O P I S T E C H N I C Z N Y

Transkrypt

1 O P I S T E C H N I C Z N Y Inwestor: Zadanie: Spółka Restrukturyzacji Kopalń Spółka Akcyjna w Bytomiu Oddział w Rudzie Śląskiej Kopalnia Węgla Kamiennego Pokój I ul. Niedurnego Ruda Śląska Projekt techniczny wraz z kosztorysem inwestorskim likwidacji szybu Otylia Tytuł opracowania: Projekt techniczny likwidacji szybu Otylia Branża: wielobranżowy Data ukończenia: czerwiec 017 r. Ilość stron:9 Nr proj.: 095 Nr dok.: 095-PT-W-OT

2 P r z e d m i o t o w y p r o j e k t j e s t c h r o n i o n y p r a w e m a u t o r s k i m u s t a w a z d n i a 4 l u t e g o r. o p r a w i e a u t o r s k i m i p r a w a c h p o k r e w n y c h ( D z. U. z r. n r 4 p o z. 8, z e z m. ). Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

3 Zespół autorski mgr inż. Włodzimierz Konarzewski... mgr inż. Marcin Broda... mgr inż. Agata Jęcek... mgr inż. Grzegorz Zając UPRAWNIENIA BUDOWLANE nr PDK/019/PWOK/04... Sprawdzający mgr inż. Monika Harasimowicz... mgr inż. Bogdan Cierniak UPRAWNIENIA BUDOWLANE nr 499/0... Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

4 Spis treści CZĘŚĆ I OGÓLNA CEL I ZAKRES OPRACOWANIA...5. PODSTAWY FORMALNE I MERYTORYCZNE OPRACOWANIA...5. WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE I GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKIE W REJONIE SZYBU OTYLIA POŁOŻENIE GEOGRAFICZNE I MORFOLOGIA TERENU BUDOWA GEOLOGICZNA Stratygrafia i litologia Tektonika WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE Czwartorzędowe piętro wodonośne Karbońskie piętro wodonośne OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA WODY DOPŁYWAJĄCEJ DO SZYBU OTYLIA WARUNKI GÓRNICZO-INŻYNIERSKIE AKTUALNY OPIS WARUNKÓW I SPOSOBU ODWADNIANIA SZYBU OTYLIA DOCELOWY SPOSÓB ODWADNIANIA ZAGROŻENIA NATURALNE I SPOSOBY ZABEZPIECZENIA CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA SZYBU OTYLIA POŁĄCZENIE SZYBU Z WYROBISKAMI GÓRNICZYMI KOPALNI WYPOSAŻENIE SZYBU CZĘŚĆ II PROJEKT TECHNICZNY LIKWIDACJI SZYBU OTYLIA PROJEKTOWANY SPOSÓB LIKWIDACJI SZYBU OTYLIA KONSTRUKCJA KOLUMNY ZASYPOWEJ STATECZNOŚĆ KOLUMNY ZASYPOWEJ DOBÓR MATERIAŁU ZASYPOWEGO OBLICZENIA STATYCZNE CIŚNIENIE PIONOWE I POZIOME W KOLUMNIE ZASYPOWEJ Ciśnienie pionowe i poziome materiału zasypowego w szybie ILOŚĆ MATERIAŁU ZASYPOWEGO NIEZBĘDNA DO LIKWIDACJI SZYBU OTYLIA STREFA BEZPIECZEŃSTWA WOKÓŁ ZLIKWIDOWANEGO SZYBU PRZYGOTOWANIE SZYBU OTYLIA DO LIKWIDACJI LIKWIDACJA KANAŁU WENTYLACYJNEGO ZASADY PROWADZENIA ROBÓT, ORGANIZACJI PRACY I NADZORU PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOŃCOWE...0 CZĘŚĆ III PŁYTA ZAMYKAJĄCA SZYB OTYLIA PŁYTA ZAMYKAJĄCA SZYB.... UKŁAD KONSTRUKCYJNY OBIEKTU BUDOWLANEGO SCHEMAT KONSTRUKCYJNY OBIEKTU..... ZAŁOŻENIA PRZYJĘTE DO OBLICZEŃ KONSTRUKCJI Założenia przyjęte do obliczeń Obliczenia płyta zabezpieczająca szyb WYNIKI OBLICZEŃ ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNO-MATERIAŁOWE...9 Nr proj.: 095 Str. 4 Nr dok.: 095-PT-W-OT

5 Część I Ogólna 1. Cel i zakres opracowania Celem niniejszego opracowania jest projekt techniczny likwidacji szybu Otylia należącego do Spółki Restrukturyzacji Kopalń S.A., Oddział w Rudzie Śląskiej Kopalnia Węgla Kamiennego Pokój I. Zakresem swoim opracowanie niniejsze obejmuje: likwidację szybu Otylia przez wypełnienie odpowiednio dobranym materiałem zasypowym, stabilizację kolumny zasypowej, wykonanie żelbetowej płyty, przykrywającej zlikwidowany szyb na zrębie. Głównie opracowanie niniejsze odnosi się do doboru odpowiedniego materiału zasypowego w aspekcie hydrogeologicznych uwarunkowań, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnienia jego stabilizacji w szybie.. Podstawy formalne i merytoryczne opracowania Podstawę formalną opracowania stanowi umowa Nr SRK/KWK P/1/17 zawarta w dniu r. pomiędzy Spółką Restrukturyzacji Kopalń S.A. z siedzibą w Bytomiu, Oddział w Rudzie Śląskiej Kopalnia Węgla Kamiennego Pokój I a Biurem Studiów i Projektów Górniczych w Katowicach Sp. z o. o. z siedzibą w Katowicach przy ul. Pod Młynem 1c. Podstawy merytoryczne opracowania stanowią: Obowiązujące normy prawne, zalecane normy techniczne, literatura fachowa, przekrój geologiczny szybu Otylia a w szczególności: Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 0 stycznia 015 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. z 015 r. poz. 196), Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 czerwca 00 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Dz. U nr 19, poz z późniejszymi zmianami), Ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U nr 89, poz. 414 z późniejszymi zmianami), Nr proj.: 095 Str. 5 Nr dok.: 095-PT-W-OT

6 Badania i ocena stau bezpieczeństwa obudowy szybu Otylia KWK Pokój I I kwartał 017 r., Główny Instytut Górnictwa, kwiecień 017 r., Ocena stanu technicznego obudowy szybu Otylia dla KW S.A. Oddział KWK Pokój, Część II, Konsorcjum Firm PEAN i M&M, Gliwice, marzec 016 r., Badanie i ocena obudowy szybu Otylia w KWK Pokój Konsorcjum Firm PEAN i M&M, Gliwice, październik 01 r., Projekt techniczny śluz w szybie Otylia dla KW S.A. oddział KWK Pokój ZRG GÓRREM sj., Katowice, wrzesień 01 r., Projekt urządzenia wentylacyjnego (część budowlana) #Otylia Kopalnia Wanda Lech, Biura Projektów Przemysłu Węglowego, Biuro Projektów Katowice, 1964, Program funkcjonalno-użytkowy dla remontu szybu Otylia dla KW S.A. Oddziału KWK Pokój,, grudzień 01 r., Ekspertyza Wykonanie badań fizyko-chemicznych próbek wody wraz z oceną agresywności wody wobec stali i betonu, SEPO Przedsiębiorstwo Badań i Ekspertyz Środowiska Sp. z o.o., październik-listopad 016 r., Badanie i ocena stanu technicznego obudowy szybu Otylia KWK Pokój I I kwartał 017 r., Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, kwiecień 017 r., Plan ruchu likwidowanego zakładu górniczego (likwidowanej oznaczonej części) na lata 017 0, Polska Grupa Górnicza sp. z o.o., Oddział KWK Pokój I, Z. Wiłun. Zarys geotechniki. Wydawnictwo Komunikacji. Warszawa 1987 r., Zasady likwidacji szybów i wyrobisk przyszybowych w kopalniach węgla kamiennego. GIG. Seria: Instrukcje Nr.6 Katowice 1997 r., P. Czaja, Technologia likwidacji szybów oraz ich infrastruktury podziemnej i powierzchniowej. Wydawnictwo AGH. Kraków 011 r., M. Chudek, Geomechanika z podstawami ochrony środowiska górniczego i powierzchni terenu. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 00 r., F. Plewa, Z. Mysłek. Badania mieszanin zestalających na bazie popiołu po półsuchym odsiarczaniu spalin i żużla z kotła fluidalnego w aspekcie stateczności zasypu w likwidowanych, zawodnionych wyrobiskach górniczych. Praca naukowobadawcza nieopublikowana. Gliwice 004 r., M. Madaj. Mineralne spoiwa górnicze Utex Seminarium Zwalczanie zagrożenia klimatycznego w kopalniach teoria i praktyka. NOT SITG Wodzisław Śląski 1998 r., Nr proj.: 095 Str. 6 Nr dok.: 095-PT-W-OT

