Głębienie i pogłębianie szybów

1. Wybór miejsca na szyby 1

2. Metody głębienia szybów 1

3. Prace przygotowawcze i urządzenia pomocnicze do głębienia szybów 2

4. Głębienie szybu metodą zwykłą 3

5. Głębienie szybu metodami specjalnymi 4

1. Wybór miejsca na szyby

Wybór miejsca na szyb powinien być poprzedzony wnikliwą analizą wszystkich czynników, które będą miały wpływ na jego głębienie i utrzymanie oraz następstwa techniczne i ekonomiczne jego położenia w obszarze górniczym kopalni. Decydujący wpływ na wybór miejsca mają warunki terenowe oraz nadkład i kształt złoża.

Warunki terenowe powinny gwarantować niezatopienie szybu w czasie powodzi, dobre położenie w stosunku do sieci komunikacyjnej oraz zapewniać łatwą dostawę wody i energii.

Należy unikać miejsc, gdzie występują kurzawki, skały silnie zawodnione, luźne lub plas tyczne.

Ze względu na kształt złoża szyb powinien być zlokalizowany tak, aby zapewniał minimalne koszty transportu dołowego.

2. Metody głębienia szybów

Nazwą głębienie określa się drążenie pionowego wyrobiska korytarzowego z góry w dół. Wykonywanie nowego odcinka istniejącego już szybu nazywa się pogłębianiem szybu.

Głębienie szybów i szybików może być prowadzone:

— metodą zwykłą,

— metodą specjalną.

Metoda zwykła charakteryzuje się normalnym przebiegiem czynności urabiania skał i ładowania urobku w przodku (na dnie) szybu. Nie wymaga specjalnych zabiegów, mających na celu ochronę przodku przed wdzierającą się do niego skałą ciekłą lub wodą. Stosuje się ją w skałach zwięzłych niezawodnionych, o dopływie wody do 1,5 m.

Metody specjalne są metodami, w których przed przystąpieniem do bezpośrednich czynności urabiania skał wykonuje się różnego rodzaju zabiegi, mające na celu odgrodzenie szybu od dopływu wody. Do tej metody zalicza się również wiertnicze metody głębienia.

Głębienie szybu metodą specjalną powoduje wzrost kosztów głębienia 2- do 3-krotny w stosunku do metody zwykłej oraz wydłuża czas głębienia.

Ze względu na usytuowanie urządzeń wyciągowych i organizację robót szyby i szybiki mogą być (rys 1):

a) głębione bezpośrednio z powierzchni ziemi,

b) głębione z poziomu kopalnianego (szyby i szybiki ślepe),

c) drążone nadsięwłomem, czyli od dołu w górę.

Rys. 1.

3. Prace przygotowawcze i urządzenia pomocnicze do głębienia szybów

Do prac przygotowawczych, które muszą być wykonane przed roz poczęciem właściwego głębienia szybu, należą:

- szczegółowe rozpoznanie warunków geologicznych i hydrologicznych, jakie napotyka się w czasie głębienia szybu;

- sporządzenie dokumentacji głębienia szybu;

- prace miernicze;

- prace budowlano-montażowe, na które składa się zagospodarowanie placu budowy i wykonanie głowicy szybu z wieżą wyciągową.

Urządzenia pomocnicze do głębienia szybu stanowią:

- wieża do głębienia szybu (tymczasowe lub ostateczne),

- urządzenie wyciągowe,

- pomost roboczy

- pomosty wiszące,

- urządzenia do przewietrzania, odwadniania i zasilania w energię,

- sygnalizacja i łączność.

Urządzenie wyciągowe do głębienia szybu składa się z jednej lub dwóch maszyn wyciągowych, lin wyciągowych, zawiesi, kubłów i urządzeń prowadniczych. Wyciąg kubłowy pokazano na rys. 2. Odbywa się nimi wyciąganie urobku, trans port materiałów i jazda ludzi.

Rys. 2. Wyciąg kubłowy

1 — kubeł (nie wywrotny),

2 — zawiesie dla liny płaskiej,

3 — prowadniki linowe,

4 — rama prowadnicza (sanki),

5 — płaska lina wyciągowa.

6 — zaciski na linie,

7 — pętla na sercówce

Pomost główny (tzw. roboczy) jest pomostem, z którego odbywa się zjazd załogi i załadunek opuszczanych materiałów. Poniżej pomostu roboczego, w odległości nie większej jak 8 m, buduje się pomost ochronny mający otwory przelotowe dla kubłów, zamykane klapami lub otwarte.

