PL198318B1 - Sposób zabezpieczania i wypełniania pustek z obwałów w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu - Google Patents

Abstract

Sposób zabezpieczania i wypełniania pustek z obwałów w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu, do 30° z obudową zmechanizowaną, znamienny tym, że w strefie powstałego obwału (4) skał stropowych górniczego wyrobiska ścianowego (1) z obudową zmechanizowaną (2) i przenośnikiem ścianowym (3) zabudowuje się od czoła (2a) obudowy zmechanizowanej (2) wzdłuż przenośnika ścianowego (1) lekką konstrukcję tamy czołowej (5) z płótnem podsadzkowym, zaś na brzegu (4a) strefy obwału (4) skał stropowych w górnej części górniczego wyrobiska ścianowego (1), poprzecznie do biegu przenośnika ścianowego (3), zabudowuje się lekką konstrukcję tamy bocznej (6), po czym miejsce obwału (4) skał stropowych na zewnątrz tamy czołowej (5) do wysokości zalegania powstałego gruzowiska skalnego (7) zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym (8), a następnie do pustek (9) powstał ych z obwału (4) skał stropowych wprowadza się kolejno od czoła (4b) obwału (4) nad gruzowiskiem skalnym (7) oraz nad stropnicami (2b) sekcji obudowy zmechanizowanej (2) podłużne pojemniki elastyczne (10) o długości do 10 m, wykonane w postaci wora ze złączonych trwale podłużnych płatów (10a) z pł ótna podsadzkowego, do których kolejno wtłacza się spieniające się i samoutwardzalne spoiwo mineralne (8).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczania i wypełniania pustek z obwałów w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu do 30° z obudową zmechanizowaną, dla konsolidacji gruzowiska skalnego i uzyskania przy przechodzeniu przez strefę obwału pełnej sprawności i podporności tej obudowy zmechanizowanej.

Dotychczas znane rozwiązania do zabezpieczenia górniczych wyrobisk ścianowych w miejscach powstałych obwałów poprzez kasztowanie, korytkowanie i żerdziowanie znalazły jedynie ograniczone zastosowanie przy niewielkich ich nachyleniach do 15° oraz w miejscach ograniczonego obwału skał stropowych.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 182 388 rozwiązanie kasztu górniczego, zawierającego zestaw ułożonych na sobie warstw podłużnych belek, które w każdej warstwie są rozmieszczone z odstępem i równolegle do siebie i są ułożone poprzecznie do belek w sąsiadujących warstwach, krzyżując się z nimi w punktach usytuowanych w odstępie od ich końców. W powierzchniach górnej i dolnej belek są ukształtowane wręby w punktach krzyżowania. Wręby są sczepione ze sobą i mają głębokość, przy której część środkowa belki, usytuowana pomiędzy wrębami i części końcowe belki, usytuowane przy jej końcach poza wrębami, stykają się z odpowiednimi częściami belek warstw ułożonych pod nimi i nad nimi.

Powyższe rozwiązanie kasztu górniczego znajduje jedynie ograniczone zastosowanie w miejscach powstałego obwału w górniczym wyrobisku ścianowym o niedużym nachyleniu i poza strefą przemieszczania się obudowy górniczej, nie rozwiązując sprawy uzyskania ponownej jej sprawności i podporności.

Znane jest także z polskiego opisu patentowego nr 170 267 rozwiązanie sposobu wypełniania pustych przestrzeni górotworu, polegającego na tym, że w przeznaczonej do likwidacji przestrzeni wyrobiska w płaszczyznach równoległych do spągu, od strony spągu ku górze, montuje się wyposażone w zasuwy rurociągi tłoczny i wypływowo - tłoczny perforowane na odpowiedniej długości oraz rurociąg odpowietrzający. W przypadku kawerny stropowej lub kawerny podpoziomowej, występujących w rejonie przeznaczonej do likwidacji przestrzeni wyrobiska, końcówkę rurociągu odpowietrzającego doprowadza się do najwyższego punktu stropu kawerny stropowej, a końcówkę rurociągu tłocznego doprowadza się odpowiednio do ślepej kawerny podpoziomowej poprzez wykonany uprzednio w spągu otwór łączący ją z likwidowaną przestrzenią wyrobiska. Następnie przeznaczoną do likwidacji przestrzeń wyrobiska izoluje się od pozostałej jego części stałą tamą, po czym do izolowanej przestrzeni, transportującym rurociągiem połączonym z rurociągiem tłocznym zatłacza się pod kontrolowanym ciśnieniem hydrauliczną mieszaninę podsadzkową, modyfikując jej skład korzystnie w pobliżu likwidowanego wyrobiska. Mieszaninę podsadzkową zatłacza się najpierw rurociągiem tłocznym do momentu, gdy nastąpi jej wypływ przez rurociąg wypływowo-tłoczny, a następnie zatłacza się ją rurociągiem wypływowo-tłocznym do momentu, gdy nastąpi jej wypływ rurociągiem odpowietrzającym, po czym rurociąg transportujący przepłukuje się cieczą. Ponadto wyrobisko izoluje się tamą dodatkową, uszczelniając powstałą przestrzeń między tamami korkiem uszczelniającym. Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 169 853 rozwiązanie sposobu podsadzania wyrobisk ścianowych, zgodnie z którym obudowy zmechanizowane są ustawiane w dwóch rzędach, a przesunięcie obudów rzędu pierwszego powoduje jednoczesne wysuwanie stropnic obudów rzędu drugiego, przy czym obudowy rzędu drugiego wraz z tamą podsadzkową pozostają w tym czasie unieruchomione.

