In connection with the implementation of the international project TEXMIN within the framework of the RFCS fund, a project for the liquidation of the Głowacki Shaft in Rybnik (Poland) was undertaken, which takes into account the effects of climate change, i.e. evaluation of the increase of precipitation in the region. In addition to the standard research undertaken before liquidation activities, precipitation data recorded by the Institute of Meteorology and Water Management from 1995 to 2019 was collected and the precipitation variability was analysed. As a result, a method for liquidation of the shaft was selected consisting of constructing a permeable backfill column in the shaft and using a shaft pipe filled with permeable backfill material. Metallurgical aggregate was identified as a suitable backfill material, for which degradation tests, filtration coefficient tests and an assessment of its impact on water quality were carried out. It has been determined that a backfill column constructed in this manner can fulfil its function as a long-term gravity-driven water flow.
W trakcie zamykania kopalni konieczna jest nie tylko likwidacja zbędnych wyrobisk na poziomach wydobywczych, ale również wyrobisk pionowych. Do wykonania korka w rurze szybowej jest wymagane wykonanie stóp oporowych osadzonych solidnie w skałach otaczających szyb. Dlatego też niezbędne jest wykonanie roboczego pomostu szybowego, w którym w jego środkowej części jest usytuowane urządzenie umożliwiające wykonywanie wdzierki przez obudowę do skał otaczających i usunięcie urobku.
EN
During the shutdown of a mine, it is necessary to dismantle not only unneeded dog headings, but also rising headings. In order to place a plug in a shaft tube, support legs must be bedded fi rmly in the rocks surrounding the shaft. Therefore a working platform in the shaft is required with a device, placed in its central part, that enables cutting into the surrounding rocks through the shaft lining and removing the output.
W artykule przedstawiono różne koncepcje likwidacji Kopalni Soli „Siedlec-Moszczenica”. Zwrócono uwagę na próby wykorzystania jej wyrobisk w innych celach. W końcowej części tekstu opisano wybrany sposób likwidacji szybów (poprzez zasypanie) i wyrobisk poziomów eksploatacyjnych (wypełnienie solanką).
EN
The construction of the Siedlec-Moszczenica Salt Mine began in the 1970s. Up to 1994, excavations measuring approx. 25 km in length were drilled and their volume was approx. 250,000 m3. Between 1988-1994, i.e. the period during which the mine was operational, approx. 1.75 million tonnes of salt was mined, which is almost 1% of total deposit resources. After 1989, the coal lost its economic basis in terms of mining salt, and the idea of using its excavations as natural gas storage locations turned out to be uneconomical, which led to the decision to decommission the mine, the process of which began in November 2011. Instead of using sand burying, the analysis of decommissioning costs offered the possibility of using a self-setting mixture based on salt rubble, which is obtained from the reconstruction of historic Bochnia Salt Mine excavations. Brine supplied naturally to the historic Bochnia Salt Mine will be used to fill inactive mining excavations of the Siedlec-Moszczenica Salt Mine, which is being decommissioned. Brine will be pumped through a pipeline installed in the shaft, and if the pipeline blocks, brine will be pumped through a drain hole drilled for this purpose. The adopted method for decommissioning the Siedlec-Moszczenica Salt Mine excavation ensures that the salt deposit is secured, the decommissioning costs, as well as the costs of decommissioning of a non-historic part of the Bochnia Salt Mine and the running costs of maintaining its excavations are optimised, which, therefore, results in considerable savings for the Treasury.
This article applies to forecasting of the shaft stability after its liquidation on the basis of the probable, current load of its lining. The stability of the shaft after its liquidation is affected by many factors: that have occurred in the past, during its operation, e.g.: the degree of technical wear and liquidation method, that presently exist such as: changes in the parameters of backfill and the level of shaft backfilling, or may occur in the future: changes of hydrogeological conditions, the influences of present mining extraction, the effect of vibrations, etc. The variability of these conditions over time may consequently lead to arising of discontinuous deformations in the area surrounding the shaft and, as an consequence, to construction disaster.
