Kniga3

5. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОБЪЕКТАМ КОМПЛЕКСА ПОВЕРХНОСТИ ЛИКВИДИРУЕМОЙ ШАХТЫ

5.1. Общие положения

Этап принятия решения по объектам ликвидируемой шахты является весьма важным и ответственным. Естественно, что одна часть из них (объектов) подлежит физической ликвидации, другая часть планируется к дальнейшему использованию по прямому назначению или перепрофилированию.

Исходным являются характеристики зданий, сооружений, стволов и других горных выработок, стационарного оборудования поверхностных технологических комплексов, электрооборудование поверхностных подстанций, поверхностных коммуникаций, узлов связи.

Решение о ликвидации объектов, связанных с инфраструктурой, согласовывается в зависимости от назначения объекта с органами местной власти, энергонадзором, службами по водоснабжению и связи, санитарного надзора.

К объектам, не подлежащим ликвидации, относятся прежде всего здания, сооружения, инженерные коммуникации и подземные объекты, которые предложены к дальнейшему использованию заказчиком или правопреемником по согласованию с заинтересованными организациями, в том числе органами местной власти.

Для объектов, намечаемых к использованию в целях, не связанных с добычей полезного ископаемого, составляется проект нового горного отвода и отвода земли. Указанная проектная документация выполняется по отдельному договору.

5.2. Решения по объектам, подлежащим ликвидации

В зависимости от технического состояния, вида несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений определяется очередность и способы их ликвидации: обрушение, поэлементная разборка или взрыв.

При применении способа разборки зданий и сооружений методом взрыва привлекаются специализированные организации как на этапе выполнения проектных работ, так и в процессе реализации проекта.

Основное внимание следует уделять первоочередному освобождению промплощадок от аварийных и пустующих зданий, сооружений прежде всего в зоне жилого фонда, которые представляют серьезную опасность в социальном плане.

170

С учетом функционального назначения объектов технологического комплекса поверхности выделяются те, которые будут использованы для ведения работ по ликвидации шахты (мастерские, склады для хранения демонтированного оборудования, металлолома и др.)

По данным заказчика определяются направления использования демонтированного оборудования, в том числе повторное использование или сдача на металлолом.

Определяются также участки ремонтно-механического комплекса (мастерских), необходимые для ремонта оборудования в процессе ликвидации шахты, а также подготовки демонтируемого оборудования и металлоконструкций перед их реализацией.

В зависимости от схемы ликвидации технологического комплекса поверхности определяется последовательность ликвидации объектов водоснабжения и канализации, приводится их перечень с указанием методов ликвидации: полная или частичная разборка с демонтажем технологического оборудования и трубопроводов, на слом с демонтажем или без демонтажа оборудования и трубопроводов, бросовые работы.

Такой же подход и к объектам теплоснабжения: котельным, калориферным, насосным станциям перекачки конденсата, площадочным и внеплощадочным тепловым сетям, бойлерным и т.п. При их ликвидации указывается перечень демонтируемого технологического оборудования, трубопроводов.

Производится пересмотр и увязка работы котельной для условий обеспечения снабжения теплом шахтных объектов, не подлежащих ликвидации, и сторонних потребителей тепла.

По внешним сетям водопровода, канализации и теплоснабжения производится обоснование необходимости полной или частичной их ликвидации или решения считать их бросовыми объектами.

5.3. Решения по объектам, не подлежащим ликвидации

К этим объектам подход несколько иной. В соответствии с их перечнем и предложениями заказчика по их использованию рассматриваются возможные решения по приведению объектов и инфраструктуры в состояние, соответствующее их новым функциональным задачам, что может потребовать реконструкции, расширения, капитального ремонта или строительства дополнительных зданий и сооружений, перекомпоновки, благоустройства и т.д. Могут разрабатываться и технические решения по перепрофилированию не ликвидируемых зданий и сооружений для того, чтобы трудоустроить высвобождающихся работников шахты.

Приводятся технические решения по расположенным на промплощадках ликвидируемой шахты объектам, находящимся на балансе других

171

предприятий и обслуживающим и шахту в том числе (подстанции, высоковольтные линии, подъездные железнодорожные пути, станции и др.)

Проектирование объектов нового строительства в пределах горного отвода ликвидируемой шахты ведется с учетом возможного воздействия на них подработки горными выработками, пройденными в период эксплуатации шахты.

При наличии на площадке шахты обогатительной фабрики, технологически связанной с шахтой, с участием заказчика подготавливаются предложения по ее дальнейшему использованию.

