Podatna kotwa spiralna dla wyrobisk górniczych w warunkach głębokiej kopalni

• Autorzy: Pytel W. , Mertuszka P. , Szeptun K.

Identyfikatory

DOI

10.24425/123709

Warianty tytułu

EN

Ductile twisted rockbolt for underground excavation in deep mine conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W sytuacji gdy eksploatacja złóż rud miedzi w Polsce prowadzona jest w coraz trudniejszych warunkach geologiczno-górniczych, jednym z priorytetowych zadań do rozwiązania jest zapewnienie efektywnej i bezpiecznej eksploatacji, głównie w zakresie systemów obudów wyrobisk, adekwatnych dla nowych warunków geologiczno-górniczych. Warunki te, jak można się spodziewać, będą się charakteryzować większymi wartościami składowych tensora naprężeń pierwotnych, a także mniejszą odkształcalnością i większą wytrzymałością skał otaczających złoże rud miedzi. Oznacza to, że w niedalekiej przyszłości problem wyrzutów skał stanie się jednym z zagadnień, które zadecydują o ekonomice i bezpieczeństwie eksploatacji w nowych obszarach górniczych. W tym aspekcie znaczenia nabiera opracowanie takich systemów obudowy, które byłyby zdolne do kontrolowania dynamicznych przejawów ciśnienia górotworu poprzez absorpcję energii kinetycznej przemieszczających się odspojonych bloków skalnych. Podstawowym elementem tego rodzaju systemów są różnego typu kotwy podatne, rozpraszające energię kinetyczną gwałtownie odspojonych fragmentów otoczenia skalnego, pozwalające znacząco spowolnić lub nawet całkowicie wyhamować ich przemieszczanie się w głąb wyrobiska. W ramach niniejszego artykułu przedstawiono koncepcję ekonomicznie uzasadnionej i efektywnej w zastosowaniach dołowych nowej konstrukcji podatnej kotwy spoiwowej, której gładka, o przekroju prostokątnym żerdź, została uformowana w postaci spirali o zmiennej charakterystyce geometrycznej. Wykonane prototypy kotew skręconych zostały przetestowane w warunkach kopalnianych w oddziale G-11 zlokalizowanym w zachodniej części kopalni Rudna. Próby wyrywania kotew z otworu wiertniczego wykazały, że ich skuteczność zależy przede wszystkim od ich kształtu oraz rodzaju substancji izolująco-poślizgowej, którą została pokryta.

EN

Having increasingly tightened geological and mining conditions in which the extraction of copper ore deposits in Poland is conducted, ensuring effective and safe mining is presently becoming a key task and a significant challenge for mine operators, mainly in the field of ground support systems being the equivalent for the new geological/mining conditions. As one may expect, these conditions shall be characterized by higher values of the primary stress tensor elements as well as the lower deformability and higher strength of the rock mass surrounding the copper ore body. This means that in the near future, the rock bursts problem will become one of the most important issues deciding on the economy and safety within the newly developed mining areas. Therefore developing a novel effective ductile ground support systems which could be able to control the rock mass movement in squeezing and burst-prone rock conditions is recommended. This type of requirement may fulfil only ductile or, in other words, the kinetic energy-absorbing systems, which permit slowing down a movement of violently ejected rock blocks. This paper’s objective is to present the idea of the development of a new type of an effective and low cost ductile resin anchored rockbolt system with smooth and of the square cross-section steel rod is formed in coil shape of different pitch. The developed bolt prototypes have been tested underground in the G-11 section of the Rudna mine. Results of the pull-out tests, involving different bolts’ shapes and different sliding materials set on the rockbolts’ rods, have proved those bolts’ efficiency as an element of the ductile support system.

Słowa kluczowe

PL

stateczność wyrobisk; obudowa kotwowa; badania nośności kotew

EN

stability of workings; rockbolt support; rockbolt pull-out tests

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 103
• Strony: 17--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Pytel W.

• KGHM CUPRUM Sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław

autor

Mertuszka P.

• KGHM CUPRUM Sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław

autor

Szeptun K.

• KGHM Polska Miedź SA Oddział Zakłady Górnicze Rudna, Polkowice

Bibliografia

• [1] Dahle, H. i Larsen, T. 2006. Full-scale pull and shear tests of 5 types of rock bolts. SINTEF Report, SBF55 F06033.
• [2] Dodd, D.J. i Fasught, K.L. 1973. Field testing of rock bolt anchorage systems. Proceedings of the Symposium on Rock Mechanics and Tunnelling Problems, 17–18 December 1973, India, Sarita Prakashan, s. 48–54.
• [3] Ludvig, B. 1983. Shear tests on rock bolts’, Rock Bolting – Theory and Application in Mining and Underground Construction. Proceedings of the International Symposium on Rock Bolting, Abisko, 28 August–2 September 1983, Balkema Publishers, Taylor & Francis the Nederlands, Rotterdam, s. 113–123.
• [4] McCreath, D.R. i Kaiser, P.L. 1992. Evaluation of current support practices in burst-prone ground and preliminary guidelines for Canadian hard rock mines. Rock Support in Mining & Underground Construction, Balkema, s. 611–619. Pytel, W. 2014.
• [5] Urząd Patentowy Rzeczpospolitej Polskiej: zgłoszenie patentowe nr 406921 pt. Kotwa górnicza z dnia 15 stycznia 2014 r. Wrocław: KGHM CUPRUM Sp. z o.o.
• [6] Stillborg, B. 1994. Professional Users Handbook for Rock Bolting. Trans Tech Publications.
• [7] Stjern, G. 1995. Practical Performance of Rock Bolts’. PhD Thesis, Trondheim University, Norway.

Uwagi

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