Ocena zachowania się górotworu wokół wyrobisk i skuteczności ich wzmacniania w podziemnych kopalniach rud jest uzależniona od efektywności współpracy obudowy kotwowej z górotworem, którą można oceniać na podstawie odpowiednio zaprojektowanych pomiarów. Na tle opisanych w literaturze kilku rozwiązań dotyczących sposobów monitorowania obciążenia obudów kotwowych autorzy zaproponowali nowe, oryginalne urządzenie umożliwiające masowe pomiary w warunkach kopalnianych. Po przeanalizowaniu zalet i wad istniejących konstrukcji w artykule przedstawiono istotę, zasadę działania oraz metodę pomiaru obciążenia kotwy w wyrobisku podziemnym za pomocą nowego przyrządu. Wykonany prototyp WK-2/8 został wycechowany oraz przetestowany z powodzeniem w warunkach laboratoryjnych w pełnym zakresie pomiarowym. Przyrząd ten, nazwany również wskaźnikiem lub podkładką dynamometryczną, nie wymaga zasilania elektrycznego i umożliwia, stosunkowo precyzyjne (z rozdzielczością 10–14 kN, w zakresie do około 90 kN) i zdalne odczytanie wartości siły osiowej obciążającej kotew (patent AGH) przez każdą osobę znajdującą się w określonym rejonie. Przyrząd może być instalowany w wyrobiskach górniczych w warunkach istniejących obciążeń. Stosunkowo niski koszt wykonania przyrządu pomiarowego, stanowiącego dodatkową podkładkę, jak również łatwy sposób montażu, umożliwiają jego powszechne zastosowanie w kopalniach, gdzie stosuje się kotwienie jako sposób wzmacniania górotworu.
EN
The assessment of a rock’s behaviour around excavations and the effectiveness of its reinforcement in underground ore mines is dependent on the performance of the rock-bolt and rock-mass interaction, which can be estimated on the basis of appropriately designed measurements. Based on the background of various measurements solutions described in the literature, concerning rock bolt monitoring methods, the authors proposed a new, original device for mass measurements in mine conditions. After examining the advantages and disadvantages of existing constructions, the article presents the essence, principle of operation and method of measuring anchor load in an underground excavation with the a instrument, indicator WK-2/8. The prototype has been carefully researched and successfully tested in a full-scale laboratory environment. This instrument, also referred to as a load indicator or force pad, does not require electrical power and allows for relatively accurate (with a resolution of 10-14kN, up to about 90kN loading capacity) and a remote reading of the axle loading of the anchor (AGH patent) by any person present in the specified area. The device can be installed in mining excavations under loading conditions. The relatively low cost of a measuring instrument, practically used as an additional washer, as well as an easy assembly method, makes it universally applicable in mines where anchoring is used as a means of strengthening the rock.
Współczesna podziemna eksploatacja złóż surowców mineralnych coraz częściej związana jest z pakietami oprogramowania geologiczno-górniczego, które wspierają prace projektantów od momentu poszukiwania złoża, określenia wielkości jego zasobów, jakości kopaliny, warunków geologicznych, hydrogeologicznych, tektonicznych poprzez planowanie udostępnienia i rozcięcia złoża. Planowanie produkcji jest jedną z najważniejszych czynności wykonywanych w trakcie prowadzenia projektu górniczego, ponieważ pozwala na założenie konkretnych wyników produkcyjnych kopalni w odniesieniu do jednostki czasu, a następnie umożliwia weryfikację stopnia realizacji zamierzonego planu. Obecnie komputerowe wspomaganie projektowania znajduje zastosowanie do codziennego lub długoterminowego planowania wydobycia z uwzględnieniem ograniczeń złożowych, jakościowych, ilościowych i kosztowych. W artykule przedstawiono wybrane formy złóż rudnych. Na podstawie kilkudziesięciu otworów wiertniczych o długości do 300 m przedstawiono przykładowy fragment modelu rozcięcia złoża rudnego z zastosowaniem komputerowego wspomagania projektowania robót górniczych. Poprzez zastosowanie nowoczesnego programu komputerowego – ABB MineScape o budowie modułowej określono możliwości usprawnienia procesu zagospodarowania przyszłych rejonów eksploatacji. W szczególności przedstawiono rozmieszczenie otworów wiertniczych, na podstawie których wykonano przekroje z przedstawieniem przykładowych miąższości warstw litostratygraficznych, uwzględniając również deformacje nieciągłe w formie uskoków oraz strefy okruszcowane. Dla modelu blokowego zostały obliczone zasoby z priorytetem dla metalu nr 1 oraz 2. W ostatniej części artykułu zaproponowano sposób rozcięcia płytko zalegającego złoża rudnego. Stopień wykorzystania złoża określono dla komorowo-filarowego systemu eksploatacji.
EN
The contemporary underground mining of raw minerals is more and more associated with geological and mining software packages which support the work of designers from the moment of the exploration of a deposit, determination of its size and quality, geological, hydrogeological and tectonic conditions, by planning the development and cutting of the deposit. Production planning is one of the most important activities carried out in the course of a mining project, because it allows to set specific production results of a mine in relation to a time unit, and then allows for a verification of the degree of completion of the assumed plan. At present, computer-aided design is applicable to daily or long-term output planning taking deposit, qualitative, quantitative and cost constraints into account. In the article, selected forms of ore deposits were presented. On the basis of several dozen boreholes up to 300m in length, an exemplary fragment of the ore cutting model using computer-aided design of mining works was presented. By using modern computer software - ABB MineScape with modular construction, the possibilities of improving the process of development of future exploitation areas have been determined. In particular, the arrangement of boreholes, based on which ones the cross sections were made with, present the exemplary lithostratigraphic thickness of layers, including the location of discontinuous deformations in the form of faults, and an ore bearing zone. For the block model, resources with priority for metal No. 1 and 2 were calculated. In the last section of the article, the cutting idea for a shallow ore deposit has been presented. The degree of effective use of the deposit has been analysed for the room and pillar mining method.
