Strojové vŕtanie
Postupom času bolo v histórii baníctva vyvinutých a úspešne aj neúspešne používaných pomerne množstvo rôznych konštrukcií na viaceré druhy pohonu. Nie je naším cieľom opisovanie všetkých známych typov, ale pre bližšie oboznámenie uvádzame iba niekoľko skutočností. Vŕtacie stroje v začiatkoch ich používania boli mohutné, zložité a veľmi nákladné. Boli poháňané elektrickou energiou, neskôr stlačeným vzduchom, ktorého používanie dosiahlo širší rozsah. Prvé vŕtacie stroje boli typu Burgleigh, Sachs, upravené zariadenia v banskoštiavnickom revíri (vŕtačka Richterova, Péchova, Brozmann-Kachelmanovej a iné). Známe boli vŕtacie stroje typu Siemmens-Halske a ďalej Siemens-Schückert. Postupne sa začalo so zavádzaním strojového vŕtania na mnohých banských závodoch, najprv elektrickým, potom elektricko-pneumatickým a nakoniec pneumatickým. Mechanické vŕtanie skvalitnilo používanie ľahších vŕtacích kladív, ktoré sa postupne rozšírili do slovenských baní, a tak do konca prvých dvoch desaťročí 20. storočia ručné vŕtanie úplne zaniklo. Najviac sa uplatnilo vŕtanie pneumatické, ktoré po skonštruovaní ľahších vŕtačiek našlo všeobecné používanie.
Princíp pneumatických vŕtačiek spočíva v tom, že na dláto tlčie piest, poháňaný stlačeným vzduchom; nárazy nasledujú rýchle za sebou a stroj si pootáčanie dláta obstaráva samočinne. V priebehu času bolo používaných viacej typov vŕtacích kladív, pre informáciu uvádzame jeden z pomerne dlho požívaných, a to vŕtacie kladivo typu „Flottmann“ v nasledujúcom znázornení. Vyznačuje sa jednoduchosťou, spoľahlivosťou a výkonnosťou. Vyrábali sa v rôznych veľkostiach až do váhy 20 kg, najmenší typ váži 10 kg. Vŕtacie kladivá vykonávajú za 1 minútu 1400 až 2500 nárazov a potrebný tlak vzduchu na ich pohon je 5 až 8 atmosfér. Spolu s nimi sa používajú aj viaceré konštrukcie uľahčujúce obsluhu, z ktorých je najznámejšia vzduchová opora.
Pohľad a rez vŕtacím kladivom Flottmann (zdroj Martínek, 1952, obr. 143)
Pneumatické vŕtacie kladivá použili v baniach spišsko-gemerského rudohoria prvý raz v roku 1897 v Slovinkách, a to nárazové vŕtacie kladivá značky Ingersoll Rand. Pneumatické kladivá koncom 19. a začiatkom 20. storočia zaznamenali značné rozšírenie a zvyšovanie ich technickej úrovne a ochrany obsluhy. Ďalšie zlepšenie predstavovalo vŕtacie kladivo s vodným výplachom. Na vodný výplach je potrebné dláto, ktorého násada je upravená pre výplachovú hlavicu. Tlaková voda o 4 až 6 atmosférach priteká ohybnou hadicou, prechádza kanálikom dláta až k ostriu, kde vyteká na dno vŕtanej diery a vyplachuje vyvŕtanú drvinu. Toto riešenie zamedzuje tvorenie jemného prachu, čím vytvára podmienky na bezpečnejšiu prácu.
Dláta pre pneumatické vŕtanie
Dláta pre pneumatické kladivá sú plné, alebo duté, môžu byť hladké, alebo závitnicové. Plné dláta majú prierez kruhový, štvorhranný, šesťhranný alebo osemhranný. Duté dláta hladké mávajú prierez kruhový, šesťhranný alebo osemhranný a sú vo svojej osi po celej dĺžke prevŕtané kanálikom svetlosti 5 – 7 mm. Tvary ostria vŕtacích dlát sú rôzne: jednosečné, dvojsečné, tvaru písmen „Z“, krížové, ružicové a korunové.