7 M. Madaj. W. Klimas. Spoiwa mineralne w budownictwie podziemnym. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej z. 46, Gliwice 005 r., Uzgodnienia z przedstawicielami SRK Oddział w Rudzie Śląskiej Kopalnia Węgla Kamiennego Pokój I, PN-8/B-000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości, PN-8/B-001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe, PN-8/B-00 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe, PN-80/B-0010/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem, PN-77/B-0011/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem, PN-85/S-1000 Obiekty mostowe. Obciążenia. Nr proj.: 095 Str. 7 Nr dok.: 095-PT-W-OT

8 . Warunki hydrogeologiczne i geologiczno-inżynierskie w rejonie szybu Otylia.1. Położenie geograficzne i morfologia terenu Szyb Otylia znajduje się we wschodniej części zlikwidowanego Obszaru Górniczego Wirek I Kopalni Węgla Kamiennego Pokój I należącej do Spółki Restrukturyzacji Kopalń S.A. w Bytomiu, położonego w północno-zachodniej części Niecki Głównej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Geograficznie rejon ten leży w środkowej części Wyżyny Śląskiej, na płaskowyżu Katowic. Administracyjnie teren ten zlokalizowany jest w zachodniej części województwa śląskiego, na terenie miasta Ruda Śląska, w rejonie niezabudowanym. Szyb Otylia jest jednym z dwóch szybów KWK Pokój I. Dla potrzeb szybu, w jego otoczeniu zlokalizowano podstawową infrastrukturę techniczną oraz obiekty i zabudowania niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania systemu wentylacji kopalni. Obszar w rejonie szybu Otylia wchodzi w zespół wzgórz prawego brzegu rzeki Kłodnicy należącej do dorzecza Odry. Na północ od szybu, wzdłuż ulic Niedurnego i Chorzowskiej przebiega dział wodny Wisły i Odry. Szyb "Otylia" usytuowany jest na szczycie wzniesienia o rzędnej +99 m n.p.m., a teren wokół niego opada w kierunku północnym, południowym i zachodnim. Teren ten zmienił swoją pierwotną morfologię w związku z eksploatacją złoża i zagospodarowaniem powierzchni, w wyniku których została ona zdeformowana zapadliskami i hałdami. Utwory karbońskie nie są zasilane wodami infiltrującymi z cieków i zbiorników powierzchniowych. W rejonie szybu Otylia nie występują cieki i zbiorniki wodne powierzchniowe... Budowa geologiczna..1. Stratygrafia i litologia W litologicznym profilu szybu Otylia występują utwory czwartorzędowe i karbońskie. Nadkład czwartorzędowy o miąższości ok. 5,4 m wykształcony jest w postaci nieudokumentowanych utworów najprawdopodobniej nasypowych. Karbon reprezentowany jest przez warstwy rudzkie (pokłady ), siodłowe (pokłady ), porębskie (górna część profilu). Sumarycznie grubość kompleksu warstw rudzkich wynosi 85 m. W szybie Otylia w obrębie warstw dolnorudzkich stwierdzono następujące pokłady węgla: Nr proj.: 095 Str. 8 Nr dok.: 095-PT-W-OT

9 pokład 410 o miąższości 1,50 m, pokład 411 o łącznej miąższości,05 m (1,15 m + 0,90 m), pokład 41 o łącznej miąższości 1,88 m (1,6 m + 0,5 m), pokład 41/1 o łącznej miąższości 1,5 m (0,40 m + 0,0 m + 0,75 m), pokład 41/ o miąższości 0,45 m, pokład 414/1 o łącznej miąższości 1,87 m (0,95 m + 0,9 m), pokład 414/ o łącznej miąższości 0,87 m (0,7 m + 0,60 m), pokład 415/1 o miąższości 0,55 m, pokład 415/ o miąższości 1,0 m, pokład 416 o miąższości 1,58 m, pokład 418 o miąższości,50 m, pokład 419 o łącznej miąższości 0,80 m (0,50 m + 0,0 m). W obrębie warstw siodłowych, których w szybie Otylia miąższość wynosi 00 m, stwierdzono występowanie następujących pokładów węgla: pokład 50 o łącznej miąższości 5,90 m (5,00 m + 0,90 m), pokład 504 o łącznej miąższości,80 m (0,60 m +,0 m), pokład 506 o miąższości,00 m, pokład 507 o łącznej miąższości,50 m (0,70 m +,80 m), pokład 510 o miąższości 5,50 m. Do głębokości ok. 10 m (pokład 41/) występują głownie iłowce (0,5 m 9,4 m) i mułowce (1,84 m 10,5 m), pomiędzy którymi występują cienkie przerosty węglowe i pokłady węgla o miąższości w granicach 0,15 m,7 m oraz warstwy piaskowca (1, m 8,7 m). W dolnej części profilu warstw rudzkich oraz w górnej części warstw siodłowych (do stropu pokładu 505) przeważają piaskowce tworzące grube ławy o grubościach od,8 m do 9, m. Z reguły iłowce towarzyszą warstwom i pokładom węgla (od 0, m do 5,0 m). Poniżej, do spągu warstw siodłowych przeważają iłowce, pomiędzy którymi występują pokłady węgla o grubościach od,0 m (pokład 506) do 5,5 m (pokład 510). Jedynie pomiędzy pokładami 507 i 510 pojawia się warstwa mułowca o grubości,9 m. W warstwach porębskich do głębokości ok 568 m (odcinek ok. 48 m poniżej pokładu 510), występują głównie iłowce z cienkimi wkładkami węglowymi (0, 0,4 m). Niżej zalega warstwa mułowca o grubości 10, m i warstwy iłowców (,0 5,4 m). Rozciągłość warstw biegnie w kierunku NW-SE z upadem na SW lub w kierunku W-E z upadem na S. Kąt zapadania warstw wynosi średnio 5-1. Nr proj.: 095 Str. 9 Nr dok.: 095-PT-W-OT

