Monitoring wyrobisk korytarzowych jako podstawa weryfikacji metod projektowych i przyjętego schematu obudowy

• Autorzy: Małkowski Piotr , Niedbalski Zbigniew

Warianty tytułu

EN

Roadways monitoring as a basis of support design and construction verification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Realizacja każdego górniczego procesu technologicznego, szczególnie w tak złożonych warunkach jakie występują w kopalniach podziemnych, powinna być monitorowana. Dotyczy to również zjawisk zachodzących wokół drążonych i utrzymywanych wyrobisk. W polskich kopalniach węgla kamiennego prowadzona ocena bieżącego stanu wyrobisk korytarzowych obejmuje najczęściej ocenę wizualną. Przy takim sposobie kontroli pracy obudowy, gdy nie ma możliwości ilościowej oceny stanu górotworu i obudowy, nie można skutecznie udoskonalać metod projektowych, oraz właściwe ocenić pracę zaprojektowanej konstrukcji. W artykule zawarto charakterystykę metod pomiarowych aktualnie stosowanych podczas monitorowania pracy obudowy oraz wybrane przykłady badań kopalnianych prowadzonych przez pracowników Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii AGH. Przedstawiono różne aspekty stosowania monitoringu, który może służyć weryfikacji schematów obudowy, ocenie skuteczności rozrzedzania odrzwi obudowy podporowej oraz kontroli pracy nowych elementów konstrukcyjnych.

EN

Executing of any mining technological process, especially in such complex conditions as in underground mines, should be monitored. It concerns the phenomena occur in the rock mass around the driving and maintaining development workings as well. In polish coal mines the assessment of running roadways’ stability is carried out in the visual way only. In this way, without the quantitative evaluation of rock mass and support state, there is no possibility to improve designing methods, support constructions and its specific elements. The paper contains the review of up-to-date monitoring methods and some selected examples of roadways’ monitoring carried out by the workers of Faculty of Mining and Geoengineering AGH UST. The diversity of roadways monitoring application was performed. The ground control can verify designed support schemes, support spacing and behaviour of new construction elements.

Słowa kluczowe

PL

inżynieria górnicza; obudowa wyrobisk korytarzowych; monitoring górotworu; stateczność wyrobisk

EN

mining engineering; support of roadways; ground control; roadways’ stability

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 10
• Strony: 53--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Małkowski Piotr