PL
Likwidacja szybu górniczego w sposób trwały poprzez wypełnienie go za pomocą materiałów sypkich winna zapewniać jego stateczność w okresie czasu mierzonym setkami lat, szczególnie w obszarach nie w pełni wykorzystanego złoża. Bowiem te szyby mogą być w przyszłości wykorzystane przy przywracaniu do dalszej eksploatacji przedmiotowego złoża. W sytuacji koniunktury na węgiel czy inne surowce mineralne stateczność szybów zlokalizowanych w terenie zurbanizowanym ma także zapobiec katastrofom budowlanym. Autorowi niniejszego artykułu znane są przypadki świadczące o braku kontroli zachowania się podsadzki w zlikwidowanym szybie oraz projektowaniu i realizacji nowych obiektów w strefie ochronnej wyznaczonej wokół zlikwidowanego szybu. W pracy w oparciu o założenia metody Janssena dla schematu obliczeniowego (Rys. 1) przedstawiono wyprowadzenie wzorów na wielkość pionowego i poziomego obciążenia działającego wewnątrz zlikwidowanego szybu. Z analizy wzorów (10) i (11) jednoznacznie wynika, że wielkości te wraz ze zmianą głębokości dążą do maksimum określonego asymptotami […], przy czym osiągają je już około 20÷40 m pod ustabilizowanym poziomem podsadzki w szybie. W prawidłowo zlikwidowanym szybie podsadzka winna szczelnie wypełniać rurę szybową do poziomu zrębu, a w przypadku wystąpienia procesu jej osiadania – okresowo uzupełniana. W takim przypadku obciążenie wypadkowe obudowy zlikwidowanego szybu można wy- razić wzorami (12), (13). Jednak w zależności od rodzaju zastosowanego materiału podsadzkowego do likwidacji szybu, jak to wynika z prowadzonych badań ich parametry fizyko-mechaniczne mogą ulegać zmianie w czasie w mniejszym lub większym stopniu. W artykule powołano się na badania górniczych materiałów odpadowych pochodzących z robót dołowych i przeróbczych. Zmianę istotnych parametrów, z punktu widzenia obliczanych wartości obciążenia pionowego i poziomego wywieranego przez podsadzkę na obudowę zlikwidowanego szybu przedstawiono na wykresach 3 i 4. Uwzględnienie tych zmian dla przedstawionego przykładu obliczeniowego wykazało wzrost wielkości parcia podsadzki o około 19%. Ponadto w zlikwidowanych szybach, w których występuje dopływ wody zza obudowy koniecznym jest, aby materiał użyty do likwidacji posiadał wymagany współczynnik filtracji, co obrazuje graficzna interpretacja przykładowych wyników obliczeń przedstawiona na Rys. 6. Nawet prawidłowo dobrany materiał zasypowy (z punktu widzenia wymaganej wartości współczynnika filtracji) może ulegać zmianom uziarnienia w wyniku takich czynników jak: swobodny spadek do szybu w czasie likwidacji, długotrwałe narażenie na oddziaływanie wody, wynoszenie drobnych cząstek gruntu wraz z wodą dopływającą zza obudowy (sufozja) itp. Przykład zmiany współczynnika filtracji związany ze zmianą uziarnienia badanego materiału przedstawia Rys. 7. W wyniku zmiany wartości współczynnika filtracji w czasie może dojść do gromadzenia się wody w podsadzce, co powoduje dalszy wzrost obciążenia poziomego działającego na obudowę szybu i zastosowane w wyrobiskach łączących się z szybem konstrukcje stabilizujące zasyp. W niekorzystnej sytuacji może dojść do zniszczenia tych konstrukcji zasypu, wypłynięcia uwodnionej podsadzki z szybu, lokalnego uszkodzenia obudowy w wyniku wyrywania pozostawionego w szybie zbrojenia, a w konsekwencji powstania na powierzchni deformacji nieciągłej o charakterze powierzchniowym. Stąd dla oceny prognozowanej stateczności zlikwidowanego szybu proponuje się stosowanie wzoru (16), uwzględniającego omawiane powyżej zmiany w czasie, oraz wpływ zmienności obciążenia powierzchni w strefie ochronnej wyznaczonej dla zlikwidowanego szybu. Wyznaczone w ten sposób wypadkowe obciążenie obudowy pozwala na określenie wielkości naprężeń w poszczególnych jej odcinkach i porównanie z wielkościami dopuszczalnymi lub krytycznymi. Do tego celu można wykorzystać wzory stosowane przy ocenie stanu technicznego szybów czynnych lub wzór (17) zaproponowany w niniejszym artykule.