Zakladanie vývrtov
Správny účinok trhaviny možno dosiahnuť iba správne založeným vývrtom. Je potrebné, aby vývrty boli vždy zakladané pod určitým uhlom k stene, do ktorej vŕtame, tento uhol sa podľa tvrdosti horniny pohybuje od 30 do 45˚.
Výbušné látky – trhaviny
Výbušniny sú chemické zlúčeniny alebo fyzikálne zmesi, ktoré pri náhlom podnete sú schopné explozívneho rozkladu. Látky, používané na rozpojovanie hornín, nazývame trhaviny alebo tiež priemyselné výbušniny. V začiatkoch používania trhavín to bol po dlhú dobu čierny strelný prach (zmes liadku draselného asi 75%, dreveného uhlia asi 13% a síry asi 12%), neskôr, v súvislosti s rýchlym rozvojom chémie, vynález strelnej bavlny v roku 1846, nitroglycerínu a dynamitu v roku 1867, ako aj rozbušiek. Dynamity sa používajú v tvrdých horninách, ich účinok je trieštivý, hornina sa tak rozpadá na malé kusy. Neskôr, namiesto dynamitu sa používal želatínový astralit, v uhoľných baniach nobelit. Pri zaobchádzaní s trhavinami je nevyhnutné dodržať všetky predpisy o bezpečnosti v závislosti na použitom druhu.
Roznecovadlá
Sú to prostriedky, ktorými sa vyvolá explózia trhavín. V počiatkoch ich používania na zapálenie strelného prachu používali slamené alebo trstinové steblá natreté, alebo naplnené jemným prachom, ktoré vkladali do otvoru v upchávke. Neskôr, koncom prvej polovice 19. storočia, sa rozšírili Bickfordove bezpečnostné zápalnice, ktoré sa od roku 1853 začali vyrábať aj u nás. V ostatnej dobe sa ako roznecovadlá všeobecne používali zápalnica, rozbušky a elektrické roznecovače, ale aj roznecovacie elektrické strojčeky, tzv. roznetnice.
Zápalnica je v podstate žilka jemnozrnného čierneho prachu alebo múčkovitej prachoviny, je asi 1 mm hrubá a je uložená v jemnej hadici vyrobenej z juty alebo bavlny, neskôr z papierového prúžka. Na dosiahnutie vyššej pevnosti je opradená tým istým materiálom ako je hadica. Opradenie je impregnované, aby sa zabránilo preniknutie vlhkosti k prachovej žilke.
Rozbušky sú mosadzné, medené alebo hliníkové dutinky, naplnené asi do polovice traskavinou. Ostávajúca časť dutinky je voľná a zasúva sa do nej zápalnica. Okrem čierneho prachu, ktorý sa k explózii privádza plameňom zápalnice, sa používajú pri ostatných druhoch trhavín.
Rozbuška a elektrický roznecovač (podľa Martínek 1952)
Elektrický roznecovač je v podstate pilulka zápalnej zmesi, v ktorej je uložený tenký žeraviaci drôtik. Zavedením elektrického prúdu sa drôtik rozžeraví a vzniknuté teplo pilulku zapáli – vyšľahne plameň a roznieti rozbušku, ktorá je zasunutá do dutinky roznecovača.
Roznetnica je dynamoelektrický strojček, ktorým otočením kľuky alebo kľúča, sa vyrába slabý elektrický prúd (spravidla 6 V), ktorý je potrebný na zapálenie elektrických roznecovačov.
Nabíjanie vrtnej diery a príprava roznetnej náložky
Po vyčistení vývrtu sa diera nabíja trhavinou, plní sa jeho spodná tretina. Množstvo trhaviny vložená do vývrtu sa nazýva nálož. V začiatkoch to bol strelný prach, neskôr všeobecne používané jednotlivé voľné náložky a z náložky zápalnej (roznetnej), v ktorej je zasunutá rozbuška so zápalnicou alebo elektrickým roznecovačom. Náložky sa zasunujú do vývrtu tzv. nabijakom, čo je tyč o priemere asi 20 mm z dreva, opatrená po celej dĺžke žliabkom pre zápalnicu, alebo drôty pri elektrickom odpaľovaní. Pri odpaľovaní zápalnicou, sa táto odreže hladko ostrým nožom kolmo na jej os, zasunie sa do rozbušky o jej okraj sa pritisne na to určenými kliešťami a zasunie sa do čelnej strany poslednej náložky, potom sa následne tenkým a pevným motúzom upevní. Podobne je to aj pri požití elektrického odpaľovania.
