Opublikowano dnia 14 czerwca 1960l &LA POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43246 Mgr inz. Mieczyslaw Czechowicz Ruda Slaska, Polska src S/*2 Sposób zabezpieczania obudowy szybu i slepych szybików przed uszkodzeniami wywolanymi ruchami górotworu Patent trwa od dnia 3 lutego 1959 r.Uszkodzenia szybów i slepych szybików wy¬ wolane sa oddzialywaniem eksploatacji mine¬ ralu uzytecznego wykonywanej do granic nie¬ wystarczajaco wielkiego filaru ochronnego.Wystepuja one w postacf spekan, wybrzuszen i odprysków obudowy szybu oraz uszkodzen uzbrojenia szybu, jak na przyklad prowadni¬ ków, przewodów wodnych* i powietrznych, dzwigarów itp., trwale zwiazanych z obudov, a szybu.Wyznaczanie odpowiednio wielkich filarów ochronnych, dajacych pelna gwarancje wyeli¬ minowania wplywów, eksploatacji na obudo¬ we szybu wzglednie szybika, wymagaloby znacznego powiekszenia obecnie wyznaczanych filarów ochronnych. Powiekszenie filarów ochronnych ujemnie odbiloby sie ni mozli¬ wosciach produkcyjnych kopaln ze wzgledu na zamrazanie w nich duzych zasobów mine¬ ralów uzytecznych, które w niekorzystnych warunkach ich usytuowania Czesto sa calko¬ wicie stracone dla eksploatacji.Opisany ponizej wynalazek ma na celu wy¬ eliminowanie wzglednie znaczne zmniejszenie uszkodzen szybów i szybików przy stosowaniu dla nich obecnie wyznaczanych filarów ochron¬ nych.Istote niniejszego wynalazku, który moze miec zastosowanie przy eksploatacji wszyst¬ kich kopalin uzytecznych, uwidaczniaja po¬ dane przykladowo rysunki kopalni wegla ka¬ miennego, przy czym fig. 1 pokazuje przekrój szybu oraz obnizenie sie zrebu szybu i sasia¬ dujacego terenu przy wystepowaniu w nad¬ kladzie karbonu plastycznych wzglednie syp¬ kich utworów o malej grubosci, figz 2 — prze¬ krój szybu tak jak na fig. 1, ale przy grubym nadkladzie karbonu, fig. 3 — w powiekszonej podzialce poszerzony wylom w skale przed obnizeniem sie górotworu, fig. 4 — to samo co fig. 3, ale po obnizeniu sie górotworu, fig. 5 — poprzeczny przekrój szybu plaszczyz¬ na oznaczona liniami A—A na fig. 3, f;g. 6 — poprzeczny przekrój szybu' plaszczyzna ozna-ciona linia B—B na^fig. 4, figv 7 —^ powiekszo- fi* glowice slepego szybiku przed obnizeniem wia górotworu, fig. 8 — powiekszona glowice Hepego szybiku po obnizeniu sie górotworu, j^g. 9 — wygiecie powierzchni terenu i góro¬ tworu* po przeprowadzonej eksploatacji do¬ okola filaru ochronnego, fig 10 — szyb z do¬ datkowym zabezpieczeniem za pomoca podzia¬ lo obudowy szybu na poszczególne odcinki, fig. 11 — w wiekszej podzialce teleskopowe po¬ laczenie dwóch odcinków podzielonej obudo¬ wy przed obnizeniem sie górotworu, fig. 12 — takie same teleskopowe polaczenie jak na fig 11, ale po obnizeniu sie górotworu.Wynalazek opiera sie na spostrzezeniu, ze gdy na nieznacznej glebokosci od powierzchni •fig. 1) wystepuja*twarde i zwiezle skaly gó¬ rotworu 5, na przyklad piaskowce, lupki itp., przy malej grubosci luznych wzglednie pla¬ stycznych utworów, na przyklad pleistccenu 3, wówczas w czasie eksploatacji wystepuja sil¬ ne uszkodzenia obudowy szybu 6.