6. Sposoby likwidacji wyrobisk korytarzowych za pomocÄ… zawiesin
wodno-popiołowych (+ wstęp dot. technologii zawiesinowej)
Jednym z głównych kierunków zastosowania popiołów lotnych w Polsce jest górnictwo
podziemne węgla kamiennego, gdzie są one stosowane od wielu lat. W chwili obecnej są one
użytkowane w większości kopalń węgla kamiennego na Górnym Śląsku, przyczyniając się tym
samym do zmniejszenia ilości piasku kwarcowego używanego do celów podsadzkowych.
Wśród najważniejszych zastosowań popiołów lotnych w górnictwie podziemnym należy
wymienić m.in.:
 likwidację i wypełnianie starych zrobów,
 likwidację i wypełnianie zrobów czynnych ścian i zbędnych wyrobisk korytarzowych,
 wykonywanie tam przeciwwybuchowych i hamowanie wybuchów,
 likwidację zagrożenia pożarowego,
 wydzielanie pól metanowych celem odzysku metanu,
 przeciwdziałanie ucieczkom powietrza przez zroby itp.
Najczęściej w górnictwie podziemnym stosowane są popioły lotne w formie zawiesin
popiołowo-wodnych charakteryzujących się m.in.:
 gęstością objętościową zawartą w przedziale od 1,20 do 1,86 Mg/m3,
 stosunkiem masowym wody do popiołów lotnych (tzw. konsystencja masowa) w przedziale
od 1: 1 do 1 : 4,
 lepkoÅ›ciÄ… rzÄ™du 0,006  0,125 Pa·s,
 rozlewnością w przedziale od 8 do 35 cm,
 czasem poczÄ…tku wiÄ…zania od 1,5 do 280 godzin,
 czasem końca wiązania od 3 do 430 godzin,
 wytrzymałością na ściskanie po zestaleniu do 3 MPa
Ilości popiołów lotnych i innych ubocznych produktów spalania węgli kamiennych
stosowanych do sporządzania mieszanin popiołowo-wodnych do podsadzania wyrobisk
podziemnych (niemal wyłącznie w górnośląskich kopalniach węgla kamiennego) systematycznie
rosła w ostatnich 10-15 latach. Ocenia się, że obecnie łączna ilość użytkowanych w tym celu UPS
sięga 4 mln Mg/r. Pochodzą one z licznych w regionie górnośląskim elektrowni użytkujących
węgiel kamienny z pobliskich kopalń.
[ K. Galos, A. Uliasz-Bocheńczyk: y
ródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania węgli w Polsce ]
Sposoby likwidacji wyrobisk korytarzowych za pomocą zawiesin wodno-popiołowych
Istnieją trzy możliwe sposoby likwidacji wyrobisk korytarzowych z wykorzystaniem zawiesin
wodno-popiołowych w kopalniach węgla kamiennego:
 likwidacja chodników poziomych,
 likwidacja chodników po wzniosie,
 likwidacja chodników po upadzie.
Likwidacja chodników poziomych
Wnęka w stropie
RurociÄ…g podsadzkowy
RurociÄ…g sygnalizacyjny
Płótno
Tamy
 likwidowane wyrobisko górnicze (lub jego część) musi zostać otamowane,
 poza tamę (w przestrzeń podsadzaną) zostaje wprowadzony rurociąg podsadzkowy (przez który
będzie podawana mieszanina wodno-popiołowa) oraz rurociąg sygnalizacyjny,
 w stropie zostaje wykonana wnęka w celu umieszczenia w niej końca rurociągu przez który będzie
podawana zawiesina wodno-popiołowa; jest ona wykonywana, aby wyrobisko zostało podsadzone
zawiesiną w całym przekroju i aby nie w górnej jego części nie pozostawała przestrzeń nie
wypełniona zawiesiną,
 w celu prawidłowego określenia wytrzymałości tam, do obliczeń przyjmuje się, iż mieszanina
wodno-popiołowa jest płynem analogicznym do wody, o ciężarze większym od wody.
Likwidacja chodników po wzniosie
RurociÄ…g podsadzkowy
Korek podsadzkowy (np.
z piasku, z zawiesiny z
Zawiesina wodno-pyłowa
dodatkiem cementu)
RurociÄ…g sygmalizujÄ…cy
Płótno podsadzkowe
Tama podsadzkowa
ryglowana drewniana
Przytamka
 w przypadku likwidacji chodników po wzniosie występuje znacznie większe ciśnienie na
tamę, w związku z czym dla bezpieczeństwa stosuje się tamy podsadzkowe ryglowane
drewniane oraz korki podsadzkowe wykonane m.in. z piasku lub mieszaniny wodno-
pyłowej z dodatkiem cementu,
 podczas podawania zawiesiny wodno-pyłowej musimy rozpatrzyć pojawianie się wody
nadmiarowej i sposób jej odbierania,
 (w przypadku podawania zawiesiny do gruzowiska zawałowego, zawiesina podawana jest
od góry, i również od góry obcierana jest woda nadmiarowa).
 za korkiem podsadzkowym stosowane sÄ… niskie przytamki w celu dodatkowego
zabezpieczenia w przypadku np. wycieku (przecieku) mieszaniny wodno-popiołowej.