Problemy wodne w procesie likwidacji kopalń oraz pojedynczych szybów należą do najtrudniejszych zagadnień naukowych i inżynierskich. Zasadniczą przeszkodą w znalezieniu prostych rozwiązań jest duży stopień niepewności co do skali zjawisk towarzyszących eksploatacji kopalin, które zmieniły warunki hydrogeologiczne i hydrauliczne. Woda zawsze płynie zgodnie z prawami fizyki, ale przeszkodą w określeniu wszystkich parametrów jej ruchu jest brak komplementarnej wiedzy na temat szczegółowej budowy ośrodka oraz geometrii znanych i nieznanych połączeń hydraulicznych. Przeanalizowany przykład likwidacji szybów wraz z likwidacją kopalni "Katowice Kleofas" wskazuje na złożoność zagadnienia i konieczność indywidualnego rozpatrywania każdego przypadku.
EN
Water problems in the process of mines closure and liquidation of individual shafts belong to the most difficult scientific and engineering issues. A major obstacle in finding of simple solutions rests with a large degree of uncertainty with regard to the scale of the phenomena accompanying the exploitation of minerals that have changed the hydro-geological and hydraulic conditions. Water always flows in accordance with the laws of physics, but an obstacle in determination of all parameters of its motion consists in the lack of complementary knowledge on detailed structure of the habitant and the geometry of known and unknown hydraulic connections. Examined instance of shafts liquidation, together with closure of "Katowice-Kleofas" mine indicates to the complexity of the problem and the necessity of a case by case consideration.
Likwidacja obiektów szybowych w branży elektrycznej jest wyjątkowo wąsko ukierunkowana na wyspecjalizowane i niekiedy bardzo skomplikowane układy zasilania w energię oraz łączność teletechniczną i sterowanie. Przedmiotem likwidacji są zarówno urządzenia wysokich napięć i dużych mocy, jak również urządzenia sterowania i telekomunikacji z niskimi napięciami oraz mikroprądami. Kolejność likwidacji urządzeń w branży elektrycznej jest ściśle powiązana z likwidacją prowadzoną w pozostałych branżach. Kolejność odłączania zasilania - co pokazano w artykule - jest zatem newralgiczną osią wszelkich procesów likwidacyjnych i musi być bardzo precyzyjne zaplanowana.
EN
Decommissioning of the shaft from the viewpoint of the electrical branch is exceptionally, very narrowly focused on the specialized and sometimes very complicated systems of power supply and telecommunication and control systems. The objects of the liquidation include both high-voltage and high power equipment, as well as control and telecommunications equipment with Iow voltage and micro-currents. The order of liquidation of equipment from the electrical branch is closely related to the liquidation conducted in other branches. The sequence of switching off the power - as shown in the article - it is therefore a critical axis of all the liquidation processes and must be very precisely planned.
