Консервация «Коксовой-2»

В июне 2014 года специалистами института «Сибгипрошахт» был выполнен крупный проект «Консервация горных выработок Шахты «Коксовая-2»


Шахта «Коксовая-2» (ранее «Коксовая») расположена в центре города Прокопьевска и является одной из старейших шахт Прокопьевско-Киселевского угольного района. Строительство шахты «Коксовая» началось в 1929 году. В 1936 году шахта была сдана в эксплуатацию на гор. +215 м с проектной мощностью 3 000 тыс. тонн угля в год. За 78 лет работы добыча велась на пяти рабочих горизонтах.

Максимальный уровень добычи в 1957 году составил 2208 тыс. тонн, общая добыча за весь период ведения эксплуатационных работ — 92 261 тыс. тонн. Добываемые угли относятся в основном к коксующимся маркам К, КС, КО, ТС, Т.

Район размещения участка недр ООО «Шахта «Коксовая-2» осваивался горнодобывающей промышленностью с 30-х годов прошлого столетия. В рамках программы реструктуризации угольной отрасли и ликвидации нерентабельных и неперспективных шахт, проводимой во второй половине 90-х, соседние шахты «Ноградская» и «Центральная» были ликвидированы, при этом уровни затопления на них обосновывались условиями безопасности и поддерживались с помощью погружных насосов на отметках, исключающих неконтролируемое поступление воды на действующую шахту «Коксовая-2». Гидрогеологические условия шахты «Центральная», в свою очередь, осложнены перетоком воды с ликвидированной шахты «Северный Маганак» на установленных отметках и соседством с затопленной шахтой «Красный углекоп».

Помимо сложных гидрогеологических условий участок недр в границах шахты «Коксовая-2» характеризуется сложными горно-геологическими условиями. Крутое залегание пластов, их большая мощность, высокая степень геологической нарушенности определили значительное разно­образие систем их разработки с обрушением пород кровли и с использованием различных видов закладки выработанного пространства: сухой, гидравлической, твердеющей.

Поверхность горного отвода шахты в результате ее многократной подработки горными работами с образованием провалов и крупных трещин и последующих планировочных работ при рекультивации в значительной мере нарушена.

До момента принятия решений по консервации шахты производилась доработка запасов на глубине 400-450 м от поверхности.

Ввиду износа основных фондов произошло падение технического уровня оснащенности шахты, что резко отразилось на общем уровне добычи угля.

Причинами нестабильной работы шахты явились: неблагоприятные горнотехнические условия отработки пластов на действующем горизонте и отсутствие современных высокопроизводительных технологий добычи угля на шахте. Основная часть запасов находилась в сильно нарушенных угольных пластах с высокой-газо­обильностью, склонных к самовозгоранию, внезапным выбросам угля, газа и горным ударам.

В декабре 2012 года шахта «Коксовая-2» была признана банкротом. По причине отсутствия требуемых систем безопасности, которые не приобретались и не устанавливались неоднократно меняющимися собственниками шахты, планы развития горных работ на 2013 год не были согласованы, что и повлекло за собой прекращение производственно-хозяйственной деятельности шахты.

В результате выхода из строя погружного насоса на соседней ликвидированной шахте «Центральная» возникла угроза прорыва воды в подземные горные выработки ООО «Шахта «Коксовая-2».Когда отремонтированный насос все-таки был пущен в работу, было отключено электропитание в связи с накопившимися многомиллионными долгами предприятия за электроэнергию.

Из-за сложившихся обстоятельств эксплуатация шахты была остановлена, спуск людей в шахту запрещен. Остановка водоотливов нагор. -35,0 м и гор. -135,0 м послужила началом затопления шахты «Коксовая-2»

В условиях начавшегося затопления шахты «Коксовая-2» специалисты института «Сибгипрошахт» приступили к разработке проекта по консервации и ликвидации шахты.

В границах геомеханического влияния шахты «Коксовая-2» расположены: железная дорога РЖД, обогатительная фабрика, промышленные и жилые здания, объекты инфраструктуры города Прокопьевска. Для исключения негативного влияния подработки на ответственные объекты поверхности очистные работы на шахте проводились с применением закладки выработанного пространства.

По данным шахты, общий объем добытого угля, извлеченного с применением технологии закладки, составляет 44,6 млн т. При этом общий объем закладки составил 30,4 млн м3. Основной объем закладочных работбыл выполнен по нижним рабочим горизонтам -35 м и -135 м.

