym za tzw. promieniami solnymi czy żyłami soli włóknistej, powstającymi w procesie wtórnej krystalizacji w spękaniach skał płonnych złoża bryłowego.

8 22 Rys. 4. Wycinek mapy geologicznej górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Bąkle na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka (kolor czerwony przebieg analizowanych wyrobisk) Prowadzone w nim prace rozpoznawcze, skierowane od szybu w stronę południową i południowo-zachodnią, przechodziły przez lub w bezpośrednim sąsiedztwie różnych rozmiarów brył soli zielonej typowej. Pozyskiwaną w nich sól do początku XVIII w. transportowano chodnikiem do szybu Seraf. Od XVI w. służył także jako wyrobisko transportowo-komunikacyjne dla robót prowadzonych poniżej poziomu I za pośrednictwem szybików, m.in. Liszki, Krakowski i Biedów. Funkcje chodnika Biedów zmieniły się wraz z przekształceniem w 1724 r. szybu Seraf z transportowego na wyłącznie komunikacyjny, dla załogi całej kopalni. Odtąd górnicy udawali się tym korytarzem do pracy w południowo-zachodnie rejony kopalni. Komunikacyjne znaczenie chodnika uległo ugruntowaniu wraz z otwarciem w 1730 r. kaplicy Św. Krzyża w przyległej do niego komorze Lizak. Od początku swego istnienia, a zwłaszcza w XVIII i XIX w., był również bardzo ważnym wyrobiskiem, służącym do odwadniania tej części kopalni. Transportowano nim także bardzo duże ilości drewna do zabezpieczania sąsiadujących z nim rozległych komór. Do początku XVIII w. drewno to opuszczano z powierzchni szybem Seraf, natomiast po 1724 r. szybem Górsko. Wspomniana, ważna funkcja komunikacyjna chodnika Biedów stopniowo zamierała w XIX w., najpierw po oddaniu w 1813 r. schodowego szybu cesarza Franciszka (obecnie Ignacego Paderewskiego), szczególnie zaś po zasypaniu w 1877 r. szybu Seraf. W wieku XX, zwłaszcza pod II wojnie światowej, w chodniku nie prowadzono już bieżących prac zabezpieczających, utrzymujących jego drożność [1]. Północna część chodnika Sieczyn była bezpośrednim przedłużeniem prac poszukiwawczych, realizowanych chodnikiem Biedów. Początkowy jego odcinek powstał w XVI w. Korytarz intensywnie przedłużano w kierunku południowo-zachodnim w latach 20. i 30. XVII w. Jego zadaniem było dotarcie w sąsiedztwo, budowanej od drugiego dziesięciolecia XVII w., prywatnej kopalni Kunegunda. Chodnik uzyskał połączenie ze zgłębionym w 1651 r. komunikacyjnym szybem Leszno. W połowie

9 23 XVIII w. południowa część chodnika została szczelnie podsadzona ze względu na bezpieczeństwo pożarowe. Natomiast północną część chodnika Sieczyn, podobnie jak chodnik Biedów, wykorzystywano dla celów transportowych i komunikacyjnych związanych z eksploatacją sąsiadujących komór. Początkowo funkcje te ściśle powiązane były z szybem Seraf. Po 1622 r. odstawę soli z tego rejonu kierowano do nowo zgłębionego szybu Górsko, a północny odcinek chodnika Sieczyn stanowił nadal ważną drogę komunikacyjną i odwaniającą w tej części kopalni, zwłaszcza w XVIII w. W pierwszej połowie tego stulecia w niewielkiej komorze, wybranej w bryle soli zielonej typowej, usytuowanej symetryczne względem chodnika, urządzono stajnię dla koni, zaś w pobliskim analogicznym wyrobisku działał magazyn na siano. Od końca XVIII w. chodnik Sieczyn stopniowo tracił swoje znaczenie transportowe, początkowo w związku z zakończeniem prac wydobywczych w bliskim jego otoczeniu oraz pogłębieniem szybu Górsko i likwidacją stajni. W latach 30. XIX w., kiedy zakończono prace wydobywcze w komorze Miedzykaszty, a zwłaszcza po likwidacji szybu Seraf w roku 1877, także funkcja komunikacyjna chodnika uległa zmarginalizowaniu. W XX w., podobnie jak w chodniku Biedów, nie podejmowano działań podtrzymujących jego dobry stan techniczny [1]. Podłużnię Karaś zaczęto drążyć pod koniec XVII w. W tym okresie został wybity krótki zachodni odcinek podłużni, łączący poprzecznie Radziejowski i Blum. W latach 40. i 50. XVIII w. wydrążono zasadniczą, pozostałą część chodnika, poprowadzoną już według zasad wprowadzonych przez administrację saską, tj. w linii prostej. Prace wydobywcze, rozpoczęte w połowie XVIII w., zakończono w 1834 r., w związku z zapadliskiem, powstałym nad wysoką i rozległą komorą Międzykaszty. Do tego czasu podłużnia była ważnym chodnikiem transportowym dla soli poz y- skiwanych w powyższych komorach na poziomie I. Ponadto wschodni odcinek podłużni wykorzystywano do przewożenia urobku z niższych kondygnacji wyciąganego szybikiem Ludowika, nad którym funkcjonował początkowo kierat polski, a od początku XIX w. kierat węgierski, usytuowany w komorze Ciołek. Oprócz podstawowych funkcji transportowych i komunikacyjnych, podłużnie wykorzystywano do skręcania lin konopnych, a komora Międzykaszty służyła jako zaplecze magazynowe dla tej działalności (w latach ). Po 1834 r. podłużnia stopniowo traciła swoje znaczenie. W XIX w. transportowano tędy materiały do prac zabezpieczających w siadujących komorach i solankę ciągiem wodnym, wykonanym z rynien drewnianych. W XX w. znaczenie chodnika, podobnie jak Biedowa i Sieczyna, uległo marginalizacji [1] Chodnik Długi, chodnik Boner, chodnik Boruta i podłużnia Grzmiąca Chodnik Długi wydrążony został w pierwszej połowie XVIII w. Jego zadaniem było przede wszystkim jak najkrótsze komunikacyjne połączenie szybów Daniłowicza i Seraf. Miało to szczególne znaczenie po 1724 r., kiedy drugi z nich przystosowany został wyłącznie do schodzenia do pracy pod ziemię i powrotu na powierzchnię załogi kopalni. Równocześnie z chodnikiem Długi powstała poprzecznia Karol. Oba chodniki utworzyły w połowie XVIII w. nowe i jednocześnie krótsze połączenia komunikacyjne szybu Seraf, z ważnymi transportowo szybami Regis, Daniłowicza i Górsko. Chodnik Długi utracił swoje znaczenie w pierwszej połowie XIX w. wraz z wybiciem pobliskich podłużni Klemens i Tanecznica, które przejęły jego funkcje. Od tego czasu pozostawiony został bez większych ingerencji górniczych [2].

