Współpraca kotwi z górotworem

Małkowski, P.; Stępień, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Współpraca kotwi z górotworem

Autorzy

Małkowski P. , Stępień A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Interaction between rock bolt and rock mass

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule opisano zasady współpracy kotwi z górotworem, charakteryzując działanie kotwi wklejanych i mocowanych mechanicznie oraz mocowanych odcinkowo i na całej swojej długości. Omówiono także wpływ czynników technicznych, decydujących o skuteczności pracy pojedynczej kotwi. Stwierdzono, że największą nośność oraz najlepszy efekt wzmocnienia można uzyskać stosując kotwy iniekcyjne. Wskazano także najważniejsze czynniki wpływające na bezpieczeństwo pracy kotwi. Z analizy wynika, że o powodzeniu stosowania kotwi decydują przede wszystkim mocne niespękane skały, dobre wymieszanie spoiwa lub też proporcja wody i cementu równa 0,30–0,35 oraz średnica otworu kotwiowego większa o 4–5 mm od średnicy kotwi. Niezbędna jest także weryfikacja projektu kotwienia przy zmieniających się warunkach naturalnych oraz górniczych.

The rules of bolt – rock mass interaction were described in the paper. The bound and frictional bolts were considered as well as bolts fully grouted to the rock body and bolts fixed in the short segment. The charts normal/shear stress vs. bolt lenght were presented to show the work difference. The technical factors decided on the bolts’ work effectiveness were discussed. The length of fixing, rock mass type, the bar construction, the way of fixing, the typy and thickness of the bound and pre-tension were considered. It was stated that the highest load bearing capacity and reinforcement effect one can get using fully grouted bolts. The most important factors influenced the rockbolting safety were discussed as well. Looking through the cases of study the success of rockbolting depends on: hard unjointed rocks, well mixed resin-grout or mortargrout and w/c proportion no higher than 0,3-0,35 and the borehole diameter 4-5 mm bigger than the bolt diameter. The bolt design verification is also very essential to use bolts successfully. It is very important when the natural conditions (eg. change of the lithology and rock properties, water inflow) or the mining conditions (changed distance to a gob or an exploiataion edge) were changed. The polish, english and american experiences were mainly taken into account during the analysis.

Słowa kluczowe

obudowa kotwiowa współpraca kotwi z górotworem skuteczność pracy kotwi

rock bolt bolt–rock mass interaction bolts’ work effectiveness

Wydawca

Wyższy Urząd Górniczy

Czasopismo

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

Rocznik

2015

Tom

nr 11

Strony

24--33

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz.

Twórcy

autor

Małkowski P.

malkgeom@agh.edu.pl

Akademia Górniczo-Hutnicza im Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Stępień A.