10 Warstwy skalne biorące udział w budowie geologicznej szybu składają się głównie z piaskowców, lokalnie z przerostami mułowców lub iłowców. Piaskowce są skałami o najwyższej wytrzymałości. Charakteryzują się wytrzymałością na ściskanie w granicach MPa (R c śr = 77,5 MPa) i wytrzymałością na rozciąganie od 4, do 7, MPa (R r śr = 6,0 MPa). Piaskowce według dotychczas wykonanych badań po nawodnieniu nieznacznie tylko obniżają wytrzymałość (o kilka procent). Do głębokości 10 m w profilu oznaczono iłowce oraz mułowce z wkładkami piaskowców. Wytrzymałość iłowców na ściskanie waha się między 11,1 a 61,1 MPa (R c śr = 40,17 MPa). Po zawodnieniu wytrzymałości iłowców obniża się w granicach od,5% do nawet 8% i wynosi maksymalnie 55,9 MPa. Mułowce posiadają wytrzymałości na poziomie 9,7 do 65, MPa (R c śr = 48,95 MPa). Po nawodnieniu wytrzymałość na ściskanie wahała się w przedziale 6,0 49,6 MPa (R c śr = 8,0 MPa). Utrata wytrzymałości wynosi między 9% a 7%.... Tektonika Szyb Otylia zlokalizowany jest na południowym skrzydle siodła głównego, między kopułą Zabrza i kopułą Chorzowa w obrębie podrzędnego elementu tektonicznego niecki Rudy. Szyb usytuowany jest w partii wschodniej ograniczonej od wschodu uskokiem głównym III o zrzucie ok. 0 m na wschód, od zachodu uskokiem głównym II wschodnim o zrzucie ok. 0 m na zachód, a od północy uskokiem Saara Południowa o zrzucie ok m na południe. Uskok Saara Południowa posiada zrzut od 0 m na wschodzie do 110 m na zachodzie. Nachylenie płaszczyzny uskokowej jest zmienne i waha się między 40 a 80. Rozciągłość warstw biegnie w kierunku NW SE z upadem na SW lub w kierunku W E w upadem na S. Kąt zapadania warstw wynosi średnio 5 1. Ponadto w rejonie szybu występują uskoki o zrzucie od 0,5 m do 7,0 m, a lokalnie nawet 5 m... Warunki hydrogeologiczne..1. Czwartorzędowe piętro wodonośne Czwartorzędowe piętro występuje w piaszczysto-żwirowych utworach plejstocenu i holocenu. Warstwy wodonośne budują piaski drobnoziarniste, piaski średnioziarniste z domieszką żwirów bądź rumoszu skał karbonu i żwiry. Nr proj.: 095 Str. 10 Nr dok.: 095-PT-W-OT

11 Ze względu na zmienną miąższość oraz zróżnicowane wykształcenie litologiczne utworów czwartorzędowych, piętro to ma charakter nieciągły. Aktualnie w dokumentacji hydrogeologicznej KWK Pokój I nie dokumentuje się poziomów wodonośnych w czwartorzędzie. W wyniku długoletniej działalności górniczej (zwłaszcza intensywnej eksploatacji systemem z zawałem stropu) nastąpiło przerwanie warstw gliniastych i sczerpywanie zasobów statycznych oraz drenaż osadów czwartorzędowych. W efekcie warstwy wodonośne zostały prawie całkowicie osuszone, a pozostałe nagromadzenia wód posiadają lokalny zasięg i niewielkie zasoby. Jednocześnie utworzył się system szczelin i spękań umożliwiających infiltrację wód opadowych do wyrobisk górniczych i zasilanie karbońskich poziomów wodonośnych. Na częściowo zlikwidowanym obszarze górniczym kopalni nie ma studni (zostały osuszone), nie występują także wody gruntowe. Nie obserwuje się dopływu wód. W rejonie szybu Otylia stwierdzono miąższość czwartorzędu w granicach 5,4 m do 16,5 m (Otw B-5). Na utworach czwartorzędu leży warstwa nasypów o miąższości 0 4,0 m zbudowanych ze spieków, żużla, betonu i kamieni. Wieloletnia eksploatacja w rejonach otaczających filar szybu Otylia spowodowały zmianę pierwotnych stosunków wodnych w nadkładzie, powodując słabe zawodnienie utworów czwartorzędowych i brak występowania ciągłych horyzontów wodnych. Zabudowa powierzchni uniemożliwia odtworzenie pierwotnych warunków hydrogeologicznych w osadach czwartorzędowych. W szybie stwierdzono wycieki wody oraz zawilgocenia obmurza rury szybowej. Szyb jest zawodniony, ale woda pochodzi głównie z wykraplania się zawartej w powietrzu kopalnianym pary wodnej. Na odcinku nadkładu (czwartorzęd), który osiąga miąższość 5,41 m nie obserwuje się sączenia wody. Na podstawie długoletnich obserwacji hydrologicznych nie stwierdzono istotnych zależności pomiędzy intensywnością opadów atmosferycznych i wielkością dopływów na dole kopalni. Nawet znaczny wzrost opadów atmosferycznych nie zwiększa natężenia dopływu wody do kopalni, a tym samym nie stwarza zagrożenia dla wyrobisk górniczych. Warunki infiltracji wód opadowych do górotworu są ustabilizowane.... Karbońskie piętro wodonośne Podstawowe znaczenie dla zwodnienia utworów karbońskich złoża posiada ich wykształcenie litologiczne, w tym przede wszystkim obecność i grubość warstw piaskowców, które zalegają w utworach iłowcowo-mułowcowych warstw rudzkich i siodłowych. Stanowią one wodonośne piętra o charakterze szczelinowo-warstwowym. Nr proj.: 095 Str. 11 Nr dok.: 095-PT-W-OT

12 Pierwszy kompleks wodonośny, związany z występowaniem warstw rudzkich, charakteryzuje się różnorodnym wykształceniem litologicznym. W części stropowej warstw rudzkich w zdecydowanej przewadze występują iłowce i mułowce, sporadycznie przewarstwione cienkimi wkładkami piaskowców (15,5% w rejonie szybu Wanda ). Wraz z głębokością udział piaskowców wzrasta. Największy wpływ na aktualną sytuację hydrogeologiczną w utworach karbońskich ma wieloletnia eksploatacja, w szczególności zawałowa, która spowodowała prawie całkowite sczerpanie zasobów statycznych. W warstwach siodłowych, w których prowadzono wieloletnie eksploatacje grubych pokładów, w większości z zawałem stropu, na skutek znacznego zakresu wybranych przestrzeni nastąpiło zdrenowanie tych warstw. Nie obserwuje się zawodnienia, chociaż lokalnie notuje się niewielkie wykroplenia bądź sączenia wody ze stropu. Mogą mieć one reliktowe pochodzenie, jednakże mogą być powiązane z wodami doprowadzonymi do wyrobisk w sposób celowy, np. jako odcieki z podsadzki hydraulicznej, lokowania odpadów elektrownianych, zraszania urobku, itp. Na zasilanie utworów karbonu zasadniczy wpływ mają opady atmosferyczne infiltrujące do górotworu w rejonach wychodni tych utworów, bezpośrednio na powierzchni terenu bądź w strefach, gdzie utwory karbonu przykryte są cienką warstwą czwartorzędu. Infiltracja wód opadowych jest jednak utrudniona w rejonach zwartej zabudowy miejskiej, gdzie wody te spływają do sieci kanalizacyjnej..4. Ogólna charakterystyka wody dopływającej do szybu Otylia Szyb Otylia został wydrążony w 1898 roku i do dzisiaj nie zachowały się dokumenty stwierdzające poziomy wodonośne (wypływ wód) odnotowane w trakcie drążenia. Obecnie sumaryczny dopływ wody do szybu kształtuje się na poziomie ok. 0,01 m³/min. Sytuacja hydrogeologiczna w szybie jest ustabilizowana od lat i nie stwarza zagrożenia wodnego dla szybu. Obserwuje się lokalne wykroplenia w ilości ok. 5 dm³/min. Są to głównie zawilgocenia powstałe w wyniku adiabatycznego rozprężania się powietrza przepływającego przez szyb i skraplania się pary wodnej, która w konsekwencji spływa po obmurzu rury szybowej. Analiza wody pochodzącej z szybu Otylia (próbki pobrane z poz. 600 m) wskazuje, że woda w szybie jest o odczynie zasadowym (ph 7,76). Próbka wykazała małą agresywność kwasową, węglanową, siarczanową, magnezową i amonową. Nr proj.: 095 Str. 1 Nr dok.: 095-PT-W-OT

