Ukierunkowane hydroszczelinowanie skał - nowe rozwiązania i zastosowania

• Autorzy: Myszkowski Jacek , Makówka Janusz , Merta Grzegorz

Warianty tytułu

Directed fracturing of rocks – new solutions and applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metody ukierunkowanego szczelinowania skał (UHS – ukierunkowane hydroszczelinowanie skał i USS – ukierunkowane szczelinowanie strzelnicze), których istotą jest wytworzenie w górotworze szczelin dzielących warstwy skalne na bloki czy płyty o określonych wymiarach i kształtach powstały w latach 90. ubiegłego wieku. Od tego czasu, metody te były szeroko stosowane w kopalniach węgla kamiennego jako aktywne metody profilaktyki tąpaniowej lub też dla potrzeb związanych z poprawą stateczności wyrobisk górniczych, znajdujących się w strefach oddziaływania wysokich naprężeń. Z początkiem roku 2018 odnotowano wyraźny wzrost zainteresowania zastosowaniem metody ukierunkowanego szczelinowania skał. W kilku kopalniach zdecydowano się zastosować tę metodę dla ochrony wyrobisk przyścianowych, jak również dla uzyskania wyprzedzającej destrukcji warstw stropowych w rejonach prowadzonej eksploatacji ścianowej oraz w celu poprawy rabowalności stropu. W większości przypadków stosowano wersję hydrauliczną metody. W artykule przytoczono przykłady udanych zastosowań z kilku miesięcy 2018 roku, wraz ze szczegółami projektów UHS. Pewną niedogodnością w stosowaniu metod UHS i USS jest konieczność wykonywania szczeliny zarodnikowej na dnie otworu wiertniczego. Prowadzone nieustannie prace nad udoskonaleniem technologii ukierunkowanego szczelinowania zaowocowały w ostatnich miesiącach zaprojektowaniem i wykonaniem nowego typu urządzenia, pozwalającego na wycinanie szczelin zarodnikowych w dowolnym miejscu otworu wiertniczego. W artykule zaprezentowano powstałe w ostatnim czasie rozwiązania urządzeń do łatwego wykonywania wielu szczelin w jednym otworze wiertniczym.

EN

Methods of directed rock fracturing (UHS - directed hydraulic rock fracturing and USS – directed rock fracturing by blasting), the idea of which is the create of fractures in the rock mass dividing rock strata into blocks or slabs of specific dimensions and shapes, created in the 90s of the last century. Since then, these methods have been widely used in hard coal mines as active rock burst prevention methods, or for the purposes related to the improvement of the stability of mining excavations located in high stress zones. At the beginning of 2018, there was a marked increase in interest in the application of the method of directed rock fracturing. In several mines, it was decided to apply this method for the protection of longwall headings, as well as for obtaining pre-destructive roof layers in the areas of longwall mining and to improve the caving of roof strata. In most cases, the hydraulic version of the method was used. The article provides examples of successful applications from several months of 2018, along with details of UHS projects. One of disadvantages of using the UHS and USS methods is the need to make an initial fracture at the bottom of the borehole. Continued work on improving the technology of directed fracturing has resulted in the design and construction of a new type of device in recent months, allowing the cutting of initial fractures anywhere in the borehole. The article presents recently created solutions for the easy execution of multiple fractures in a single well.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo węgla kamiennego; prewencja zagrożeń naturalnych; zagrożenie tąpaniami; metody profilaktyki tąpaniowej; ukierunkowane szczelinowanie

EN

hard coal mining; natural hazards prevention; rockburst hazard; rockburst prevention methods; directional fracturing

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 5
• Strony: 43--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Myszkowski Jacek

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Makówka Janusz

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Merta Grzegorz

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] BILIŃSKI A. i in. 1980 - Wyniki eksperymentalnego stosowania metody geofizycznej GOS-1 dla oceny skuteczności odprężenia górotworu w wytypowanej kopalni. Dokumentacja pracy badawczo-rozwojowej GIG, nr 01,4,01,02/87/2, Katowice. Praca niepublikowana.
• [2] DRZEWIECKI J., MYSZKOWSKI J., PIERNIKARCZYK A. 2017 - Stymulacja destrukcji pokładu węgla z zastosowaniem urządzenia do wykonywania zespołu szczelin zarodnikowych. „Przegląd Górniczy” nr 2, s. 18-23.
• [3] DRZEWIECKI J., MYSZKOWSKI, J. 2016 - Nowe rozwiązania konstrukcji urządzeń do ukierunkowanego szczelinowania skał. „Przegląd Górniczy” nr 4, s. 25-30.
• [4] DUBIŃSKI J., KONOPKO W. 2000 - Tąpania – ocena – prognoza – zwalczanie. Wydawnictwo GIG, Katowice.
• [5] FADJEJEW A. B. 1972 - Drobjaszczeje i sejsmiczeskoje dejstwie wzrywow na karierach. Moskwa, Izdatelstwo „Niedra”.
• [6] KONOPKO W. 1991 - Ukierunkowane Hydroszczelinowanie Skał (UHS). „Przegląd Górniczy” nr 6.
• [7] KONOPKO W. i in. 1997 - Ukierunkowane hydroszczelinowanie skał i możliwości jego wykorzystania. Prace naukowe GIG nr 824, Katowice.
• [8] KONOPKO W., MYSZKOWSKI J. 2005 - Wyprzedzająca aktywna profilaktyka tąpaniowa. „Przegląd Górniczy” nr 9.
• [9] MYSZKOWSKI J. i in 1997 - Badania skuteczności ukierunkowanegoszczelinowania skał techniką strzelniczą (USS). Dokumentacja pracy wykonanej w ramach działalności statutowej GIG, nr 11105017-140, Katowice, praca niepublikowana
• [10] MYSZKOWSKI J. 2007 - Metoda ukierunkowanego szczelinowania skał. Część 1. Istota metody i badania laboratoryjne jej skuteczności. „Przegląd Górniczy” nr 9, s. 11-15.
• [11] MYSZKOWSKI J. 2007a - Metoda ukierunkowanego szczelinowania skał. Część 2. Badania poligonowe skuteczności metody ukierunkowanego szczelinowania skał. „Przegląd Górniczy” nr 10, s. 1-5.
• [12] MYSZKOWSKI J. 2007b - Metoda ukierunkowanego szczelinowania skał. Część 3. Zasady projektowania ukierunkowanego szczelinowania. „Przegląd Górniczy” nr 11, s. 21-25.
• [13] PAWŁOWICZ K. 1972 - Badania nad urabianiem węgla odstrzałem długich otworów i nad mechanizmem jego działania na caliznę pokładu. Prace GIG – komunikat nr 561, Katowice.
• [14] PAWŁOWICZ K. 2005 - Strzelania torpedujące. Projektowanie i wyznaczanie parametrów strzelań. Wydawnictwo GIG, Katowice.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).