В соответствии с приказом Министра угольной промышленности Украины от 26.12.96 №654 «Об установлении порядка проведения работ по закрытию неперспективных, убыточных шахт и передачи их в компанию «Укруглереструктуризация» к моменту прекращения эксплуатационной деятельности шахт по добыче объекты социальной сферы должны быть сняты с баланса шахты и переданы в коммунальную собственность местным органам власти. Передача объектов соцкультбыта и инфраструктуры не баланс местных органов власти осуществляется по отдельной региональной программе, а финансирование процесса предусматривается из соответствующей статьи Государственного бюджета Украины.

Определяются объекты энергоснабжения, которые ликвидируются. По объектам, которые сохраняются, определяется их назначение и кому они передаются на баланс. Рассматриваются варианты ликвидации компрессорной станции или сохранение ее на период ликвидации объектов шахты и после ее ликвидации (передачи ее на баланс новому владельцу).

Аналогично принимаются технические решения по связи и сигнализации. Рассматриваются варианты ликвидации шахтной автоматической станции (АТС) и обеспечения телефонной связью объектов, не подлежащих ликвидации, по другим (внешним) каналам связи или сохранение АТС с функциями по техническим условиям заказчика.

5.4.Решения по породному хозяйству шахты, прудам-отстойникам, рекультивации земель

Породные отвалы нарушают ландшафт земной поверхности, изменяют гидрогеологический режим прилегающих территорий, приводят к заражению (химической и радиологической) грунтовых вод, способствует пылевому загрязнению атмосферы. Вредные компоненты породы, выдуваемые ветрами и вымываемые дождевыми потоками и талыми водами, попадают в окрестные грунты и поверхностные водоемы.

Горящие породные отвалы ежегодно выделяют в атмосферу около 300 тыс. т. вредных веществ. Они занимают площадь более 7 тыс. га преимущественно плодородных земель.

172

В зависимости от состояния породных отвалов, находящихся на балансе шахты, разрабатываются проекты тушения, переформирования горящих и негорящих отвалов, их озеленения.

Конкретные технические решения принимаются на основе требований «Правил безопасности в угольных шахтах», «Инструкции по предупреждению самовозгорания, тушения и разработке породных отвалов», «Технологических схем тушения и формирования породных отвалов» (УкрНИИПроект), «Методических рекомендаций по биологической рекультивации площадей плоских породных отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик Украины» (Донецкий ботанический сад НАН Украины), а также результатов температурной съемки и рекомендаций по тушению породного отвала, заключений об эндогенной пожароопасности и уровне радиоактивности породных масс, слагающих породных отвал, выполненных специализированными организациями, в частности АПО «Респиратор».

На этой основе разрабатываются проекты по: 1. тушению горящих стволов;

2.понижению, переформированию горящих и не горящих отвалов в плоские;

3.рекультивации и озеленению отвалов;

4.вывозу породы отвалов для засыпки стволов.

Одним из основных направлений предупреждения и снижения вредных выбросов в атмосферу является контроль теплового состояния отвалов. НИИГД разработана методика контроля и комплект термоник, с помощью которого повышается точность измерения температуры до 12000° С на глубине до 2,5 м с меньшими, чем обычным способом , затратами времени и сил.

Тушение и перепрофилирование породных отвалов выполняется в соответствии с действующей вышеназванной «Инструкцией…». Технологический процесс по тушению заключается в охлаждении очагов горения, послойном понижении отвалов с параллельным охлаждением слоев породы водой. В качестве источника водоснабжения часто принимается шахтная вода, подаваемая по трубопроводу d=200 мм насосной станцией из пруда-отстойника. По мере охлаждения поверхностных слоев ведется температурная съемка по всей поверхности отвала. При достижении температуры на глубине 2,5 м от поверхности пониженного отвала +800 ° С процесс тушения отвала прекращается. Отвал считается потушенным, если температура с течением времени не возрастает.

Технология тушения горящих терриконов и хребтовидных отвалов переформированием их в отвалы плоской формы включает в себя смыв пород с их вершины гидромонитором, понижение высоты отвала перемещением предварительно охлажденных пород под откос, охлаждение остальных пород через верхнюю горизонтальную площадку. Понижение от-

173

вала осуществляется горизонтальными слоями путем перемещения пород под откос бульдозером (экскаватором).