10 24 Krótki odcinek chodnika Boner powstał tuż po wybiciu szybu Boner w 1532 r. Transportowano nim sól z komór eksploatowanych w bliskim jego otoczeniu, m. in. z komory Weszki. Zasadnicza, południowa część chodnika wydrążona została na przełomie XVI/XVII w. Przewożono nim urobek do szybu Boner, a w przeciwnym kierunku materiały do prac zabezpieczających. Po katastrofalnym w skutkach pożarze kopalni, który rozpoczął się w grudniu 1644 r., rola transportowa chodnika uległa marginalizacji. Funkcje szybu transportowego przejął zgłębiony już w 1645 r. szyb Boża Wola. Odtąd rola chodnika Boner sprowadzała się przede wszystkim do funkcji komunikacyjnej i odwadniającej dla wschodniej części poziomu I kopalni. Kolejne zmniejszenie znaczenia chodnika nastąpiło od przełomu XVIII/XIX w., po zakończeniu eksploatacji na tej kondygnacji i przeniesieniu stajni z komory Kurpińskie na poziom III [2]. Chodnik Boruta to krótkie, równoleżnikowe wyrobisko poszukiwawcze, wydrążone w pierwszej połowie XVIII w. z komory Szerzyzna Gębalińskie w kierunku wschodnim. Natrafiono nim na rozległą bryłę soli zielonej typowej, w wyniku eksploatacji której powstała komora Grzmiąca. Wybieraną w niej sól transportowano do szybu Lois, dlatego chodnik Boruta od początku swego istnienia pełnił głównie funkcję komunikacyjną [2]. Podłużnia Grzmiąca została wydrążona w I połowie XIX w. i jednocześnie stanowi najmłodsze chodnikowe wyrobisko poszukiwawcze we wschodniej części Kopalni Soli Wieliczka. Podłużnię tą prowadzono według XIX-wiecznych zasad drążenia tego rodzaju wyrobisk, czyli w linii prostej oraz poziomo. Wyrobiskiem tym nie rozpoznano pokładów soli, nadających się do prowadzenia ekonomicznej eksploatacji. Od początku zasadniczą jego funkcją było usprawnienie wentylacji w podłużni Baum na poziomie II wyższym. Podłużnia Grzmiąca w późniejszym okresie utrzymywana była przede wszyst-kim jako droga transportu wód z wycieków, które pojawiły się już w czasie jej drążenia [2] Podłużnia Bąkle Podłużnia Bąkle jest typowym przykładem wyrobiska drążonego na potrzeby robót zabezpieczających, w celu zminimalizowania zagrożenia zawałami oraz prowadzenia skutecznego systemu odwadniania wyrobisk. Podłużnia wydrążona została w latach 30. i na początku 40. XIX w. Prace prowadzono od krótkiej poprzeczni wybitej spod szybu Regis w kierunku północnym. Z niej w pierwszej kolejności bito zasadniczy, zachodni odcinek podłużni o długości 280 m. Daty kute pod koniec roku na północnym ociosie chodnika pozwalają ustalić, że ukończono go w 1840 r. Jego czoło uzyskało połączenie z przedłużonym chodnikiem Bąkle. Zachodnia część podłużni Bąkle i chodnik Bąkle przecięły rejon najstarszych, XIII-XV-wiecznych prac eksploatacyjnych kopalni wielickiej. Oba korytarze stworzyły nową bezpieczną wypoziomowaną drogę transportową i komunikacyjną pomiędzy szybami Regis i Daniłowicza. Powstały dogodne warunki do prowadzenia koniecznych, uzupełniających prac zabezpieczających w rozległych komorach, stwarzających zagrożenie zawałowe w kopalni i zapadliskowe dla miasta. W drugiej fazie drążenia powstał wschodni, około 60-metrowym odcinek podłużni Bąkle, dzięki któremu uzyskano bezpośrednie połączenie z górną częścią komory Przykos [3]. Podłużnia wydrążona została techniką ręcznego wrębienia obrysu chodnika i kruszenia tak przygotowanego przodka materiałem wybuchowym, lokowanym w jednym, centralnie wywierconym otworze strzałowym. Na przeważającej jego części, już w trakcie drążenia, wprowadzano różnorakie zabezpieczenia górnicze dostosowane do warunków geologiczno-górniczych. Chodnik przecinał bowiem

