Technologia uszczelniania szybów górniczych

Technologia Uszczelniania Szybów Górniczych została opracowana przez Kopalnię Soli "Wieliczka" S.A. w ramach realizacji projektu "Opracowanie technologii uszczelniania szybów górniczych przez Kopalnię Soli "Wieliczka"" dofinansowanego ze środków UE w ramach programu POIG 1.4. i we współpracy z Wydziałem Wiertnictwa Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica.

Efekty
Dzięki zastosowaniu Technologii Uszczelniania Szybów Górniczych uzyskuje się znaczący spadek dopływu wody do szybu, a dzięki zastosowaniu opatentowanych receptur zaczynu, kamień cementowy odporny jest na korozję chemiczną. Poza uzyskaniem uszczelnienia obudowy na danym odcinku, dodatkowy korzystny efekt to wzmocnienie górotworu wokół obudowy szybowej. Dzięki zastosowaniu monitoringu przemieszczeń i monitoringu wizyjnego, znacząco zmniejsza się możliwość negatywnego wpływu procesu uszczelniania na konstrukcję obudowy szybu. Zastosowanie opracowanej Technologii pozwala na prowadzenie robót bez konieczności wyłączania szybu z ruchu, a wykonanie tego zadania przez doświadczony zespół to gwarancja jakości.

Zalety:
- wykorzystane materiałów, które nie są szkodliwe dla środowiska (materiały mineralne), metoda tradycyjna wykorzystuje m.in. spoiwa chemiczne,
- wydłużony czas żywotności, tj. do 20 - 30 lat, metoda tradycyjna - maksymalnie do 10 lat w szczególności w środowisku agresywnym,
- brak konieczności zamykania szybu, który podlega uszczelnieniu, metoda tradycyjna wymaga zamknięcia lub ograniczenia funkcjonowania szybu,
- możliwość uszczelniania zabytkowych szybów kopalnianych, w metodzie tradycyjnej jest to znacznie utrudnione, ponieważ konieczna jest ingerencja w zabytkową obudowę szybu,
- możliwość zastosowania technologii w przypadku zlikwidowanych szybów, w tradycyjnej metodzie zachodzi konieczność udrożnienia zlikwidowanego szybu, co generuje dodatkowe nakłady finansowe.

Informacje wstępne
Wieloletnie doświadczenie praktyczne, w zakresie zabezpieczenia i ograniczania zagrożenia wodnego, w połączeniu z wiedzą naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej, zaowocowało wypracowaniem nowatorskiej i kompleksowej metody uszczelniania szybów górniczych.
Technologia wykorzystuje najnowocześniejsze metody wiertnicze oraz opatentowane zaczyny uszczelniające, które charakteryzują się większą odpornością na agresywne środowisko, niż standardowe materiały wiążące. Technologia wykorzystuje również mobilny system monitoringu wizyjnego, oraz system monitoringu przemieszczeń obudowy szybowej. Całość monitoringu wspomagana jest przez oprogramowanie komputerowe, które pozwala na szybkie i łatwe śledzenie procesu uszczelniania.

Zaczyn
Opatentowany zaczyn uszczelniający wykonywany jest z cementu portlandzkiego, mielonego żużla wielkopiecowego oraz pyłu z fluidalnego spalania węgla kamiennego, przy zastosowaniu wody jako cieczy zarobowej. Tak dobrane składniki powodują, że stwardniały kamień cementowy jest bardziej odporny na agresywne środowisko chemiczne, dzięki obniżeniu zawartości składników podatnych na korozję chemiczną oraz zmniejszeniu porowatości, co obniża możliwość penetracji struktury cementu przez płyny. Receptury zaczynu zostały opracowane przez Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu, AGH, na podstawie wieloletniego doświadczenia związanego z ich zastosowaniem w wiertnictwie naftowym i geotechnice.

Monitoring przemieszczeń
Monitoring szybu składa się z trzech części: monitoringu przemieszczeń, monitoringu wizyjnego oraz oprogramowania komputerowego działającego w centralnej stacji roboczej. Opcjonalnie monitoring może być uzupełniony przez sondy pH. Monitoring przemieszczeń pozwala na rejestrowanie przemieszczeń obudowy szybowej z dokładnością do 0,XXmm, w dwóch prostopadłych kierunkach, na wybranych głębokościach szybu. Dane zebrane w ten sposób, prezentowane są, w czasie rzeczywistym na ekranie komputera, w sposób graficzny i przystępny dla użytkownika i wykorzystywane są do bieżącego monitorowania wpływu procesu iniekcji na obudowę szybu. Program automatycznie informuje o przekroczeniu wartości przemieszczenia, które użytkownik uzna za istotne. 
Program posiada również możliwość przeglądania zebranych danych w formie graficznej, 
w dowolnym przedziale czasowym, liczbowym. Istnieje również możliwość dowolnej kompilacji 
i syntezy poszczególnych rodzajów zebranych danych.

