Ocena wpływu pozostawionej resztki złoża na sytuację geomechaniczną w polu eksploatacyjnym w świetle modelowania numerycznego

• Autorzy: Adach K. , Butra J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2015.5.1

Warianty tytułu

EN

Remnant influence on geomechanical situation in the mining field based on numerical modeling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz numerycznych wpływu pozostawionej resztki złoża o szerokości 40 m na sytuację geomechaniczną w jednym z pól eksploatacyjnych zlokalizowanych w kopalni Polkowice-Sieroszowice. Za pomocą programu komputerowego Phase2 v. 8.0 (opierając się na metodzie elementów skończonych) wyznaczono m.in. rozkład naprężeń pionowych σy, rozkład wskaźnika wytrzymałości górotworu Sf oraz zasięg stref uplastycznionych w analizowanym rejonie, w kolejnych krokach symulowanej eksploatacji systemem komorowo-filarowym z ugięciem stropu i ruchowym filarem zamykającym. Przeanalizowano zachowanie się resztki calizny pod wpływem oddziaływania prowadzonej eksploatacji. W celu jak najlepszego odzwierciedlenia rzeczywistej sytuacji w modelowanym polu eksploatacyjnym, parametry górotworu określono opierając się na klasyfikacji Hoeka-Browna (wykorzystano program komputerowy RocLab 1.0), natomiast parametry filarów technologicznych i resztkowych wyznaczono na podstawie analizy wstecz (z ang. back calculation). Procedurę obliczeń odwrotnych przeprowadzono wykorzystując narzędzia statystyki matematycznej wchodzące w skład pakietu STATISTICA v. 10. Przedstawiono rezultaty obliczeń numerycznych stanu górotworu przed pozostawieniem resztki złoża oraz po jej wydzieleniu, co pozwoliło zilustrować, w jaki sposób resztka zaburzyła sytuację geomechaniczną w polu. Symulacje numeryczne wykazały, że na krawędzi pozostawionej resztki złoża o szerokości 40 m może dość do gwałtownego załamania stropu nad przestrzenią wybraną, przede wszystkim w wyniku przekroczenia wytrzymałości na ścinanie, co może skutkować wystąpieniem zjawiska sejsmicznego.

EN

In this paper results of numerical modeling of remnant influence on rock mass stability are presented. Using the finite element method remnant (with a width of 40 m) impact on the geomechanical situation in one of the mining fields in polish underground copper mines was numerically analyzed. In the chosen mining field ore is extracted by using room and pillar mining system with roof deflection. Using Phase2 v. 8.0 computer program vertical stress σy, strength factor Sf and failure zones were determined. The behavior of the 40 m width remnant under the influence of mining activity was analyzed. In order to show the real situation in the modeling field parameters of the rock mass were determined based on the Hoek-Brown classification (computer program RocLab 1.0 was used), while the parameters of technological and residual pillars were determined by back calculation. Inverse calculation procedure was carried out using results of numerical simulations, the in-situ measured data (convergence of the excavations) and statistical methods. The tools of mathematical statistics included in the package STATISTICA v. 10 were used. This paper presents the results of numerical calculations of the rock mass condition before and after leaving 40 m width remnant, which illustrate how remnant disturbed geomechanical situation in the field. Numerical simulations performed using Phase2 v. 8.0 showed that on the edge of remnant violent rupture of roof strata can occur. It can cause a high energy seismic event.

Słowa kluczowe

PL

resztka złoża; modelowanie numeryczne; analiza wsteczna; podziemna eksploatacja rud miedzi

EN

ore remnant; numerical modelling; underground copper mining; back calculation in geomechanics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 5
• Strony: 199--210
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Adach K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Wrocław

autor

Butra J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Wrocław

Bibliografia

• 1. Adach K.: Wpływ wielkości pozostawionych resztek złoża na zagrożenie sejsmiczne i tąpaniami w kopalniach LGOM. Praca doktorska. Wrocław 2015 [praca niepublikowana].
• 2. Butra J., Pytel W.: Eksploatacja złoża zagrożonego tąpaniami w świetle modelowania numerycznego. Rudy Metale, 2008, t. 53, nr 2, s. 85÷95.
• 3. Butra J.: Eksploatacja złoża rud miedzi w warunkach zagrożenia tąpaniami i zawałami. Wydawnictwo KGHM CUPRUM Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław 2010.
• 4. Butra J., Adach K.: Weryfikacja za pomocą metody elementów skończonych analitycznego sposobu wyznaczania naprężeń w sąsiedztwie pozostawionej resztki złoża. Czasopismo Nauk.-Techn. Górnictwa Rud „Cuprum”, Wrocław 2014 nr 1 (70).
• 5. Chudek M.: Nomogramy do wyznaczania naprężeń w resztkach pokładu. Zesz. Nauk. Polit. Śląskiej, Górnictwo. Gliwice 1968.
• 6. Chudek M.: Mechanika górotworu z podstawami zarządzania ochroną środowiska w obszarach górniczych i pogórniczych. Wydaw. Polit. Gliwickiej, Gliwice 2010.
• 7. Goszcz A.: Elementy mechaniki skał oraz tąpania w polskich kopalniach węgla i miedzi. Wydaw. IGSMiE PAN, Kraków 1999.
• 8. Goszcz A.: Wybrane problemy zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpaniami w kopalniach podziemnych. Wydaw. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej. Kraków 2004.
• 9. Parysiewicz W.: Tąpania w kopalniach. Wydaw. Śląsk. Katowice 1996.
• 10. Rocscience, 2013b: Phase2 Theory.
• 11. Sałustowicz A.: Ciśnienie w pozostawionych resztkach pokładów. Zesz. Nauk. AGH, 1954, nr 2, Wydaw. PWN Kraków.
• 12. Sałustowicz A.: Mechanika górotworu. Wydaw. Górniczo-Hutnicze, Stalinogród 1955.
• 13. Sałustowicz A.: Zarys mechaniki górotworu. Wydaw. Śląsk, Katowice 1968.