In view of the permanent increase of the municipal solid waste incineration (MSWI) residues amount, the numerous attempts to find a way of their recovery have been undertaken. In this paper the idea of the recovery of the MSWI residues in Kłodawa salt mine is presented. The idea is to fill the waste in underground workings, close and/or backfill the underground excavations with self-solidifying mixture prepared on the basis of MSWI grained solid residues. Two techniques are proposed: 1) hydraulic backfill technique (HBT) where the mixture is prepared in the surface installation and pumped down into the underground workings through shaft and the pipelines and 2) dry waste technique (DWT), where dry grained waste is dropped into the mine by pneumatic pipeline transport, then supplied to the underground mixture-preparing-installation and pumped as a thin liquid or paste into the selected workings. The description of the technology is preceded by general characteristic of the hardening backfill in underground mines and by characteristic of MSWI residues, drafted on the basis of the literature review.
PL
Wobec stale przyrastającej ilości odpadów wtórnych pochodzących z instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych (ITPOK) poszukuje się sposobów ich odzysku i unieszkodliwiania. W artykule przedstawiono koncepcję technologii odzysku odpadów ITPOK w Kopalni Soli „Kładowa”. Polega ona na wypełnianiu, likwidacji i podsadzaniu wyeksploatowanych wyrobisk samozestalającą się mieszaniną sporządzoną na bazie drobnoziarnistych odpadów stałych pochodzących ze spalarń odpadów komunalnych. Zaproponowano dwie technologie: 1) technologię podsadzki hydraulicznej (TPH), w której mieszanina jest przygotowywana w instalacji powierzchniowej i jest dostarczana poprzez szyb do wyrobisk kopalni rurociągiem oraz 2) technologię suchego odpadu (TSO), w której odpady z powierzchni transportowane są pneumatycznie rurociągiem do kopalni, następnie dostarczane są do podziemnej instalacji przygotowania mieszaniny, po czym mieszanina jako płynna ciecz lub gęsta pasta jest przepompowana rurociągiem do docelowych wyrobisk. Opis koncepcyjny technologii poprzedzono ogólną charakterystyką utwardzanej podsadzki w kopalniach podziemnych i odpadów z ITPOK opracowaną na podstawie przeglądu literatury.
Based on laboratory tests of selected properties of secondary waste (ashes and dusts) from municipal waste incineration plants, the possibility of recovering some properties of waste in the process of filling the post-mining voids in the salt mine was assessed. The furnace bottom ash and the waste from the flue gas treatment from one of the national incineration plants were examined. The grain curves of dry waste and the density of the prepared mixtures were characterized. Twelve variants of the compositions of ash-based mixtures with varying proportions of the individual components were considered, taking into account both fresh water and brine. For each variant of the composition, the amount of redundant liquid appeared as well as the time of solidifying of the mixture to a certain strength and the compressibility values obtained. Considering the possibility of transporting mixtures in mines by means of pipelines at relatively long distances, and allowing the filling of large salt chambers to be filled and evenly filled, flow parameters were determined. In addition, the permeability of solidified waste samples was investigated, showing the potential for reducing the strength of the waste mass due to the action of water or brine. The technical feasibility of eliminating redundant liquid in the binding process has been confirmed, which is particularly important in salt mines. Preliminary values for the amount of binder (5%÷10%) to be added to the mixtures to obtain the specified strength properties of the artificially formed mass at Rc = 0.5 MPa. Attention was paid to the important practical aspect resulting from the rapid increase of this type of waste in the comming years in Poland and at the same time vast potential for their use in salt mining, where we have a huge capacity of salt chambers available.
PL
Badania zdolności wiązania pyłów i popiołów po spalaniu odpadów komunalnych z solankową wodą zarobową i geotechniczne parametry scalonych próbek soli. Zbadano popioły paleniskowe oraz odpady z oczyszczania spalin, pochodzących z jednej z krajowych spalarń. Scharakteryzowano krzywe składów ziarnowych suchych odpadów oraz gęstości sporządzonych mieszanin. Badaniom poddano 12 wariantów składów mieszanin na bazie popiołów ze zmiennym udziałem poszczególnych składników, uwzględniając zarówno ciecz zarobową słodką jak i solankę. Dla każdego wariantu składu określono ilość pojawiającej się cieczy nadosadowej, jak również czasy tężenia mieszanin do uzyskania określonej wytrzymałości oraz uzyskane wartości ściśliwości. Mając na uwadze możliwości transportu mieszanin w kopalni za pomocą rurociągów na stosunkowo duże odległości, oraz umożliwienie szczelnego i równomiernego wypełniania dużych komór solnych wyznaczono parametry rozlewności. Ponadto przeprowadzono badania rozmakalności zestalonych próbek odpadów pokazując potencjalne możliwości obniżenia wytrzymałości masywu odpadowego wskutek działania wody lub solanki. Potwierdzone zostały techniczne możliwości wyeliminowania nadmiarowej cieczy zarobowej w procesie wiązania, co jest szczególnie ważne w kopalni soli. Podano wstępne wartości ilości spoiwa (5%÷10%), które należy dodać do mieszanin w celu uzyskania określonych właściwości wytrzymałościowych sztucznie wytworzonego masywu, na poziomie wartości Rc = 0,5 MPa. Zwrócono uwagę na ważny aspekt praktyczny wynikający z radykalnie wzrastającej ilości tego typu odpadów w nadchodzących latach w Polsce i jednocześnie olbrzymie potencjalne możliwości ich wykorzystania w górnictwie solnym, gdzie mamy do dyspozycji olbrzymie pojemności komór solnych.