Kopalnia Soli Bochnia obecnie prowadzi likwidacje szybu Siedlec mieszaniną zestalajacą sporządzaną na bazie spoiwa hydraulicznego, którego podstawowym składnikiem jest odpad energetyczny w postaci popiołu lotnego. Dodatkowymi składnikami mieszaniny sa materiały własne kopalni: rumosz solny oraz solanka pełnonasycona. Mieszanina sporządzana jest w instalacji znajdującej sie na szybie, a jej podstawowymi elementami są: mieszalnik, zbiornik spoiwa i solanki, przenoonik olimakowy. W artykule zaprezentowano wyniki badan wytrzymałościowych prób pobranych z dna szybu w czasie prowadzenia prac likwidacyjnych. Pobieranie prób realizowane było z wykorzystaniem metalowego kubła opuszczanego na dno szybu za pomocą stalowej liny. Metodyka pobierania prób z dna szybu składała sie z kilku czynności nastepujących kolejno po sobie. W pierwszej kolejnooci sporządzano na bazie spoiwa i solanki w mieszalniku bebnowym zaczyn spoiwowy o ustalonej konsystencji mierzonej wartością rozlewności wynoszącą oko3o 160–180 mm. Nastepnie na dno szybu opuszczano kubeł stalowy, po czym przystepowano do wprowadzenia do szybu, zgodnie z przyjętymi proporcjami technicznymi, rumoszu solnego równocześnie z wylewanym z mieszalnika zaczynem spoiwowym. Pobieranie prób mieszanin realizowano przy różnym udziale gruzu solnego. W badaniach przyjeto proporcje techniczne (liczba łyżek ładowarki na jeden bęben mieszalnika) na poziomie 1:1, 2:1, 3:1 i 4:1. Kolejnym krokiem było wyciagniecie z dna szybu kubła stalowego wypełnionego mieszaniną, a nastepnie przełożenie jej z kubła do walcowych form o orednicy wewnetrznej 100 mm i wysokooci 100 mm celem dalszego sezonowania w warunkach laboratoryjnych. Pobrane próby przechowywane były w komorze klimatycznej, a nastpnie poddawane badaniu wytrzymałośi na jednoosiowe ociskanie po 28 i 60 dniach zgodnie z wymaganiami normowymi (PN-G 11011:1998). Wytrzymałość ta w zależności od proporcji technicznych po 28 dniach zawierała sie w przedziale od 1,8 do 4,8 MPa, natomiast po 60 dniach w przedziale od 2,4 do 5,7 MPa. Na podstawie przeprowadzonej analizy uzyskanych wyników badan można stwierdzia również, że wytrzyma3ooa na jednoosiowe ociskanie mieszanin wyraźnie maleje wraz ze wzrostem w niej udziału rumoszu. Zaprezentowany w artykule przykład jednoznacznie pokazuje pełną przydatność materiałów odpadowych własnych kopalni oraz odpadów energetycznych stanowiących podstawowy składnik spoiwa do wytworzenia pelnowartościowego materiału wypełniajacego, spełniającego określone warunki wytrzymałościowe.
EN
The Bochnia salt mine presently manages liquidation works for the Siedlec mine shaft through the use of a solidifying mixture from a hydraulic binder, salt rabble, and brine. The mixture is being prepared in a plant located by the shaft, consisting of the following main components: a mixer, binder tank, brine tank, and a screw conveyor. The paper presents the results of measurements of samples’ mechanical strength collected directly from the bottom of the shaft during the liquidation operations. The samples have been collected using a steel bucket lowered to the bottom of the shaft by a steel rope. The sample collection procedure consisted of several consecutive operations. The first operation sampled a binding slurry of binder and the brine mixed in a drum mixer in order to achieve a required consistency level. The consistency was controlled through the use of table spread value slurry which, it was determined, needed to be kept within the range of between 160 and 180 mm. In the next step, a steel bucket was lowered down to the bottom of the shaft. After this, salt rabble was dumped into the shaft with simultaneous pouring of the binder slurry from the outlet of the mixer, in proportions based on previously approved procedural requirements. After emptying the content of the mixer and dumping an adequate portion of the salt rabble, the steel bucket filled with the mixture of salt rabble and binder slurry was hauled up to the surface and transferred into plastic cylinders of 100 mm diameter and 100 mm height. These cylinders underwent curing in a special laboratory environment. Sample collection took place during differing conditions of salt rabble content. The collected samples were cured in a laboratory climatic chamber and underwent uniaxial compressive strength measurements after 28 and 60 days of cure time. In order to expand the range of measurements, certain solidifying mixture samples were prepared under ‘ex situ’ conditions, meaning in a laboratory, through the use of the same proportions of the components as expected to be achieved by the ‘in situ’ sample collection method executed in the shaft. On the basis of comparative analysis of the research results, it can be concluded that, depending on the amount of the salt rabble, uniaxial compressive strength is variable and significantly decreases by increasing the amount of salt rabble.