Dla podsadzania górniczych wyrobisk ścianowych są stosowane szybkowiążące mieszaniny podsadzkowe, korzystnie znana z polskiego opisu patentowego nr 182 264 podsadzkowa mieszanina doszczelniająca i mieszanina samozestalająca. Podsadzkowa mieszanina doszczelniająca zawiera odpady z procesu mokrego odsiarczania spalin - reagips, popiół lotny oraz wapno pokarbidowe, przy czym ilość reagipsu w mieszaninie wynosi od 1 do 4 części wagowych, ilość popiołów lotnych od 9 do 15 części wagowych, zaś ilość wapna pokarbidowego wynosi od 2 do 4 części wagowych. Podsadzkowa mieszanina samozestalająca zawiera w swym składzie odpady z procesu mokrego odsiarczania spalin - reagips, żużel wielkopiecowy oraz cement, przy czym reagips stanowi od 1 do 4 części wagowych, żużel wielkopiecowy od 9 do 15 części wagowych, a środek wiążący od 2 do 4 części wagowych. W postaci środka wiążącego stosowany jest korzystnie cement portlandzki marki 350, którego maksymalna ilość nie przekracza 4% wagowo w stosunku do pozostałej suchej masy składników. Mieszaniny do zrobów kopalnianych wprowadza się w postaci zawiesiny wodnej, zawierającej wodę w ilości wagowej stanowiącej 24 - 35% suchej masy składników.

PL 198 318 B1

Także znane jest z polskiego opisu patentowego nr 173 452 rozwiązanie mieszaniny podsadzkowej samozestalającej do wypełniania powstałych pustek poeksploatacyjnych lub rumowiska zawałowego w celu jego rekonsolidacji. Mieszanina podsadzkowa samozestalająca zawiera w swym składzie odpady paleniskowe, popioły lotne lub żużle z popiołami lotnymi oraz ciecz nośną i wiążącą, która składa się z wody i wapna pokarbidowego lub wapna defekacyjnego. Wapno pokarbidowe jest aktywatorem wiązania i jest dodawane w ilości powyżej 100 g na litr wody, zwłaszcza kopalnianej wody zasolonej. Stosunek wszystkich części stałych do ilości wody wynosi od 1:2 do 2,9:1.

Niedogodnością powyższych rozwiązań jest brak ich przystosowania do zabezpieczenia i wypełniania pustek powstałych z obwałów w wyrobiskach ścianowych o dużym nachyleniu do 30° z obudową zmechanizowaną, dla konsolidacji gruzowiska skalnego i uzyskania ponownie wymaganej podporności i sprawności przechodzącej przez strefę obwału obudowy zmechanizowanej, z uwagi na znaczne trudności w wypełnianiu pustek obwałowych nad stropnicami obudowy zmechanizowanej.

Zastosowanie znanego z polskiego opisu wzoru użytkowego nr Ru 56623 rozwiązania pojemnika na materiały do uszczelniania wyrobisk górniczych jedynie częściowo może spowodować wypełnienie górnej przestrzeni powstałych pustek z obwałów, ponieważ w swej górnej części prostokątnej obudowy pojemnika z elastycznego i nieprzemakalnego materiału ma wprowadzony dwukomorowy elastyczny przewód do napełniania i odpowietrzania pojemnika, który byłby zaciskany od strony stropu, a na wszystkich narożach posiada trudnodostępne uchwyty do łączenia lub podwieszania dalszych pojemników.

W tej sytuacji przy występowaniu rozległych obwałów skał stropowych w górniczym wyrobisku ścianowym, zwłaszcza o nachyleniu do 30° następuje utrata podporności przez sekcje obudowy zmechanizowanej, których brak stabilizacji uniemożliwia dalszą eksploatację tego górniczego wyrobiska ścianowego, zaś w skrajnych przypadkach jego likwidację.