W artykule przedstawiono statyczne badania żerdzi kotwowej wykonanej z tworzywa sztucznego o długości 5,5 m, które przeprowadzono na nowoczesnym stanowisku laboratoryjnym Katedry Górnictwa Podziemnego Akademii Górniczo-Hutniczej. Scharakteryzowano innowacyjny Samowzbudny System Akustyczny (SAS) do pomiaru zmian naprężeń w obudowie kotwowej. System może zostać zastosowany do nieniszczącej oceny stanu wytężenia kotwi wokół wyrobisk górniczych jak również w tunelach. Celem badań było porównanie wyników rejestrowanych przez dwa różne systemy pomiarowe, dzięki którym będzie możliwa ocena obciążenia długiej obudowy kotwowej metodą nieniszczącą. Określając obciążenie obudowy kotwowej, należy mieć na uwadze szybkość i prostotę wykonania pomiaru, dostęp do czujnika, dokładność odczytu i pomiaru. Ponadto trzeba wziąć pod uwagę możliwość zniszczenia czujnika w wyniku procesu technologicznego lub występowania zagrożeń naturalnych. Pod względem ekonomicznym muszą być zachowane „techniczno-bilansowe prawa produkcji”, które wykluczają stosowanie czujników obciążenia na każdej z kotew. Stosowanie pojedynczych czujników obciążenia obudowy kotwowej w przypadku stanów granicznych pozwala na podejmowanie odpowiednich działań zabezpieczających załogę górniczą przed nagłą utratą stateczności wyrobiska. W pracy przedstawiono dwa podstawowe efekty wykorzystywane w ultradźwiękowym systemie pomiarowym. Pierwszym efektem było występowanie stabilnego cyklu granicznego drgań dla układu z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Efekt ten nazywany jest efektem samowzbudzenia. Drugi przywołany efekt to efekt elastoakustyczny. Oznacza on, że wraz ze zmianą naprężeń w materiale sprężystym następuje zmiana prędkości propagacji fali. W związku z tym zmienia się także czas jej propagacji pomiędzy głowicami. Efekt ten manifestuje się w zmianie częstotliwości drgań samowzbudnych. Z tego powodu poprzez pomiar częstotliwości drgań samowzbudnych możliwe jest pośrednie określenie stopnia wytężenia badanego materiału.
EN
The paper presents the statical research tests of rod bolt made of plastic with a length of 5.5 m, which were performed in a modern laboratory test facility at the Department of Underground Mining of the University of Science and Technology. Innovative The Self-excited Acoustic System (SAS) used to measure stress changes in the bolt support was characterized. The system can be used for the non-destructive evaluation of the strain of the bolt around the excavations as well as in tunnels. The aim of the study was to compare the results recorded by two different measuring systems, thanks to which it will be possible to assess the load of long bolt support by means of the non-destructive method. The speed and simplicity of measurement, access to the sensors, accuracy of measurement and reading should be kept in mind in determining the load of rock bolt support. In addition, the possibility of damage to the sensor as a result of technological or natural hazards should also be taken into account. In economic conditions, the „technical - balance laws of production”, which excludes the use of load sensors on each bolt must be preserved. The use of individual load sensors of rock bolt support for the boundary state, allows appropriate protection actions of the mining crew against sudden loss of excavation stability to be taken. The paper presents two basic effects used in the ultrasonic measurement system. The first result was the existence of stable limit cycle oscillations for positive feedback. This effect is called the self-excited effect. The second effect is called the elasto-acoustic effect. It means that with the change of elastic stresses in the material bring the change of the speed of propagation of the wave. In this connection, the propagation time between measuring heads is also changed. This effect manifests itself in the change in the oscillation frequency of the self-excited system. For this reason, by measuring the frequency of self-excited oscillation, it is possible to indirectly determine the level of effort of the tested material.
The basic type of rock mass reinforcement method for both preparatory and operational workings in underground metal ore mines, both in Poland and in different countries across the world, is the expansion shell or adhesive-bonded rock bolt. The article discusses results of static loading test of the expansion shell rock bolts equipped with originally developed deformable component. This component consists of two profiled rock bolt washers, two disk springs, and three guide bars. The disk spring and disk washer material differs in stiffness. The construction materials ensure that at first the springs under loading are partially compressed, and then the rock bolt washer is plastically deformed. The rock bolts tested were installed in blocks simulating a rock mass with rock compressive strength of 80 MPa. The rock bolt was loaded statically until its ultimate loading capacity was exceeded. The study presents the results obtained under laboratory conditions in the test rig allowing testing of the rock bolts at their natural size, as used in underground metal ore mines. The stress-strain/displacement characteristics of the expansion shell rock bolt with the deformable component were determined experimentally. The relationships between the geometric parameters and specific strains or displacements of the bolt rod were described, and the percentage contribution of those values in total displacements, resulting from the deformation of rock bolt support components (washer, thread) and the expansion shell head displacements, were estimated. The stiffness of the yielded and stiff bolts was empirically determined, including stiffness parameters of every individual part (deformable component, steel rod). There were two phases of displacement observed during the static tension of the rock bolt which differed in their intensity.
