Stan naprężenia i wytężenia w czole frontu ścianowego prowadzonego pod krawędzią eksploatacji zaszłej

• Autorzy: Chlebowski D. , Burtan Z. , Cieślik J. , Zorychta A.

Warianty tytułu

EN

State of stress and strain at the workface front under the old excavation edge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W nawiązaniu do doświadczeń rodzimych kopalń węgla kamiennego – wskazujących na intensyfikację skali przejawów zagrożeń geodynamicznych, jaka towarzyszy podejmowaniu działalności górniczej w warunkach skrępowanych występowaniem różnego typu i pochodzenia zaszłości eksploatacyjnych – w artykule odniesiono się do geomechanicznych aspektów eksploatacji ścianowej w strefach oddziaływania krawędzi jako jednej z bardziej charakterystycznych zmian w stanie złoża/górotworu będących konsekwencją zaszłych dokonań górniczych w pokładach sąsiednich. Wychodząc z analitycznej metody opisu stanu przemieszczenia i na- prężenia (wytężenia) w otoczeniu elementów ścianowego systemu eksploatacji zaprezentowano rezultaty badań modelowych w zakresie wpływu krawędzi na zachowanie się – pod kątem możliwości utraty ciągłości struktury – przyprzodkowej partii calizny w pokładzie wybieranym pod/nad zaszłością. Opierając się na o przykładowych funkcjach nieliniowych demonstrujących istnienie krawędzi w górotworze analizie porównawczej poddano dwa wzajemnie odwrotne kierunki prowadzenia frontu eksploatacyjnego, a mianowicie od strony zrobów ku caliźnie oraz od strony calizny ku zrobom. Dyskusję wyników realizowano na podstawie obserwacji kształtowania się zmian wielkości ugięcia stropu oraz współczynnika koncentracji pionowej składowej stanu naprężenia w czole ściany.

EN

With reference to the situation experienced in several Polish collieries where the risk of occurrence of gas-geodynamic phenomena is increasing and decisions to start the mining activities need to take numerous constraints associated with previous mining into account, this paper addresses certain geo-mechanical aspects of longwall mining in the zones of excavation edge interactions giving rise to major changes in the conditions of the deposit and rock strata, as a consequence of previous mining operations in adjacent coalbeds. Starting from the analytical description of displacements and stresses in the proximity of longwall mining systems, the paper summarizes the results of model tests and investigations of the influence that the excavation edge has on the behavior and structural continuity of a portion of the coal body in the coalbed beneath or above an old excavation. Based on selected nonlinear functions emulating the presence of edges in the rock strata, a comparative study is carried out by investigating two opposite directions of workface advance, from the gob area towards the coal body and from the coal body towards the gobs. The discussion of the results relies on the analysis of roof deformation and the concentration factor of the vertical stress component at the workface front.

Słowa kluczowe

PL

mechanika górotworu; eksploatacja podziemna; warunki skrępowane; zagrożenie tąpaniami

EN

geomechanics; underground mining; confined conditions; rockbursts

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 99
• Strony: 159--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Chlebowski D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Burtan Z.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Cieślik J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Zorychta A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Bukowska, M. 2002. Geomechaniczne własności skał w aspekcie zagrożenia tąpaniami. Archives of Mining Sciences Vol. 47, No 2.
• 2. Chlebowski, D. i Burtan, Z., 2007. Poziom zagrożenia sejsmicznego w kopalniach węgla kamiennego a prowadzenie eksploatacji w warunkach skrępowanych. Czasopismo naukowo-techniczne Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 9/440. Wyd. Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG.
• 3. Chlebowski, D. 2013. Analityczne modelowanie eksploatacji skrępowanej w aspekcie identyfikacji stref zagrożonych tąpaniami. Rozprawy-Monografie nr 290. Kraków: Wyd. AGH.
• 4. Goszcz, A. 2004. Wybrane problemy zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpaniami kopalniach podziemnych. Biblioteka Szkoły Podziemnej Eksploatacji Złóż. Wyd. Nauka i Technika.
• 5. Kidybiński, A. 1982. Podstawy geotechniki kopalnianej. Wyd. Śląsk.
• 6. Kłeczek i in. 1987 – Kłeczek, Z., Małoszewski, J., Parysiewicz, S. i Zorychta, A., 1987. Geomechaniczne kryteria zagrożeń tąpaniami przy eksploatacji pokładów węgla kamiennego. Prace GIG, seria dodatkowa.
• 7. Zorychta, A. 2003. Geomechaniczne modele górotworu tąpiącego. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, seria z perlikiem nr 7. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN.
• 8. Zorychta i in. 2008 – Zorychta, A., Chojnacki, J., Krzyżowski, A. i Chlebowski, D., 2008. Ocena możliwości wybierania resztkowych partii pokładów w polskich kopalniach węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 24, z. 1/2.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).