Для тушения отвалов высотой до 40 м, не подверженных интенсивному горению, применяется технология тушения проиливанием путем инъектирования пульпы (суспензии) в поверхностный слой отвала.

Часто шахты имеют несколько отвалов различной формы и высоты. УкрНИИПроект предложил создать на территории каждой шахты единые плоские платообразные отвалы, не нарушая границ земельных отводов. Единый отвал шахты формируется как плоский, имеющий вершинную поверхность, близкую к горизонтальной (уклон 5º) и углы откосов не более 13º с тем, чтобы использовать в процессе рекультивации специальную технику при лесопосадочных и лесокультурных работах биологического этапа.

К лимитирующим факторам при озеленении породных отвалов в Донбассе относятся, прежде всего, эдафические (почвенные): запечатанные отвалы – повышенная уплотненность, пониженная влагоемкость, каменистость, высокое загрязнение тяжелыми металлами, изменение кислот- но-щелочного баланса в сторону подкисления, недостаток питательных элементов и др.

Эти факторы устраняются с помощью различных мелиоративных приемов (рыхление, известкование, внесение минеральных удобрений) или к ним приспосабливаются путем подбора для озеленения засухо-, пыле-, соле-, кислотоустоустойчивых древесных пород.

Помимо озеленения терриконов, заслуживают внимания и техникоэкономической оценки в конкретных условиях предложения о строительстве на террасах из упрочненных пород отвалов ветроэлектостанций, которые эффективны при среднегодовой скорости ветра 6 м/с. Исследования воздухопотоков вокруг терриконов показывают пятикратное увеличение скорости движения воздуха на 60-метровых вершинах.

Поверхности потушенных терриконов и отвалов, не занятые террасами для ветроустановок, могут быть использованы для устройства энергополей, например, под топинамбур, из которого при газификации растительной массы можно получать жидкое моторное топливо, а травяная зола утилизируется полностью. Экспериментально установлено, что с 1га поля, засаженного топинамбуром, можно собрать до 60–65т зеленой биомассы, газификация которой в пересчете на моторное топливо позволит получить около 3,5т бензина и 3т дизельного топлива. Топинамбур привлекателен и тем, что эта культура неприхотлива к качеству земли, быстро создает плодородный слой.

При имеющихся в породных отвалах ценных компонентах, наличие которых определено заключением специализированной организации, решаются вопросы использования отвалов как техногенных месторождений полезных ископаемых.

174

В частности отвалы угольных шахт Донбасса могут быть источниками сырья для металлургии. К примеру, в 1 т породы содержится от 54 до 343г алюминия. Способ получения глинозема, а следовательно, и алюминия из породы террикоников, по мнению специалистов, в 2 раза дешевле, чем из каолина. При соответствующих условиях разработка породных отвалов может быть эффективной.

Составной частью технических решений по объектам поверхности ликвидируемых шахт является использование прудов-отстойников для целей технического водоснабжения и оросительной поливной системы (их очистка, ремонт и наполнение) или ликвидация (спуск воды, обезвоживание осадка, чистка, разборка дамбы, рекультивация площади). Нередко принимаются решения чашу «сухих» прудов не чистить, поверхность засыпать суглинком разбиваемой дамбы, спланировать и озеленить, а мало заиленные пруды заполнить водой и превратить в зону отдыха.

Выбирается направление рекультивации земель (сельскохозяйственная, рыбохозяйственная, лесохозяйственная, строительная). В крайнем случае при отсутствии технических условий на рекультивацию освобождаемых земель, выполняется черновая планировка площадок. При выборе направления рекультивации учитывается геоэкологическая оценка загрязнения почв.

При наличии радиоактивных веществ в осадках принимаются решения утилизации и захоронению иловых отложений.

По площадкам и прудам решаются вопросы планировки территорий, засыпки ложа пруда, снятия непригодного грунта, нанесения потенциально плодородного слоя, посева трав на ре-культивируемой площади, а по породным отвалам – нанесения грунта на горизонтальную поверхность, откосы, декора- тивно-защитную полосу, посадки древесно-кустарниковой растительности.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ.

1.Что лежит в основе принятия решения об отнесении объектов поверхности шахт к разряду подлежащих и не подлежащих физической ликвидации?

2.Каков подход к определению очередности и способов ликвидаций зданий и сооружений?

3.Назовите основные направления использования объектов, не подлежащих ликвидации.

4.Как поступают с породными отвалами ликвидируемых шахт (горящими и не горящими)?

5.Изложите кратко технические решения по использованию объектов, не подлежащих ликвидации.