11 25 w wielu miejscach dawne komory i sposób ochrony tych jego fragmentów, optymalizowanego każdorazowo do zastanych warunków (różnorakie konstrukcje obudów drewnianych, mury solne, podsypywanie spągu. Podłużnie Bąkle do drugiej wojny światowej wykorzystywano okresowo jako wyrobisko transportowe i komunikacyjne dla uzupełniających lub prowadzonych od podstaw robót zabezpieczających w sąsiadujących komorach. Wschodni odcinek podłużni stanowił także duże udogodnienie w realizowanym od podstaw zabezpieczaniu potężnej komory Przykos. Po zakończeniu tych prac był fragmentem ciągu komunikacyjnego, którego przedłużenie na niższe poziomy tworzyły schody i drabiny zabudowane w komorze [3]. Podłużnia w dużym stopniu ułatwiła realizację procesu odwadniania w tej części kopalni. Jej rola w tym zakresie wzrosła pod koniec XIX w., bowiem północny odcinek równo wiekowej jej poprzeczni Świętosławski był wówczas już całkowicie zaciśnięty. W okresie międzywojennym w podłużni Bąkle, w sąsiedztwie szybu Regis, ułożono tory, wykorzystywane głównie do transportu żużla z kopalnianej kotłowni do pobliskich komór. Po drugiej wojnie światowej, z związku z wyłączeniem szybu Regis z funkcji transportowych i komunikacyjnych, znaczenie chodnika uległo marginalizacji [3]. 4. Walory historyczno-górnicze 4.1. Chodnik Biedów, chodnik Sieczyn i podłużnia Karaś Chodnik Biedów jest jednym z najstarszych zachowanych wyrobisk korytarzowych Kopalni Soli Wieliczka. Jego początki sięgają połowy XV w. Prowadzono nim wówczas prace poszukiwawcze ze zgłębionego w 1442 r. szybu Seraf. Na krótkich niezabezpieczonych fragmentach wyrobiska widoczne są oryginalne ociosy i strop z wieku XVI, powstałe w wyniku ręcznego drążenia wyrobiska. Chodnik ten jest jednym z nielicznych miejsc w kopalni, gdzie widoczne są powierzchnie ze śladami tej techniki drążenia (rys. 5). Rys. 5. Chodnik Biedów. Zróżnicowane konstrukcji zabezpieczenia wyrobiska, dostosowane do lokalnej budowy geologicznej. Widoczne na ociosie solnym ślady ręcznego drążenia [11]

12 26 Rys. 6. Pies węgierski, znajdujący się w zachodnim wlocie do komory Stanisław August [11] W chodniku zachowały się różnorodne rozwiązania konstrukcyjne obudów drewnianych, w szczególności długie odcinki, zabezpieczone odrzwiami zamkniętymi, ułożonymi organowo Ponadto niemal na całym biegu chodnika znajdują się drewniane rynny ciągu wodnego, które w części północnej i środkowej położone są na spągu, natomiast w południowej wypoziomowane na belkach wmontowanych w ocios lub na drabinkach kopackich. Zachowało się również połączenie dwóch nitek ciągu wodnego, tj. chodnika Biedów i komory Ratusz. Na spągu chodnika lokalnie zachowały się ławy walackie, które umożliwiały przetaczanie bałwanów solnych do szybu Seraf. Ponadto w przyległej do chodnika komorze Lizak znajduje się kaplica Św. Krzyża, gdzie górnicy mogli pomodlić się przed zmianą roboczą [1]. Północna część chodnika Sieczyn powstała w XVI w., południowa w następnym stuleciu. Ostatnia, obecnie niedostępna część chodnika pierwotnie miała zapobiec ekspansji prywatnej kopalni Lubomirskich w dobra królewskie. Podobnie jak w chodniku Biedów, do zabezpieczenia wyrobiska stosowano różne konstrukcje obudów drewnianych. W szczególności oryginalnie prezentuje się ich połączenie z murami solnymi [1]. Zachodni niewielki fragment podłużni Karaś powstał pod koniec XVII w., natomiast zasadnicza jego część w połowie XVIII w. Osiemnastowieczny odcinek podłużni jest jednym z pierwszych w kopalni, prowadzonym w linii prostej. Powstał w wyniku drążenia z dwóch kierunków, tj. na tzw. zbicie. Na długich fragmentach chodnika zachowały się oryginalne powierzchnie ociosów i stropu z czasu jego pędzenia. Biorąc pod uwagę konstrukcje zabezpieczające wyrobisko, szczególną wartość mają obudowy i kaszty wygradzające przejście przez rejony komór Poniatów i Stanisław August. Oprócz podstawowych funkcji transportowo-komunikacyjnych, podłużnie w latach wykorzystywano jako miejsce do skręcania lin konopnych. Materialną pozostałością po tej funkcji jest maszyna powroźnicza, stanowiąca wyposażenie dawnego kopalnianego warsztatu powroźniczego, zdeponowana w sąsiedniej komorze Stanisław August. Ponadto w przyległej komorze Ciołek działał kierat polski, który w późniejszym okresie został zastąpiony przez kierat węgierski [1]. W wyrobisku do dziś zachował się także pies węgierski, służący do transportu m.in. bałwanów i beczek z solą.