13 .5. Warunki górniczo-inżynierskie Szyb Otylia jest szybem peryferyjnym wentylacyjnym wydechowym i przecina pokłady: w warstwach rudzkich (grubość kompleksu wynosi 85 m), w warstwach siodłowych (grubość kompleksu wynosi 00 m) i w warstwach porębskich. W rejonie szybu prowadzono eksploatację jeszcze przed jego zgłębieniem, dopiero w 196 roku nadano filar ochronny kat. II. Eksploatacja prowadzona zarówno we wcześniejszym okresie jak i po wyznaczeniu filara naruszała jego granice. Dokonaną eksploatację w rejonie szybu Otylia przedstawia Tabela 1. Tabela 1. Eksploatacja w rejonie szybu. Pokład Grubość [m] Głębokość [m] Odległość [m] Okres eksploatacji Sposób likwidacji 408 1,05,0 00 na S 1870 zawał 409,7 57,0 80 na E zawał 409,4 80,0 80 na W zawał 409,7 57,0 100 na SE zawał 410 1,5 87,0 500 na E 1959 zawał 411,05 98,0 500 na E 196 zawał 41 1,9 111,0 510 na E 196 zawał 415/1 0,55 54,0 700 na SE 1995 zawał 415/ 1, 61,0 700 na SE 1995 zawał 416 1, 84,0 0 na E zawał 416 1,6 84,0 60 na W zawał 418,4 84,0 50 na E, S, W, N 1908 zawał 50 5,9 4,0 80 na S, E, W zawał 50 5,9 4,0 80 na N, S zawał 504,5 450,0 80 na N, S, E, W zawał 504,5 450,0 80 na N, S, E, W zawał 506 1,9 490,0 110 na N 1947 zawał Nr proj.: 095 Str. 1 Nr dok.: 095-PT-W-OT

14 Pokład Grubość [m] Głębokość [m] Odległość [m] Okres eksploatacji Sposób likwidacji 506,0 490,0 150 na SE 1948 zawał 506,0 490,0 160 na NW 190 zawał 506,0 490,0 160 na S zawał 506,0 490,0 190 na S, W 194 zawał 507,8 500,0 10 na E 1948 zawał 507,8 550,0 160 na S zawał 507,0 50,0 160 na E 1949 zawał 507,5 500,0 180 na N, W 1949 zawał 507,8 510,0 0 na SW 194 zawał 507,0 480,0 0 na N zawał 510 5,5 50,0 0 na S zawał 510 wg,6 647,0 85 na S zawał 510 wg,7 600,0 85 na S zawał 510 wd,6 650,0 5 na SW 005 zawał Po 007 roku, wraz z zakończeniem eksploatacji ściany 014 w pokładzie 510 w warstwie górnej zaprzestano eksploatacji górniczej mogącej w jakikolwiek sposób oddziaływać na szyb Otylia. W KWK Pokój I nie planuje się, poza robotami likwidacyjnymi, robót eksploatacyjnych i przygotowawczych. 4. Aktualny opis warunków i sposobu odwadniania szybu Otylia W wyniku wieloletniej eksploatacji nastąpiło osuszenie górotworu wokół szybu. Jak wspomniano wyżej, obecnie sumaryczny dopływ wody szacuje się na poziomie ok. 0,01 m³/min. Sytuacja hydrogeologiczna jest ustabilizowana i nie stwarza zagrożenia wodnego dla szybu. Obserwuje się lokalne wykroplenia w ilości ok 5 dm³/min, woda spływa po obmurzu rury szybowej. W rozeznanych robotami prawie wszystkich szczelinach udokumentowanych uskoków nie stwierdzono zawodnienia. Nr proj.: 095 Str. 14 Nr dok.: 095-PT-W-OT

15 5. Docelowy sposób odwadniania Po likwidacji rejonu KWK Pokój I nie należy spodziewać się zmiany aktualnych stosunków wodnych w nadkładzie. Brak możliwości powrotu zwierciadła wody do pierwotnego poziomu oraz zatopienia sąsiednich kopalń pomimo licznych z nimi połączeń. Nie ma możliwości stabilizacji statycznego zwierciadła wody w pobliżu powierzchni terenu a zatem nie powstaną zalewiska ani podtopienia. Likwidacja szybu Otylia nie spowoduje zmniejszenia leja depresji powstałego wskutek wieloletniej eksploatacji. W wyniku wieloletniej działalności górniczej w złożu Pokój, pierwotnie zawodniony kompleks piaskowców karbońskich został zdrenowany. Migracja odbywa się systemami spękań, szczelin i pustek będących wynikiem eksploatacji, zgodnie z upadem warstw w kierunku południowym. W związku z likwidacją Oddziału KWK Pokój I nie zmienią się kierunki oraz wielkości dopływu wód do sąsiedniej KWK Ruda Ruch Pokój. 6. Zagrożenia naturalne i sposoby zabezpieczenia W rejonie szybu Otylia występują następujące zagrożenia naturalne: 1. Zagrożenie metanowe II kategoria zagrożenia metanowego.. Zagrożenie wodne I stopień zagrożenia wodnego.. Zagrożenie wybuchem pyłu węglowego klasa B zagrożenia. 4. Zagrożenie pożarowe III grupa samozapalności. 5. Zagrożenie wyrzutami gazów i skał pokłady nieskłonne do wyrzutów gazów i skał. 6. Zagrożenia tąpaniami pokłady 50 i 510 III kategoria, pozostałe niezagrożone tąpaniami. 7. Zagrożenie radiacyjne nie występuje. Inne zagrożenia nie występują. Z uwagi na występujące zagrożenie metanowe zasypywanie szybu powinno odbywać się z zastosowaniem przenośnika taśmowego. Należy również monitorować stężenie metanu w obrębie głowicy. Zaleca się rozmieścić 4 czujniki symetrycznie rozłożone na obwodzie szybu, na głębokości ok 10 m poniżej zrębu. W przypadku stwierdzenia obecności metanu należy zbudować kilka metrów pod zrębem lutniociąg, w celu przedmuchania nagrodzonego gazu. Lutnia będzie wpięta do zabudowanego na stałe lutniociągu, wyprowadzonego poza strefę niebezpieczną do zakotwionego wentylatora. Nr proj.: 095 Str. 15 Nr dok.: 095-PT-W-OT

16 7. Charakterystyka techniczna szybu Otylia Szyb Otylia jest szybem wydechowym, peryferyjnym. Rzędna zrębu szybu przypada na kocie +96,5 m n.p.m., natomiast dno szybu na kocie 06,10 m p.p.m., jego całkowita głębokość wynosi 60,6 m. Szyb wraz z wieżą szybową był wykonany w 1898 r. Pierwotnie był zgłębiony do 50 m, w 1966 r. szyb pogłębiono do poziomu 600 m. W tym roku też przebudowano urządzenie wyciągowe, zbrojenie szybu oraz wzmocniono wieżę. Szyb posiadał dopuszczenie na eksploatację bez jazdy ludzi. W 1968 urządzenie wyciągowe zostało zatrzymane, a w 1978 zlikwidowano wieże szybową. Szyb wykonany jest w obudowie murowej z cegły o grubości ok. 0,5 m. Do poziomu 509 m przekrój szybu jest beczkowy o wymiarach,8,7 m. Od poziomu ,07 m (wg opracowania Badania i ocena stanu technicznego obudowy szybu Otyli w KWK Pokój'" - Konsorcjum Firm PEAN i M&M, Gliwice, marzec 016 r.) Połączenie szybu z wyrobiskami górniczymi kopalni Szyb Otylia posiada następujące połączenia z wyrobiskami górniczymi kopalni: Wlot kanału wentylacyjnego na głębokości 1,0 m p.p.t (+84,0 m n.p.m.). Wlot kanału wentylacyjnego na głębokości ~44,00 m p.p.t. (+5,50 m n.p.m.) Wlot poziomu 0 m na głębokości 0,00 m p.p.t. (,50 m p.p.m.), Dwustronny wlot poziomu 509 m na głębokości 487,75 m p.p.t. ( 191,5 m p.p.m.) Wlot upadowej wentylacyjnej do pokładu 510 na głębokości 517,48 m p.p.t. ( 0,98 m p.p.m.), Wlot poziomu 600 m na głębokości 581,99 m p.p.t. ( 85,49m p.p.m.). 7.. Wyposażenie szybu Maszyna wyciągowa zabudowana w szybie Otylia oraz liny zostały zdemontowane po 1968 r. Szyb Otylia zazbrojony jest w stalowe dźwigary główne skrzynkowe [ NP- w przedziale głębokości od 0 10 m rozmieszczone co m, poniżej 10 m co m. W wyrobisku znajdują się pozostałości po drewnianych prowadnikach. Po stronie północnej szybu zlokalizowany jest przedział drabinowy, który wygrodzony jest od strony szybu murem ceglanym o grubości 0,1 m. Mur zabudowany jest na dźwigarach z dwuteownika 160 mm. Przedział drabinowy wyposażony jest w drabiny i pomosty spoczynkowe zabudowane co 6 m. Na głębokości ok. 7,7 m p.p.t zabudowana jest płyta żelbetowa (wg załącznika 8). Nr proj.: 095 Str. 16 Nr dok.: 095-PT-W-OT

