Likwidacja szybów i szybików, wymaga szczególnej staranności, gdyż
stanowią one połączenie pomiędzy poziomami wodonośnymi,
połączenie pomiędzy powierzchnią i wyrobiskami na różnych
poziomach oraz są miejscem migracji gazów kopalnianych i
przepływu powietrza. Szczególnie niebezpieczne są szyby z racji ich
bezpośredniego wyjścia na powierzchnię. Stare szyby i szybiki o małej
średnicy oraz otwory wiertnicze uległy często częściowemu zawaleniu
i zarosły roślinnością. Stanowią one poważne zagrożenie dla ludności i
doprowadzają powietrze do starych wyrobisk. Większe szyby były
raczej likwidowane i zabezpieczane. Jak wiadomo, szyby po ich
likwidacji są od góry zamykane płytami. Płyty te, najczęściej
żelbetowe, z upływem czasu ulegają korozji, spękaniom i zniszczeniu
lub obsunięciu na skutek erozji podpór, czy miejsc posadowienia.

ZABEZPIECZENIA PODSZYBI

PROTECTION OF A SHAFT STATION UNDER

LIQUIDATION

4) Podszybie zabezpieczone
tamą i gruzowiskiem
zawałowym

materiał
zasypowy

tama

materiał
zasypowy

korek betonowy

5) Korek betonowy na
podszybiu

materiał
zasypowy

tama

korek betonowy

6) Płyta podtrzymująca materiał
zasypowy

LIKWIDACJA SZYBÓW

płyta
zamykają
ca

otwór
kontrolny

otwór
dosypowy

przewód

odprowadzenia

gazu

pierścień

uszczelniający

otwór

injekcyjn

y

otwór

injekcyjn

y

wzmocnien

ia

korek

uszczelniający

materiał

zasypowy

zlikwidowany

kanał

wentylacyjny

Zamknięcie zlikwidowanego szybu

Po zasypaniu szybu i wykonaniu w górnej części korka izolacyjnego
mającego na celu zabezpieczenie szybu przed dopływem wód
przypowierzchniowych i migracją gazu dokonuje się jego zamknięcia
płytą żelbetową. Płyta ta spoczywa na obmurzu wzmacniającym, a
izolację zapewnia pierścień uszczelniający. W płycie pozostawia się
okna rewizyjne i montuje rury z odgromnikiem do odprowadzania
gazu oraz prowadzenia analizy składu chemicznego i stężenia gazów.
Zazwyczaj w otoczeniu szybu należy dokonać wzmocnienia górotworu
i iniekcji Pozwala to wyeliminować zjawiska ewentualnych osuwisk i
migracji gazów.

W fazie projektowania wypełnienia rury szybowej materiałem
zasypowym musi być przeprowadzona analiza stateczności
szybu po jego likwidacji.

Mówiąc o likwidacji szybów ma się na myśli różne

rozwiązania:

 Zabezpieczenie wyrobisk przyszybowych, wypełnienie rury

szybowej materiałem zasypowym i zabezpieczenie zrębu szybu,

 Odizolowanie tamami wodnymi szybu od wyrobisk

dołowych, zatopienie szybu i zabezpieczenie płytą jego zrębu,

 Pozostawienie niewypełnionej rury szybowej i wykonanie

tylko płyty na zrębie szybu.

Likwidacji szybu dokonuje się po sporządzeniu odpowiedniej
dokumentacji i uzyskaniu zatwierdzeń. Sposób likwidacji zależeć
powinien od warunków geologicznych, hydrogeologicznych, zagrożeń
górniczych,

stanu

szybu

i

wyrobisk

przyszybowych

oraz

występowania w górotworze innych kopalin.

Dokumentacja likwidacji szybu obejmuje szereg materiałów, w tym
projekt techniczny z wnioskiem o likwidację oraz dokumentację
ruchową związaną z technologią likwidacji i ewidencją robót.

Po właściwej ocenie warunków geologiczno-gómiczych, w tym
zagrożeń, opracowaniu sposobów izolacji horyzontów wodnych i
gazowych oraz przeanalizowaniu stanu szybu i wyrobisk przyległych
przystępuje się do wykonania projektu technicznego likwidacji szybu.

W projekcie tym, poza podaniem sposobu usuwania wyposażenia
szybu, najistotniejsze stają się:

    

Dobranie materiału zasypowego,

    

Zabezpieczenie wlotów do szybu,

    

Izolacja poziomów wodonośnych i gazowych,

    

Wykonanie płyty na zrębie szybu,

Materiały używane do likwidacji szybu to najczęściej:

    

Skała płonna,

    

Żużel,

    

Popiół, Piasek,

    

Dolomit,

    

Odpady przeróbcze kopalń rud.