13 Chodnik Długi, Boner, Boruta i podłużnia Grzmiąca Powstały na początku XVIII w. chodnik Długi był pierwszym wyrobiskiem korytarzowym w Kopalni Soli Wieliczka, którego podstawową funkcją było nie udostępnienie w dziewiczym terenie nowych miejsc do eksploatacji soli, lecz usprawnienie komunikacji pomiędzy najważniejszymi wówczas szybami. Wyrobisko to w celu zapewnienia stabilności zabezpieczono w większości obudową odrzwiową zamkniętą (ze spągnicami), ułożoną organowo, która w dużej części zachowała się w dobrym stanie technicznym. Chodnik Długi, oprócz podstawowej funkcji komunikacyjnej, wykorzystywany był jako wyrobisko odwadniające. Świadczą o tym rynny drewniane, używane wtórnie jako legary dla desek, tworzących pomost w zawodnionej części spągu wyrobiska, oraz odnaleziony w 1978 r. czerpak na wodę [2]. Chodnik Boner jest najstarszym chodnikiem poszukiwawczym we wschodniej części kopalni. Wyrobisko to, podobnie jak pozostałe chodniki, ma różnorodne rozwiązania konstrukcyjne obudowy drewnianej, dostosowane do zmiennych warunków geologicznych. W południowej i środkowej części stropnice szerokich odrzwi podparte są dodatkowo stropnicą podłużną (podciągi). Na północ od komory Szerzyzna nad Tarnowem krótki fragment chodnika zabezpieczony jest obudową bardzo rzadko spotykaną w Kopalni Soli Wieliczka. Tworzą ją stropnice podłużne, posadowione na stojakach przy obu ociosach chodnika, zaś na nich ułożone organowo stropnice poprzeczne. Kolejnym rozwiązaniem jest ustawianie stojaków obudowy na półce solnej (tzw. półodrzwia). Środkowa i północna część chodnika ma obudowę organową, która na przeważających fragmentach jest zabezpieczeniem wtórnym, wzmacniającym obudowę pierwotną, w wyniku czego znacznemu zmniejszeniu uległ przekrój poprzeczny wyrobiska. Warto zaznaczyć, że podczas pożaru w kopalni, w 1645 r. obudowa wyrobiska znacząco uległa zniszczeniu. Oprócz funkcji podstawowych: transportowej i komunikacyjnej, chodnik wykorzystywany był jako wyrobisko odwadniające. Świadczą o tym rynny drewniane, zachowane w południowej części wyrobiska, w jego przestrzeni wydzielonej stropnicami podłużnymi. Ponadto w obrębie krótkiego odcinka chodnika Boner zlokalizowane było do 1644 r. podszybie szybu Boner. Do dziś chodnik ten stanowi jedyną drogę dojścia do najdalej wysuniętych na wschód wyrobisk poziomu I [2]. Chodnik Boruta, pomimo niewielkiej długości (ok. 80 m), charakteryzuje się różnorodnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi zabezpieczenia wyrobiska. Oprócz klasycznych rozwiązań w formie odrzwi i półodrzwi, jego przestrzeń w skrajnych fragmentach komór Szerzyzna Gębalińskie i Grzmiąca wydzielają kaszty i mury solne. Chodnik Boruta od początku swego istnienia pełnił przede wszystkim funkcję komunikacyjną. Takie jego przeznaczenie zostało ugruntowane na przełomie XVIII/XIX w., po wykonaniu schodów w komorze Grzmiąca i wydrążeniu podłużni Grzmiąca. W stropie, nad obudową chodnika, zachowało się łoże urządzenia wyciągowego (zapewne krzyża konnego) funkcjonującego w XVII [2]. Podłużnia Grzmiąca jest najmłodszym chodnikiem poszukiwawczym we wschodniej części Kopalni Soli Wieliczka. W trakcie drążenia podłużni wprowadzano zabezpieczenia ściśle dostosowane do stwierdzonych warunków geologicznych. Na krótkich odcinkach wyrobisko pozostawiono bez obudowy, pozostałe części wzmacniano półodrzawiami, odrzwiami i obudową organową. Obok poprawy warunków wentylacyjnych we wschodniej części kopalni podłużnia przez długi okres miała przede wszystkim charakter chodnika odwadniającego. W centralnej i wschodniej jego części zachowały się drewniane rynny ciągu wodnego, a w spągu cztery rząpia [2].

14 Podłużnia Bąkle Podłużnia Bąkle wydrążona została na przełomie lat 30. i 40. XIX w. Podczas prac inwetaryzacyjnych, realizowanych w chodniku w 1997 r., czytelne były dwie daty wykute na północnym ociosie chodnika, mianowicie: 1838 i Daty te wykuto pod koniec grudnia danego roku tuż przy czole drążonej podłużni. W ten sposób określić można w sposób precyzyjny czas bicia zachodniej części wyrobiska i roczny postęp prac [3]. Podłużnia Bąkle na większości swego przebiegu ma zabezpieczenia drewniane o bardzo zróżnicowanych rozwiązaniach konstrukcyjnych. W zachodniej części chodnika są to obudowy ułożone organowo i wykonane z grubych pni okrągłego lub obrabianego do kantówek drewna. We wschodniej i środkowej części wyrobisko zabudowane jest odrzwiami pojedynczymi z wykładką stropu i ociosów deskami. Lokalnie konstrukcje takie były wtórnie wzmocnione stropnicami podłużnymi przy ociosach podpartych stojakami. W miejscach, w których podłużnia przecinała wcześniej wybrane komory granicę pomiędzy nimi a chodnikiem wydzielano, oprócz opisanych wyżej obudów drewnianych, także murami solnymi. Rozwiązania konstrukcyjne stosowanych zabezpieczeń umożliwiały utrzymanie otwartego dostępu do starszych od podłużni dróg komunikacyjnych, prowadzących do wyeksploatowanych komór oraz pobliskich szybów i szybików. W niektórych miejscach pozostawiono też bezpośredni dostęp z podłużni do najstarszych, bezpośrednio sąsiadujących z nią komór. Szczególnie cenne jest otwarte wejście do komory Sołtysie Koło. Współczesne badanie dendrochronologiczne drewna użytego do budowy kasztu zabezpieczającego wyrobisko wskazało na jego XIV-wieczne pochodzenie [3]. Należy także zaznaczyć, że w 1762 r. destrukcje komór Gawrony i Bąkle (wyrobiska przyległe do podłużni Bąkle) doprowadziły do powstania jednego z najrozleglejszych i najpoważniejszych w skutkach zapadlisk powierzchniowych w historii Kopalni Soli Wieliczka [3]. Walory historyczno-górnicze wyrobisku nadaje także ułożone w okresie międzywojennym torowisko, dzięki któremu transportowano żużel z kopalnianej kotłowni do pobliskich komór [3]. 5. Wyniki studium historyczno-konserwatorskiego Opisywane chodniki i podłużnie powstały od drugiej połowy XV w. do początku wieku XIX. Są to wyrobiska korytarzowe o zróżnicowanym charakterze, zarówno co do sposobu ich drążenia, pierwotnego przeznaczenia, jak i późniejszego wykorzystania i zagospodarowania. Ponadto chodniki Długi, Boruta, Boner, Biedów, Sieczyn oraz podłużnie Grzmiąca, Karaś, Bąkle mają w zdecydowanej przewadze zabezpieczenia i wyposażenie z czasu ich drążenia. Do XIX w. prowadzono w nich lokalnie, w miejscach pojawiających się poważniejszych problemów, interwencyjne prace konserwacyjne. Powstałe od tego czasu uszkodzenia obudowy i infrastruktury chodników, reprezentujących wielorakie, cenne walory zabytkowe, wymagają na niektórych odcinkach robót, mających charakter rekonstrukcji [1-3]. Wynikiem przeprowadzonego studium historyczno-konserwatorskiego był szereg zaleceń, dotyczących przebudowy przedmiotowych wyrobisk. Wśród zaleceń Muzeum Żup Krakowskich można było wymienić m.in. zachowanie w niezmienionym stanie oryginalnych ociosów solnych, a w przypadku rewitalizacji wyrobisk należy stosować oryginalne elementy konstrukcyjne. Gdy stan obudowy wymaga przepro-