• Zjawisko silnych "uszkodzen obudowy szy¬ bu 6 tlumaczyc nalezy duzym naciskiem twar¬ dych skal obnizajacego sie górotworu 5 nn stopy szybowe 7 oraz jego tarciem 6 zewnetrz¬ na, powloke szybu, silnie zwiazana zaprawa cementowa z górotworem.W przypadku tym, zrao 2 szybu wraz z te- Tenem 4 bezposrednio przy nim jak : dalej od niego polozonym (kilkanascie i wiecej me¬ trów), obnizaja sie w znacznym stopniu rów¬ nomiernie.Wielkosc obnizenia terenu 4 przedstawiono na rysunkach w wiekszej podzialce niz inne wymiary.Na rysunkach (fig. 1 i 2) oznaczono ponad¬ to liczba 9 wyeksploatowane poklady, Jiczba H — pozostawione w filarze ochronnym poklady, liczba 1 — wieze szybowa, liczba 10 — grani¬ ce niewystarczajaco wielkiego filara ochron¬ nego, oraz liczba 11 — rzeczywisty zasieg wplywów eksploatacji.Na odcinku od przeciecia sie linii rzeczywi¬ stego zasiegu wplywów eksploatacji 11, do zrebu szybu 2 wystepuja glówne uszkodzenia zarówno obudowy jak i uzbrojenia szybu.Uszkodzenia te sa spowodowane zgniataniem obudowy szybu (fig. 1), wywolane obnizaniem sie pleistocenu 3 i karbcnu 5 wraz ze zrebem szybu 2 do linii obnizania sie terenu 4. Nato¬ miast gdy szyb (fig. 2) zglebiony zostal przez grube warstwy utworów sypkich wzglednie plastycznych, na przyklad pleistocenu 2, wów¬ czas nie wystepuja uszkodzenia obudowy szy¬ bu wzglednie sa one nieznaczne. W przypad¬ ku tym zauwaza sie wysuwanie sie zrebu 2 szybu ponad otaczajacy go teren 4.Wysuwanie sie zrebu szybu 2 (fig. *.) ponad teren, tlumaczyc nalezy odpornoscia, jaka sta¬ wiala sztywna rura obudowy szybu C obniza¬ jacym sie plastycznym wzglednie sypkim utworom grubego nakladu pleistocenu 3. w oparciu o nieobnizajace sie ponizej prze¬ ciecia sie linii 11 stopy szybowe 7.Na tle powyzszych spostrzezen nasunal sie pomysl, aby przy szybach o male] grubosci utworów sypkich wzglednie plastycznych (fig. 1), przy których wystepuja uszkodzenia rury szybowej, sztucznie stworzyc warunki, upo¬ dabniajace je do szybów o duzej grubosci warstw nadkladowych (fig. 2), przy których nie wystepuja uszkodzenia rury szybowej lub sa one nieznaczne.Dla stworzenia tych warunków (fig. 3 i 4) w czasie zglebiania szybu przewiduje sie wy¬ konanie powiekszonego wylomu 13 w skale o srednicy wiekszej od srednicy stopy szybo¬ wej 7, przez co uniknie sie nacisku zwiezlych skal obnizajacego sie górotworu na stopy szy¬ bowe. Przestrzen 13 miedzy zewnetrzna po¬ wierzchnia rury szybowej a otaczajacymi ja skalami wypelnic nalezy niepeczniejaea masa plastyczna wzglednie sypka, jak to pokazano na rysunku (fig. 3).Obnizajace sie skaly górotworu (fig 4) 5 wy¬ wierac beda nacisk na mase plastyczna lub sypka, przemieszczajac ja do powstajacej pod stopa szybowa pustki 14, zmniejszajac tym mozliwosc powstawania uszkodzen rury szy¬ bowej.Dla zmniejszenia nacisku wywolywanego tarciem obnizajacego sie górotworu wzdluz rury szybowej (fig. 3 i 4) nalezy szczeline 12 miedzy wylomem w skale i rura obudowy szybu 6 równiez wypelnic masa plastyczna wzglednie sypka.Wysokosc poszerzonego wylomu 13 pcwinna byc okreslona