Zaprezentowane sposoby likwidacji obiektów budowlanych należą do bardzo ważnych i jednocześnie niebezpiecznych operacji technicznych. Ręczna rozbiórka obiektów budowlanych, pracochłonna, żmudna i mało wydajna była przez dziesięciolecia jedyną i podstawową metodą. Dynamiczny rozwój sprzętu budowlanego i elektronarzędzi pozwolił na jej bardzo znaczące przyspieszenie i poprawę wskaźników efektywności. Rewolucyjne zmiany pojawiły się w ostatnich dwudziestu latach, kiedy to na budowie pojawiły się koparki z urządzeniami do kruszenia żelbetu i cięcia konstrukcji stalowych. Urządzenia te obecnie konkurują nawet z metodą strzelniczą likwidacji wysokich obiektów budowlanych.
EN
Presented methods of Iiquidation of construction objects belong to very important and, at the same time, dangerous technical operations. Manual demolition of buildings, labor intensive, tedious and inefficient was for decades the only and fundamental manner of liquidation. Dynamic development of construction equipment and electric tools allowed for considerable acceleration of works and improvement of performance indicators. Revolutionary changes occurred in the last twenty years, when excavators appeared on construction sites provided with the equipment for crushing of reinforced concrete and cutting of steel structures. These devices compete now even with the blasting method of decommissioning of high construction objects.
W zakres likwidacji urządzeń w wieży wyciągowej wchodzą m.in. następujące zespoły: koła linowe wraz z osłonami, wciągnik ręczny, drewniane belki odbojowe, prowadniki zgrubione i czołowe, urządzenia elektryczne. W artykule przedstawiono metodykę i kolejność likwidacji poszczególnych elementów wyposażenia wieży i zrębu szybu. Artykuł ma charakter instrukcji wykonawczej, co daje obraz rzeczywistych czynności, które trzeba wykonać. Do zobrazowania zakresu prac likwidacyjnych przy każdym demontowanym elemencie podana jest orientacyjna jego masa.
EN
The scope of the decommissioning of the equipment of the hoisting tower includes, among others, the following sets: rope wheels with covers, a manual hoist, wooden tender beams, front and rough guides, electrical appliances. The article presents the methodology and order of the liquidation of individual pieces of equipment of the tower and shaft's foundation on surface. The article is of an executive instruction character, which gives a picture of the actual steps that need to be performed. To illustrate the scope of liquidation works each element is accompanied by its approximate mass.
Zaprezentowana metodyka likwidacji lin nośnych i lin wyrównawczych oraz naczyń wydobywczych górniczego wyciągu szybowego, jest bardzo dobrym przykładem edukacyjnym dla projektantów likwidacji w branży mechanicznej oraz ekip realizujących te projekty. Likwidacja przedstawioną metodą była zaliczana do metod klasycznych, stosowanych powszechnie w przemyśle wydobywczym. Większość przedstawionych operacji charakteryzuje się bardzo wysokim stopniem trudności i znaczącym zagrożeniem. Szczególnym ryzykiem opatrzone są zwłaszcza operacje likwidacji lin wyrównawczych, wymagające przebywania pracowników na dole.
EN
Presented methodology of the liquidation of the bearing ropes and balancing ones as well as lifting vessels of the mine's hoisting shaft is a very good example for education of designers of liquidation in mechanical industry, and teams executing such projects. The liquidation done by the presented method belongs to the classical methods, commonly used in the mining industry. Most of the presented operations are characterized by a very high degree of difficulty and a considerable hazard. A special risk is attributed to the operations of balancing ropes liquidation requiring the presence of the employees underground.
Metodami strzałowymi można praktycznie wszystko i praktycznie w każdych warunkach wyburzać bezpiecznie dla ludzi i otoczenia. Uważa się też, że metoda strzałowa jest szybsza i tańsza, co również nie zawsze jest zgodne z prawdą. Jest ona tańsza i szybsza tam, gdzie istnieją wielkogabarytowe obiekty żelbetowe (fundamenty, lite bloki żelbetowe, mosty, przyczółki, podpory itp.) lub obiekty wysokie. W artykule omówiono zagrożenia związane z robotami strzałowymi, zasady wyburzenia metodą strzałową typowych obiektów infrastruktury szybu górniczego.