17 Część II Projekt techniczny likwidacji szybu Otylia 1. Projektowany sposób likwidacji szybu Otylia Szyb Otylia zlikwidowany zostanie poprzez szczelne wypełnienie go materiałem zasypowym i zamknięcie na zrębie płytą żelbetową. Z geologiczno-inżynierskiego punktu widzenia likwidacja szybu przez szczelne wypełnienie materiałem zasypowym, spełniającym określone wymagania, który z biegiem czasu ulegnie zagęszczeniu i konsolidacji, przywraca górotworowi w jego otoczeniu, pierwotny trójosiowy stan naprężeń, naruszony w swoim czasie wykonaniem tego wyrobiska. Wprawdzie skutki wywołanej tym nierównowagi niweluje jego obudowa, to jednak z biegiem czasu, wskutek naturalnych procesów uległaby ona zniszczeniu, tracąc swe właściwości podporowe. W efekcie doprowadzić by to mogło do powstania na powierzchni zapadlisk w bliskim otoczeniu szybu, zagrażając przyszłym użytkownikom tego terenu.. Konstrukcja kolumny zasypowej Szczególne znaczenie dla prawidłowej likwidacji szybu ma dobór materiału zasypowego. Materiał ten, oprócz wymaganych dla konkretnego przypadku właściwości fizykomechanicznych, musi spełniać wymagania norm określających dopuszczalne poziomy toksyczności, chemicznej aktywności oraz skażenia bakteriologicznego. Z tego więc względu musi być poddany badaniom laboratoryjnym, uzyskując klauzulę o jego przydatności do lokowania w podziemnych wyrobiskach kopalni, oprócz oczywiście stwierdzenia, że jego właściwości fizyko-mechaniczne spełniają wymagania założone w niniejszym projekcie.. Stateczność kolumny zasypowej Zgodnie z zasadami likwidacji szybów wynikającymi z obowiązujących przepisów oraz stanu wiedzy technicznej, stateczność kolumny zasypowej osiąga się ograniczając wysunięcie się materiału zasypowego do wyrobisk dolotowych, poprzez ustawienie w tych wyrobiskach tam oporowych. W sytuacjach gdy tamy te ustawione w wyrobiskach miałyby przybierać znaczne rozmiary, kierując się aspektem ekonomicznym oraz technicznymi możliwościami, odstępuje się od ich wykonania, a stateczność kolumny zasypowej zapewnia wysunięta z szybu pryzma materiału zasypowego (tzw. korek oporowo-filtracyjny). Odległość na jaką wysunie się materiał zasypowy w głąb wyrobiska dolotowego wynika ze Nr proj.: 095 Str. 17 Nr dok.: 095-PT-W-OT

18 stanu równowagi parcia materiału na jego powierzchnię przekroju poprzecznego z siłą tarcia pryzmy tego materiału o jego spąg i ociosy. 4. Dobór materiału zasypowego Biorąc pod uwagę, wysokość z jakiej zrzucany będzie materiał zasypowy (głębokość likwidowanego szybu Otylia ) proponuje się do zasypania zastosować tłuczeń z dolomitu lub materiał spełniający podane wyżej wymagania, o wytrzymałości doraźnej powyżej 60 MPa (np. kruszywo skał wylewnych: bazalt, porfir, melafir lub wyselekcjonowane utwory przepalonych hałd), utwory przepalonych hałd oraz samozestalającą się mieszaninę podawaną do szybu w stanie płynnym lub mieszankę popiołów z półsuchego odsiarczania spalin z domieszką żużli fluidalnych oraz 5% cementu. Na odcinkach korków oporowo-filtracyjnych w przelotach do poszczególnych wlotów do wyrobisk poziomych, z którymi szyb ma połączenie, proponuje się zastosować tłuczeń z dolomitu lub materiał równoważny o granulacji 1,5 6 mm, Powyżej 6 m nad każdym wlotem należy wykonać korki o grubości 5 m z mieszaniny samozestalającej się. Mieszanka ta ma na celu zestalenie oraz wzmocnienie kolumny zasypowej wykonanej z dolomitu na odcinkach połączenia szybu z wlotami na poszczególnych poziomach oraz wypełnienie przestrzeni przedziału drabinowego, częściowo wygrodzonego murem ceglanym. Przedział drabinowy należy wypełnić w momencie, gdy kolumna zasypowa osiągnie poziom zrębu szybu. Na odcinkach pomiędzy poszczególnymi korkami oporowo-filtracyjnymi proponuje się wypełnić szyb przepalonymi utworami z hałd. Utwory te zastosowane będą również powyżej głębokości ~06 m aż do zrębu szybu. Korki oporowe wykonywane w przelotach poszczególnych wlotów, w każdym z nich powinny przewyższać ich strzałkę o min. 6 m. 5. Obliczenia statyczne 5.1. Ciśnienie pionowe i poziome w kolumnie zasypowej Ciśnienie pionowe w materiale wypełniającym szyb można obliczyć ze wzoru: p z γ o R = 1 e µ f µ f H R Nr proj.: 095 Str. 18 Nr dok.: 095-PT-W-OT

19 natomiast ciśnienie poziome: gdzie: R promień hydrauliczny szybu [m] gdzie: p x γ o R = 1 e f F R = U F przekrój szybu w świetle obudowy [m ] U obwód szybu w świetle obudowy [m] µ f H R µ współczynnik rozporu poziomego µ = tg 45 ϕ φ obliczeniowa wielkość kąta tarcia wewnętrznego materiału zasypowego [ ] ϕ = 0, 9 ϕ s φ s wielkość kąta tarcia wewnętrznego materiału zasypowego [ ] γ o obliczeniowa wartość ciężaru objętościowego materiału zasypowego [T/m ] γ = 1, 1 γ o γ ciężar objętościowy materiału zasypowego [T/m ] f współczynnik tarcia materiału zasypowego o mur obudowy, przyjęto: f=0,44 H głębokość analizowanego przekroju szybu [m] Przy większych wartościach H, z jakimi mamy do czynienia w likwidowanych szybach, wartość wyrażenia: 1 e µ f H R dąży do zera, zatem wzór na wielkość ciśnienia pionowego przybiera postać: p z γ o R = µ f natomiast ciśnienia poziomego: o R px = γ f Nr proj.: 095 Str. 19 Nr dok.: 095-PT-W-OT

20 Ciśnienie pionowe i poziome materiału zasypowego w szybie Dane do obliczeń dla tłucznia skał wylewnych (magmowych; bazalt, porfir, melafir, itp.). Lp. Parametr Jednostka Wartość Dane do obliczeń 1 Ciężar objętościowy materiału zasypowego γ kn/m³ 0 Obliczeniowa wartość ciężaru objętościowego materiału zasypowego γ o kn/m³ Wymiary przekroju poprzecznego szybu m,8 m,7 m 4 Obwód szybu U m 1, 5 Pole przekroju poprzecznego szybu F m² 11,5 6 Promień hydrauliczny szybu R m 0,94 7 Współczynnik rozporu poziomego µ 0,17 8 Współczynnik tarcia materiału zasypowego o mur obudowy ƒ 0,44 Tabelaryczne zestawienie wyników Ciśnienie materiału zasypowego w szybie 1 Ciśnienie pionowe p z kn/m² 78,5 Ciśnienie poziome p x kn/m² 47,78 Nr proj.: 095 Str. 0 Nr dok.: 095-PT-W-OT