In the underground mines of the Legnica-Głogów Copper District (LGOM) the main way to protect the room excavation is the use of a rock bolt support. For many years, it has proven to be an efficient security measure in excavations which met all safety standards and requirements. The article presents the consumption of the rock bolt support in the Mining Department “Polkowice-Sieroszowice” in the years 2010-2015 as well as the number of bolt supports that were used to secure the excavations. In addition, it shows the percentage of bolt supports that were used to conduct rebuilding work and cover the surface of exposed roofs. One of the factors contributing to the loss of the functionality of bolt supports is corrosion whose occurrence may lead directly to a reduction in the diameter of rock bolt support parts, in particular rods, bearing plates and nuts. The phenomenon of the corrosion of the bolt support and its elements in underground mining is an extremely common phenomenon due to the favorable conditions for its development in mines, namely high temperature and humidity, as well as the presence of highly aggressive water. This involves primarily a decrease in the capacity of bolt support construction, which entails the need for its strengthening, and often the need to perform the reconstruction of the excavation. The article presents an alternative for steel bearing plates, namely plates made using the spatial 3D printing technology. Prototype bearing plates were printed on a 3D printer Formiga P100 using the “Precymit” material. The used printing technology was SLS (Selective Laser Sintering), which is one of the most widely used technologies among all the methods of 3D printing for the short series production of the technical parts of the final product. The article presents the stress–strain characteristic of the long expansion connected rock bolt support OB25 with a length of 3.65 m. A rock bolt support longer than 2.6 m is an additional bolt support in excavations, and it is increasingly frequently used to reinforce roofs and in rebuilding the underground mines of KGHM Polish Copper S.A. In order to conduct the laboratory tests that are most suitable for the mine conditions, and yet are carried out on a laboratory test facility, the Authors used a steel cylinder with an external diameter of 102 mm and a length of 600 mm, which was filled with a core of rock (dolomite) from the roofs of the mine workings. In addition the maximum load that took over the bolt support made of rods and connected with sleeves was determined. For the initial tension, the elastic and plastic range of the maximal displacements, which were measured by the rope encoder, were determined. The statical tests of the expansion rock bolt support were carried out at the laboratory of the Department of Underground Mining in simulated mine conditions. The test facility enables the study of the long bolt rods on a geometric scale of 1:1 for the different ways of fixing. The aim of the laboratory research was to obtain the stress-strain characteristics, of the long expansion rock bolt support with a steel bearing plate and a plate printed on a 3D printer.
W artykule przedstawiono analizę SWOT dla technologii wypełniania i likwidacji wyrobisk poeksploatacyjnych w Kopalni Soli „Kłodawa” z odzyskiem odpadów wtórnych, pochodzących ze spalarń odpadów komunalnych. Rozpatrywano dwie technologie wypełniania wyrobisk: suchymi odpadami w opakowaniach i odpadami jako głównymi składnikami samozestalających się mieszanin przeznaczonych do transportu hydraulicznego Zidentyfikowano i scharakteryzowano kluczowe dla przedsięwzięcia czynniki, tzn.: położenie kopalni, warunki geologiczne i hydrogeologiczne, zagrożenia naturalne, strukturę kopalni i objętość wyrobisk poeksploatacyjnych oraz wybrane technologie odzysku w powiązaniu z właściwościami odpadów. Ustalono mocne i słabe strony oraz szanse i zagrożenia technologii: środowiskowe, techniczne i społeczne. Analiza SWOT wskazała, że proponowana technologia jest korzystna dla środowiska i gospodarki, a korzyści z zastosowania technologii przewyższają ryzyko związane z możliwymi zagrożeniami.
EN
In the paper, the SWOT analysis of the filling and closure of the post-exploitation excavations in the salt mine Kłodawa, with waste recovery technique for the secondary waste from municipal waste incinerators, is presented. Two techniques of the excavations filling were considered: with dry packaged waste and with waste as a main component of self-solidifying mixtures intended for hydraulic transport. Key factors for the technology have been identified, i.e.: location of the mine, geological and hydrogeological conditions, natural hazards, mine structure, volume of excavations and characteristic of the recovery technologies in relation to waste properties. Strengths and weaknesses, opportunities and threats: environmental, technical and social of technology have been determined. The SWOT analysis indicates that the proposed technology is beneficial to the environment and economy, and that the benefits of technology predominated the risk of possible threats.
This study synthesizes the operating data of a longwall system to determine the impacts of time, compressive strength of roof rock strata, rate of face advance, and distance between the cross bar in a roof support from the side wall on the value of the actual working capacity of powered supports. The analyses of the general linear models are supported by the Statistica program. Criteria imposed on the input data lead to the development of models of the powered support unit (shield) operation yielding corrected value of the coefficient R2(0,11-0,42), rendering the models statistically significant. For the investigated longwall panel, the minimal bearing capacity of the powered support obtained by several methods is compared with the actual bearing capacity of the powered support units. Mathematical models were recalled to obtain the pressure value that can be used in the further procedure as: – pressure in a shield leg required to obtain the load-bearing capacity of a hydraulic leg in response to the load applied to the powered support, – pressure exerted by rock strata on the longwall excavation, which is utilized to determine the real load acting on the powered support unit. In the context of these two objectives, the roof stability factor was obtained accordingly, revealing excellent support-strata interactions under the specified geological and mining conditions.
PL
W artykule posłużono się zgromadzonymi danymi dotyczącymi pracy kompleksu ścianowego, aby wyznaczyć wpływ czasu, wytrzymałości skał stropowych na ściskanie, postępu ściany, odległości stropnicy sekcji od ociosu na wartość osiąganej podporności roboczej. W tym celu w programie Statistica wykonano analizy z wykorzystaniem ogólnych modeli liniowych. Przyjęte kryteria danych wejściowych pozwoliły na uzyskanie modeli pracy sekcji o skorygowanym R2 wynoszącym 0,11–0,42, kwalifikującym te modele jako istotne statystycznie. Dla rozpatrywanego pola ścianowego określono wymaganą minimalną podporność roboczą sekcji dla kilku sposobów jej wyznaczania i porównano z podpornością zastosowanych sekcji obudowy. Następnie na podstawie modeli matematycznych wyznaczono wartość ciśnienia roboczego, które można wykorzystać jako: – ciśnienie w stojaku hydraulicznym i na jego podstawie obliczyć podporność stojaka hydraulicznego będącą reakcją na obciążenie sekcji, – ciśnienie wywierane przez górotwór na wyrobisko eksploatacyjne, z którego można wyznaczyć rzeczywiste obciążenie sekcji obudowy zmechanizowanej. Dla obydwu założeń wyznaczono wskaźnik nośności stropu. Jego wartości świadczą o bardzo dobrej współpracy sekcji z górotworem w rozpatrywanych warunkach geologiczno-górniczych.