15 29 wadzenia wymiany zniszczonych elementów, należy wykorzystywać elementy o analogicznym wyglądzie, średnicy i sposobie łączenia. Wynik przeprowadzonej kwerendy historycznej i analizy walorów geologiczno-górniczych przedstawiono poniżej w formie zaleceń do przyszłego projektu [1-3]: Utrzymanie w nienaruszonym stanie oryginalnych odsłoniętych fragmentów stropu i ociosów wyrobisk. Utrzymanie pierwotnej, niezdeformowanej, obudowy wyrobiska. Naprawa obudowy na odcinkach uszkodzonych, z maksymalnym wykorzystaniem oryginalnych, niezdeformowanych jej elementów (stojaki, stropnice, wykładka). Podczas rekonstrukcji uszkodzonych elementów obudowy stosowanie analogicznych do oryginalnych średnic stropnic i stojaków, sposób ich wiązania i rodzajów wykładki. Zachowanie istniejących połączeń chodnika z sąsiadującymi komorami i wyrobiskami korytarzowymi. Projektant w trakcie właściwych prac projektowych powinien zaproponować taki sposób przebudowy wyrobisk, aby nie był on sprzeczny z ww. zaleceniami. Ponadto, we wnioskach z studium historyczno-konserwatorskiego przedstawiono szereg zaleceń, dotyczących przebudowy konkretnych fragmentów wyrobisk. Zalecenia szczegółowe oraz propozycje przebudowy wybranych fragmentów wyrobisk zostały przedstawione w kolejnym rozdziale. Reasumując, proces projektowania zabezpieczenia tego typu wyrobisk górniczych jest znacznie trudniejszy. Sposób zabezpieczenia nie może być podyktowany wyłącznie aspektami wytrzymałościowymi, bazując na przeprowadzonych zgodnie z normą obliczeniach lub na podstawie przeprowadzonych numerycznych analiz geomechanicznych. 6. Projektowanie przebudowy zabytkowych wyrobisk korytarzowych Wraz z początkiem lat 70. XX wieku w Polsce wzrosło zainteresowanie problemami rewitalizacji podziemnych historycznych obiektów górniczych i wdrażania metod, określających sposób prawidłowego zabezpieczenia tych obiektów. Wiązało się to ze znacznym wzrostem zagrożenia, powstałego wskutek utraty stabilności podłoża, co po części wynikało z utraty stateczności wyrobisk górniczych i innych obiektów podziemnych. Coraz częściej pojawiały się wypadki, powstałe w wyniku niekontrolowanych zapadlisk, podmyć fundamentów i dużych katastrof budowlanych. Czynniki te zmusiły do podjęcia działań, związanych z rozwojem technik i metod rewitalizacji i przebudowy podziemnych obiektów górniczych [4, 5, 19]. Za prekursorów górniczych metod zabezpieczenia historycznych obiektów pozostałych po działalności górniczej w Polsce uważa się profesora Feliksa Zalewskiego i Zbigniewa Strzeleckiego. Wieloletnie doświadczenie, zdobyte podczas prowadzonych przez nich robót, związanych z odbudową i zabezpieczeniem historycznych podziemnych obiektów i wyrobisk, sformułowano jako schemat postępowania, rozpowszechniony pod nazwą metody Zalewskiego-Strzeleckiego (metoda Z-S) [4, 5, 19]. Współcześnie decyzje, dotyczące rewitalizacji, zabezpieczenia lub przebudowy historycznych podziemnych obiektów, podejmuje inwestor na podstawie uwarunkowań prawnych oraz opracowanych prac naukowych i technicznych [19].