Utesnenie nálože vo vývrte
Nálož trhaviny vo vrtnej diere je potrebné riadne utesniť (upchať), pretože od toho závisí jej dobrý účinok. V priebehu času sa to dialo viacerým spôsobmi, neskôr sa všeobecne rozšírilo používanie šúľkami z mierne vlhkej hliny alebo ílu, ktoré sa do vývrtu zasunujú nabijakom. Vo vhodných podmienkach sa používal aj suchý, sypký a ostrý piesok alebo jemne mletý kamenný prach nasypaný do hadíc z impregnovaného papiera.
Odpaľovanie náloží
Odpaľovanie náloží sa v počiatkoch dialo primitívnymi zápalnicami, zhotovenými zo stebiel rôznych rastlín, neskôr zápalnicou a potom skoro výhradne elektricky. Odpaľovanie zápalnicou spočíva v tom, že konce zápalníc, ktoré vyčnievajú z jednotlivých nabitých vývrtov, po predchádzajúcej úprave postupne zapaľujeme. Konce zápalníc je potrebné šikmo zarezať alebo asi na dĺžku 1 cm rozrezať obal a tým obnažiť prachovú vrstvu. Prachová žilka sa potom zapáli ostrým plameňom hlavičky obyčajnej zápalky. Pomerne spoľahlivý spôsob zapaľovania predstavuje použitie tzv. dutnáka, čo je kus zápalnice, do ktorého sa v približne rovnakých vzdialenostiach urobia zárezy až k prachovej žilke. Tento dutnák sa zapáli a k jednotlivým zárezom sa prikladajú konce zápalníc od náloží, ktoré sa od vyšľahnutého plameňa zo zárezu zapália. Pohodlne za jednotlivé zápalnice zapaľujú škrtacími zápalkami, čo je papierová dutinka o takom priemere, aby sa dala nasadiť na zápalnicu a na jej koniec sa škrtne krabičkou od zápaliek. Na súčasné zapálenie viacerých zápalníc jediným škrtnutím sa používala aj tzv. zapaľovacia raketa. Bezpečné a relatívne pohodlné je odpaľovanie elektrické, pretože sa uskutočňuje centrálne z jedného miesta v bezpečnej vzdialenosti od miesta explózie náloží.
Dutnák, škrtacia zápalka a zapaľovacia raketa (podľa Martínek 1952)
Po vydarenom odpaľovaní, následkom ktorého došlo k rozpojeniu horniny, nasledujú ďalšie pracovné operácie, ako odvetranie pracoviska, nakladanie a odvoz rúbaniny atď.
Zdroje informácií:
Agricolae Georgii: De re metallica libri XII, Basieae, MDLVI (Agricola, J.: Dvanásť kníh o baníctve a hutníctva, Basilej, 1556)
Balthasar Röszler: Hell-polierter Berg-Bau-Spiegel, Dresden, 1700, 61-63
Bohus, G.: A robbantástechnika fejlődésének történeti attekintése különös figyelemmel a magyar vonatkozásokra, Bányászati és Kohászati Lapok, r. 116, 1983, 9,
s. 602-604
Faller, J.: A tűzzel valófejtésmodról, Bányaszati és Kohászati Lapok, LXXXIII, 1940, 27-32
Faller, J.: Adatok a bányabeli robbantás fejlődéstörténetéhez, Történalmi Szemle, 4, 1961/1, 56-75
N.N.: Návšteva bání, Veškeré způsoby dolování, Praha, 1873
Martínek, J.: Dobývanie a úprava úžitkových nerastov, diel prvý, vyd. Práca, 1952
Sopko, A.: Slovenská banská technika v 18. a 19. storočí a jej význam, Zborník Slovenského banského múzea, r. VII, 1971, 73-101
Zostavil Mikuláš Rozložník, Košice, 10/2022