PL200184B1

PL200184B1 - Method of mine mining liquidation

Info

Publication number: PL200184B1
Application number: PL357400A
Authority: PL
Inventors: Piotr Czaja; Jerzy Klich; Stanisław Klich; Antoni Tajduś
Original assignee: Piotr Czaja; Jerzy Klich; Stanisław Klich; Antoni Tajduś
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2008-12-31
Also published as: PL357400A1

Abstract

Sposób polega na tym, że w likwidowanym szybie (1), zasypywanym materiałem skalnym (3) w kierunku od dna (2) ku górze, co najmniej w rejonie poziomu głębinowego (4) wykonuje się szczelinowany odcinek nośny (8), o strukturze warstwowej, nad którym w dobranej odległości (h4) na przykrywającym go materiale skalnym (3) wykonuje się warstwę wodoszczelną (10). Przed wykonaniem szczelinowego odcinka nośnego (8) w rejonie podszybia (5) we wlotach wyrobisk przyszybowych stawia się zagrodzenia (6, 7), korzystnie w postaci ustroju kratowego, przepuszczające wodę i powietrze.The method consists in making a slotted support section (8) with a layered structure in the shaft (1) being closed, filled with rock material (3) from the bottom (2) upwards, at least in the area of the deep level (4), above which a waterproof layer (10) is made on the rock material (3) covering it at a selected distance (h4). Before making the slotted support section (8) in the area of the shaft bottom (5), barriers (6, 7) are placed in the inlets of the shaft workings, preferably in the form of a grid structure, permeable to water and air.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób likwidacji szybu górniczego, znajdujący zastosowanie w szczególności przy likwidacji szybu mającego kontakt z utrzymywanymi wyrobiskami górniczymi na poziomach głębinowych.The subject of the invention is a method of liquidation of a mining shaft, applicable in particular to the liquidation of a shaft in contact with the maintained mining workings at deep levels.

Znany jest przykład ze zgłoszenia wynalazku EP 1010 855 A2 sposób wypełniania szybów polegający na ich zasypywaniu w kierunku postępującym od dołu do góry materiałem utwardzającym, zawierającym spoiwo, korzystnie cement, dodatki oraz wodę. Zasypywanie szybu przebiega w sposób ciągły, przy czym dla pełnej skuteczności wypełnienia rury szybowej korzystnie stosuje się cement wielkopiecowy o małej skurczliwości, ługoodporności i niskiej wartości ciepła hydratacji oraz kruszywo, którego najlepiej powyżej 50% objętości stanowią ziarna o wymiarach powyżej 0,01 m. Wyloty poziomów zabezpieczane są przy tym tamami murowymi. Wypełnienie szybu materiałami wiążącymi jest rozwiązaniem drogim ze względu na wysoki koszt używanych spoiw.An example from the patent application EP 1010 855 A2 is known for filling shafts by filling them in the direction progressing from bottom to top with a hardening material containing a binder, preferably cement, additives and water. The shaft is backfilled continuously, and for the full effectiveness of the shaft pipe filling, blast furnace cement with low shrinkage, lye resistance and low heat of hydration is preferably used, and aggregate, preferably more than 50% by volume of grains larger than 0.01 m. Outlets. levels are secured with wall dams. Filling the shaft with binders is an expensive solution due to the high cost of the binders used.

Znany jest również na przykład ze zgłoszenia czeskiego wynalazku nr 920 3226 A3 sposób likwidacji szybu poprzez zasypywanie go odpadowymi materiałami, w którym odcinek szybu na poziomie głębinowym wraz z przyległymi wlotami podszybia zapełnia się mieszaniną wiążącą, tworząc korek nośny. Również w takim przypadku niezbędnym jest wykonanie na podszybiu tam bezpieczeństwa o odpowiedniej wytrzymałości, co zdecydowanie podraża proces likwidacji szybu.There is also known, for example, from the application of the Czech invention No. 920 3226 A3, a method of liquidation of a shaft by filling it with waste materials, in which the section of the shaft at the submersible level with the adjacent inlets of the pit is filled with a binding mixture, forming a support plug. Also in this case, it is necessary to make a safety of adequate strength on the shaft there, which definitely makes the shaft decommissioning process more difficult.

