Powered roof support – rock strata interactions on the example of an automated coal plough system

• Autorzy: Herezy Ł. , Janik D. , Skrzypkowski K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/sgem-2018-0007

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study summarises the operating characteristics of the powered roof support (shield) used in an automated plough system. Investigated longwall support units were controlled automatically or by section engineers and positioned in the 'saw tooth' configuration with respect to the longwall face (automatic mode) or linear to the face. Shield pressure data have been analysed in order to identify the impacts of particular factors on the pressure increase profiles. The analysis was supported by the Statistica software to determine the statistical significance of isolated factors. Equations governing the leg pressure at the given time instant were derived and the roof stability factor 'g' was obtained accordingly, recalling the maximal admissible roof displacement method recommended by the Central Mining Institute (Poland). In the current mining practice, its values are used in monitoring of strata behaviour as indicators of shield–strata interactions, particularly in the context of roof control in longwall mining. It is vital that the method used should be adapted to the actual conditions under which the longwall is operated. In the absence of such adaptations, there will be major discrepancies in results. The conclusions section summarises the current research problems addressed at the Department of Underground Mining, in which the support pressure data in longwall operations are used. The first aspect involves the delineation of deformations of a longwall main gate about 100 m ahead of the face. The second issue addressed involves the risk assessment of roof rock caving or rock sliding in the tail gate. Another aspect involves the standardisation of local conditions to support the methodology of interpreting shield–strata interactions in the context of work safety. These methods are being currently verified in situ.

Słowa kluczowe

EN

rock strata; powered roof support; operating characteristics; monitoring

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 40, nr 1
• Strony: 46--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Herezy Ł.

• Agh University Of Science And Technology, Faculty Of Mining And Geoengineering

autor

Janik D.

• Agh University Of Science And Technology, Faculty Of Mining And Geoengineering

autor

Skrzypkowski K.

• Agh University Of Science And Technology, Faculty Of Mining And Geoengineering

Bibliografia

• [1] Barczak T. M., Esterhuizen G. S., Ellenberger J., Zahng P., A first step in developing standing roof support design criteria based on ground reaction data for Pittsburgh seam longwall tailgate support. 27th International conference on ground control in mining, Morgantown, West Virginia, 2008.
• [2] Biliński A., Metoda doboru obudowy ścianowych wyrobisk wybierkowych i chodnikowych do warunków pola eksploatacyjnego. Prace naukowe - monografie CMG Komag, Gliwice, 2005.
• [3] Drzewiecki J., Mechanizm powstawania rozwarstwień mocnych skał stropowych w świetle pomiarów in situ. Katowice, Prace Naukowe GiG, 1995.
• [4] Dziura J., Kompleks „Mikrus” – nowa technologia wybierania pokładów cienkich. Wiadomości górnicze, nr 4, 2013.
• [5] Herezy Ł., Kształtowanie się zasięgu strefy spękań w otoczeniu wyrobisk przyścianowych w warunkach geologiczno-górniczych LW Bogdanka SA. Przegląd górniczy, nr 6, 2012.
• [6] Herezy Ł., Zasięg strefy spękań w otoczeniu wyrobiska przyścianowego w trakcie dwóch faz jego istnienia – za frontem pierwszej ściany i przed frontem drugiej ściany. Przegląd górniczy, nr 4, 2015.
• [7] Herezy Ł., Deformacja wyrobiska przyścianowego w jednostronnym otoczeniu zrobów przed frontem drugiej ściany eksploatacyjnej. Przegląd górniczy, nr 7, 2015.
• [8] Herezy Ł., Relationship between vertical convergence of longwall headings and the pressure increase factor ξ for a powered support section. Unpublished, send to print (Archives of mining science), 2017.
• [9] Herezy Ł., Predicting the vertical convergence of longwall headings basing on the pressure increase factor ξ. Unpublished, send to print (Archives of mining science), 2017.
• [10] Herezy Ł., Korzeniowski W., Skrzypkowski K., Mathematical model of the work of a hydraulic support for operating pressure. Unpublished, send to print (Mining - Informatics, Automation and Electrical Engineering) 2017.
• [11] Hoyer D. (2012): Early warning of longwall of cavities using LVA software. 12th Coal Operators’ Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy.
• [12] Jackobi O., Praxis der Gebirgsbeherrschung. Essen, Verlag Glückauf, 1976.
• [13] Konopko W., Kabiesz J., Prędkość postępu ściany a zagrożenie tąpaniami i metanem. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej, 1996.
• [14] Korzeniowski W., Herezy Ł., Nowoczesna technologia ścianowej eksploatacji pokładu węgla o miąższości 1,6 m kompleksem strugowym. Przegląd górniczy, nr 1-2, 2011.
• [15] Korzeniowski W., Herezy Ł. Krauze K., Rak Z., Skrzypkowski K., Rock mass monitoring based on analysis of powered suport response. Wydawnictwa AGH, Cracow, 2013.
• [16] Pawlikowski A., Przyczyny asymetrii podporności stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej w świetle badań dołowych. Maszyny górnicze, nr 1, 2017.
• [17] Płonka M., Load variation of the set of support in the longwall with roof caving. Research reports mining and environment, No 1, 2009.
• [18] Płonka M. i Rajwa S., Ocena obciążenia obudowy zmachanizowanej w ścianach kombajnowych i strugowej w oparciu o pomiary ciśneinia w stojakach. Nowe spojrzenie na technikę i technologię eksploatacji cienkich pokładów węgla kamiennego. Bogdanka, 2011.
• [19] Rajwa S., Pieszczek M., Guzera J., Selection of powered roof support for wall driven under complex geological-mining conditions in KHW SA, Wieczorek mine. Przegląd górniczy, No 5, 2014.
• [20] Rak Z., Utrzymanie chodnika za ścianą w trudnych warunkach geologiczo-górniczych na przykładzie kopalni LW Bogdanka SA – część II – doświadczenia ruchowe. Przegląd górniczy, nr 1-2, 2011.
• [21] Szyguła M., Progress in designing the powered roof support in Poland. Maszyny górnicze, nr 2, 2013.
• [22] Prusek S., Empirical-Statistical model of gate roads deformation. Archives of mining science, No 2, 2010.
• [23] Trueman R., Lyman G., Cocker A., Longwall roof control through a fundamental understanding of shield-strata interaction. Journal of Rock Mechanics Mining Science, No 46, 2009.
• [24] Trueman R., Callan M., Thomas R., Hoyer D., Quantifying the impact of cover depth and panel width on longwall shieldstrata interactions. 10th Coal Operators Conference, 2010.
• [25] Trueman R., Thomas R., Hoyer D., Understanding the causes of roof control problems on a longwall face from shield monitoring data—a case study. 11th Underground Coal Operators Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2011.
• [26] Verma A.K. i Deb D., Analysis of chock shield pressure using finite element method and face stability index. Mining technology, No. 2, 2007.
• [27] Verma A.K. i Deb D., Numerical analysis of the interaction between hydraulic powered support and surrounding rock strata at Indian longwall face. The 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics. - Goa, India, 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).