6.Каковы наиболее перспективные направления в использовании прудов – отстойников?

175

6. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ И В ПОСТЛИКВИДАЦИОННЫЙ ПЕРИОД

6.1. Общие положения и основные направления обеспечения безопасности.

При ликвидации шахты предусматриваются меры по предупреждению проявления всех действующих на шахте опасных и вредных факторов.

Вчастности, разрабатываются мероприятия по обеспечению воздухом рабочих мест, нормализации тепловых условий, противопожарной защите, борьбе с пылью, контролю за газовой обстановкой, запыленностью в горных выработках, шумом и вибрацией, освещенности рабочих мест, оповещению об авариях, предупреждению прорывов воды и газа; других, связанных с ликвидацией горных выработок шахты и объектов поверхности.

Вцелом проектные решения должны обеспечивать безопасные условия для жизни и здоровья людей в период и после ликвидации предприятия и соответствовать требованиям взрывопожаробезопасности, экологических, санитарно - гигиенических и других действующих норм и правил.

На шахтах, находящихся в режиме ожидания и ведущих добычу угля, вопросы охраны труда и промсанитарии регламентируются такими же нормативными документами, как и для действующих шахт.

Следует иметь в виду, что вывод шахты из эксплуатации вызывает:

-подъем уровня подземных вод, часто с затоплением подземных сооружений и коммуникаций;

-обводнение грунтов, изменение их физико-механических свойств и, как следствие, просадку и набухание грунтового основания под зданиями и сооружениями;

-изменение направления движения подземных вод и их химического состава;

-интенсификацию газовыделения и скопления газов в подземных сооружениях;

-оседания, провалы, образования крупных трещин.

Массовое закрытие шахт путем их затопления вызывает и другие опасные экологические последствия в виде изменения режима подземных вод, подтопления и заболачивание территорий. В связи с этим на основе анализа горно-геологических условий залегания угольных пластов соседних шахт, расположенных в непосредственной близости от отработанных пластов и затопленных выработанных пространств ликвидируемой шахты, прогнозируются участки соседних шахт, попадающие в опасные по прорывам воды и газа зоны. Определяются пути возможной миграции подземных вод в приграничные шахты, достаточные размеры барьерных целиков и др.

176

Осуществляются такие меры по предотвращению прорывов воды и газа в соседние шахты, как устройство перемычек, построение границ опасных зон у скважин, других выработок, дизъюнктивных нарушений и др. Определяются места возможных провалов поверхности над подземными пустотами, производится ограждение этих зон и погашение выработок, которые могут вызвать провалы. Для застроенных территорий анализируется состояние горных работ на наличие пустот до глубины 80 м, при необходимости проводится их закладка, тампонаж и др.

Как показывает опыт, провалы над очистными выработками в Донбассе образуются в следующих ситуациях:

а) при пологом залегании пластов

НВ<(15…20)m, м,	(6.1)
б) при наклонном и крутом залегании пластов
НВ<30m при m<3 м,	(6.2)
и НВ<20m при m ≤ 3 м,	(6.3)

где НВ – глубина верхней границы выработки, м;

m – мощность пласта, м, хотя в соответствии с «Правилами охраны зданий и сооружений …» предельная минимальная глубина горных работ, при которой могут образовываться провалы, принимается равной 12m.

Правопреемник осуществляет постоянный (не реже одного раза в год) контроль за состоянием устьев ликвидированных в пределах горного отвода горных выработок и в случае провалов земной поверхности принимает меры к ликвидации обрушения, устраивает за их пределами прочное ограждение высотой не менее 2,5 м и водоотводную канаву.

Следует отметить, что при затоплении выработанного пространства усиливается выделение метана на дневную поверхность, выдавливаемого водой из пор и трещин. У устьев выработок, имеющих выход на земную поверхность, а также у выходов газопроницаемых пород образуются зоны, опасные и угрожаемые по выделению метана.

Как свидетельствует практика, недостаточная проработка отдельных геологических аспектов по причине отсутствия необходимого опыта, предварительных исследований и заблаговременно разработанных конкретных программ приводит к серьезному ухудшению экологической обстановки в угледобывающих регионах, выражающейся в неконтролируемом подтоплении территорий, загазировании объектов поверхности и почвенного слоя, неуправляемом перетоке подземных вод в действующие горные выработки соседних шахт, неисследованной активизации процессов сдвижения участков земной поверхности, подработанных горными выработками.