W artykule przedstawiono wyniki pomiarów rozwoju nieciągłości stropu wyrobisk, określone na podstawie obserwacji ścianek otworów badawczych monitorowanych w fazie utrzymania wyrobisk przed frontem ściany, co posłużyło do wyznaczenia stref odprężonych w górotworze. Badania przeprowadzone zostały w wyrobiskach przyścianowych kolejnej ściany strugowej eksploatowanej w LW „Bogdanka” SA nr 7/VII i porównano je z wynikami otrzymanymi podczas wcześniejszej eksploatacji w tej kopalni, poprzednią ścianą strugową nr 1/VI. Wskazano charakterystyczne parametry propagacji nieciągłości i ich wartości oraz opisano i zilustrowano charakterystyczne strefy rozwoju nieciągłości, ze szczególnym uwzględnieniem odległości frontu eksploatacyjnego od stanowiska pomiarowego. Wyznaczono równanie opisujące ten proces w określonych warunkach górniczo-geologicznych przy założeniu zastosowanego tam sposobu zabezpieczenia wyrobiska.
EN
This paper presents the results of measurements of discontinuities development, observed on the walls of test boreholes, controlled in the phase of excavation maintenance before the longwall front, which served for the determination of the relaxed zones in the roof. The measurements were carried out in the gateroads of the second plow longwall no. 7/VII, exploited in LW „Bogdanka”, and then it was compared with the first plow longwall no. 1/VI. Characteristic parameters of the discontinuities propagation and their values have been indicated, as well as typical zones of discontinuities in relation to the distance between the exploitation front and the measurement stands defined and illustrated. An equation describing the process of discontinuities development in the roof of excavations, under specific mining and geological conditions and exploitation pressure in LW „Bogdanka” SA as well as reinforcement method used in this mine, was defined.
W związku z aktualną i projektowaną rozbudową instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych w Polsce powstaje ważny problem zagospodarowania powstających w nich odpadów wtórnych. Doświadczenie górnictwa w krajach Zachodniej Europy wskazuje, że odpady te mogą być składowane w kopalniach podziemnych, przede wszystkim w kopalniach soli. W Polsce istnieje możliwość uruchomienia składowiska dla tego rodzaju odpadów w Kopalni Soli „Kłodawa” S.A., która już dzisiaj dysponuje podziemną przestrzenią o sumarycznej pojemności umożliwiającej ulokowanie tam ponad 3 mln m3 odpadów, a w przyszłości jeszcze więcej. Proponuje się zastosowanie dwóch technologii: 1 – składowanie suchych odpadów w opakowaniach, 2 – odzysk odpadów jako samozestalającej się pasty w technologii górniczej wypełniania wyrobisk. Przy założonej mocy przerobowej 100 tys. Mg/rok, kopalnia w Kłodawie będzie mogła przyjmować około 25% obecnie wytwarzanych odpadów wtórnych z instalacji termicznego przetwarzania odpadów komunalnych, a obecna objętość składowiska wystarczy na przeszło 20 lat. Składowanie podziemne i odzysk w technologiach górniczych odpadów wtórnych z instalacji termicznego przetwarzania odpadów komunalnych jest korzystny dla środowiska i gospodarki.
EN
Regarding current and planned development of municipal waste incineration plants in Poland there is an important problem of the generated secondary waste management. The experience of West European countries in mining shows that waste can be stored successfully in the underground mines, but especially in salt mines. In Poland there is a possibility to set up the underground storage facility in the Salt Mine “Kłodawa”. The mine today is capable to locate over 3 million cubic meters and in the future it can increase significantly. Two techniques are proposed: 1 – storage of packaged waste, 2 – waste recovery as self solidifying paste with mining technology for rooms backfilling. Assuming the processing capacity of the storage facility as 100 000 Mg of waste per year, “Kłodawa” mine will be able to accept around 25 % of currently generated waste coming from the municipal waste incineration plants and the current volume of the storage space is sufficient for more than 20 years. Underground storage and waste recovery in mining techniques are beneficial for the economy and environment.
Niektóre wyrobiska chodnikowe w kopalni soli zabezpieczane są obudową stalową łukową typu ŁP, lokalnie z torkretem. Z upływem czasu ulegają one degradacji, przede wszystkim z powodu korozji związanej ze specyfiką górotworu solnego i wynikających stąd konsekwencji. W artykule opisano wyniki badań deformacji obudowy oraz zmiany grubości ścianek łuków stalowych wskutek ich skorodowania, uzyskane na podstawie pomiarów zrealizowanych w warunkach kopalnianych. Stan obudowy poszczególnych odcinków chodników został skategoryzowany za pomocą zaproponowanego oryginalnego wskaźnika i jego wartości granicznych. Jednocześnie scharakteryzowano zmienność temperatury, wilgotności i prędkości przepływającego powietrza w rejonie stanowisk badawczych.