Monitoring wizyjny
Monitoring wizyjny szybu to mobilny monitoring składający się z kamer, stabilizatora, nadajnika 
i odbiornika sygnału oraz wyciągarki linowej. Został zaprojektowany w sposób pozwalający na wykonanie inspekcji stanu obudowy szybu na odcinku żądanym przez użytkownika. Zamontowane kamery rejestrują obraz na całym obwodzie szybu w rozdzielczości HD, który w czasie rzeczywistym, jest przekazywany do stacji roboczej. Dzięki stabilizatorom mechanicznym, uzyskiwany obraz pozbawiony jest drgań i przemieszczeń. Zestaw monitoringu posiada własny system oświetlenia pozwalający na uzyskanie rejestracji na odpowiedniej jakości. Sterowanie monitoringiem wizyjnym odbywa się ze stacji roboczej. Dzięki takiemu zastosowaniu znacząco zwiększa się bezpieczeństwo prac, ponieważ inspekcję można wykonać bez obecności członków załogi w szybie, wpływa również na obniżenie kosztów inspekcji.

Przesłona
Technologia uszczelniania szybów opiera się na wytworzeniu wokół szybu przesłony przeciwfiltracyjnej utworzonej dzięki równoległym przenikającym się kolumnom, które mogą być uzyskane z zastosowaniem różnych metod wiertniczych. W zależności od warunków geologicznych oraz technicznych można zastosować metodę jet-grouting i szeroki zakres rodzajów pali wierconych jak również metody iniekcji klasycznej. Dobór techniki uszczelniania zostaje ustalony na etapie projektowym z uwzględnieniem warunków geologicznych i technicznych, jak również w oparciu 
o doświadczenie w realizacji podobnych inwestycji.

Nasi eksperci współpracują z organizacją na każdym etapie usługi wdrożenia technologii, w tym:
1. Opracowaniu projektu uszczelniania,
2. Doboru receptur zaczynów uszczelniających,
3. Prowadzenia monitoringu wizyjnego,
4. Prowadzenia monitoringu przemieszczeń,
5. Nadzoru i doradztwa nad procesem uszczelniania.


Informacje nt. realizowanego projektu:

Kierownik projektu - Krzysztof Brudnik
krzysztof.brudnik@kopalnia.pl
tel./phone: +48 12 278-72-15 
kom./mobile: +48 607 582 090

Michał Źróbek
Michal.zrobek@kopalnia.pl
tel./phone: +48 12 278-72-16

Kopalnia Soli „Wieliczka” to nie tylko obiekt światowego dziedzictwa kulturowego wpisany na listę UNESCO z ponad 700-letnią historią rozwoju techniki górniczej w poszczególnych epokach, ale również przedsiębiorstwo dążące do ustawicznego rozwoju i podnoszenia poziomu technologicznego dzięki prowadzonym badaniom i współpracy z krajowymi i międzynarodowymi jednostkami badawczo-rozwojowymi.

Dzięki pozyskanym środkom unijnym w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, na lata 2007-2013, Priorytet 1. Badania i rozwój nowoczesnych technologii, Działanie 1.4. Wsparcie projektów celowych Kopalnia rozpoczęła realizację projektu „Opracowanie technologii uszczelniania szybów górniczych przez Kopalnię Soli „Wieliczka””.

Całkowita wartość projektu wynosi 3 773 050,00 PLN, w tym koszy kwalifikowane: 3 098 000,00 PLN, a poziom dofinansowania stanowi 42,66%, czyli wartość wsparcia projektu ze środków UE wynosi 1 321 600,00 PLN.

Podstawowym celem realizacji projektu jest podniesienie konkurencyjności Kopalni w wyniku przeprowadzenia badań przemysłowych i prac rozwojowych, zmierzających do opracowania innowacyjnej technologii zabezpieczania obudów szybów kopalnianych metodą iniekcji. Technologia ta pozwoli na prowadzenie uszczelniania szybów z powierzchni terenu w możliwie najbliższym otoczeniu szybu, co pozwoli na ciągłą pracę szybu, bez konieczności jego wyłączania.

Technologia iniekcji będzie dopasowana do warunków geologiczno-górniczych oraz technicznych w otoczeniu szybu, zaś zaczyny uszczelniające dobierane będą indywidualnie do warunków litologicznych w otoczeniu szybu.

Przedsięwzięcie umożliwi też udzielanie licencji innym kopalniom. Mogą to być kopalnie podziemne z branży wszystkich eksploatowanych surowców, posiadające szyby kopalniane czynne lub zlikwidowane oraz zabytkowe, które wymagają prac uszczelniających.

Projekt pt. „Opracowanie technologii uszczelniania szybów górniczych przez Kopalnię Soli „Wieliczka”” jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

„Dotacje na innowacje”
„Inwestujemy w waszą przyszłość


Kopalnia Soli „Wieliczka” S.A.
Park Kingi 1
32-020 Wieliczka


Biuletyn Informacji Publicznej