21 6. Ilość materiału zasypowego niezbędna do likwidacji szybu Otylia Całkowita objętość materiału zasypowego, jaka zużyta zostanie do likwidacji szybu Otylia wynosi: gdzie: V + V c = Vs + V0 + V509 + Vupad. + V600 V C całkowita ilość materiału niezbędna do zlikwidowania szybu [m ] V S objętość materiału zasypowego w szybie [m ] V 0 objętość materiału wprowadzona do wlotu na poziomie 0 m [m ] V 509 objętość materiału wprowadzona do wlotu na poziomie 509 m [m ] V 509pn objętość materiału wprowadzona do wlotu północnego na poziomie 509 m V 509pd objętość materiału wprowadzona do wlotu południowego na poziomie 509 m V509 = V509 pn + V509 pd V upad. objętość materiału wprowadzona do wlotu upadowej do pokł. 510 [m ] V 600 objętość materiału wprowadzona do wlotu na poziomie 600 m [m ] V KP objętość materiału wprowadzona do jednostronnego wlotu komory pomp poniżej poziomu 600 m [m ] Objętość materiału zasypowego w szybie: gdzie: H głębokość szybu H = 60, 6m V s = F F powierzchnia przekroju szybu w świetle obudowy F = 11,5 m V s = 60,6 11,5 = 6941,95m V s = 694m H KP Objętość materiału zasypowego we wlocie do poziomu 0 m: Wlot wykonany jest w obudowie łukowej korytkowej, o wymiarach w świetle 4,,1 m. Wlot ten załamuje się pod kątem prostym po 4, m (rys. 01), dlatego zakłada się, że materiał wysunie się na maksymalną długość 4, m. Nr proj.: 095 Str. 1 Nr dok.: 095-PT-W-OT

22 Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: F 0 przekrój wlotu F = 1 m 0, 47 L 0 długość wlotu L 60 = 4, m V 0 = F0 L0 Zatem: V 1 = m 60 =,47m 4,m 56, 57 Objętość materiału w wlocie wyniesie: V 0 = 57m Objętość materiału zasypowego we wlotach do poziomu 509 m: wlot północny: Wlot wykonany jest w obudowie murowej, o wymiarach w świetle,1,95 m, przy wysokości murów prostych, m. Długość wlotu w tej obudowie wynosi ~ m, następnie wlot poszerza się do wymiarów w świetle 4,7,95 m, przy wysokości murów prostych, m. Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: F' 509pn przekrój wlotu w murach F' pn = 509 5, 6 m L' 509pn długość wlotu w murach L' 509 pn = m V pn 5 = m ' 509 =,6m m 11, F'' 509pn przekrój wlotu w murach F" pn = m 509 1, 7 V509 pn = V ' 509 pn + V" 509 pn V ' 509 pn = F' 509 pn L' 509 pn V" 509 pn = F" 509 pn L" 509 pn L" 509pn odległość, na jaką wysunie się materiał do wyrobiska dolotowego w murach Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

23 Zatem: gdzie: s szerokość wlotu s = 4,7m L" 509 pn h max wysokość maksymalna wlotu h max =,95m s µ = γ ƒ 0 ( p z + γ 0 hmax ) ( s + h ƒ) ƒ współczynnik tarcia materiału zasypowego o spąg i ociosy wlotu, ƒ =0,44 µ współczynnik rozporu poziomego µ = 0,17 γ o obliczeniowa wartość ciężaru objętościowego materiału zasypowego [kn/m ] γ o = kn/m Odległość, na jaką wysunie się materiał zasypowy do wyrobiska wyniesie: max ( 78,5kN / m + kn / m,95m) 4,7m 0,17 L" 509 pn = = 5,86m 6m kn / m 0,44 Zatem: V" pn = m 509 = 1,7m 6m 76, Objętość materiału we wlocie wyniesie: V pn 11 = m 509 =,m + 76,m 87, 4 V509 pn = 88m wlot południowy: ( 4,7m +,95m 0,17 ) Wlot wykonany jest w obudowie murowej, o wymiarach w świetle,5,0 m, przy wysokości murów prostych,0 m. Długość wlotu w tej obudowie wynosi ~1 m, następnie wyrobisko zwiększa się do wymiarów 5,0, m, przy wysokości murów prostych m. Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: V509 pd = V ' 509 pd + V" 509 pd V ' 509 pd = F' 509 pd L' 509 pd Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

24 F' 509pd przekrój wlotu w murach F' pd = 509 6, 8 m L' 509pd długość wlotu w murach L' 509 pd = 1m V pn 6 = m ' 509 =,8m 1m 6, 8 F'' 509pd przekrój wlotu w murach F" pd = m 509 1, 9 V" 509 pd = F" 509 pd L" 509 pd L'' 509pd odległość, na jaką wysunie się materiał do wyrobiska dolotowego w murach Zatem: gdzie: s szerokość wlotu s = 5m L" 509 pd h max wysokość maksymalna wlotu h max =,m s µ = γ ƒ 0 ( pz + γ 0 hmax ) ( s + h ƒ) Odległość, na jaką wysunie się materiał zasypowy do wyrobiska wyniesie: Zatem: max ( 78,5kN / m + kn / m,m) 5m 0,17 L" 509 pd = = 5,94m 6m kn / m 0,44 V" pd = m 509 = 1,9m 6m 8, 4 Objętość materiału we wlocie wyniesie: V pd 6 = m 509 =,8m + 8,4m 90, V509 pd = 91m ( 5m +,m 0,17 ) Objętość materiału zasypowego we wlocie do upadowej do pokładu 510: Wlot wykonany jest w obudowie murowej, o wymiarach w świetle,5, m, przy wysokości murów prostych, m, wyrobisko poszerza się do wymiarów 4,, m. Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: V = F L upad. upad. upad. Nr proj.: 095 Str. 4 Nr dok.: 095-PT-W-OT

25 F upad. przekrój wlotu w murach F upad = 1 m., 8 L upad. odległość, na jaką wysunie się materiał do wyrobiska dolotowego w murach Zatem: gdzie: s szerokość wlotu s = 4,m L upad. h max wysokość maksymalna wlotu h max =,m s µ = γ ƒ 0 ( pz + γ 0 hmax ) ( s + h ƒ) Odległość, na jaką wysunie się materiał zasypowy do wyrobiska wyniesie: Zatem: max ( 78,5kN / m + kn / m,m ) 4,m 0,17 L upad. = = 5,9m 6m kn / m 0,44 V upad 1 = m. =,8m 6m 76, 8 Objętość materiału we wlocie wyniesie: V upad = 77m ( 4,m +,m 0,17 ) Objętość materiału zasypowego we wlocie do poziomu 600 m: Wlot wykonany jest w obudowie murowej, o wymiarach w świetle,9,0 m, przy wysokości murów prostych,0 m. Długość wlotu w tej obudowie wynosi ~ 5,4 m, z wlotu tego wyprowadzone jest wyrobisko dolotowe wykonane w obudowie łukowej korytkowej o wymiarach 4, x,1 m. Wlot posiada również piwnice o wymiarach,4 m i długości 4,0 m. Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: F 600 przekrój wlotu w murach F = 10 m 600, 8 V 600= F 600 L 600 L 600 odległość, na jaką wysunie się materiał do wyrobiska dolotowego w murach Nr proj.: 095 Str. 5 Nr dok.: 095-PT-W-OT

26 Zatem: gdzie: s szerokość wlotu s =,9m L 600 h max wysokość maksymalna wlotu h max =,75m s µ = γ ƒ 0 ( pz + γ 0 hmax ) ( s + h ƒ) Odległość, na jaką wysunie się materiał zasypowy do wyrobiska wyniesie: Zatem: max ( 78,5kN / m + kn / m,75m),9m 0,17 L600 = = 5,99m 6m kn / m 0,44 V 10 = m 600 =,8m 6m 64, 8 Objętość materiału we wlocie wyniesie: V 600 = 65m (,9m +,75m 0,17 ) Objętość materiału zasypowego we wlocie jednostronnym do komory pomp poniżej poziomu 600 m: Wlot wykonany jest w obudowie murowej, o wymiarach w świetle,5,5 m. Długość wlotu wynosi ~,0 m. Ilość materiału zasypowego, jaka wyprowadzona będzie z szybu do tego wlotu, wyniesie: F kp przekrój wlotu F kp = 6,5m L kp długość wlotu L kp =, 0m Objętość materiału we wlocie wyniesie: V kp = = V kp = 19m 6,5m m 18,75m V = F L kp Zatem całkowita objętość materiału zasypowego jaka zużyta zostanie do likwidacji szybu Otylia wyniesie: kp 694m + 57m + 88m + 91m + 77m + 65m + 19m 79m V C = = kp Nr proj.: 095 Str. 6 Nr dok.: 095-PT-W-OT

