Przyczyny zawałów wyrobisk korytarzowych i wybrane sposoby wzmacniania obudowy

• Autorzy: Duży S. , Głuch P. , Ratajczak A. , Giza D.

Warianty tytułu

EN

Heading collapses in view of the loss of bearing capacity and the technical wear of support sets

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zawały w wyrobiskach korytarzowych są niebezpiecznymi zdarzeniami powodującymi zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, utrudnienia technologiczne (transportowe, wentylacyjne itp.) oraz straty ekonomiczne. Wśród przyczyn zawałów występujących w ostatnim okresie w wyrobiskach korytarzowych podziemnych kopalń węgla kamiennego wymienia się błędy projektowania, błędy wykonawcze, błędy użytkowania oraz przyczyny losowe. Na przykładach zaistniałych w ostatnim okresie zawałów w wyrobiskach korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego wskazano, że jedną z głównych przyczyn zaistniałej sytuacji była utrata podporności obudowy oraz zużycie techniczne odrzwi spowodowane korozją kształtownika. W praktyce zawały występujące wskutek zużycia technicznego obudowy powstają głównie z przełamania łuku w części stropnicowej, utraty stateczności jednego z ociosów wyrobiska oraz całkowitego zawału wyrobiska. Na podstawie przeprowadzonej analizy zaistniałych przypadków zaproponowano wskazówki postępowania dla poprawy bezpiecznego użytkowania wyrobiska. Poprawę stateczności skorodowanej obudowy można uzyskać przez zastosowanie dodatkowej obudowy stabilizującej jej konstrukcję, przykotwienie odrzwi do górotworu lub wykonanie wzmacniającej powłoki z fibrobetonu połączone z iniekcją górotworu. Przedstawiono również przykłady zawałów występujących w wyrobiskach przygotowawczych, dla których dobór obudowy nie odpowiadał warunkom geologiczno-górniczym. W podsumowaniu wskazano na znaczenie diagnostyki obudowy wyrobisk w bezpiecznym i efektywnym prowadzeniu eksploatacji górniczej, którą należy objąć przepisami ruchowymi, a jej zakres i częstotliwość powinny być dostosowane do stopnia występujących zagrożeń oraz konstrukcji obudowy.

EN

Caving in the excavation of mining galleries is a dangerous phenomenon, resulting in a threat to the health and life of humans, technological difficulties (transport, ventilation, etc.) and economic losses. Mining galleries list: design errors, runtime errors, errors and random causes among the causes of the caving occurring in recent periods in the excavation of underground coal mines. Examples in the recent period of caving in the excavation of mining galleries in coal mines indicated that one of the main causes of the situation was the loss of capacity and double timber technical wear caused by the corrosion of the profile. In practice, the caving that occur as a result of the technical wear can be divided into the breaking arc of a roof – bar, the loss of stability of one of the heading walls and a total heading collapse. On the basis of the carried out analysis of these cases, guidelines were proposed for improving the safe operation of the workings. The improvement of support stability may be achieved by applying additional supports, stabilizing the structure by bolting the support sets or by introducing a fiber-reinforced concrete coating with injection into the rock mass. Examples of caving occurring in the excavation, for which the preparatory selection of support does not match the geological-mining conditions, were also presented. The summary indicated the importance of diagnostics roadway in the safe and efficient conduct of mining that should be covered by the operational rules, and their scope and frequency should be adapted to the rank of the occurrence of hazard and support construction.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo; eksploatacja; zaszłości eksploatacyjne; obudowa górnicza; stateczność wyrobisk

EN

mining; exploitation; abandoned workings; mining support; excavation stability

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 97
• Strony: 173--187
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Duży S.

• Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Głuch P.

• Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Ratajczak A.

• JSW S.A. KWK „Knurów-Szczygłowice”, Knurów

autor

Giza D.

• Famur S.A., Katowice

Bibliografia

• 1. Chudek, M. i Duży, S. 2005. Geotechniczne problemy utrzymania wyrobisk korytarzowych w złożonych warunkach geologiczno-górniczych. Górnictwo i Geoinżynieria R. 29, z. 3/1, s. 157–164.
• 2. Chudek i in. 2011 – Chudek, M., Duży, S., Głuch, P., Kleta, H., Cholewa, M. i Winch, M. 2011. Stateczność wyrobisk korytarzowych warunkiem efektywnej eksploatacji i bezpieczeństwa pracy w kopalniach podziemnych. Monografia. Gliwice.
• 3. Chudek i in. 2005 – Chudek, M., Duży, S. i Dyduch, G. 2005. Wpływ korozji na nośność stalowych odrzwi podatnych. Budownictwo Górnicze i Tunelowe nr 3, s. 7–15.
• 4. Chudek M. i in. 2009. Optymalizacja warunków współpracy stalowej obudowy odrzwiowej podatnej wzmocnionej warstwa betonu natryskowego z górotworem w aspekcie zachowania stateczności wyrobiska oraz ochrony środowiska górniczego. Monografia. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 5. Duży, S. 2007. Studium niezawodności konstrukcji obudowy i stateczności wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem niepewności informacji. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo z. 277, Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 6. Głuch i in. 2016 – Głuch, P., Brudny, G., Śledź, T., Ratajczak, A., Śpiewak, T. i Lekan, W. 2016. Stosowanie betonu natryskowego do wzmacniania obudowy stalowej podporowej. Materiały Konferencyjne XXV Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Kraków.
• 7. Jamroży, Z. 1985. Drutobeton. Skrypt Politechniki Krakowskiej, Kraków.
• 8. Karwacki, J. 1994. Beton zbrojony włóknem stalowym w budownictwie podziemnym. Budownictwo Podziemne, Kraków.
• 9. Kleta, H. i Winch, M. 2007. Przydatność betonu natryskowego na bazie cementu ekspansywnego ze zbrojeniem rozproszonym dla poprawy stateczności wyrobisk korytarzowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo z. 279, Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• 10. Prusek i in. 2015 – Prusek, S., Rotkegel, M. i Małecki, Ł. 2015. Wybrane problemy wzmacniania skorodowanej obudowy odrzwiowej. Przegląd Górniczy nr 5, s. 71–77.
• 11. Rak i in. 2011 – Rak, Z., Małkowski, P. i Stasica, J. 2011. Elementy technologii wykonywania wykładki mechanicznej w świetle dotychczasowych doświadczeń. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa. Górnictwo i Środowisko, kwartalnik 1/1, s. 316–326.
• 12. Szostek, T. 2016. Analiza przyczyn zawałów wyrobisk korytarzowych w ostatnim okresie. Seminarium pt. „Poprawa stateczności liniowych i specjalistycznych wyrobisk górniczych z wykorzystaniem betonów natryskowych i iniekcji środkami mineralnymi”. Wydział Górnictwa i Geologii, Politechnika Śląska, Gliwice.

Uwagi

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