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Niedbalski Zbigniew

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] BOBEK R., ŚLEDŹ T., RATAJCZAK A., GŁUCH P. 2014 - Problemy utrzymania chodników przyścianowych w warunkach zagrożeń naturalnych w KWK „Knurów-Szczygłowice” Ruch Knurów. WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo - człowiek - środowisko: zrównoważony rozwój, s. 117–142.
• [2] JOHNSON J.C., BRADY T., LARSON M., LANGSTON R., KRISTEN H. 1999 - Use of strain-gauged rock bolts to measure rock mass strain during drift development. 37th Symposium of Rock Mechanics, Rotterdam, s. 497 – 502.
• [3] JOHNSON J.C., WILIAMS T., SUNDERMAN C., SINGER S. 2003 - Field test with strain gauged friction bolts at the gold hunter mine, Mullan, Idaho, USA. 22th International Conference on Ground Control in Mining. Morgantown, s. 233-239.
• [4] KORUS H., SZYMICZEK W., FICEK J., SOBIK M. 2002 - Monitoring pracy obudowy kotwiowej w kopalni „Jankowice”. „Przegląd Górniczy” nr 2, s. 20-27.
• [5] KORZENIOWSKI W., PIECHOTA S. 2000 - Rozkład siły osiowej wzdłuż kotwi na podstawie badań in situ. „Przegląd Górniczy” nr 12, s. 22-28.
• [6] LU R., MA F., GUO J., ZHAO H. 2018 - Analysis and monitoring of roadway deformation mechanisms in nickel mine, China. Concurrency and Computation: Practice and Experience, vol. 30, issue 17, https://doi.org/10.1002/cpe.4832.
• [7] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P. 2003 - Wpływ frontu ściany na wielkość strefy spękań wokół wyrobiska przyścianowego. „Wiadomości Górnicze”, nr 1, s. 20–29.
• [8] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2015 - Analiza utrzymania stateczności wyrobisk korytarzowych w długim okresie. „Przegląd Górniczy” nr 1, s. 53–60.
• [9] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2008 - Badania nowych rozwiązań technologicznych w celu rozrzedzania obudowy podporowej w wyrobiskach korytarzowych. Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [10] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2011 - Geomechaniczna ocena stateczności wyrobisk przyścianowych w obudowie podporowo-kotwowej. „Przegląd Górniczy” nr 6, s. 43–49.
• [11] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2006a - Ruchy górotworu i reakcje obudowy w procesie niszczenia skał wokół wyrobisk korytarzowych na podstawie badań in situ. Wydawnictwo Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii.
• [12] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2006b - Speed of roof rock separation and a type of working’s support. W: New technological solutions in underground mining”, International Mining Forum 2006, E. J. Sobczyk, J. Kicki (eds), Taylor & Francis Group, London, s. 39-47.
• [13] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 1999 - Stateczność chodników równoległych w samodzielnej obudowie kotwiowej. „Przegląd Górniczy” nr 10, s. 16–25.
• [14] MAJCHERCZYK T., MAŁKOWSKI P., NIEDBALSKI Z. 2005 - Zmiany rozwarstwień skał stropowych w wyrobiskach korytarzowych w samodzielnej obudowie kotwowej o długim okresie użytkowania. Materiały konferencyjne: Warsztaty 2005: Zagrożenia Naturalne w Górnictwie, s. 257-266.
• [15] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z. 2002 - Ocena obudowy podporowo-kotwiowej na podstawie wybranych badań in situ. „Przegląd Górniczy” nr 12, s 1–7.
• [16] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z. 2003 - Rozrzedzanie obudowy podporowej w świetle wyników badań kopalnianych. „Przegląd Górniczy” nr 5, 10–15.
• [17] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z., MAŁKOWSKI P. 2010 - Wzmacnianie obudowy wyrobisk korytarzowych w złożonych warunkach górniczo-geologicznych. Kwartalnik AGH “Górnictwo i Geoinżynieria” z. 2, R. 34, s. 451–462.
• [18] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z., MAŁKOWSKI P., BEDNAREK Ł. 2014 - Analysis of yielding steel arch support with rock bolts in mine roadways stability aspect. Archives of Mining Sciences vol. 59 no. 3, s. 641–654, DOI 10.2478/amsc-2014-0045.
• [19] MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z., ULASZEK A. 2015: Roadway stability evaluation on the basis of modern monitoring of displacement. Studia Geotechnica et Mechanica, vol. 37 no. 1, s. 45–52.
• [20] MAŁKOWSKI P., MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z. 2009: Dynamometr szeregowy -Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie; Opis zgłoszeniowy wynalazku ; PL 382785 A1; Opubl. 2009-01-05. — Zgłosz. nr P.382785 z dn. 2007-06-28, Biuletyn Urzędu Patentowego; ISSN 0137-8015; nr 1, s. 21.
• [21] MAŁKOWSKI P. 2010 - Litologia górotworu karbońskiego a skuteczność pracy kotwi strunowych. Prace Naukowe GIG. „Górnictwo i Środowisko” nr 2/1, s. 144–157.