Powyższe niedogodności zostały wyeliminowane przez nowe rozwiązanie sposobu zabezpieczenia i wypełniania pustek z obwałów w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu do 30° z obudową zmechanizowaną. Zgodnie z wynalazkiem w strefie powstałego obwału skał stropowych tego górniczego wyrobiska ścianowego z obudową zmechanizowaną i przenośnikiem ścianowym zabudowuje się od czoła obudowy zmechanizowanej wzdłuż przenośnika ścianowego lekką konstrukcję tamy czołowej z płótnem podsadzkowym, zaś na brzegu strefy obwału skał stropowych w górnej części górniczego wyrobiska ścianowego zabudowuje się lekką konstrukcję tamy bocznej. Następnie miejsce obwału skał stropowych na zewnątrz tamy czołowej do wysokości zalegania powstałego gruzowiska skalnego zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym. Potem do pustek powstałych z obwału skał stropowych wprowadza się kolejno od czoła obwału nad gruzowiskiem skalnym oraz nad stropnicami sekcji obudowy zmechanizowanej podłużne pojemniki elastyczne o długości do 10 m, wykonane w postaci wora ze złączonych trwale podłużnych płatów z płótna podsadzkowego, do których kolejno wtłacza się spieniające się i samoutwardzalne spoiwo mineralne.

Równolegle z gruzowiskiem skalnym na zewnątrz tamy czołowej w miejscu obwału skał stropowych zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym gruzowisko skalne za stropnicami obudowy zmechanizowanej.

Podłużne pojemniki elastyczne o długości do 10 m w postaci wora wykonuje się z co najmniej 9 podłużnych płatów z płótna podsadzkowego, których boczne pasy łączy się tak, że boczny pas jednego podłużnego płata obejmuje obustronnie drugi boczny pas sąsiedniego podłużnego płata i łączy się trwale wzdłuż ich połączenia przez wszyte kolejno wzdłużnie w odległości korzystnie co 0,2 m gwoździe lub spinacze. Do podłużnych pojemników elastycznych w postaci wora wtłacza się spieniające się i samoutwardzalne spoiwo mineralne, zwiększające swą objętość w czasie spienienia i utwardzania od 600% do 800%.

Zastosowanie sposobu według wynalazku umożliwia skuteczne zabezpieczenie i wypełnienie powstałych pustek z obwałów skał stropowych w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu do 30° z obudową zmechanizowaną, dla konsolidacji gruzowiska skalnego i uzyskania pełnej sprawności i ponownej podporności sekcji obudowy zmechanizowanej, przy przechodzeniu przez strefę obwału skał stropowych.

Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w przykładowym wykonaniu schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny zabezpieczonego w miejscu obwału skał stropowych górniczego wyrobiska ścianowego o dużym nachyleniu 30° z obudową zmechanizowaną, z wypełnionymi pustkami z obwału skał stropowych pojemnikami elastycznymi ze spoiwem mineralnym w widoku z boku, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny zabezpieczonego w miejscu obwału skał stropowych

PL 198 318 B1 powyższego górniczego wyrobiska ścianowego w widoku od czoła, natomiast fig. 3 przedstawia szczegół C połączenia bocznych pasów podłużnych płatów pojemnika elastycznego. Przy wystąpieniu w górniczym wyrobisku ścianowym 1 o dużym nachyleniu 30° z obudową zmechanizowaną 2 i z przenośnikiem ścianowym 3 obwału 4 skał stropowych zabudowuje się od czoła 2a obudowy zmechanizowanej 2 wzdłuż jej przenośnika ścianowego 3 lekką konstrukcję tamy czołowej 5 z płótnem podsadzkowym, zaś w górnej części brzegu 4a obwału 4 skał stropowych poprzecznie do biegu przenośnika ścianowego 3 zabudowuje się lekką konstrukcję tamy bocznej 6. Następnie miejsce obwału 4 skał stropowych na zewnątrz tamy czołowej 5 oraz za stropnicami 2b sekcji obudowy zmechanizowanej 2 do wysokości zalegania powstałego z obwału 4 gruzowiska skalnego 7 zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym 8, po czym do pustek 9 powstałych z obwału 4 skał stropowych wprowadza się kolejno od czoła 4b obwału 4 skał stropowych nad gruzowiskiem skalnym 7 oraz nad stropnicami 2b sekcji obudowy zmechanizowanej 2 przy pomocy żerdzi i linek podłużne pojemniki elastyczne 10 o długości do 10 m, do których kolejno wtłacza się spieniające się i samoutwardzalne spoiwo mineralne 8, zwiększające swą objętość w czasie procesu spieniania i utwardzania do 800%. Każdy podłużny pojemnik elastyczny 10 wykonuje się bezpośrednio w górniczym wyrobisku ścianowym 1 w postaci wora z co najmniej 9 podłużnych płatów 10a z płótna podsadzkowego, których boczne pasy 10b i 10c łączy się odpowiednio tak, że boczny pas 10b jednego podłużnego płata 10a obejmuje obustronnie drugi boczny pas 10c sąsiedniego podłużnego płata 10a. Takie połączenie obu bocznych pasów 10b i 10c łączy się trwale wzdłuż ich połączenia przez wszyte wzdłużnie w odległości co 0,2 m gwoździe 11 lub spinacze.