Znany jest ponadto, na przykład z polskiego zgłoszenia wynalazku P. 329 984 sposób zasypywania szybu kopalni głębinowej, zgodnie z którym na ustalonej głębokości szybu wykonuje się konstrukcję wsporczą, korzystnie w postaci pomostu nośnego, na którą nasypuje się kolejno materiał wiążący, stanowiący element nośny dla wsypywanego następnie materiału wypełniającego. Podobnie, na przykład zgodnie z wynalazkiem polskim pat nr 98 422, w rejonie nad podszybiem głębinowego poziomu utrzymywanego w ruchu w szybie instaluje się pomost o stożkowej pobocznicy, na której od góry lokuje się materiał podsadzkowy.There is also known, e.g. from the Polish patent application P. 329 984, a method of backfilling an underground mine shaft, according to which a supporting structure is made at a predetermined depth of the shaft, preferably in the form of a load-bearing platform, onto which a binder material is poured successively, which is a load-bearing element for the filling material which is then poured on. Similarly, for example, according to the invention of Polish Patent No. 98,422, in the area above the shaft of the deep level maintained in motion in the shaft, a platform with a conical side surface is installed on which the proppant material is deposited from above.

W większości przypadków znane sposoby likwidacji szybu wymagają wykonania w rejonie wyrobisk przy szybowych na poziomach głębinowych zamknięć o wytrzymałości wystarczającej dla przeniesienia naporu hydrostatycznego, wynikającego ze słupa wody zmagazynowanego w szybie powyżej tych poziomów głębinowych. Stanowiące te zamknięcia tamy bezpieczeństwa mają specjalną konstrukcję, stąd też czas ich wykonywania jest stosunkowo długi, a koszt budowy jest bardzo wysoki.In most cases, the known shaft liquidation methods require closures of sufficient strength in the area of the workings near the shaft at the deep levels to transfer the hydrostatic pressure resulting from the column of water stored in the shaft above these deep levels. The safety dams that constitute these closures have a special construction, therefore their construction time is relatively long and the construction cost is very high.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu likwidacji szybu górniczego, który zasadniczo zmniejszy zużycie materiałów wiążących, a jednocześnie wyeliminuje konieczność budowania na poziomach tam bezpieczeństwa o dużej wytrzymałości.The aim of the invention is to develop a mining shaft liquidation method that will substantially reduce the consumption of binder materials, and at the same time eliminate the need to build high-strength safety levels at the levels.

Istota wynalazku polega na tym, że co najmniej w rejonie każdego poziomu głębinowego w likwidowanym szybie wykonuje się uszczelinowany odcinek nośny o strukturze warstwowej, ograniczony w płaszczyźnie poziomej obudową szybu i/lub zagrodzeniem wlotów wyrobisk przyszybowych, nad którym w dobranej odległości na usypanym materiale skalnym przykrywającym uszczelinowany odcinek nośny wykonuje się warstwę wodoszczelną.The essence of the invention consists in the fact that, at least in the area of each deep level in the liquidated shaft, a sealed load-bearing section with a sandwich structure is made, limited in the horizontal plane by the shaft casing and / or barrier to the inlets of glass workings, above which, at a selected distance, on the covered rock material the sealed load-bearing section creates a waterproof layer.

Najlepiej jest, gdy uszczelinowany odcinek nośny wykonuje się w rejonie szybu wyposażonym w pozostawione elementy uzbrojenia szybowego na trwale związane z obudową szybu, co znakomicie zwiększa stabilność uszczelinowanego odcinka nośnego, a jednocześnie równoważy jego napór na zlokalizowane poniżej zagrodzenia poziomów.It is best when the sealed load-bearing section is made in the area of the shaft equipped with the elements of shaft reinforcement left permanently attached to the shaft casing, which greatly increases the stability of the sealed load-bearing section, and at the same time balances its pressure on the levels located below the fence.

Korzystnym jest również, gdy wykonuje się uszczelinowany odcinek nośny o wysokości nie mniejszej od największej wysokości podszybia danego poziomu głębinowego w szybie, co zapewnia stabilność jego położenia.It is also advantageous to provide a sealed bearing section with a height not less than the greatest height of the pit of a given depth level in the shaft, which ensures its position stability.