Pomosty wiszące stosuje się do wznoszenia obudowy i zbrojenia szybu.

4. Głębienie szybu metodą zwykłą

Głębienie szybu rozpoczyna się od wykonania głowicy szybowej (rys. 3). Zależnie od przeznaczenia szybu w głowicy znajdują ujście kanały doprowadzające do szybu kable, rurociągi powietrza sprężonego oraz kanały wyprowadzające rurociągi wodne.

Rys. 3. Głowica szybu.

Po wykonaniu głowicy szybu i zabudowaniu urządzeń pomocniczych przystępujemy do dalszego głębienia szybu. Głębienie szybu może od bywać się sposobem:

- szeregowym, w którym głębienie odbywa się odcinkami wysokości 2 do 40 m (tzw. zabierkami), przy czym po urobieniu i wybraniu skały danego odcinka wykonuje się jego obudowę ostateczną; w czasie wykonywania obudowy urabianie i ładowanie są wstrzymane;

- szeregowo-równoległym, w którym najpierw dokonuje się wyłomu skalnego w świetle szybu, a następnie pierścień, w którym ma stanąć obudowa. Po wy braniu skały wznosi się na tym pierścieniu obudowę ostateczną. Tym sposobem równocześnie wykonuje się wyłom skalny i obudowę:

- równoległym, w którym wraz z dokonywanym urabianiem i wybieraniem skały wykonuje się ostateczną obudowę szybu z wielopiętrowego pomostu wiszącego.

Urabianie w głębionym szybie. W skałach twardych i zwięzłych urabianie prowadzi się robotami strzelniczymi.

Ładowanie i wyciąganie urobku. Urobioną skałę ładuje się do kubłów ręcznie lub mechanicznie. Urobek zbiera się warstwami grubości 0,5 m, zaczynając od środka szybu, ładuje do kubłów i wyciąga na powierzchnię.

Odwadnianie w czasie głębienia szybu. Przy nieznacznym dopływie wodę można usunąć z przodku szybowego przez wyciągnięcie jej kubłem. Przy większych dopływach wody stosuje się odwadnianie pompami.

Przewietrzanie. Głębiony szyb może być przewietrzany lutniociągiem lub za pomocą otworu wiertniczego.

Wykonywanie obudowy szybowej. Zależnie od wybranego systemu głębienia szyb może być obudowany:

- obudową tymczasową, a następnie obudową ostateczną,

- od razu obudową ostateczną.

Zbrojenie i wyposażenie szybu. Zbrojenie szybu stanowią dźwigary, do których zamocowane są urządzenia wyposażenia szybowego. Na urządzenia te składa się przedział wyciągowy, przedział drabinowy, przedział rurowy.

5. Głębienie szybu metodami specjalnymi

Do najbardziej rozpowszechnionych metod specjalnych głębienia szybów należą metoda zamrażania skał i metoda cementacji skal. Obok wymienionych metod stosuje się jeszcze: metodę obudowy wbijanej, metodę kesonową, metodę obniżania poziomu wód gruntowych oraz metodę wiertniczą.

Metoda zamrażania skał. Stanowi ona najczęściej stosowaną metodę specjalną głębienia szybów w polskim budownictwie górniczym. Polega ona na zamrożeniu skal wokół miejsca, w którym ma być głębiony szyb. Wokół obrysu szybu wierci się otwory głębokości większej od najgłębszej warstwy wodonośnej. Do otworów tych wprowadza się dwie kolumny rur, z których zewnętrzne noszą nazwę mrożeniowych, a wewnętrzne ługowych. Zamrożona do temperatury —10 do— 15°C skała odcina dopływ wody do głębionego szybu, zezwalając na dalsze jego głębienie.

Cementacja skał. Jest ona zabiegiem mającym na celu utwardzenie i uszczelnienie skał wodonośnych porowatych oraz szczelinowatych. Dokonuje się jej przez wtłaczanie w skały mleka cementowego. Osadzający się w szczelinach skalnych cement wzmacnia i uszczelnia skały. Zawartość cementu w mleku cementowym może wynieść 3 do 50%.

Rozróżnia się dwa rodzaje cementacji skał:

— cementację wyprzedzającą, umożliwiającą głębienie szybu,

— cementację uzupełniającą, dokonywaną poza obudową wykonanego już szybu.

---