Likwidacja wyrobisk chodnikowych po upadzie
RurociÄ…g podsadzkowy
RurociÄ…g sygnalizacyjny
Płótno podsadzkowe
Tama podsadzkowa
Zawiesina wodno-pyłowa
Miejsce umieszczenia tamy (1)
Miejsce umieszczenia tamy (2)
Przytamki
 likwidacja chodników po upadzie charakteryzuje się tym, iż jest to likwidacja odcinkami,
 polega na tym, iż mieszanina wodno-popiołowa zatłaczana jest za tamę, następnie odczekuje
się do czasu, aż zawiesina zwiąże,
 następnie budowana jest następna tama podsadzkowa poniżej wcześniejszej i zawiesina
wodno-popiołowa zatłaczana jest w przestrzeń pomiędzy związaną, wcześniej zatłoczoną
mieszaninÄ… a nowo wybudowanÄ… tamÄ…,
 operację powtarza się aż do podsadzenia całego wyrobiska.
8. Wykorzystywanie odpadów do oczyszczania wód dołowych
Wykorzystanie popiołów lotnych do utylizacji wód dołowych zasolonych
Występująca w kopalniach woda (woda dołowa) często charakteryzuje się wysoką
zawartością soli, w wyniku czego stanowi odpad niepożądany na powierzchni. Istnieje wiele
rozwiązań, które pozwalają na poradzenie sobie z problemem zasolonych wód dołowych w
kopalniach. Są nimi między innymi:
 systemy pozyskiwania soli z wody dołowej (systemy odsalania), polegające na tworzeniu
tężni oraz systemów polegających na odparowaniu wody i otrzymaniu z niej soli
spożywczej  tym samym na uwolnieniu wody z nadmiaru soli (odsalanie),
 zatłaczanie wody zasolonej do górotworu (istnieje problem prawny związany z tym
sposobem unieszkodliwiania wody dołowej, jednak można wtłaczać i lokować w
górotworze odpady, które pochodzą z tego górotworu  np. wody słonej  wiąże się to
jednak z trudnościami natury geologicznej np. możliwość wypływów zatłaczanej wody itp.),
Istnieją również rozwiązania związane z wykorzystaniem popiołów lotnych do utylizacji
wód dołowych zasolonych. Wraz ze wzrostem głębokości eksploatacji, dopływ wód podziemnych
zmniejsza się, jednak stężenie soli w wodzie dołowej znacząco wzrasta. Rozwiązanie
wykorzystujące popioły wodne polega na selektywnym ujmowaniu wód dołowych (ujmowanie wód
bardziej zasolonych oddzielnie od wód mniej zasolonych). Wody bardziej zasolone które zostały
oddzielnie ujęte wykorzystywane są następnie do sporządzania mieszanin wodno-popiołowych,
które następnie będą wykorzystane do uszczelniania zrobów lub podsadzania wyrobisk
korytarzowych.
Wyniki badań laboratoryjnych dowiodły, iż zasolenie wody nie wpływa negatywnie na
procesy wiązania mieszanin popiołowo-wodnych. Przy zastosowaniu wód zawierających bardzo
duże stężenie soli następuje niewielkie wydłużenie czasu wiązania. Tym samym obserwowany jest
również czasami niewielki wzrost wytrzymałości takich zestalonych mieszanin wodno-
popiołowych z wykorzystaniem wód bardzo zasolonych, co niewątpliwie jest korzystnym
zjawiskiem.
Utylizacja wód dołowych zawierających bar i rad
W kopalniach węgla kamiennego w okręgu Rybnika oraz Jastrzębia występujące wody
dołowe charakteryzują się dużą zawartością pierwiastków baru oraz radu. Bar w kontakcie z
występującymi również siarczanami reaguje krystalizując w siarczan baru. W wyniku tej reakcji
może nastąpić odkładanie się skrystalizowanego siarczanu baru w rurach transportujących wodę
dołową z kopalni, w wyniku czego następuje zmniejszenie prześwitu rur i może doprowadzić do
poważnych awarii systemu odwadniania kopalni. Wiąże się to również z bardzo częstym
wymienianiem kolejnych sekcji rur co zwiększa koszty i utrudnia eksploatację w takiej kopalni.
W celu zmniejszenia tego zjawiska wykorzystano popioły lotne z odpadami z odsiarczania
spalin. Sporządza się mieszaniny wodno-popiołowe charakteryzujące się następującym składem:
 popioły lotne z odpadami z odsiarczania spalin,
 wody dołowe zawierające bar.
Następnie tak spreparowane mieszaniny wodno-popiołowe transportowane są systemem rur do
zrobów  dzięki temu siarczan baru zostaje wykrystalizowany (wytrąca się) w zrobach, a nie w
systemie rur. Jest to niewÄ…tpliwie korzystne i rozwiÄ…zuje problem krystalizowania siÄ™ siarczanu
baru w rurach.
9. Co zawiera projekt stosowania odpadów w technologii zawiesinowej
Projekt techniczny stosowania odpadów w technologii zawiesinowej zawiera:
1. Opis zastosowanej technologii i charakterystykę wyrobiska w którym będą stosowane
odpady
2. Cel stosowania technologii i ocena jej wpływu na inne prowadzone roboty górnicze
3. Opis technologii sporzÄ…dzania mieszaniny i sposoby jej transportu
4. Opis dróg transportu mieszaniny
5. Sposoby ewidencji dostarczonej mieszaniny
6. Sposób kontroli wypełnienia pustek
7. Sposób kontroli wypływu wód nadmiarowych
8. Sposób łączności
9. Postępowanie w przypadku awarii
10. Zasady BHP