27 Z uwagi na brak informacji, co do ilości i wielkości wlotu widocznych na nagraniu z wizji lokalnej wykonanej za pomocą kamer, należy liczyć się z możliwością zwiększenia niezbędnej ilości materiału zasypowego z uwagi na osiadanie materiału zasypowego (konsolidacja) jak i wniknięcie materiału do wlotów. Dodatkowo uwzględnić trzeba ilość materiału ~0m, który wypełni piwnice przyszybowe na poz. 600 m. Przyjęto, że całkowita objętość materiału zasypowego, jaka zużyta zostanie do likwidacji szybu Otylia wyniesie: V C = 7500m W przyjętej powyżej objętości całkowitej uwzględniono: wykonanie zasypu z przepalonych odpadów pogórniczych poniżej zrębu szybu do głębokości ~06 m p.p.t. oraz pomiędzy korkami filtracyjno-oporowymi. Szacuje się, że wykorzystane zostanie ok m³ powyżej 6 m nad każdym wlotem należy wykonać korki o grubości 5 m z samozestalającą się mieszaniny lub mieszanki popiołów z półsuchego odsiarczania spalin z domieszką żużli fluidalnych oraz 5% cementu. Mieszaniną tą należy również wypełnić przedział drabinowy oraz kanały wentylacyjne. W sumie szacuje się, że zostanie zużyte ok. 600 m, tłuczeń z dolomitu (lub inny materiał o tych samych właściwościach), który wypełniać będzie wloty na poziomach 0, 509, upadowej wentylacyjnej, 600 wraz z piwnicami pod urządzenia przyszybowe, oraz odcinek szybu od głębokości ok. 1 m poniżej rzędnej dna piwnic każdego wlotu do wysokości ok. 6 m ponad strzałką tego wlotu. Zakłada się, że materiał zasypowy (dolomit, przepalone odpady pogórnicze) wniknie częściowo do przedziału drabinowego przez otworu znajdujące się w murze oddzielającym przedział drabinowy od reszty szybu. 7. Strefa bezpieczeństwa wokół zlikwidowanego szybu Zgodnie z obowiązującymi przepisami, na mapach przekazywanych do zasobów państwowych, należy zaznaczyć zlikwidowany szyb wraz z okalającą go strefą wyłączoną z wysokiej zabudowy. Teoretycznie założyć należy, że w wyniku nieprzewidzianych zdarzeń, np. w trakcie osiadania materiału wypełniającego szyb, część jego może się zawiesić, tworząc pod sobą pustkę. Nr proj.: 095 Str. 7 Nr dok.: 095-PT-W-OT

28 Z biegiem czasu obudowa szybu mogłaby w tym miejscu ulec uszkodzeniu i do pustki tej przedostawałyby się luźne skały z otoczenia szybu. Mogłoby to skutkować powstaniem zapadlisk na powierzchni terenu. W bezpośredniej bliskości rury szybowej wyznaczyć należy strefę ochronną wyłączoną z zabudowy. Średnicę strefy wyznaczonej wokół szybu D bezp, w odniesieniu do miąższości luźnych utworów czwartorzędowych i przyjętego średniego kąta tarcia tych utworów czwartorzędowych, wylicza się z wzoru: D H cz = tgϕ bezp + gdzie: H cz miąższość utworów nadkładu mierzona od najniżej położonych warstw luźnych H cz = 5,41 m D D I, D II średnica szybu na poziomie zrębu D I, = 9,4 m D II = 6,95 m φ średni kąt tarcia dla utworów piaszczystych i spoistych (naturalnego stoku) φ = 0 Z uwagi na beczkowy kształt przekroju poprzecznego szybu, należy wyznaczyć dwie średnice strefy ochronnej (dla dwóch średnic), które utworzą strefę wyłączoną z zabudowy w kształcie eliptycznym. Zatem: Przyjęto: D bezp I = 8 m D 5,41 = + 9,4 = 8, tg0 bezp I 17 o m Przyjęto: D bezp II = 6 m D 5,41 = + 6,95 = 5, tg0 bezp II 69 o m Nr proj.: 095 Str. 8 Nr dok.: 095-PT-W-OT

29 8. Przygotowanie szybu Otylia do likwidacji Przed przystąpieniem do zasypywania szybu należy wykonać szereg pracy przygotowawczych, a mianowicie: a) W bezpiecznej odległości od szybu wykonać należy ogrodzenie uniemożliwiające niezamierzone podejście osób postronnych, do otwartego w czasie prowadzenia likwidacji szybu. Na ogrodzeniu tym wywiesić należy tablice ostrzegające o istniejącym zagrożeniu i zabraniające wejścia na ten teren. b) W bezpośredniej bliskości szybu wykonać należy stalową barierę okalającą go, uniemożliwiającą niezamierzone wejście pracowników w obszarze jego tarczy. c) Z uwagi na zagrożenie metanowe, zasypywanie szybu odbywać musi się z zastosowaniem podajnika. Nad przenośnikiem tym należy zabudować dysze zraszające transportowany materiał zasypowy. Należy również zabudować czujniki oraz lutnię, o których wspomniano w pkt. 6 cz. I. d) Dowożony do szybu materiał wyładowany będzie w pobliżu jego stacji zwrotnej, skąd za pomocą ładowarki czerpakowej podawany będzie na taśmę podajnika. e) Zabudować zsuwnie stalową kierującą podawany przenośnikiem taśmowym materiał zasypowy do otworu w żelbetowej płycie zabudowanej na głębokości 7,7 m. f) Płytę górną na zrębie szybu należy rozebrać. Roboty rozbiórkowe można wykonać po zakończeniu zasypywania szybu lub przed rozpoczęciem robót, aby zabudować zsuwnie kierującą materiał zasypowy w określone miejsce tarczy szybu. g) Z uwagi na brak materiałów potwierdzających likwidację dwóch kanałów wentylacyjnych znajdujących się w kierunku północnym, Wykonawca robót zobowiązanych jest do inwentaryzacji tych kanałów. Jeżeli okaże się, że kanały te nie są zlikwidowane należy je w sposób odpowiedni zlikwidować. 9. Likwidacja kanału wentylacyjnego W trakcie zasypywania szybu, materiał zasypowy wniknie do lunety wentylacyjnej, układając się pod kątem naturalnego stoku. Podziemna część kanału wentylacyjnego na odcinku od powierzchni wsuniętego do niej materiału zasypowego (odpadów pogórniczych) wypełniona będzie mieszanką samozestalającą. 10. Zasady prowadzenia robót, organizacji pracy i nadzoru Roboty na powierzchni związane z zasypaniem szybu Otylia, tj.: zabudowa urządzeń technologicznych na zrębie, wykonanie ogrodzenia szybu, wytyczenie w terenie i odpowiednie Nr proj.: 095 Str. 9 Nr dok.: 095-PT-W-OT