EN
Some types of drifts in in a salt mine are protected with a steel arch support, type ŁP, and locally with shotcrete. With time there are continuously being degraded, especially due to steel corrosion occurring as an effect of specific properties of salt rock mass. In the article there were presented results of measurements of deformation of the support and changes of thickness of the walls of the steel arches as a result of corrosion phenomenon, found from measurements in the salt mine. State of the support at particular sections of drifts has been categorized with the proposed original coefficient and its border numbers. Simultaneously, changes of temperature, humidity and velocity of ventilation air, flowing along the excavations and test stands, were characterized in details.
W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach kasztu czteropunktowego, wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych poziomo. Określono maksymalne podporności kasztów składających się tylko z belek oraz wypełnionych skałą płonną. Ponadto przedstawiono odkształcenia pionowe kasztu przy maksymalnej sile oraz odkształcenie właściwe. Wypełnienie czteropunktowych kasztów skałą płonną pozwoliło kilkukrotnie zwiększyć podporność kasztu przy wykorzystaniu tej samej ilości drewna oraz zagospodarowaniu skały płonnej. Porównując kaszty o różnej konfiguracji połączenia belek, stwierdzono, że kaszty czteropunktowe wypełnione skałą płonną charakteryzują się zbliżoną podpornością do kasztów wypełnionych piaskiem z belkami ułożonymi poziomo oraz pionowo.
EN
This paper presents the results of the laboratory strength tests performed on models of four-point timber cribs, built with beams set horizontally, at the geometrical scale of 1:10. The paper describes maximum loading capacity of the cribs consisted only of beams and filled with waste rocks. In addition, vertical and appropriate strain of cribs at maximum force was shown. The filled four-point cribs with waste rocks allowed the loading capacity of the crib to be increased several times, built of the same amount of timber and waste rocks management. Comparing cribs with different configuration of connection beams, it was found that the four-point cribs filled with waste rocks have a similar load capacity to cribs filled with sand with beams arranged horizontally and vertically.
W Polsce planowane jest utworzenie podziemnego składowiska odpadów w kopalni soli. Celem artykułu jest przedstawienie modelu trwałej izolacji substancji szkodliwych od wód podziemnych i biosfery w składowisku w wysadzie solnym. Podstawą do utworzenia modelu są doświadczenia uzyskane w podziemnym składowaniu w krajach Europy Zachodniej, znajomość geologiczno-górniczych warunków i techniki eksploatacji soli w wysadach solnych Polski. Dla wysadu solnego stworzono koncepcję trzystopniowej izolacji uwzględniając sztuczne i naturalne bariery w składowisku.
EN
The construction of the underground waste storage facility in the salt mine in Poland is planned. The aim of this article is to demonstrate a model of permanent isolation of pollutants from groundwater and the biosphere in the storage located within the salt dome. The basis for the model are: the experiences gained in underground storage in Western Europe, the knowledge of geological and mining conditions and saltmining techniques in salt domes, Central Poland. For the salt dome a three-stage isolation concept has been revealed taking into account natural and artificial barriers.
W artykule scharakteryzowano systemy eksploatacji stosowane w różnych kopalniach na świecie do wybierania grubych pokładów węgla i lignitu metodą podziemną. Omówiono zróżnicowane warunki geologiczno-górnicze złóż i przedstawiono etapy technologiczne w procesie eksploatacji wraz ze stosowanymi urządzeniami oraz ich parametrami. Pokazano ideę i schematy systemu ścianowo-podbierkowego w różnych odmianach z wykorzystaniem kompleksu ścianowego.
EN
This paper presents the undergrouind mining methods used for thick hard coal seans and lignites used in the world. Geological and mining conditions of the deposits in different countries in the world were characterized regarding specific phases of technology and equipment used in the process with their basic parameters. The paper presents concepts and schemes of Longwall Top Coal Caving (LTCC) mining method in different variations using longwall mechanical equipment.
W artykule opisano stanowiska laboratoryjne oraz polowe Katedry Górnictwa Podziemnego AGH, umożliwiające badanie rzeczywistej obudowy kotwowej w warunkach zmiennych obciążeń. Szczegółowo omówiono nowe stanowisko laboratoryjne wraz z aparaturą badawczą. Ponadto zaprezentowano wyniki badań obudowy kotwowej rozprężnej, zainstalowanej w betonowym bloku symulującym górotwór. W przedstawionej charakterystyce naprężeniowo-odkształceniowej kotwy wyróżniono dwie znamienne części różniące się wielkością intensywności odkształceń/przemieszczeń przypadających na jednostkowy przyrost wartości siły osiowej obciążającej statycznie kotew, zainstalowaną w górotworze.
EN
The article describes field and new laboratory test facility in the Department of Underground Mining at AGH – University of Science and Technology, which enables testing of rock bolt supports under various load conditions. In detail new laboratory test bed with equipment was discussed. Additionally, results of laboratory researches of expansion rock bolt support installed in the concrete block simulating rock mass was presented. In the presented stress-strain characteristics of the rock bolt, two significant parts with varying intensity of deformation / displacement per unit increase in the value of the axial force under static loading of rock bolt installed in the rock mass was distinguished.
Rock bolts have long been used in Poland, above all in the ore mining. Worldwide experience (Australia, Chile, Canada, South Africa, Sweden, and USA) provides evidence of rock bolt supports being used for loads under both static and dynamic conditions. There are new construction designs dedicated to the more extreme operating conditions, particularly in mining but also in tunneling. Appreciating the role and significance of the rock bolt support and its use in Polish conditions amounting to millions of units per year, this article describes a new laboratory test facility which enables rock bolt testing under static load conditions. Measuring equipment used as well as the possibilities of the test facility were characterized. Tests were conducted on expansion rock bolt supports installed inside a block simulating rock mass with compression strength of 80 MPa, which was loaded statically as determined by taking account of the load in order to maintain the desired axial tension, which was statically burdened in accordance with determined program load taking into consideration the maintenance of set axial tension strength at specified time intervals until capacity was exceeded. As an experiment the stress-strain characteristics of the rock bolt support were removed showing detailed dependence between its geometrical parameters as well as actual rock bolt deformation and its percentage share in total displacement and deformation resulting from the deformation of the bolt support elements (washer, thread). Two characteristic exchange parts with varying intensity of deformation /displacement per unit were highlighted with an increase in axial force static rock bolt supports installed in the rock mass.