Do zasypywania szybów dotychczas rur można było stosować
materiałów toksycznych, skażonych bakteriologicznie i chemicznie
aktywnych, z powodu wątpliwości dotyczących własności izolacyjnych
obudów szybowych.

Obecnie rozwa

ż

a się możliwość wykorzystania szybu na składowisko

odpadów

niebezpiecznych

po

uprzednim

wykonaniu

prac

adaptacyjnych, a w szczególności barier izolacyjnych. Wtedy szyb
musi być traktowany jako specjalne składowisko odpadów, a n

i

e szyb

w

likwidacji

zasypywany

odpadami

niebezpiecznymi.

Szyb

składowisko podlega nadal przepisom górniczym obowiązującym dla
szybów

.

Podstawą prawidłowego zlikwidowania szybu jest właściwy dobór
materiału zasypowego. Generalnie należy stwierdzić, że skały
pochodzące z kopalń węgla kamiennego nie są najlepszym
materiałem zasypowym, gdyż nie posiadają odpowiedniego składu
ziarnowego, ulegają rozmakaniu, zawierają jeszcze resztki węgla i
występują w nich skały kwarcowe, które mogą wywoływać iskrzenie
przy zasypie. Taki materiał zasypowy osiada bardzo wolno, nawet
przez okres do 2 lat i końcowe osiadanie dochodzi do 8, a nawet 10%
głębokości zasypu

.

W

przypadku

występowania

zagrożeń

gazowych

idealnym

materiałem byłby taki, który w szybie nie osiada, gwarantuje szczelne
wypełnienie i nie przenika przez niego gaz. Zbliżone do tych
własności mogą osiągnąć mieszaniny wymienionych już materiałów z
dodatkiem środków wiążących lub

popiołów lotnych i odpadów z

niektórych technologii spalania węgla i odsiarczania spalin.

Uzyskanie pełnej szczelności wypełnionej rury szybowej jest trudne z
racji istnienia niebezpieczeństwa migracji gazów na styku pomiędzy
materiałem

zasypowym

a

obudową

lub

pozostawionym

wyposażeniem szybu, albo pomiędzy obudową a górotworem.
Dlatego w miejscach, gdzie występuje zagrożenie gazowe, a w
szczególności gromadzenie się gazów pod dużym ciśnieniem, należy
prowadzić odgazowanie górotworu przez otwory wiertnicze lub rury
pozostawione w szybie, a mające wlot w pobliżu zbierania się gazu
pod ziemią. Skład i procentowe udziały frakcji ziarnowej materiałów
zasypowych muszą być dobierane każdorazowo do warunków
występujących w szybie. Materiał musi być poddany testom
ściśliwości,

rozdrabniania,

iskrzenia,

rozmakalności,

przepuszczalności i reagowania z wodami dopływającymi do szybu.

Materiał zasypowy wywiera określone parcie na obudowę szybu,
tamy i korki izolacyjne.
Znajomość naporu na tamy i korki jest niezbędna w celu
wyznaczen

i

a ich parametrów konstrukcyjnych.

Powszechnie dla suchych materiałów przyjmuje się do wyznaczenia
ciśnień pionowych i poziomych wzory wyprowadzone przez

Janssena

dla silosów, a mianowicie:























































































z

A

U

U

A

p

z

A

U

U

A

p

z

x



















exp

1

exp

1

w których  określona jest wzorami:

= tg

2

(45

o

-/2)

gdzie:
p

z

- ciśnienie pionowe materiału zasypowego,

p

x

- ciśnienie poziome materiału zasypowego,

A - przekrój poprzeczny wyrobiska w świetle obudowy,
U - obwód wyrobiska w świetle obudowy,
 - ciężar objętościowy materiału zasypowego,

 - współczynnik tarcia pomiędzy materiałem zasypowym a obudową

wyrobiska,
z - wysokość zasypu,
 - kąt tarcia wewnętrznego materiału zasypowego.

z

x

p

p





Wzory sprawdzające się z dostateczną dla praktyki dokładnością

,

w

silosach ma

j

ą ograniczoną przydatność do projektowania naporów w

szybach. Jest to wynikiem trudności związanych z:

     Utrzymaniem stałych własności materiałów zasypowych
     Wyeliminowaniem dopływu wody do szybu.