30 oznakowanie strefy niebezpiecznej wokół szybu, wykonanie dróg dojazdowych, placów składowych itp. prowadzone będą na podstawie dokumentacji technologiczno-organizacyjnej, sporządzonej przez wyłonionego wykonawcę i zatwierdzonej przez Kierownika Ruchu Zakładu Górniczego. Opracowanie to powinno w szczególności zawierać: projekty techniczne; barier i ogrodzeń, zabudowy konstrukcji zasypu, szczegółowy opis poszczególnych czynności związanych z likwidacją szybu, opis czynności, w tym sposobu zabezpieczania się pracowników, dla wszelkich prac prowadzonych w bezpośredniej bliskości szybu; pomiaru zawartości gazów, pomiaru poziomu zasypu w szybie, itp., instrukcje stanowiskowe, zasady nadzoru prowadzonego przez dozór średni i wyższy wykonawcy, ze szczególnym uwzględnieniem kontroli jakości dowożonego materiału zasypowego. Niezależnie od nadzoru wykonawcy, prowadzony winien być również nadzór inwestorski, którego zasady i zakres określi Kierownik Ruchu Zakładu Górniczego. Nadzór ten oprócz kontroli prowadzonych robót pod kątem BHP, powinien w szczególności być ukierunkowany na kontrolę zgodności likwidacji szybu z projektem technicznym, tak co do ilości jak i jakości dowożonego do szybu materiału zasypowego. 11. Podsumowanie i wnioski końcowe a) Przedstawiony w projekcie sposób likwidacji szybu Otylia sporządzono przy założeniu, że z przyczyn ekonomicznie uzasadnionych nie będzie on do tej likwidacji przystosowany. Tj. nie będą rozebrane żelbetowe płyty w obrębie głowicy i z zastosowaniem pomostu wiszącego likwidowane jego wyposażenie technologiczne, głównie elementy przedziału drabinowego (przepierzenie, w tym mur z cegły, drabiny i pomosty spoczynkowe). b) Z uwagi na zły stan techniczny murów oddzielających częściowo przedział wyciągowy od drabinowego, należy liczyć się z jego rozpadem w czasie wprowadzania do szybu materiału zasypowego. c) Przyjęty w projekcie sposób likwidacji szybu Otylia spełnia wymagania płynące z uwarunkowań hydrogeologicznych, geologiczno-inżynierskich oraz obowiązujących przepisów i zaleceń płynących ze stanu wiedzy technicznej. d) Zastosowanie do wypełnienia szybu przyjętych materiałów gwarantuje pełną stabilność kolumny zasypowej. Nr proj.: 095 Str. 0 Nr dok.: 095-PT-W-OT

31 e) Płyta przykrywająca szyb na zrębie musi być wykonana w ścisłym reżimie technologicznym, zapewniającym jej jakość. Beton do jej wykonania zaleca się sprowadzać z wytwórni betonu towarowego. f) Po zasypaniu, szyb należy otoczyć trwałym ogrodzeniem i wywiesić tablice ostrzegawcze. Możliwe jest pozostawienie istniejącego ogrodzenia otaczającego szyb, pod warunkiem, że na etapie budowy zostanie przeprowadzona ocena stanu technicznego ogrodzenia na jej podstawie Inwestor podejmie decyzję odnośnie remontu ogrodzenia lub jego demontażu i wykonaniu nowego. Na drogach dojścia do szybu należy wywiesić tablice zabraniające wchodzenia osobom nieupoważnionym. g) Zlikwidowany szyb Otylia należy objąć kontrolą wypełnienia, a w miarę osiadania uzupełniać kolumnę zasypową. h) Kierownik Ruchu Zakładu Górniczego może zmienić materiał przyjęty w projekcie do zasypywania szybu na inny spośród wskazanych w pkt. 4 części II niniejszego opracowania. Wówczas należy jednak sporządzić aneks, zawierający niezbędne obliczenia sprawdzające. i) Badania laboratoryjne materiału zasypowego przeprowadzić należy przed podjęciem decyzji o jego zastosowaniu oraz kontrolnie w trakcie zasypywania szybu. Nr proj.: 095 Str. 1 Nr dok.: 095-PT-W-OT

32 Część III Płyta zamykająca szyb Otylia Jak już wspomniano wyżej szyb Otylia zlikwidowany zostanie poprzez szczelne wypełnienie go materiałem zasypowym i zamknięcie na zrębie odpowiednio wytrzymałą płytą żelbetową (płyta zabezpieczająca szyb). Płyta ma na celu zabezpieczenie otworu szybu przed wpadnięciem osób lub przedmiotów do wnętrza szybu w przypadku osunięcia się kolumny zasypowej likwidowanego szybu. 1. Płyta zamykająca szyb Płyta zabezpieczająca szyb Prostokątna płyta żelbetowa grubości 400 mm, wymiarach mm, posadowiona na podwalinie żelbetowej, okalającej obudowę szybu. Podwalina posadowiona jest 1 m poniżej istniejącej rzędnej terenu. Zaprojektowano deskowanie tracone. Płytę zaprojektowano na obciążenia wg normy PN-85 S-1000 taborem samochodowym S, K i q wg klasy obciążenia C. W płycie zaprojektowano otwór rewizyjny o średnicy użytecznej 800 mm, przykryty włazem drogowym klasy D400. Z uwagi na potencjalne niebezpieczeństwo kradzieży włazu przewidziano właz z wypełnieniem betonowym, przykręcany. Wewnątrz otworu przewidziano stalową kratę ze stali nierdzewnej AISI04 (0H18N9). Kratę, łącznie z tulejami kotwiącymi w płycie żelbetowej, należy zamontować w czasie deskowania, przed wylaniem płyty. Krata jest możliwa do demontażu (ew. rewizja zasypu), ale nie jest możliwe wyciągnięcie kraty przez otwór (zabezpieczenie przed kradzieżą). Przewidziano dodatkowe zabezpieczenie przed wejściem osób postronnych przez wykonanie balustrad wokół otworu rewizyjnego. Do kotwienia balustrad użyć należy kotew wklejanych typu HILTI HVA HAS-R łącznie z nakrętkami zrywalnymi M-16.. Układ konstrukcyjny obiektu budowlanego.1. Schemat konstrukcyjny obiektu Płyta zabezpieczająca szyb Prostokątna płyta żelbetowa, o wymiarach mm, wolnopodparta, grubości 400 mm, monolityczna, krzyżowo zbrojona. Płyta przykrywa szyb kształtu beczkowatego o maksymalnych wymiarach otworu Rozpiętość obliczeniową przyjęto 4,69 5, m. Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

33 .. Założenia przyjęte do obliczeń konstrukcji..1. Założenia przyjęte do obliczeń Zestawienie obciążeń wykonano zgodnie z Polskimi Normami: 1) PN-8/B-000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości. ) PN-8/B-001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe. ) PN-8/B-00 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe. 4) PN-80/B-0010/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem. 5) PN-77/B-0011/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem. 6) PN-85/S-1000 Obiekty mostowe. Obciążenia. Nr proj.: 095 Str. Nr dok.: 095-PT-W-OT

34 ... Obliczenia płyta zabezpieczająca szyb Dane płyty Dane konstrukcji Symbol Grubość Pole powierzchni Poziom pł. środk. Materiał mm 0,74m² +0,0m C0/7 beton C0/7 Lista materiałów Wytrzymałość gwarantowana na ściskanie f G c,cube = 7 MPa Wytrzymałość obliczeniowa na ściskanie f cd = 0 MPa Moduł Younga E =,84 GPa Współczynnik Poissona ν = 0,0 Współczynnik rozszerzalności term. α T = 0, /K Gęstość ρ = 500 kg/m³ stal A-IIIN Obliczeniowa granica plastyczności Moduł Younga Gęstość Grupy obciążeń f yd = 40 MPa E = 00 GPa ρ = 7810 kg/m³ Nr proj.: 095 Str. 4 Nr dok.: 095-PT-W-OT

35 Przypadek : śnieg Przypadek : Expl_Q Przypadek 4: EKSP1 Nr proj.: 095 Str. 5 Nr dok.: 095-PT-W-OT

36 Przypadek 5: EKSP Przypadek 6: EKSP4 Przypadek 7: EKSP5_Pojazd-K Nr proj.: 095 Str. 6 Nr dok.: 095-PT-W-OT

37 Nr proj.: 095 Str. 7 Nr dok.: 095-PT-W-OT

38 Nr proj.: 095 Str. 8 Nr dok.: 095-PT-W-OT