Wyższy Urząd Górniczy w Katowicach

Bibliografia

1. Adamec K., Vlček Š., Šňuparek R., Skiba J.: Kotwiowo-iniekcyjna metoda wzmacniania skał. Przegląd Górniczy 1999, nr 7-8, s. 36-42.
2. Aziz N., Jalaifar H., Concalves J.: Bolt Surface Configurations and Load Transfer Mechanism. Research Online. University of Wollongong, 2006, s. 235-244.
3. Benmokrane B., Chennouf A., Mitri H.S.: Laboratory evaluation of cement-based grouts and grouted rock anchors. Intern. Journ. of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanical Abstracts 1995, vol. 32, No. 7, s. 633-642.
4. Bigby D.: Coal mine roadway support system handbook. Rock Mechanics Technology Ltd, 2004.
5. Biliński J.: Próby zastosowania obudowy kotwiowej z kotwi spoiwowych i rurowo-ciernych w kopalniach węgla. Wiadomości Górnicze 1992, nr 1, s. 24-27.
6. Cała M., Flisiak J., Tajduś A.: Mechanizm współpracy kotwi z górotworem o zróżnicowanej budowie. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 2001.
7. Drzęźla B., Głuch P.: Siła wiązania kotwi wklejanych. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 1997, nr 7, s. 12-21.
8. Fabjanczyk M.W., Tarrant, G.C.: Load transfer mechanisms in reinforcing tendons, Proceedings of the 11th Intern. Conf. on Ground Control in Mining. University of Wollongong 1992, s. 212-219.
9. Faulkner D., Cook T., Stankus J.: A Comprehensive analysis of cable bolt anchorage characteristic. Proceedings of the 32nd Intern. Conf. on Ground Control in Mining., West Virginia University, Morgantown 2013, s. 20-27.
10. Głuch P.: Badania wpływu wody i zanieczyszczeń skalnych na siłę wiązania kotwi wklejanych. Zeszyty Nauk. Politechniki Śląskiej, Górnictwo 2000, nr 4, s. 18-27.
11. Głuch P.: Przykład rozwiązania typoszeregu kotwi z prętem żebrowym. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 2001, nr 12, s. 17-24.
12. Głuch P.: Wpływ parametrów techniczno-technologicznych na nośność kotwi wklejanych. Cz. I: Parametry techniczne kotwi i ładunków klejowych. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 1998, nr 12, s. 17-25.
13. Głuch P., Masiakiewicz M., Stachowicz S.: Badania transferu obciążenia kotew - klej - skała dla oceny przydatności systemu kotwienia. Mat. konf. XXI Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Wyd. AGH, Kraków 1998, s. 113-129.
14. Gromada Z.: Długie kotwie górnicze - zastosowania, konstrukcje i technologie ich zabudowy. Mat. konf. Szkoła Eksploatacji Podziemnej ’94, t. I, sekcja 1, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 1994, s. 39-49.
15. Heistermann C.: Behaviour of Pretensioned Bolts in Friction Connections. Licentiate Thesis, Lulea Univeristy of Technology, Lulea 2011 (https://pure.ltu.se/portal/files/33040993/Christine_Heistermann.Komplett.pdf, dostęp 15.05.2015 r.).
16. Kaiser P. K.: Keynote address: Support of tunnels in burst-prone ground - Toward a rational design methodology. W: Rockburst and Seismicity in Mines, Young ed., Balkema, Rotterdam 1993, s. 13-26.
17. Kidybiński A.: Bezpieczna długość kotwi stropowych. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie 1997, nr 11, s. 5-13.
18. Kidybiński A.: Projektowanie systemów obudowy kotwiowej w kopalniach węgla. Wiadomości Górnicze 1992, nr 1, s. 7-14.
19. Li C.C.: Design principles and desired performance of bolts for rock support in deep mining. In: Rockbolting in Mining & Injection Technology and Roadway Support Systems, Aachen Intern. Mining Symp. 14-15.05.2008, RWTH, Aachen 2008, s. 101-120.
20. Li C.C., Sjern G., Myrvang A.: A review on the performance of conventional and energy absorbing rockbolts. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2014, vol. 6, s. 315-327.
21. Madziarz M.: Badania kotwi górniczych w laboratorium Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Prace Nauk. Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Studia i Materiały 2002, nr 29, s. 127-136.
22. Małkowski P.: Technical report - chrome ore mine OOO „Voskhod-Oriel”, Kazakhstan. Kraków 2010 [niepublik.].
23. Mark C., Compton C.S., Dolinar D. R., Oyler D.C.: Field Performance Testing of Fully Grouted Roof Bolts. NIOSH Pittsburgh Research Laboratory, Pittsburgh 2008.
24. Mark C., Molinda G. M., Dolinar D. R.: Analysis of Roof Bolt Systems. NIOSH Pittsburgh Research Laboratory, Pittsburgh 2001.
25. Piechota S., Stopyra M., Stasica J.: Wpływ grubości warstwy spoiwa i długości odcinka wklejenia kotwi na jej efektywność utwierdzenia w górotworze karbońskim. Przegląd Górniczy 2002, nr 3, s. 22-30.
26. Piechota S., Stopyra M., Stasica J.: Wpływ konstrukcji żerdzi kotwi wklejanej na efektywność jej utwierdzenia. Przegląd Górniczy 2002, nr 7-8, s. 35-41.
27. www.arnall.com.pl
28. www.dsiunderground.com/products
29. www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr229a.pdf
30. www.interram.pl/kategorie/kotwy_strunowe
31. www.jennmar.com/pdfs/JENNMAR_YieldLok.pdf
32. www.mansourmining.com
33. www.minovausa.com/pdfs/products/swellexrockbolts.pdf
34. www.roeda.com.pe/CD_IYS%5CLOCKSET%20SIS.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-7e3696f9-ba8d-4573-be47-45a62f4f681a