na podstawie 'obliczen przewidy¬ wanych obnizen górotworu.Przy wywolanych eksploatacja ruchach gó¬ rotworu wystapic moga równiez poziome cis¬ nienia górotworu na obudowe szybu.Zmniejszenie poziomych cisnien górotworu uzyskac mozna przez umieszczenie w masie plastycznej zamknietych pustych naczyn o mniejszej wytrzymalosci scianek od wytrzy¬ malosci obudowy szybu, które ulegajac zgnie- — 2 —ceniu umozliwiac beda wcisniecie sie nadmia¬ ru masy do ich wnetrza. W specjalnych przy¬ padkach, dla unikniecia nacisku, wywolanego sprezeniem powietrza znajdujacego sie w na¬ czyniach, nalezy w nich przed umieszczeniem ich w masie plastycznej wytworzyc próznie.Stosowanie powiekszonego wylomu 13 dla szybu i wypelnienie go masa plastyczna wska¬ zane jest równiez w miejscach przeciecia szy¬ bu uskokami, z uwagi na wystepujacy tu czesto boczny nacisk sKal, który bedzie mógl byc niwelowany przesuwaniem sie masy pla¬ stycznej do pustki, powstajacej na skutek spelzania warstw górotworu w kierunku upa¬ du odbudowywanych pokladów. Umieszczenie w tych przypadkach w masie plastycznej wzglednie sypkiej pustych naczyn z ewentual¬ nie wytworzona w nich próznia jest równiez wskazane.Podany powyzej sposób zabezpieczania szy¬ bów bedzie równiez korzystnie dzialal na zmniejszenie uszkodzen obudowy i uzbrojenia szybu, przy eksploatacji* zasobów mineralów uwiezionych w filarach ochronnych.Uszkodzenia obudowy slepych szybików, przy niewystarczajaco wielkich filarach ochron¬ nych (fig. 9) 10 wystepuja podobnie jak przy szybach, a mianowicie wskutek nacisku skal obnizajacego sie górotworu na stopy szybika 7, oraz duzego tarcia górotworu o zewnetrzna powloke szybika silnie polaczona zaprawa ce¬ mentowa z górotworem.Z rysunku (fig. 7) widac, ze przy stosowaniu tych samych srodków zaradczych 12 i 13 co przy szybach, dla umozliwienia przesuwania sie obudowy szybika 16 wzdluz obnizajacego sie górotworu, nalezy powiekszyc srednice glo¬ wicy szybika 15 do wymiarów pozwalajacych na posadowienie jej fundamentów 17 na zew¬ natrz obudowy szybika 16 Na rysunku (fig. 8) pokazano wysuniety zrab 18 obudowy szybi- .ka 16, po obnizeniu sie górotworu 5.Proponowana zmiana budowy slepych szy¬ bików z zastosowaniem pcdzialu na dvvie od¬ dzielne nie zwiazane ze soba czesci: glowice 15 i obudowe 16 szybika — zamiast cbecnie wykonywanej zespolonej ze soba calosci — za¬ pobiegnie, wzglednie znacznie zmniejszy, zgniatanie obudowy 16 szybika, przez umozli¬ wienie wysuwania sie zrebu 28 szybika, ponad poziom 19 nadszybia szybika. Gdy wysuwajacy sie zrab 18 szybika (fig. 8) bedzie przeszka¬ dzac przy zapychaniu wózków do klatki, na¬ lezy go odpowiednio skracac.Przy stosowaniu wybierki z podsadzka, przedstawione srodki zaradcze pozwola na wybranie Wegla w obrebie filaru tym samym szybikiem, dla którego ochrony filar ten zo¬ stal wyznaczony. / Przy korzystnym usytuowaniu pokladów we¬ gla w obrebie filaru ochronnego, oraz nie¬ znacznej grubosci wystepujacych pokladów, wlasciwym rozplanowaniu robót górniczych, oraz szybkim ich postepie, nie mozna wyklu¬ czyc mozliwosci