16 30 W niniejszym punkcie został przedstawiony sposób zabezpieczenia podziemnych obiektów na przykładzie górniczych wyrobisk korytarzowych, zlokalizowanych na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka Projektowanie drewnianej obudowy odrzwiowej Obudowa odrzwiowa, zwana również złożoną, jest najczęściej stosowanym typem konstrukcyjnym obudowy w kopalni wielickiej. Najlepiej spełnia swoje zadanie w warunkach słabych stropów, występowania nacisków pionowych i poziomych lub obydwu łącznie, a więc w miejscach przechodzenia przez skały płonne złoża bryłowego ImZ [6]. Obudowę odrzwiową wykonuje się w różnych odmianach, składających się ze stropnicy, dwóch stojaków i wykładki. W zależności od konstrukcji wyróżnia się odrzwia otwarte oraz zamknięte, w których stosuje się spągnice. Stojaki z stropnicą i opcjonalnie z spągnicą łączone są za pomocą zamków (wiązań). Do najpopularniejszych rodzajów wiązań można zaliczyć wiązanie polskie (olunek), zamek niemiecki i rzadziej szwedzki. Z uwagi na występowania w analizowanych warunkach wzmożonych ciśnień bocznych (poziomych), w kopalni w Wieliczce od wieków stosowane jest wiązanie niemieckie w odmianie wielickiej. Projektowanie obudowy drewnianej zwykłej wyrobisk korytarzowych wg Chudka [6] wykonuje się dla naprężeń dopuszczalnych, traktując odrzwia jako konstrukcję członową, której stropnica i spągnica rozpatrywana jako belka o dwóch punktach podparcia, na którą działa ciśnienie idące od strony ciężaru skał stropowych, znajdujących się w strefie odprężonej. Do obliczenia zasięgu i co za tym idzie masy strefy odprężonej, należy przyjąć jedną z hipotez, które są szeroko opisywane w literaturze [6, 18, 9, 10] i w normie PN-G [14]. W tym miejscu można wymienić m.in. hipotezy Protodiakonowa, Cymbarewicza oraz Sałustowicza. Każda z nich zakłada wytworzenie się strefy odprężonej w stropie wyrobiska, ale również w ociosach. W niniejszym punkcie przedstawiono sposób projektowania drewniej obudowy odrzwiowej przy założeniu sposobu obliczania zasięgu strefy odprężonej zgodnie z normą [14] oraz bazując na ogólnych zasadach wytrzymałości materiałów. Obliczenia przeprowadzono dla następujących założeń, odwzorowujących warunki złoża bryłowego w kopalni wielickiej: długość wyrobiska: przekrój wyrobiska w wyłomie: głębokość usytuowania wyrobiska: ciężar objętościowy skał nadległych: a) wyznaczenie ciśnienia pionowego: b) obliczenie strefy odprężonej wg Sałustowicza: (6.1) (6.1a) [ ] * +=1,53 m (6.2) (6.2a)

17 31 gdzie: półosie strefy odprężonej, odwrotność liczby Poissona: liczba Poissona: wytrzymałość skał stropowych na rozciąganie: ( ) ( ) (6.3) ( ) ( ) = 2,20 m (6.3a) (6.4) (6.4a) gdzie: strzałka strefy odprężonej c) obciążenie jednostkowe obudowy: (6.5) (6.5a) gdzie: L jest długością stropnicy [m] d) określenie rozstawu obudowy : (6.6) gdzie: wskaźnik wytrzymałościowy na zginanie przekroju stropnicy: [m 3 ] maksymalny moment gnący w stropnicy: [Nm] - naprężenie dopuszczalne na zginanie drewna: (6.7) przyjmując średnicę stropnicy równą 0,25 m, otrzymujemy: (6.7a) ostatecznie przyjęto rozstaw odrzwi równy 0,8 m. Dzięki wzorowi (6.7) możliwe jest wcześniejsze obliczenie średnicy elementów obudowy, przy założeniu jej rozstawu.

18 32 e) sprawdzenie wytrzymałości stojaków: (6.8) (6.8a) gdzie: siła osiowa, przypadająca na stojak liczba stojaków: kąt odchylenia stojaka od poziomu: gdzie: (warunek spełniony) poprzeczny przekrój stojaka:, F=0,05 m 2 współczynnik wyboczenia jako funkcja smukłości stojaka: naprężenie dopuszczalne dla drewna sosnowego na ściskanie: (6.9) (6.9a) Projektując odrzwia obudowy drewnianej, ze względu na wykonanie zamka przyjmuje się stojaki i stropnice o tej samej średnicy, ponadto: odrzwia stawiane na podkładkach z bali, z zastosowaniem zamka niemieckiego w odmianie wielickiej, pełna wykładka stropu i ociosów z desek, przestrzeń wolna, między wykładką obudowy a ociosem wypełniona rumoszem skalnym. Narzędziem wspomagającym proces projektowania obudowy górniczej jest modelowanie numeryczne. W wyniku przeprowadzenia symulacji numerycznej możliwe jest wyznaczenie naprężeń panujących w elementach obudowy i otaczającym górotworze oraz zbadanie zasięgu strefy odprężonej (uplastycznionej). W warunkach złoża bryłowego soli zielonej przydatne może być wykorzystanie modelowania ośrodka skalnego w trójosiowym stanie naprężenia i odkształcenia. Oprogramowaniem, umożliwiającym budowę trójwymiarowego modelu numerycznego, jest m.in. Flac 3D, firmy Itasca, bazujący na metodzie różnic skończonych. Wymieniony program pozwala przyjąć do opisu warstw skalnych model sprężystolepki Maxwella. Wskazany model jest adekwatny dla skał występujących w analizowanych warunkach, ponieważ górotwór wielicki ma silną tendencję do plastycznego płynięcia. Wspomniana cecha górotworu zapewniła utrzymanie stateczności ogromnej liczby wyrobisk kopalni przez ostatnie kilkaset lat, przy ciągłym procesie osiadania powierzchni terenu. Przykładowe parametry mechaniczne, wykorzystywane w modelu Maxwella, dla czterech typów skał złoża brylowego, przedstawiono w tabeli 1.

