Numeryczna analiza wpływu własności skał stropowych na możliwości ograniczenia ich opadu w wyrobisku ścianowym

• Autorzy: Tomiczek K.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of the influence of roof rocks properties ability to reduce roof fall to the free working face

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z podstawowych czynników wpływających na bezpieczeństwo i ciągłość procesu eksploatacji jest zapewnienie niezakłóconego wybierania pokładu poprzez utrzymanie stateczności skał występujących w stropie oraz w czole ściany przed stropnicami obudowy zmechanizowanej oraz zapobieganie niekontrolowanemu opadowi skał stropowych lub bloków węgla do przodka. Na podstawie przykładów eksploatacji trzech ścian S-2, S-3 i S4 w pokładzie 403/1, prowadzonych z zawałem warstw stropowych, przeprowadzono uproszczone analizy numeryczne używając programu różnic skończonych FLAC2D (Itasca C.G.). Badano wpływ własności skał stropowych i węgla na zasięg stref uplastycznienia oraz zniszczenia skał przed- i nad czołem ściany. Przeprowadzone analizy stanowiły negatywną weryfikacją prowadzonych dotychczas działań powodujących osłabienie górotworu i wskazywały na konieczność podjęcia takich, które zmierzałyby do jego wzmocnienia.

EN

One of the primary factors affecting the safety and permanence of the process of longwall mining excavation is to ensure the stability of rocks occurring in the roof and in the working face in front of the roof bar of the powered roof support and the prevention of uncontrolled roof fall to the free working face. Based on the examples of the operation of three longwalls with roof caving: S-2, S-3 and S4 on 403/1 coal bed were conducted simplified numerical analysis using the finite difference program FLAC2D (Itasca CG). The influence of properties of roof rock and coal to propagation of areas plasticity and damage of rocks in front of and above the working face. The analyzes conducted negative verification of activities carried out so far causing the weakening of the rock and pointed need of such tending to strengthen it.

Słowa kluczowe

PL

ściana zawałowa; opad stropu; obwał stropu; własności wytrzymałościowe węgla i skał; własności odkształceniowe węgla i skał

EN

longwall with roof caving; roof fall; rock slide; strength properties of coal and rocks; deformation properties of coal and rocks

• Wydawca: STE GROUP
• Czasopismo: Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 6, iss. 3
• Strony: 274--284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Tomiczek K.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii Katedra Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Zarządzania Ochroną Powierzchni ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska

Bibliografia

• 1. M. Bukowska. „Wpływ prędkości odkształcenia na własności wytrzymałościowoodkształceniowe skał karbońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego,” Prace GIG, Sympozjum Nauk. Tech. Tąpania'94 pt.: Rozwiązania inżynierskie w problematyce tąpań, Katowice, 1994.
• 2. G.S. Esterhuizen, C.O. Karacan. „Development of Numerical Models to Investigate Permeability Changes and Gas Emission around Longwall Mining Panel.” Research report, NIOSH–National Institute for Occupational Safety and Health, Pittsburgh Research Laboratory, Pittsburgh, 2005.
• 3. C. González-Nicieza, A. Menéndez-Díaz, A.E. Álvarez-Vigil, M.I. Álvarez-Fernández. „Analysis of support by hydraulic props in a longwall working.” International Journal of Coal Geology, no. 74, pp. 67-92, 2007.
• 4. C.G. Itasca. „FLAC – Fast Lagrangian Analysis of Continua.” Manual, Minneapolis, 2006.
• 5. G. Jeromel. „Numerična simulacija rušnih procesov pri odkopavanju premoga.” Diplomsko delo, Ljubljana, 2004.
• 6. A. Kidybiński. Podstawy geotechniki kopalnianej. Katowice: Wydawnictwo Naukowe Śląsk, 1982.
• 7. M. Kwaśniewski. „Wpływ stanu naprężenia, temperatury i prędkości odkształcania na mechaniczne własności skał.” Archiwum Górnictwa, t. 31, z. 2, pp. 383-415, 1986.
• 8. M. Kwaśniewski, J.-A. Wang. „Modelowanie numeryczne i badanie zachowania się górotworu w sąsiedztwie wyrobiska ścianowego 1003 w pokładzie 352 w KWK Staszic” in Przodki ścianowe o wysokiej koncentracji produkcji. Praca zbiorowa, Ed. Katowice–Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 1994, pp. 117-175.
• 9. L. Li., M. Aubertin, R. Simon, B. Bussiere, T. Belem. „Modeling arching effects in narrow backfilled stopes with FLAC” in FLAC and FLAC3D Numerical Modeling. R. Brummer, P. Andreux, C. Detroumay, R. Hart, Ed. Rotterdam: Balkema, 2003, pp. 211-218.
• 10. J. Likar, E. Dervarič, M. Medved, J. Čadež, G. Jeromel. „Some methods of analyzing caving processes in sublevel coal mining.” RMZ Materials and Geoenvironment, vol. 53, no. 2, pp. 203-220, 2006.
• 11. J. Pinińska, A. Domonik, A. Dziedzic, A. Kłopotowska, D. Łukasiak, P. Łukaszewski. „Baza danych geomechanicznych właściwości skał.” Zakład Geomechaniki Instytut Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej, Wydział Geologii UW, Warszawa 2009.
• 12. S. Prusek. „Czynniki wpływające na powstanie obwałów skał w ścianach prowadzonych z zawałem warstw stropowych.” Przegląd Górniczy, nr 3, pp. 71- 78, 2014.
• 13. M. Tajduś, M. Cała, K. Tajduś. Geomechanika w budownictwie podziemnym. Projektowanie i budowa tuneli. Kraków: Wydawnictwo AGH, 2012.
• 14. B.B. Thapa, T. Marcher, M.T. McRae, H.J. Sander. „Design of NATM Initial Support on the Caldecott 4th Bore,” ARMA 08-148 – the 42nd US Rock Mechanics Symposium and 2nd U.S. – Canada Rock Mechanics Symposium, San Francisco, 2008.
• 15. K. Tomiczek. „Modelowanie numeryczne i badanie wpływu prędkości eksploatacji na deformacje górotworu i powierzchni terenu.” Praca magisterska, Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Gliwice 1995.
• 16. K. Tomiczek. „Właściwości procesu odkształcania się i kruchego pękania skał przy rozciąganiu.” Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Gliwice, 2006.