background image

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.

background image

ZABEZPIECZENIA PODSZYBI

PROTECTION OF A SHAFT STATION UNDER 

LIQUIDATION

background image

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

background image

LIKWIDACJA SZYBÓW

background image

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

background image

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.

background image

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.

background image

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

stanu 

szybu 

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.

background image

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, 

background image

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.

background image

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 

likwidacji 

zasypywany 

odpadami 

niebezpiecznymi. 

Szyb 

składowisko  podlega  nadal  przepisom  górniczym  obowiązującym  dla 
szybów

.

background image

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

.

background image

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.

background image

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

zasypowym 

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.

background image

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:

background image

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

background image

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

prowadzące  do  przerwania  tam  i  gwałtownego 

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

ni.

background image

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:

background image

gdzie:
p

m

 - ciśnienie materiału po uwzględnieniu wyporu,

- 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

background image

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

background image

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.

background image

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. 

background image

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.

background image

Ciśnienie pionowe i poziome zasypu szybowego 

na obudowę. 

background image

Ciśnienie na obudowę szybu materiału suchego i 

po upłynnieniu. 

background image

Przyczyny ucieczki materiału zasypowego do 

podszybia

background image

Zachowanie się części nośnej korka oporowo-

filtracyjnego 

background image
background image

Document Outline