Po zakończeniu procesu spieniania i utwardzania zastosowanego spoiwa mineralnego 8 w gruzowisku skalnym 7 oraz we wprowadzonych do pustek 9 z obwału 4 skał stropowych podłużnych pojemników elastycznych 10 następuje zestalanie gruzowiska skalnego 7 oraz powstanie sztucznego stropu nad stropnicami 2b sekcji obudowy zmechanizowanej 2, umożliwiając ponownie uzyskanie jej podporności i stabilizacji, dla bezpiecznego i prawidłowego jej przesuwania, w czasie prowadzenia eksploatacji górniczej w tym górniczym wyrobisku ścianowym 1 o dużym nachyleniu.

Claims (4)

1. Sposób zabezpieczania i wypełniania pustek z obwałów w górniczym wyrobisku ścianowym o dużym nachyleniu, do 30° z obudową zmechanizowaną, znamienny tym, że w strefie powstałego obwału (4) skał stropowych górniczego wyrobiska ścianowego (1) z obudową zmechanizowaną (2) i przenośnikiem ścianowym (3) zabudowuje się od czoła (2a) obudowy zmechanizowanej (2) wzdłuż przenośnika ścianowego (1) lekką konstrukcję tamy czołowej (5) z płótnem podsadzkowym, zaś na brzegu (4a) strefy obwału (4) skał stropowych w górnej części górniczego wyrobiska ścianowego (1), poprzecznie do biegu przenośnika ścianowego (3), zabudowuje się lekką konstrukcję tamy bocznej (6), po czym miejsce obwału (4) skał stropowych na zewnątrz tamy czołowej (5) do wysokości zalegania powstałego gruzowiska skalnego (7) zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym (8), a następnie do pustek (9) powstałych z obwału (4) skał stropowych wprowadza się kolejno od czoła (4b) obwału (4) nad gruzowiskiem skalnym (7) oraz nad stropnicami (2b) sekcji obudowy zmechanizowanej (2) podłużne pojemniki elastyczne (10) o długości do 10 m, wykonane w postaci wora ze złączonych trwale podłużnych płatów (10a) z płótna podsadzkowego, do których kolejno wtłacza się spieniające się i samoutwardzalne spoiwo mineralne (8).

2. Sposób zabezpieczenia i wypeeniania pussek z obwałów w górniczym wyrobisku ścćanowym o dużym nachyleniu według zastrz. 1, znamienny tym, że równolegle z gruzowiskiem skalnym (7) na zewnątrz tamy czołowej (5) w miejscu obwału (4) skał stropowych zalewa się spieniającym się i samoutwardzalnym spoiwem mineralnym (8) gruzowisko skalne (7) za stropnicami (2b) sekcji obudowy zmechanizowanej (2).

3. Sposób zabezpieczenia i wypełniania pussek z obwałów w górniczym wyrobisku ścćanowym o dużym nachyleniu według zastrz. 1, znamienny tym, że podłużne pojemniki elastyczne (10) o długości do 10 m w postaci wora wykonuje się z co najmniej 9 podłużnych płatów (10a) z płótna podsadzkowego, których boczne pasy (10b i 10c) łączy się tak, że boczny pas (10b) jednego podłużnego płata (10a) obejmuje obustronnie drugi boczny pas (10c) sąsiedniego podłużnego płata (10a) i łączy się trwale wzdłuż ich połączenia przez wszyte kolejno wzdłużnie w odległości korzystnie co 0,2 m gwoździe (11) lub spinacze.

PL 198 318 B1

4. Sposób zabezpieczenia i wypełniania pustek z obwałów w górniczym vw^r°kisku ścianovw^m o dsżpm nnzhplnnis wcdług pnktnp. 1, znamienny tym, żn ds usdłsżnpzh usjcmniUbw nlnktpzpnpzh (10) w usktnzi wonn wtnnzpn kię kuicninjązc kię i knmsstwnndpnlnn tusiwo minnnnlnn (8), pwięUkpnjązn kwsją sbjętsCć w zpnkic kuicnicnin i stwnndpnnin sd 600% ds 800%.