PL
Obudowa kotwowa jest już od dawna stosowana w Polsce, przede wszystkim w górnictwie rudnym. Światowe doświadczenia (Australia, Chile, Kanada, RPA, Szwecja, USA) świadczą o stosowaniu obudowy kotwowej zarówno w warunkach obciążeń o charakterze statycznym jak i dynamicznym. W podziemnych wyrobiskach górniczych wykonywanych na dużych głębokościach, szczególnie przy eksploatacji złóż rud miedzi w kopalniach LGOM, w których stosuje się samodzielną obudową kotwową istnieje niebezpieczeństwo nieprzewidzianego odpadania bloków skalnych do przestrzeni roboczej. Podstawowym zadaniem kotwienia wyrobisk górniczych jest zapewnienie ich stateczności, jako zasadniczy warunek bezpieczeństwa pracy. Powstają nowe konstrukcje przeznaczone do bardziej ekstremalnych warunków funkcjonowania, w szczególności w warunkach górniczych, ale również w tunelarstwie. Podstawowym rodzajem obudowy wyrobisk przygotowawczych i eksploatacyjnych w podziemnych kopalniach LGOM jest obudowa kotwowa rozprężna lub wklejana. Wybór sposobu utwierdzenia obudowy kotwowej zależy miedzy innymi od: czasu użytkowania, klasy stropu, wymiarów oraz przeznaczenia wyrobiska. W polach eksploatacyjnych, gdzie okres od wykonania wyrobiska do jego likwidacji jest stosunkowo krótki, częściej stosuje się kotwy rozprężne, które ze względu na mniejszą czasochłonność zabudowy, pozwalają na większą wydajność kotwienia. Doceniając rolę i znaczenie obudowy kotwowej oraz jej zużycie sięgające w warunkach polskich milionów sztuk rocznie, w niniejszym artykule opisano nowe stanowisko laboratoryjne umożliwiające badanie rzeczywistej obudowy kotwowej w warunkach obciążeń statycznych. Stanowisko laboratoryjne do badania wytrzymałości na rozciąganie obudowy kotwowej zbudowane w Katedrze Górnictwa Podziemnego AGH umożliwia badania obudów kotwowych przy różnych warunkach obciążeń. Składa się ono z kilku współpracujących ze sobą podzespołów: Hydraulicznego Układu Obciążającego Kotew (HUK), pulpitu sterującego I, pulpitu sterującego II, pulpitu rejestrującego oraz zespołu agregatu hydraulicznego (Rys. 1). W artykule scharakteryzowano zastosowaną aparaturę pomiarową oraz możliwości badawcze stanowiska badawczego. Pomiar siły na stanowisku laboratoryjnym był wykonywany za pomocą czterech tensometrycznych czujników siły. Czujniki były rozmieszczone co 90 stopni na tarczy pomiarowej (Rys. 4). Całkowita siła rejestrowana podczas badań rozciągania żerdzi kotwowej była sumą wartości sił uzyskiwanych na poszczególnych czujnikach siły. Pomiar przemieszczeń elementów obudowy oraz wydłużenia żerdzi kotwowej był wykonywany za pomocą enkodera linkowego inkrementalnego. Enkoder przymocowany był na stałe do bloku siłowników (Rys. 6), natomiast linka enkodera przemieszczała się wraz z wysuwem tarczy pomiarowej (Rys. 6). W celu określenia odkształcenia materiału badanego elementu (żerdzi kotwowej) w badaniach zastosowano tensometry elektrooporowe typu kratowego (Rys. 7). Czujniki siły, przemieszczenia oraz odkształcenia zostały podłączone do uniwersalnego wzmacniacza pomiarowego QuantumX MX840, za pomocą wtyczek 15-pinowych. Podczas procesu rozciągania kotwy wyniki pomiarów siły, przemieszczenia oraz odkształcenia były rejestrowane na bieżąco za pomocą specjalistycznego programu z dziedziny technik pomiarowych „CATMAN – EASY”. Wybór programu wynikał z możliwości współpracy z systemem operacyjnym MS Windows oraz połączenia komputera z uniwersalnym wzmacniaczem pomiarowym QuantumX MX840 poprzez kabel ethernetowy. Program umożliwiał bieżącą (on-line) wizualizację i ocenę pomiaru. Ponadto po zakończeniu testu, tworzone były raporty dokumentujące wyniki pomiarów, które były zapisywane w rozszerzeniu pliku ASCII. Następnie dane były przesyłane do programu Microsoft Excel w celu analizy uzyskanych wyników. W badaniach zastosowano obudowę kotwową rozprężną, zainstalowaną w bloku symulującym górotwór o wytrzymałości skał na ściskanie wynoszącej 80MPa (Rys. 3), która była obciążana statycznie według ustalonego programu obciążenia uwzględniającego utrzymywanie zadanej osiowej siły rozciągającej w określonych przedziałach czasowych, aż do przekroczenia nośności. W badaniach zastosowano obudowę kotwową rozprężną, która stanowi podstawową obudowę wyrobisk eksploatacyjnych w ZG „Polkowice – Sieroszowice”. Obudowa składała się z żerdzi kotwowej typu RS-2N (Tabl. 1). Żerdź kotwowa współpracowała z głowicą rozprężną typu KE3-2K (Tabl. 2, Rys. 9). W badaniach zastosowano profilowane podkładki kotwowe okrągłe o grubości 6 mm (Tabl. 3, Rys. 10). Eksperymentalnie zdjęto charakterystykę naprężeniowo-odkształceniową kotwy (Rys. 12) pokazując szczegółowo zależności pomiędzy jej parametrami geometrycznymi, odkształceniami właściwymi żerdzi kotwowej oraz ich procentowego udziału w całkowitych przemieszczeniach i odkształceniach wynikających z deformowania się elementów składowych obudowy kotwowej (podkładka, gwint) oraz przemieszczeń głowicy rozprężnej. Wyróżniono dwie znamienne części charakterystyki różniące się wielkością intensywności odkształceń/przemieszczeń przypadających na jednostkowy przyrost wartości siły osiowej obciążającej statycznie kotew zainstalowaną w górotworze.