В качестве материала для гидрозакладки выработанного пространства ООО «Шахта «Коксовая-2» на протяжении более 50 лет использовало породы терригенной толщи угленосных отложений, представленные преимущественно алевролитами и аргиллитами (75,5%), а также песчаниками. По гранулометрическому составу закладочный массив представлен фракциями крупностью от 0 до 60 мм.

При водонасыщении пород подработанного массива и закладочного материала к известным проблемам, возникающим при ликвидации шахт (подтопление подработанных территорий, провалообразование и так далее), добавляются новые, вызванные изменением характера деформирования земной поверхности, в частности — активизацией процесса сдвижения. Обводнение горных пород снижает их прочностные свойства — породы размокают, становятся склонными к сползанию. Поэтому вопросы минимизации или недопущения вредного влияния подработанного и подтопленного горного массива на объекты наповерхности приобретают весьма важное значение.

При обосновании технических решений и выполнении проекта консервации ООО «Шахта «Коксовая-2» был учтен весь комплекс сложных геологических, гидрогеологических, геомеханических и газодинамических условий шахты: установленные гидравлические связи шахты, сложившиеся ситуации по уровням затопления и перетокам на соседних ранее ликвидированных шахтах «Ноградская», «Центральная», «Северный Маганак», консервация (ликвидация) шахты им. Ворошилова, необходимость исключения прососов воздуха по выработкам гор. +65 м, а также наличие на земной поверхности подработанных объектов (капитальная жилая застройка г. Прокопьевска, промышленные здания и сооружения, электрифицированная железная дорога РЖД, обогатительная фабрика и другие), которые подрабатывались при отработке запасов на гор. -35 м, гор. -135 м и гор. +65 м с использованием различных видов закладки отработанного пространства с усадкой от 5% (литая твердеющая) до 30% (коренные породы Усятской свиты).

С учетом вышеизложенного в качестве способа консервации шахты в проекте был принят «комбинированный» способ — подтопление подземных горных выработок ООО «Шахта «Коксовая-2» до отметок +75 ÷ +85 м с поддержанием уровня затопления с помощью погружных насосов, расположенных во вспомогательном клетевом стволе №1.

В рабочей документации разработан водоотливной комплекс в составе трех погружных насосов (2 рабочих и 1 резервный) производительностью 725 м3/час каждый, а также трех трубопроводов диаметром 324 мм.

Помимо параметров затопления в проекте решен ряд геотехническихвопросов, возникающих при консервации шахт — в соответствии с действующими нормативными документами выявлены зоны провалообразования, зоны опасного влияния на земную поверхность от проведенных горных работ, определены опасные и угрожаемые зоны по выделению газов на дневную поверхность.

При подтоплении выработок шахты «Коксовая-2» до абсолютных отметок +75,0 м ÷ +85,0 м (глубина до уровня затопления — 185 ÷ 275 м) вредного влияния на объекты поверхности, расположенные в границах влияния горных работ шахты «Коксовая-2», не прогнозируется. Тем не менее проектными решениями предусматриваются инструментальный и визуальный контроль за наиболее ответственными объектами (обогатительная фабрика, железная дорога РЖД и другие) и проведение гидрогеологического мониторинга в соответствии с действующими нормативами.

Технический проект консервации шахты «Коксовая-2» получил положительное заключение экспертизы промышленной безопасности и внесен в реестр.

В настоящее время выработки ООО «Шахта «Коксовая-2» затапливаются со скоростью 0,26 м/сутки, скорости затопления смежных шахт составляют: «Ноградская» — 0,11 м/сут.; «Центральная» — 0,15 м/сут. На 02.02.2015 г. уровни затопления шахт составляли: ООО «Шахта «Коксовая-2» — +21,2 м (абс.); «Ноградская» — +56,4 м (абс.); «Центральная» — 157,8 м (абс.).

На данный момент работы на шахте ведутся в организованно-плановом режиме, осуществляется монтаж водоотливного комплекса, проводится мониторинг уровня шахтных вод и газовой обстановки. Специалистами институтов «Сибгипрошахт», СИГИ, ВостНИИ осуществляется оперативный контроль за реализацией проекта. Ход выполнения работ по консервации шахты «Коксовая-2» находится под контролем администрации Кемеровской области и города Прокопьевска.


СГИ Тимофеева