19 33 Tabela 1. Przykładowe, efektywne stałe mechaniczne skał budujących złoże bryłowe w kopalni wielickiej Skała Moduł sprężystości Younga E [MPa] Współczynnik Poissona [-] Moduł odkształcenia postaciowej G [MPa] Moduł sprężystości objętościowej K Współczynnik lepkości ŋ [MPa*rok] [MPa] Czwartorzęd 40 0, Ił marglisty 500 0, Zuber 800 0, Sól bryłowa 900 0, Projektowanie przebudowy wyrobisk korytarzowych o bogatych walorach historycznych na przykładzie wyrobisk na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka Autorzy studiów historyczno-konserwatorskich dla zespołu opisywanych wyrobisk podają szereg zaleceń o charakterze ogólnym, dotyczących projektowania i przebudowy chodników i podłużni [1-3]. Ponadto, zawarto w nich zalecenia szczegółowe, dotyczące konkretnych fragmentów wyrobisk. W niniejszym rozdziale zostaną wymienione zalecenia szczegółowe i sposób odniesienia się do nich przez projektantów. Szczegółowe zalecenia w przypadku przebudowy chodnika Boner dotyczyły m.in. zabezpieczenia komory Szerzyzna nad Tarnowem, zlokalizowanej w jego ciągu komunikacyjnym (rys. 7). We wspomnianej komorze znajduje się zachowany w dobrym stanie murek solny, o wysokości około 6,0 (rys. 7). Wymieniona konstrukcja sprawia, że wyrobisko nabiera walorów górniczych. Jak przedstawiono na rys. 7, obudowa na wlocie do komory uległa silnej deformacji. Mając na uwadze zalecenia ogólne muzeum, w projekcie zaproponowano analogiczny sposób zabezpieczenia wlotu. Polegający na organowej zabudowie odrzwi ze stojakiem pośrednim, znajdującym się w osi przebudowywanego wyrobiska. Stojaki ze stropnicą są łączone w sposób analogiczny do pierwotnego, tj. za pomocą zamka polskiego (olunku). Aby zapewnić dokładne przyleganie obudowy do górotworu, przestrzeń pomiędzy stopnicą a stropem została wypełniona drewnem. W ten sposób, uwzględniając pozostałe zalecenia ogólne, wymienione w rozdziale 5., możliwe będzie zachowanie oryginalnego wyglądu wyrobiska. Sposób zabezpieczenia wlotu do komory, ujęty w projekcie, został przedstawiony na rys. 8.

20 34 Rys. 7. Widok na wlot do komory Szerzyzna nad Tarnowem, widoczny unikatowy murek solny, wygradzający podsadzoną przestrzeń wyrobiska [12] Rys. 8. Schemat zabezpieczenia wlotu do komory Szerzyzna nad Tarnowem [12] Szczegółowe zalecenia muzeum w przypadku przebudowy podłużni Bąkle dotyczyły m.in. zachowania murku solnego, znajdującego się w ociosie wyrobiska (rys. 9). Murki solne stanowiły granicę pomiędzy wybranymi komorami a chodnikiem. Mając na uwadze zalecenia ogólne, zawarte w studium historycznokonserwatorskim, w projekcie technicznym dotyczącym obudowy górniczej podłużni Bąkle, projektanci zaproponowali odwzorowanie pierwotnego sposobu zabezpieczenia ww. podłużni. Zaprojektowano zabudowę organowo ułożonych stropnic z okrąglaków o średnicy 20 cm, które wsparte są na podciągach z okrąglaków o średnicy 30 cm. Z kolei podciągi spoczywają w olunkach, wykonanych w stojakach, stawianych podwójnie w rozstawie do 1,5 m. W ten sposób, uwzględniając pozostałe zalecenia ogólne i szczegółowe, wymienione w rozdziale 5., możliwe będzie zachowanie oryginalnego wyglądu wyrobiska i uwidocznienie unikalnego murku solnego. Sposób zabezpieczenia podłużni na wskazanym fragmencie, ujęty w projekcie, został przedstawiony na rys. 10.

21 35 Rys. 9. Murek solny w ociosie podłużni Bąkle [13] Rys. 10. Murek solny w ociosie podłużni Bąkle [3] Poniżej zestawiono pozostałe zlecenia szczegółowe, dotyczące sposobu zabezpieczenia wyrobisk korytarzowych na poziomie I, w opisywanym rejonie [1-3]: Chodnik Sieczyn: Utrzymanie sąsiadującej z chodnikiem pozostałej przestrzeni po stajni. Zachowanie wejścia do podsadzonej komory dawnego magazynu na paszę. Chodnik Boner: Usunięcie obudowy wtórnej (odrzwia zamknięte drewniane) i powiększenie (powrót do pierwotnego) przekroju poprzecznego północnej części chodnika.

22 36 Podłużnia Bąkle: Zachowanie w spągu zachodniej części podłużni wejścia do chodnika podpoziomowego prowadzącego do XVI-wiecznych komór Działko. W przypadku konieczności wprowadzania do rekonstrukcji obudowy nowych elementów należy stosować drewno okorowane (nieobrabiane do kształtu idealnego walca) o średnicy minimum 25 cm. Utrzymanie odsłoniętego wejścia do przylegającej komory Sołtysie Koło z najstarszym w kopalni przebadanym dendrochronologicznie, XIV-wiecznym drewnem w kaszcie. Analizowane wyrobiska w przeważającej części są wyrobiskami o skomplikowanym przebiegu. Często ich przekrój i kształt nie przypominają wyrobisk korytarzowych, a wyrobiska komorowe lub strome zejścia (pochylnie). W związku z tym projektanci byli zmuszeni do indywidualnego podejścia, do każdego z przypadków, co w dużej mierze komplikowało i wydłużało czas pracy. Jednym z ciekawszych przypadków było zejście pomiędzy chodnikiem Biedów a podłużnią Grzmiącą, o różnicy poziomów ponad 4 m. Jak widać na zamieszczonym rys. 11, fragment wyrobiska jest zabezpieczony obudową odrzwiową, organową. Na spągu znajdują się nieregularnie ułożone belki, niebędące integralnymi elementami konstrukcyjnymi obudowy. Z powodu bezpośredniego sąsiedztwa dużych mniej lub bardziej podsadzonych przestrzeni poeksploatacyjnych, przez wieki wyrobisko uległo znacznym deformacjom, a obudowa lokalnie została zniszczona. Mając więc na względzie zalecenia, zachowanie stateczności wyrobiska i jego funkcjonalność, w projekcie zaproponowano zabezpieczenie zejścia obudową odrzwiową pełną (zamkniętą), to znaczy z uwzględnieniem spągnic. Spągnice powinny być odpowiednio wyprofilowane, co umożliwi przymocowanie do niej deski, pełniącej funkcję podestów zejścia schodowego (rys. 12 i 13). Rys. 11. Stan aktualny zejścia pomiędzy chodnikiem Boruta, a podłużnią Grzmiąca [12]