Przy braku dopływu wody do szybu należy do ob

l

iczeń przyjąć

wartości co najmniej dwukrotnie wyższe, niż wynika to z powyższych
wzorów. Praktyka pokazuje, że często nawet po dziesiątkach lat do
szybu zaczyna dop

ł

ywać woda przez nieszczelności w obudowie,

popękane płyty zabezpieczające na zrębie itd.. Konsekwencją tych
dopływów są rozmakanie skał, przemieszczanie frakcji drobnej i
spiętrzanie wod

y

prowadzące do przerwania tam i gwałtownego

wypłynięcia materiału zasypowego z wodą do wyrobisk poziomych,
wywołując równocześnie zapadliska na powierzch

ni.

Nawet zalecane korki iłowe, czy popiołowe w szybach, mające
charakter izolacyjny, mogą z upływem czasu zacząć przepuszczać
wodę i w konsekwencji spowodować gwałtowne ruchy pozostałej
części zasypu, dlatego zatem z punktu widzenia bezpieczeństwa
robót likwidacyjnych korki i tamy w szybach z prognozowanymi
dopływami wody winny być projektowane na ciśnienia:

gdzie:
p

m

- ciśnienie materiału po uwzględnieniu wyporu,



w

- ciężar właściwy wody,



m

- ciężar właściwy mieszaniny wody z materiałem zasypowym

wyznacza się ze
wzoru:



m

= C

v

(

s

- 

w

) + 

w

w których:
C

v

- koncentracja objętościowa mieszaniny, rozumiana jako stosunek

objętości materiału zasypowego do objętości mieszaniny powstałej po
dopływie wody do szybu, czyli sumy objętości materiału i wolnych
przestrzeni pomiędzy ziarnami zapełnionych wodą.

z

p

z

p

m

w

m















Korki podsadzkowe nie mogą być wykonywane z materiałów
upłynniających się po nawodnieniu, podobnie strefy zawałowe mają
rację bytu, gdy skały nie ulegają rozmakaniu.
Długość strefy zawałowej lub korka podsadzkowego można
wyznaczyć ze wzoru:

gdzie:
A

x

- przekrój wyrobiska poziomego w świetle obudowy (strefy

zawałowej),
U

x

- obwód wyrobiska poziomego w świetle obudowy (strefy

zawałowej),
P

x

- ciśnienie zawodnionego materiału na tamę znajdującą się na

początku korka lub strefy zawałowej.





























1

ln









x

x

x

x

x

A

U

p

U

A

l

Wszystkie tamy i korki izolacyjne muszą być posadowione w zwięzłym
górotworze, po uprzednim wykonaniu wrębów, a w przypadku
stwierdzenia nieszczelności górotwór musi być wzmocniony i
uszczelniony środkami iniekcyjnymi. Wolną przestrzeń pomiędzy
tamą w wyrobisku przyszybowym a szybem należy, w szczególności
w kopalniach z zagrożeniem gazowym, wypełnić materiałem
podsadzkowym o dobrych własnościach izolacyjnych i nie ulegającym
rozmakaniu lub upłynnianiu. W tamach i korkach należy pozostawić
otwory na rury do odprowadzania gazu i wody, jeżeli takie ujęcia są
konieczne.

Zasady postępowania w procesie zasypywania szybu, doboru rodzaju
materiału na poszczególne odcinki zasypu i korki izolacyjne oraz
określenie wysokości odcinków i korków zależą przede wszystkim od:

     Wymiarów szybów,
     Ilości podszybi
     Rodzaju wyrobisk przyszybowych,
     Prognozowanych dopływów wody i gazu.

Jeżeli warunki występujące w szybie pozwalają na wyeliminowanie
tamowania na wlotach, to rząpie i podszybia należy wypełnić
nierozmakalnym materiałem gruboziarnistym na wysokość ponad
strop podszybia równą co najmniej pięciu średnicom szybu i
powiększoną o 1/4 średnicy szybu na każde 200 m nadległego
zasypu. Jeżeli korki z gruboziarnistego materiału są tworzone na
osiadającym materiale zasypowym, to ich grubość należy powiększyć
o wartość przewidywanego osiadania. Uszczelnienia w szybie muszą
mieć taką grubość, aby były wodoszczelne przy prognozowanym
spadku ciśnienia uwzględniając napór wody zbierającej się ponad
nimi, a w niektórych przypadkach parcie od dołu wywołane przez
wodę z zatapianej części kopalni. Szczególnie trudno jest zapewnić
szczelność na styku korka z obudową lub górotworem.

Ciśnienie pionowe i poziome zasypu szybowego

na obudowę.

Ciśnienie na obudowę szybu materiału suchego i

po upłynnieniu.

Przyczyny ucieczki materiału zasypowego do

podszybia

Zachowanie się części nośnej korka oporowo-

filtracyjnego