EN
By a controlled explosive method one can virtually demolish everything and under any conditions and safely for humans and the environment. It is also believed that the shotfiring method is faster and cheaper, which also is not always true. It is cheaper and quicker where there are large-size reinforced concrete objects (foundations, solid blocks of reinforced concrete, bridges, abutments, supports, etc.) or high objects. The article discusses the risks associated with blasting works, rules applied for demolition with blasting method of typical infrastructure facilities of a mining shaft.
W artykule przedstawiono sposób ustalenia strefy bezpieczeństwa wokół zlikwidowanego szybu, chroniącą przyległe obiekty powierzchniowe. Wyznaczając promień strefy uwzględniono sposób likwidacji szybu oraz lokalne warunki hydrogeologiczne.
EN
The paper presents the method of determination of security zone around abandon shaft for protection adjacent surface objects. Local hydrological conditions and shaft liquidation method has been considered at determine the radius of security zone.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Drugiego stycznia 2000 r. około godziny 9 na osiedlu mieszkaniowym w Bochum (Niemcy) powstało zapadlisko, którego krater szybko się powiększał, osiągając ostateczną szerokość dochodząca do 15 m i głębokość około 20 m. Kolejne zapadlisko podobnych rozmiarów powstało następnej nocy około godziny 3, kilka metrów dalej na wschód, pochłaniając garaż, wysokie drzewa i krzewy ozdobne. W wyniku szybko przeprowadzonych badań i konsultacji ustalono, że zapadliska powstały obok zlikwidowanego szybu IV, zamkniętej w 1906 r. kopalni węgla kamiennego "Vereinigte Maria Anna und Steinbank". Zapadliska zastabilizowano wypełniając je mieszaninami betonopodobnymi. Równolegle do prac zabezpieczających rozpoczęto badania mające na celu wyjaśnienie przyczyn powstania zapadlisk. W badaniach uwzględniono wszystkie naturalne geologiczne i antropogeniczne czynniki, mogące mieć wpływ na stateczność górotworu w otoczeniu zlikwidowanych szybów. Artykuł prezentuje wyniki tych badań.
EN
After finishing mine operations, all galleries and shafts lining cannot be continually controlled by the mining teams. In such cases the problem of mine's long-term stability in condition of the dynamic geological and others processes is very difficult for description. From the land owner point of view surface destruction hazard is very important. The results of some underground process can be observed at the surface even dozens or hundreds of the years. Very interesting results of the observations and protection works around closed down in 1906 year mining shaft "Wattensheid" in Bochum (Germany) has been shown in the paper. In some day of the year 2000 two very large craters were created at the surface near the forgotten shaft even in the years of 1980 some protection injections has been done. Example presented in the paper should be a warning for all designers of shaft liquidation and post-mining land owners.
W artykule omówiono właściwości filtracyjne kruszywa mineralnego zastosowanego do wypełniania likwidowanego szybu o dużym zawodnieniu oraz zakres zmian tych właściwości materiału w zasypie podczas podsadzania szybu. Przedstawiono metodykę oceny parametrów filtracyjnych materiału zasypowego na podstawie badań prowadzonych w czasie prac likwidacyjnych.
EN
The filtration properties of dumping material used for filling of liquidated watered shaft have been discussed in this paper, as well as the range of these properties changes during filling. The method of filtration parameters estimation on the basis of investigations done during the time of shaft liquidation has been presented too.
Przedstawiono podstawy teoretyczne wyznaczania przepływu wody przez materiał zasypowy w likwidowanych szybach. Opracowano wzory obliczeniowe pozwalające na określenie współczynnika filtracji materiału zasypowego w podsadzanym szybie.
EN
The theoretical bases of marking the water flow through mineral material in liquidated shadts. the equations which allow to determine the coefficient of permeability of mineral material in shave been elaborated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.