177

Преждевременное затопление действующих горных выработок не позволит выполнять работы по возведению изолирующих перемычек на сопряжениях вертикальных стволов с выработками околоствольного двора, что приводит к размыву закладочного материала и выносу его в горизонтальные выработки. Теряется смысл засыпки стволов, растет вероятность их разрушения и образования провалов на поверхности.

Кратко о пожарной безопасности, охране труда и промсанитарии. В процессе ликвидации шахты выполняются требования «Правил безопасности в угольных шахтах» и других нормативных документов в для обеспечения противопожарной защиты ликвидируемых горных выработок и объектов поверхности с использованием существующих на шахте средств. Кроме того в шейках стволов оборудуются устройства для создания водяных завес при пожаре.

Противопожарная защита объектов, не подлежащих ликвидации и сохраняющих свои функции, обеспечивается существующими средствами, а при изменении функциональных назначений сохраняемых зданий и сооружений решения противопожарной защиты приводятся в соответствии с новым профилем.

Общие вопросы охраны труда и промсанитории на ликвидируемых шахтах регламентируются Законом Украины «Об охране труда», «Правилами безопасности в угольных шахтах», «Санитарными правилами для предприятий угольной промышленности». При ведении работ по сносу и разработке зданий и сооружений руководствуются требованиями СНиП « Техника безопасности в строительстве», «Руководства по организации строительного производства в условиях реконструкции промышленных предприятий, зданий и сооружений».

Предусматривается санитарно-бытовое обслуживание работающих на ликвидации шахты. Как правило, его проведение планируется в существующих бытовых комбинатах, а при отсутствии таковых предусматривается установка временных помещений контейнерного типа в соответствии с типовым проектом «Перечень мобильных (инвентарных) зданий и сооружений с набором душевых, гардеробных, комнат отдыха и обогрева». Принимаются решения по стирке спецодежды и обслуживанию рабочих в ингаляториях и фотариях, а также по их медицинскому обслуживанию.

В заключение следует отметить, что по мере закрытия шахт и после окончания их физической ликвидации остаются актуальными следующие проблемы:

а) контроль газа в зонах, опасных и угрожаемых по проникновению СН4 на поверхность (с инструктированием жителей о мерах предосторожности);

б) контроль уровня подземных шахтных вод с осуществлением (при необходимости) мер по их откачке;

178

в) контроль деформаций участков земной поверхности на территории бывших горных отводов шахт с выполнением технологических мер по защите зданий и сооружений, ликвидации последствий провалов;

г) контроль радиационной обстановки.

Все это выполняется в соответствии с Постановлением Кабмина Украины от 12.01.99 №3 и Приказом Министерства Угольной промышленности от 19.02.99 №65 «О мерах по решению эколого-гидрогеологических проблем, возникающих вследствие закрытия горнодобывающих предприятий, шахт и разрезов».

Заслуживают внимания предложения специалистов об участии в проведении мониторинга (экологическая безопасность) представителей МЧС и о наличии в проекте ликвидации шахты самостоятельного раздела «Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций».

6.2.Предотвращение неорганизованного проникновения газа на поверхность

По завершении выемки угля газоотдача из горного массива, находящегося под влиянием очистных работ, постепенно сокращается, но остается довольно высокой в течение нескольких десятилетий. Так, спустя более 20 лет после закрытия шахт «Томашевская – Северная», «Томашевская – Южная» в п. Новодруженск Луганской области происходит загазирование поверхности через незатампонированные скважины, трещины. Подобное наблюдается на полях закрытых шахт, расположенных в г. Первомайске. Казахскими специалистами установлена динамика изменения процесса газовыделения во времени. Доказано, что поступление метана на поверхность с дебитом 5-10 м3/мин из выработанных пространств одной закрытой шахты может продолжаться 10-20 лет, а с меньшим дебитом – еще дольше.

Прекращение проветривания, засыпка стволов и затопление выработок способствуют повышению давления газа в замкнутых объемах и стремлению его найти выход на поверхность. Особенно возрастает опасность в дни падения атмосферного давления в зимнее время, когда газопроницаемый почвенный слоя сохраняется только под строениями, где он не промерзает.

Выходя на поверхность, газ может скапливаться в подвалах, других помещениях, что неоднократно было причиной пожаров, взрывов и травмирования людей.

В этой связи на основе анализа горно-геологических и горнотехнических условий определяются условия проникновения метана на земную поверхность через вскрывающие выработки, тектонические и другие нару-

179