W najprostszym wykonaniu uszczelinowany odcinek nośny tworzy się z kolejno na przemian swobodnie narzucanych warstw materiału skalnego i mieszaniny wiążącej, przy czym jako gruboziarnistego materiału skalnego używa się skał odpornych na działanie wody, o wytrzymałości na ściskanie nie mniejszej niż 30 MPa. Dzięki temu uzyskuje się wy starczającą wytrzymałość mechaniczną tego odcinka przy jednoczesnym zapewnieniu jego porowatości, niezbędnej dla odprowadzenia wody i migracji powietrza przez zamknięcia poziomu głębinowego.In the simplest embodiment, the load-bearing section to be sealed is formed of alternately freely applied layers of rock material and a binding mixture, and water-resistant rocks with a compressive strength of not less than 30 MPa are used as coarse rock material. As a result, sufficient mechanical strength of this section is obtained, while ensuring its porosity, necessary for water drainage and air migration through the closures of the deep-sea level.

Ze względów praktycznym korzystnym jest, gdy warstwę wodoszczelną wykonuje się w odległości nie mniejszej, niż pięciokrotna średnica szybu nad wylotem podszybia na poziomie głębinowym, co zabezpiecza ją przed uszkadzaniem wynikającym z osiadania stanowiącej jej podłoże warstwy materiału skalnego.For practical reasons, it is advantageous if the waterproofing layer is made at a distance of not less than five times the diameter of the shaft above the bottom of the pit at the deep level, which protects it against damage resulting from subsidence of the underlying layer of rock material.

PL 200 184 B1PL 200 184 B1

Wystarczającym jest przy tym, gdy warstwę wodoszczelną wykonuje się z materiałów ilastych o grubości zbliżonej do wartości średnicy likwidowanego szybu.It is sufficient if the watertight layer is made of clay materials with a thickness similar to the diameter of the shaft to be liquidated.

Celowym jest takie wykonanie zagrodzeń wyrobisk przy szybowych, w którym nadaje się im postać sztywnej kraty, zlokalizowanej w odległości od szybu wynikającej z wysokości podszybia i wartości kąta tarcia wewnętrznego uszczelinowanego odcinka nośnego wykonanego w szybie.It is expedient to construct the fencing of the excavations near the shaft, in which they are given the form of a rigid grid, located at a distance from the shaft resulting from the height of the shaft and the value of the internal friction angle of the sealed load-bearing section made in the shaft.

Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest pełne i stabilne zapełnienie odcinka szybu w rejonie poziomu głębinowego, umożliwiające bieżące odprowadzanie wody o ciśnieniu świadomie dobranym, wynikającym z położenia warstwy wodoszczelnej, a jednocześnie pozwalające na migrację powietrza w trakcie zasypywania odcinka przypoziomowego szybu, spełniającą rolę przewietrzania obiegowego, co ma istotne znaczenie przy likwidacji szybu w warunkach zagrożenia metanowego. Jest to realizowane z wyeliminowaniem szczelnych, ciśnieniowych tam bezpieczeństwa, dzięki czemu zasadniczemu obniżeniu ulegają koszty likwidacji szybu. Dodatkową korzyścią z wykonywania takiego sposobu jest zasadnicze ograniczenie zużycia materiałów wiążących, co również zwiększa jego atrakcyjność ekonomiczną.The main advantage of the method according to the invention is the complete and stable filling of the shaft section in the area of the deep-sea level, enabling the current drainage of water with a consciously selected pressure resulting from the position of the waterproof layer, and at the same time allowing air to migrate during backfilling the section of the shaft at the level, serving as circular ventilation, which is important for shaft decommissioning under methane hazard conditions. This is done with the elimination of tight, pressure safety dams, thanks to which the costs of shaft decommissioning are significantly reduced. An additional advantage of carrying out such a method is a substantial reduction in the consumption of binding materials, which also increases its economic attractiveness.

Wynalazek został bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym szkic poglądowy likwidowanego szybu z poziomem głębinowym w przekroju pionowym.The invention is explained in more detail in the example of the drawing showing an overview sketch of the shaft being liquidated with a deep level in a vertical section.

