Ocena stopnia bezpieczeństwa wyrobisk korytarzowych zlokalizowanych na terenach pogórniczych

• Autorzy: Duży S.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the degree of safety of headings localized in postmining areas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na terenach pogórniczych zlokalizowanych jest wiele wyrobisk korytarzowych, które nie zostały zlikwidowane poprzez ich podsadzenie i niejednokrotnie w długim okresie czasu istniały jako pustki w górotworze. W okresie istnienia tych wyrobisk w ich otoczeniu zachodzą procesy degradacyjne pogarszające warunki utrzymania stateczności i w konsekwencji mogą doprowadzić do ich zawału. Biorąc pod uwagę małą głębokość, na jakiej są one zlokalizowane, istnienie wyrobisk stwarza często poważne zagrożenie dla powierzchni terenu i jej infrastruktury. Z drugiej strony należy brać pod uwagę wartość historyczną wyrobisk, które często są unikalnym dowodem rozwoju techniki na tych terenach. Problem ten przedstawiono na przykładzie Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej w Zabrzu. Do rozwiązania postawionego zadania wykorzystano wyniki badań właściwości skał i górotworu w otoczeniu przedmiotowego wyrobiska, parametry techniczne obudowy oraz przedstawiono analizę jego stateczności. Analizę stateczności wyrobiska oparto na elementach probabilistycznej analizy konstrukcji uwzględniające zmienność budowy i parametrów charakteryzujących masyw skalny, zmienność gabarytów przekroju poprzecznego wyrobiska oraz jego obudowy. Na tej podstawie przedstawiono klasyfikację warunków utrzymania stateczności wyrobiska opartą o prawdopodobieństwo utraty stateczności. Granice poszczególnych klas ustalono na poziomie: klasa I ( p ≤ 0,05), klasa II (0,05 < p ≤ 0,15), klasa III (0,15 < p ≤ 0,30) i klasa IV ( p > 0,30). Zaproponowana klasyfikacja może być podstawą do doboru systemu ochrony wyrobiska uwzględniającego warunki naturalne, techniczne, ekonomiczne i historyczne.

EN

There are many headings in postmining areas that were not liquidated by stowing and repeatedly existed as empty spaces in the rock mass. In the period of the headings existence, degradation processes take place in their neighborhood, which worsen stability maintenance conditions, and in consequence may cause caving. Taking the fact that the headings are localized at a small depth into account, their existence often causes serious danger for the surface and its infrastructure. On the other hand, it is necessary to take the historical value of the headings, which are often unique evidence of technological advancement into consideration. The problem was presented based on the Główna Kluczowa Sztolnia Dziedziczna in Zabrze. Technical rock and rock mass property research results and support technical parameters were used to solve the task, and an analysis of its stability was presented. The analysis was based on elements of a probabilistic construction analysis, which takes into account the changeability of the support and parameters that characterize the rock mass, the changeability of the heading and its supports cross-section gauge. On that basis, a classification of heading stability maintenance conditions was presented, on the basis of stability loss probability. Border individual classes were established on the following levels: class I (p≤0,05), class II (0,05 < p≤0,15), class III (0,15 < p≤0,30) and class IV (p> 0,30). The proposed classification may be the basis for a choice of heading protection system, that takes the natural, technical, economical and historical conditions into account.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo; budownictwo podziemne; wyrobiska korytarzowe; stateczność wyrobisk korytarzowych

EN

mining; underground construction; headings; heading stability

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 94
• Strony: 27--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Duży S.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Biegus, A. 1999. Probabilistyczna analiza konstrukcji stalowych. Warszawa–Wrocław: Wydawnictwo Naukowe PWN, 197 s.
• [2] Chudek, M. 2010. Mechanika górotworu z podstawami zarządzania ochroną środowiska w obszarach górniczych i pogórniczych. Gliwice: Wyd. PŚ, 500 s.
• [3] Duży, S. 2005. Ocena bezpieczeństwa konstrukcji wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem zmienności warunków naturalnych i górniczych. [W:] Materiały Konferencji IX Warsztaty Górnicze pt. „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, Kazimierz Dolny, 20–22 czerwca 2005. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, s. 243–256.
• [4] Duży, S. 2006. Optymalizacja konstrukcji wyrobisk korytarzowych z uwzględnieniem zmienności warunków geologiczno – górniczych i niepewności informacji. [W:] Materiały Konferencji X Jubileuszowe Warsztaty Górnicze pt. „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, Kraków, 12–14 czerwca 2006. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, s. 95–107.
• [5] Duży, S. 2007. Studium niezawodności konstrukcji obudowy i stateczności wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem niepewności informacji. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, s. Górnictwo. z. 277, Gliwice, 221 s.
• [6] Duży, S. 2008. Geotechniczne aspekty utrzymania stateczności głównych wyrobisk udostępniających w warunkach rekonstrukcji poziomu. Budownictwo Górnicze i Tunelowe, nr 1, s. 22–31.
• [7] Duży i in. 2005 – Duży, S., Preidl W. i Jurkiewicz, J.G. 2005. Możliwości wykorzystania Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej jako zabytku kultury technicznej i atrakcji podziemnej trasy turystycznej skansenu górniczego „Królowa Luiza” w Zabrzu. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej nr 111, Seria: Konferencje nr 43, Wrocław: Oficyna Wyd. PWr., s. 61–70.
• [8] Duży i in. 2006 – Duży, S., Preidl W. i Różacki, R. 2006. Wpływ czynników środowiskowych na trwałość i walory użytkowe obudowy kamiennej Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej w Zabrzu. Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej nr 117, Seria: Studia i Materiały nr 32, Wrocław: Oficyna Wyd. PWr., s. 53–62.
• [9] Duży i in. 2012 – Duży, S., Preidl, W., Bączek, A., Dyduch, G. i Pawlas, Ł. 2012. Ocena niezawodności i bezpieczeństwa konstrukcji obudowy kamiennej wyrobisk Kopalni Ćwiczebnej Muzeum Miejskiego „Sztygarka” w Dąbrowie Górniczej poddanych niekorzystnemu oddziaływaniu środowiska. Górnictwo i Geologia t. 7, z. 1, s. 47–58.
• [10] Duży, S. red. 2013. Wykonanie ekspertyzy dotyczącej przyczyn powstania i sposobu usunięcia awarii obudowy Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej na odcinku przebiegającym pod ulicą K. Miarki w Zabrzu. Praca KGBPiZOP PŚ, Gliwice (praca niepublikowana).
• [11] Duży, S. red. 2015. Przeprowadzenie badań i analiz geofizycznych struktury górotworu w bezpośrednim otoczeniu wyrobisk kompleksu Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej ze zlokalizowaniem wybranych zlikwidowanych wyrobisk oraz wykonanie projektów docelowego zabezpieczenia wyrobisk kompleksu Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej wraz z pełnieniem nadzorów autorskich. Zadanie 2. Wykonanie dokumentacji projektowych opisujących sposób wykonania docelowego zabezpieczenia wyrobisk kompleksu Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej wraz z nadzorem autorskim. Praca KGBPiZOP PŚ, Gliwice (praca niepublikowana).

Uwagi

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