23 37 Rys. 12. Schemat przebudowy zejścia z chodnika Boruta do chodnika Grzmiąca [11] Rys. 13. Schemat przebudowy zejścia z chodnika Boruta do chodnika Grzmiąca (odrzwia zamknięte i zamek niemiecki w odmianie wielickiej) [11] Podsumowanie Reasumując, przed przystąpieniem do właściwych prac projektowych przebudowy wyrobisk górniczych o bogatych walorach historycznych i górniczych należy wykonać szereg czynności poprzedzających. W pierwszej kolejności studium historyczno-konserwatorskie, następnie inwentaryzację stanu technicznego i pomiary miernicze. Kolejnym krokiem jest wykonanie koncepcji, która powinna zostać uzgodniona ze wszystkimi służbami kopalni. Przed realizacją prac górniczych projekt powinien uzyskać pozwolenie konserwatorskie.

24 38 Projektując zabezpieczenie lub przebudowę tego typu wyrobisk, należy uwzględniać aspekty wytrzymałościowe, geomechaniczne, organizacyjno-technologiczne i zalecenia, płynące z studiów historyczno-konserwatorskich. Bibliografia [1] Charkot J, Skubisz M., Studium historyczno-konserwatorskie chodników Biedów, Sieczyn i podłużni Karaś, na poziomie I w Kopalni Soli Wieliczka, Muzeum Żup Krakowskich Wieliczka, Praca niepublikowana. [2] Charkot J, Skubisz M., Studium historyczno-konserwatorskie chodników Długi, Boner, Boruta i podłużni Grzmiąca na poziomie I w Kopalni Soli Wieliczka, Muzeum Żup Krakowskich Wieliczka, Praca niepublikowana. [3] Charkot J, Skubisz M., Studium historyczno-konserwatorskie podłużni Bąkle na poziomie I w Kopalni Soli Wieliczka, Muzeum Żup Krakowskich Wieliczka, Praca niepublikowana. [4] Chmura J., Wieja T., Górnicze metody zabezpieczania i rewitalizacji podziemnych obiektów zabytkowych, Ochrona Zabytków nr 1-4, Warszawa. [5] Chmura J., Wieja T., Profilaktyka i zapobieganie zagrożeniom w procesie adaptacji i użytkowania podziemnych tras turystycznych, Przegląd Górniczy nr 71, Wydawnictwo Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa, Kraków. [6] Chudek M., Obudowa wyrobisk górniczych. Cz. I. Obudowa wyrobisk korytarzowych i komorowych, Wydawnictwo Śląsk, Katowice. [7] d Obryn K., Przybyło J., Wiewiórka W., Budowa geologiczna i techniki eksploatacji złoża w wyrobiskach nowej trasy specjalistycznej w Kopalni Soli Wieliczka, Zeszyty naukowe AGH, Geologia nr 36., z. 3, Kraków, s [8] Gaweł A., Budowa złoża solnego Wieliczki, Prace Instytutu Geologicznego, XXX, cz. III. [9] Gergowicz Z., Geotechnika górnicza, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław. [10] Kłeczek Z., Geomechanika Górnicza, Śląskie Wydawnictwo Techniczne. [11] Parchanowicz J., Lipniarski M. i in., Dok. tech. przeb. ciągu wyrobisk chodnikowych obejmujących: podłużnię Karaś, chodnik Sieczyn, chodnik Biedów na poziomie I podziemnej części zakładu Kopalnia Soli Wieliczka S.A., Praca niepublikowana. [12] Parchanowicz J., Lipniarski M. i in., Dok. tech. przeb. ciągu wyrobisk chodnikowych obejmujących: chodnik Długi, chodnik Boner, chodnik Boruta i podłużnię Grzmiąca na poziomie I Kopalni Soli Wieliczka, Praca niepublikowana. [13] Parchanowicz J., Lipniarski M. i in., Dok. tech. przeb. podłużni Bąkle na poziomie I podziemnej części zakładu Kopalnia Soli Wieliczka, Praca niepublikowana. [14] PN-G Norma Polska Zasady projektowania i obliczeń statycznych obudowy sklepionej w podziemnych wyrobiskach korytarzowych i komorowych, Wydawnictwo PKN, [15] Przybyło J., Włodarczyk E., Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Karaś, chodnika Sieczyn oraz chodnika Biedów poziom I Kopalni Soli Wieliczka, Dział Mierniczo-Geologiczny Kopalni Soli Wieliczka, Praca niepublikowana. [16] Przybyło J., Włodarczyk E., Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne górotworu w najbliższym otoczeniu chodnika Długi, chodnika Boner, chodnika Boruta oraz podłużni Grzmiąca poziom I Kopalni Soli Wieliczka, Dział Mierniczo- Geologiczny Kopalni Soli Wieliczka, Praca niepublikowana. [17] Przybyło J., Włodarczyk E., Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne górotworu w najbliższym otoczeniu podłużni Bąkle poziom I Kopalni Soli Wieliczka, Dział Mierniczo-Geologiczny Kopalni Soli Wieliczka, Praca niepublikowana.