Likwidowany szyb 1 likwiduje się począwszy od jego dna 2 ku górze odpadowym materiałem skalnym 3. Po dojściu z likwidacją do poziomu głębinowego 4 wykonuje się w rejonie podszybia 5 kraty 6, 7, po czym przystępuje się do wytworzenia uszczelinowanego odcinka nośnego 8. Uszczelinowany odcinek nośny 8 wykonuje się poprzez kolejne, na przemian swobodnie narzucane warstwy gruboziarnistego materiału skalnego 8a i warstwy betonu 8b, aż do osiągnięcia jego wysokości h1 większej od największej wysokości h2 podszybia 5, przy czym jako gruboziarnistego materiału skalnego 8a używa się skał odpornych na działanie wody, o wytrzymałości na ściskanie nie mniejszej niż 30 MPa. Wysokość h1 uszczelinowanego odcinka nośnego 8 mieści się całkowicie w przedziale h3 szybu 1 wyposażonym w pozostawione elementy uzbrojenia 9, związane na trwale z obudową szybu 1. Na tak wykonany uszczelinowany odcinek nośny 8 nakłada się następnie materiał skalny 3 do wysokości h4 ponad największą wysokość h2 podszybia 5, stanowiącą sześciokrotną wartość średnicy d szybu 1. Następnie wykonuje się warstwę wodoszczelną 10 o grubości g równej sześciokrotnej średnicy d szybu 1, najlepiej z materiałów ilastych, po czym kontynuuje się zasypywanie szybu 1 materiałami skalnymi 3.The liquidated shaft 1 is liquidated starting from its bottom 2 upwards with waste rock material 3. After reaching the underground level 4 with liquidation, grates 6, 7 are made in the area of the pit 5, and then the sealed load-bearing section is manufactured 8. The sealed load-bearing section 8 is made by successive, alternately freely imposed layers of coarse-grained rock material 8a and concrete layers 8b, until its height h1 is greater than the highest height h2 of the pit 5, where water-resistant rocks are used as coarse rock material 8a, o compressive strength not less than 30 MPa. The height h1 of the sealed supporting section 8 is completely in the h3 compartment of the shaft 1 equipped with the leftover elements of reinforcement 9, permanently connected to the shaft casing 1. Then the rock material 3 is applied to the thus sealed supporting section 8 to a height h4 above the highest height h2 of the pit 5, being six times the value of the diameter d of the shaft 1. Next, a waterproof layer 10 is made with a thickness g equal to six times the diameter d of the shaft 1, preferably of clay materials, and then the shaft 1 is filled with rock materials 3.

Opisany sposób postępowania może być realizowany w rejonie wybranego, bądź wielu poziomów głębinowych.The described procedure can be carried out in the region of a selected or many deep-sea levels.

Uszczelinowany odcinek nośny z odpowiadającą mu warstwą wodoszczelną, może być również wykonany w przypadku potrzeby między poziomami górniczymi.A sealed load-bearing section with a corresponding watertight layer can also be made between mining levels if required.

Claims

1. Method of Ilkwidacjij a mining shaft, in which the shaft space is filled with rock material advancing from the bottom to the top, with at least one supporting section and a pre-blocking of the workings inlets at the shaft deep levels of the shaft, characterized by the fact that at least in the area of each level (4) a sealed load-bearing section (8) with a layered structure is constructed, limited in the horizontal plane by the shaft lining (1) and / or the fence (6, 7) of the shaft workings (5), above which, at a selected distance (h4) on the mound a waterproof layer (10) is made of the rock material (3) covering the bearing section to be sealed to be sealed (8).

2. The method according to principles. A method according to claim 1, characterized in that the load-bearing section (8) is made in the region of the shaft (1) provided with the elements of the shaft reinforcement (9) left, permanently attached to the shaft casing (1).

3. The method according to principles. 1 or 2, t ^ r ^, that a carrier drain (8) with a height (h0 not less than the greatest height (h,) of the pit of a given level in the shaft (1) will be made.

4. The method according to principles. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the sealed load-bearing section (8) is made of alternately freely applied layers of coarse-grained rock material (8a) and a binding mixture (8b), where resistant rocks are used as coarse-grained rock material (8a) to water, the compressive strength of which is not less than 30 MPa.

5. Method according to the paragraph. A method as claimed in claim 1, characterized in that the water-tight layer ((0) is provided at a distance (h4) not less than five times the diameter (d) of the shaft (1) above the inlet of the pit (5) of the level (4).

PL 200 184 B1

6. The method according to p. 5, in that a waterproof layer (10) of gsgbsśzi (g) c≤sudj Os śzdOuizy (O) zcybg (1) is made.

7. Sposzb dobług zcstrz. As claimed in claim 1, characterized in that Zcsrodoceie (6, 7) was issued by ex. sz.ybwyyZ (5) wykougjd Zia in poztrzi lattice clokslicowsudj in oOIdgłośzi (1) oO zcybg (1) wyuiksjązdj c wyzokośzi (h ₂₎ wysobizks oscyzcybowdgo (5) and Kats wsrtośzi tsszis wdwuętrcudgo gzczcdliuowsudgo oOziuks uośudgo (8).