• [22] MAŁKOWSKI P. 2017 - Zarządzanie monitoringiem zagrożeń w górnictwie. Inżynieria Mineralna vol. XVIII, nr 2, s. 215-224, doi: 10.29227/IM-2017-02-24.
• [23] MAŁKOWSKI P., MAJCHERCZYK T., NIEDBALSKI Z. 2017 - Zastosowanie kotwi dla rozrzedzania odrzwi obudowy podporowej w wyrobiskach korytarzowych. „Przegląd Górniczy” nr 7, s. 12–22.
• [24] MAŁKOWSKI P., BORECKI J., SKATUŁA R., CHILIŃSKI T. 2009 - Skuteczność pracy kotwi strunowych w warunkach aktywności sejsmicznej – analiza przypadku. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko nr 4/2, s. 224–234.
• [25] NIEDBALSKI Z., MAŁKOWSKI P., MAJCHERCZYK T. 2013 - Monitoring of stand-and-roof-bolting support: design optimization. Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 10, no. 2, s. 215–226.
• [26] NIEDBALSKI Z., 2014 - Prognoza utrzymania funkcjonalności wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego. Wydawnictwa AGH, Kraków.
• [27] NIEŁACNY P., SETLAK K., SIODŁAK Ł. 2008 - Sposoby zapewnienia stateczności wyrobisk przyścianowych utrzymywanych w sąsiedztwie zrobów w KWK „Ziemowit”. Miesięcznik WUG nr 3, s. 12-20.
• [28] NIEROBISZ A. 1999 - Zastosowanie kotwi w warunkach obciążeń dynamicznych. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” nr 4, s. 10-15.
• [29] PRUSEK S. 2005 - Deformacje chodnika międzyścianowego zlokalizowanego pod zrobami zawałowymi. Miesięcznik WUG, nr 11, s. 11÷16.
• [30] PRUSEK S., MAJCHER M. 2003 - Przebieg ruchów górotworu w chodniku przyścianowym z uwagi na wpływ frontów eksploatacji zawałowej. Miesięcznik WUG, nr 2, s. 3÷7.
• [31] RAJWA S., ROBAKOWSKI A., KOWALCZUK J., MASNY W. 2016 - Sposób wzmocnienia i przygotowania wyrobiska zlokalizowanego w polu wybiegu ściany wraz z technologią prowadzenia ściany. „Przegląd Górniczy” nr 9, s. 18-27.
• [32] SHEN B. 2014 - Coal Mine Roadway Stability in Soft Rock: A Case Study. Rock Mechanics and Rock Engineering, vol. 47, s. 2225–2238, DOI 10.1007/s00603-013-0528-y.
• [33] SHEN B., POULSEN B., KELLY M., NEMCIK J., HANSON C. 2003 - Roadway span stability inthick seam mining – field monitoring and numerical investigation at Moranbah North Mine. 2003 Coal Operators’ Conference, The AusIMM Illawara Branch, University of Wollongong, s. 173-184.
• [34] SINGER S., RAINES R. 2001 - Effects of bolt spacing, bolt length, and roof span on bolt loading in a Trona Mine. 20th International Conference on Ground Control in Mining. Morgantown 2001, s. 302 – 308.
• [35] SONG G., Li W., BO W., CHUN S., HO M. 2017 - A Review of Rock Bolt Monitoring Using Smart Sensors. Sensors 17(4), 776; https://doi.org/10.3390/s17040776.
• [36] STACHOWICZ S., KOSONOWSKI J., KOZEK B. - Charakterystyka zaciskania wyrobisk korytarzowych kamiennych w kopalni „Bogdanka”. „Wiadomości Górnicze”, nr 4, 1995. s. 165÷168.
• [37] STASICA J., RAK Z., STOPYRA M. 2006 - Kontrola stateczności wyrobisk korytarzowych wykonywanych w obudowie podporowo-kotwiowej i kotwiowej. Miesięcznik WUG nr 4, s. 7–14.
• [38] STOPYRA M., SURMA A., STASICA J., RAK Z. 1999 - Elektroniczny monitoring obudowy kotwiowej w KWK „Wesoła”. WUG nr 2, s. 4-9.
• [39] SZURGACZ D., BRODNY J. 2019 - Application of a roof support monitoring system for analysis of work parameters of a powered longwall system. W: IVth International Innovative Mining Symposium, Kemerovo, Russian Federation, October 14-16, 2019, Eds. M. Tyulenev, S. Zhironkin, A. Khoreshok, S. Voth, M. Cehlar, D. Nuray, J. Janocko, S. Anyona, Y. Tan, A. Abay, D. Marasova I P. Stefanek, Les Ulis, s. 1-7.
• [40] SZYMICZEK W., FICEK J., SOBIK M. 2001 - Nowoczesne metody monitoringu pracy obudowy kotwiowej. Nowoczesne technologie górnicze 2001 –Kotwienie, Gliwice –Ustroń, s. 453-468.
• [41] TAJDUŚ A., CAŁA M. 1996 - Możliwości zastosowania obudowy kotwiowej w warunkach występowania zagrożenia tąpaniami. XIX Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Ustroń, s. 197 – 213.
• [42] WANG C., WANG Y., LU S. 2000 - Deformational Behaviour of Roadways in Soft Rocks in Underground Coal Mines and Principles for Stabilty Control. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences nr 37, s. 937-946.
• [43] XIE Z., ZHANG N., QIAN D., HAN C., AN Y.,WANG Y. 2018 - Rapid Excavation and Stability Control of Deep Roadways for an Underground Coal Mine with High Production in Inner Mongolia. Sustainability, vol. 10, 1160; doi:10.3390/su10041160.
• [44] YIN H., WANG T., YANG D., LIU S., SHAO J., LI Y. 2016 - A Smart Washer for Bolt Looseness Monitoring Based on Piezoelectric Active Sensing Method. Appl. Sciences, no 6, 320; doi:10.3390/app6110320.
• [45] http://aceco.co.kr
• [46] https://soil.co.uk
• [47] https://www.golder.com
• [48] www.geokon.com

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).