W artykule zaproponowano metodę oceny zagrożeń zawodowych na przykładzie wybranego, górniczego stanowiska pracy. Przedstawiono algorytm czteroetapowej analizy, obejmujący: identyfikację zagrożeń występujących na stanowiskach pracy (etap I), szacowanie wielkości zagrożeń (etap II), ocenę porównawczą wybranych zagrożeń (etap III) oraz kompilację zagrożeń (etap IV) w odniesieniu do szkody na zdrowiu pracownika. Realizację zaproponowanej oceny przeprowadzono, opierając się na analizie kart ryzyka pracy na stanowisku operatora, ocenie eksperckiej oraz wykorzystując metody: Analytic Hierarchy Process, Event Tree Analysis oraz własności mieszaniny rozkładów zmiennej losowej dyskretnej. Spośród wszystkich zagrożeń zawodowych, na które narażony jest operator samojezdnych wozów wiercąco-kotwiących w kopalni rud cynku i ołowiu, wytypowano trzy najważniejsze, cechujące się ergonomiczną uciążliwością, które następnie poddano analizie hierarchicznej: warunki klimatyczne, wysiłek fizyczny, obciążenie psychosomatyczne. W wyniku zrealizowanej procedury dla zbadanego stanowiska pracy określono najistotniejsze zagrożenie oraz wartości rang pozostałych zagrożeń, wskazując jednocześnie na praktyczne możliwości wykorzystania metodyki.
EN
This paper proposes a method for assessing occupational threats based on a selected mining workplace. The paper presents an algorithm of four-step analysis, comprising: identifying threats in workplaces (stage I), estimating of threats (stage II), a comparative assessment of selected threats (stage III), and a compilation of the threats (stage IV) in respect of damage to the health of the employee. The implementation of the proposed assessment was carried out, based on an analysis of work risk cards for the operator, expert judgment and utilizing methods: Analytic Hierarchy Process, Event Tree Analysis, and properties of a mixture of distributions of discrete random variable. Among of all the all occupational threats to which the operator of the drilling & bolting rig is exposed in the lead and zinc mine, the three most important were selected, characterized by ergonomic arduous, which are then analyzed hierarchical: the climatic conditions, physical and psychosomatic load. As a result of realized procedure for the audited workplace, the most important threats were defined to the ranks of other threats, pointing out the practical possibilities of using the methodology.
W artykule scharakteryzowano relatywnie rzadko spotykaną technologię eksploatacji złoża lignitu metodą podziemną na przykładzie kopalń na Słowacji. Omówiono specyficzne warunki geologiczno-górnicze złóż novackich lignitów wraz z ich właściwościami jakościowymi i na tym tle scharakteryzowano najważniejsze etapy stosowanej technologii, uwzględniając zarówno sposoby drążenia wyrobisk korytarzowych za pomocą materiałów wybuchowych i kombajnów jak również sposoby wzmacniania tych wyrobisk za pomocą obudowy chodnikowej. Przedstawiono ideę i schemat ścianowo-podbierkowego systemu eksploatacji z zastosowaniem kompleksu ścianowego, zwracając również uwagę na problem zbrojenia i likwidacji ściany.
EN
This paper presents a relatively rarely seen underground mining technology of lignite deposit illustrated with the example of mines in Slovakia. The paper discusses the specific geological-mining conditions of novacky lignites deposits together with their qualitative characteristics, and on this background the most important stages of the applied technologies are described taking into account both drifting methods with explosives or roadheaders, as well as the methods of the excavation reinforcement with a drift support. The paper presents a basic schematic diagram of the top caving mining method with long-wall mining complex, paying also attention to the problem of reinforcement and closure of the longwall.
W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach kasztu, wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych pionowo. Określono maksymalne podporności kasztów składających się tylko z belek oraz wypełnionych piaskiem lub spoiwem „Reapac" stosowanym obecnie w kopalniach, z uwzględnieniem odkształcalności konstrukcji w funkcji zadanego obciążenia. Zmodyfikowana konstrukcja kasztu pozwoliła kilkukrotnie zwiększyć podporność kasztu z jednoczesnym obniżeniem ich ściśliwości (odkształceń właściwych) przy wykorzystaniu tej samej ilości drewna, co w przypadku kasztów dotychczas powszechnie stosowanych. Podano procentowe wartości wzrostu wybranych parametrów wytrzymałościowych dla wybranych wariantów.
EN
This paper presents the results of the laboratory strength tests performed on models of timber cribs, built with beams set vertically, at the geometrical scale of 1:10. The paper describes maximum loading capacity of the cribs consisted only of beams and filled with sand or the "Reapac" binder, currently used in mines, including the deformability of the structure as a function of load. The modified design of the crib allowed the loading capacity of the crib to be increased several times, while simultaneously decreasing their compressibility (strain) built of the same amount of timber, as compared with the case of commonly used ("horizontal") cribs. Additionally, the rates of growth of selected strength parameters for the selected variants were presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.