Application of stabilizing highly thickened slurries for filling of flooded shafts

Abstract

The paper presents the results of research on the use of highly thickened slurries for closure of abandoned shafts. Two fill slurry compositions were considered, i.e. mixtures of slag, fly ash, cement and water, one of them containing 15 and the other 30% of cement by mass. In the case of closure of a partially flooded shaft, the fill material or mixture of materials should possess the ability to solidify in a water environment, and after solidification must be proof against soaking and secondary liquefaction. The solidified fill material should also remain stable under the loads resulting from subsequent batches of fill material placed in the shaft. The laboratory test results and analyses showed that strength and strain parameters of the fill material depend not only on the composition of the mixture, but also on the way of transport (transport in stagnant water) and the curing environment - water or dry air environment. Numerical calculations of stress and strain state in the shaft plug performing the function of a revetment plug, conducted for increasing strengths of the fill material and increasing loads exerted on the plug by the thickening column of fill material poured in the shaft, allowed to determine the strength requirements and the technology of solidifying backfill utilized for shaft closures.

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem mieszanin wysokozagęszczonych do likwidacji nieczynnego szybu. Rozpatrywano dwa rodzaje składów masowych mieszaniny podsadzkowej, a mianowicie mieszaninę żużlowo-popiołowo-wodną, w której zawartość cementu wynosiła 30%, oraz mieszaninę o zawartości cementu równej 15%. W przypadku likwidacji nieczynnego szybu częściowo wypełnionego wodą materiał zasypowy lub mieszanina materiałów powinny wykazywać zdolność do zestalania w ośrodku wodnym, a po zestaleniu posiadać odporność na rozmakanie lub wtórne upłynnienie. Zestalony materiał zasypowy powinien ponadto być stateczny również w warunkach obciążeń kolejnymi porcjami materiału zasypowego wprowadzanego do likwidowanego szybu. Z przeprowadzonych badań laboratoryjnych wynika, że parametry wytrzymałościowe i odkształceniowe zależą nie tylko od składu mieszaniny, ale również od sposobu transportu (transport w wodzie stojącej) oraz środowiska sezonowania - środowisko wodne lub powietrzno-suche. Wykonane obliczenia numeryczne stateczności szybowego korka oporowego, przeprowadzone dla narastającej wytrzymałości materiału podsadzki i zwiększających się obciążeń korka od narastającej kolumny podsadzkowej w szybie, pozwalają określać wymagania wytrzymałościowe i technologię wykonania podsadzki zestalającej w likwidowanym szybie.