prowadzenia wybierki rów¬ niez i na zawal.Wybieranie zasobów wegla uwiezionych w filarach ochronnych (poza opisanymi do¬ datnimi stronami), ma równiez wplyw na zmniejszenie wzmozonych cisnien i tapan wy¬ stepujacych w obrebie filaru ochronnego jak i w górotworze ponizej niego zalegajacym, co wyjasnia rysunek (fig. 9). w Z rysunku (fig. 9) widac, ze po dokonanej dookola filaru ochronnego eksploatacji 9 i przy pozostawieniu w jego obrebie niewybranych zasobów wegla 8, wystepuje wygiecia zwie¬ zlych warstw górotworu nad szybikiem 4, co jest poza opisanymi przyczynami równiez po¬ wodem wzmozonych cisrien górotworu, Z te¬ go wzgledu przy eksploatacji slepymi szybi¬ kami, wskazane jest prowadzenie w ciaglosci wybierki wegla poza filarem i w jego obrebie Przy prowadzeniu eksploatacji najpierw na zewnatrz filaru, a w pózniejszym okresie? w jego obrebie, zaleca s?e poza omówionym! srodkami zaradczymi uelastycznienie obudowy glowicy szybika komory maszyny wyciagowej oraz poziomych wyrobisk o pelnej obudowie itp., przez wprowadzenie do obudowy wkla¬ dek drewnianych 21 jak równiez wykonanie nad stropem glowicy poduszki ilastej 22 z pu¬ stymi naczyniami o wytrzymalosci scianek mniejszej od wytrzymalosci obudowy szybika.Podobne zabezpieczenia wskazane sa równiez i w zapiu 23 szybika (fig. 9).Dla zmniejszenia uszkodzen obudowy w nad¬ szybiu szybika wskazanym jest wykonanie dy- latacji 20 miedzy obudowa szybika i obudowa nadszybia.Dotychczasowa technologia wykonywania obudowy szybu 6 stosuje nioprzerywana kon¬ strukcje " regly, betonu lub pierscieni stalo¬ wych poczynajac od zrebu 2 szybu az do jego zapia 23.Dla zmniejszenia uszkodzen obudowy 6 szy¬ bu przy eksploatacji górniczej w obrebie fi¬ laru ochronnego 10, mozna zastosowac sposób — 3 —zabezpieczenia slepych szybików do szybów, z pewna jego modyfikacja. Polega on (fig. 1C) na podzieleniu obudowy szybu 6 na odcinki odpowiadajace odleglosci miedzy poziomami eksploatacyjnymi 24 kopalni — lub w razie koniecznosci na odcinki mniejsze 25 — które zostaja wzajemnie uniezaleznione przez za¬ stosowanie konstrukcji (fig. 11) polegajacej na poszerzeniu srednicy obudowy 6 szybu na wy¬ sokosci poziomów eksploatacyjnych 24 i opar¬ ciu jej na ffciezaleznych fundamentach 17, uni¬ kajac w ten sposób przenoszenia ciezaru obu¬ dowy danego odcinka na odcinki lezace poni¬ zej. Poszerzone fundamenty 17 obudowy 6 szy¬ bu obejmuja znajdujacy sie ponizej odcinek obudowy 6 szybu, tworzac teleskopowe ela¬ styczne powiazanie poszczególnych odcinków rury szybowej i eliminujac wzajemne oddzia¬ lywanie poszczególnych odcinków obudowy C szybu.W czasie ruchów górotworu konstrukcja ta¬ ka umozliwia wzajemne przesuwanie sie od¬ cinków obudowy 6 szybu, nie powodujac uszkodzen wywolanych naciskiem górotworu W takich przypadkach nastepuje wysuwanie sie zrebu 18 dolnego odcinka obudowy, który mozna latwo rozebrac i usunac w warunkach nieprzerywanego uzytkowania szybu Telesko¬ powe elastyczne powiazanie poszczególnych od¬ cinków rury szybowej moze miec równiez za¬ stosowanie przy slepych szybikach. PL