Teoretyczne podstawy obliczania stanu naprężeń i odkształceń obudowy wielowarstwowej w szybach głębionych metodą mrożeniową

• Autorzy: Waszewski W.

Warianty tytułu

EN

Theoretical basis for calculation of stress conditions and deformation of multilayer lining in shafts sunk using freezing method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizuje się ten etap głębienia szybu metodą mrożeniową, w którym pierścień mrożeniowy wspólnie z dwuwarstwową obudową zespoloną przejmują ciśnienie boczne górotworu pb. Tak utworzona obudowa wielowarstwowa jest konstrukcją skomplikowaną, składającą się z trzech różnych materiałowo warstw. Zamrożony górotwór jest ośrodkiem reologicznym. Do opisu własności wytrzymałościowych i reologicznych, w warunkach trójosiowego ściskania, opracowano formułę matematyczną uwzględniającą w formie jawnej jednocześnie sześć parametrów: intensywność naprężeń sigmai, intensywność odkształceń epsiloni, czas t, temperaturę T(r) zmienną w funkcji promienia r, średnie ciśnienie pśr wynikające z głębokości zalegania oraz granicę plastyczności epsilonipl. Dwie warstwy obudowy zespolonej są ośrodkami sprężystymi i opisane są równaniami ważnymi dla ciała sprężystego. Traktując obudowę wielowarstwową jako promieniowo niejednolity grubościenny cylinder w płaskim stanie odkształcenia, obciążony ciśnieniem pionowym i poziomym pb, opracowano kompleks równań określających stan naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w funkcji promienia r i czasu t. Podano równania określające spadek nośności pm pierścienia mrożeniowego i wzrost ciśnienia ps obciążającego obudowę zespoloną jako wynik relaksacji naprężeń i rozmrażania górotworu. Równanie to umożliwia opisanie dwóch charakterystycznych stanów pierścienia mrożeniowego, traktowanego jako osłona przed ciśnieniem pb, tj.: pełzanie i relaksacja naprężeń. Dla ilustracji możliwości poznawczych prezentowanej metody obliczeniowej, na przykładzie szybu P-II kopalni „Polkowice”, na załączonych rysunkach przedstawiono zmiany wartości naprężeń i odkształceń pierścienia mrożeniowego i obudowy tubingowo-betonowej w funkcji czasu t i promienia r.

EN

The paper analyze this phase of shaft sinking using freezing method when freezing ring with two-layer lining take the side pressure - pb of rock-mass. To describe the strength and rheological parameters, in the three-axial pressure conditions, the formula taking into consideration simultaneously six parameters i.e.: stress intensity sigmai, deformation intensity epsiloni, time t, temperature T(r) variable in radius r function, average pressure pśr resulting from the depth and yield point epsilonipl was developed. Two layers of the complex lining are elastic media and are described by equations for the elastic body. Treating the multilayer lining as compound, thick-walled cylinder in flat deformation condition, loaded by vertical pp and horizontal pb pressure, the set of equations was developed, which describe stress conditions and displacement as a function of radius r and time t. The equations describing the decrease of load capacity pm of freezing ring and increase of pressure ps which load the compound lining as a result of stress relaxation and defrosting the rock-mass. To illustrate the cognitive possibilities of this calculation method, the changes of stress and deformation values foe the freezing ring and tubing&concrete lining were presented as a function of time t and radius r, on the example of P-II shaft in „Polkowice” mine.

Słowa kluczowe

PL

zamrożony górotwór; własności aerologiczne; naprężenia; odkształcenia; obudowa wielowarstwowa

EN

frozen rock mass; aerological properties; stresses; deformation; multilayer lining

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 4
• Strony: 41--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Waszewski W.

• ul. Armii Krajowej 19/5, 59-300 Lubin

Bibliografia

• 1. Waszewski W.: Stan naprężenia i odkształcenia pierścienia zamrożonego górotworu w otoczeniu otworu szybowego. Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, Wrocław (1985).
• 2. Waszewski W.: Teoretyczne podstawy obliczania stanu naprężenia, odkształcenia oraz przemieszczenia pierścienia zamrożonego górotworu wokół wykonanego wyrobiska szybowego. Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud CUPRUM, nr 2(35), 2005.
• 3. Pleśniak I., Przygodzka B.: Warunki cieplne w obudowie szybów mrożonych nowego zagłębia miedziowego. Budownictwo Górniczo-Przemysłowe i Kopalnictwo Rud, Częstochowa, nr 6, (1972).
• 4. Pleśniak I., Przygodzka B.: Niektóre aspekty obciążenia obudowy szybów mrożonych. Budownictwo Górniczo-Przemysłowe i Kopal¬nictwo Rud, Częstochowa, nr 4, (1978).
• 5. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie PN-B-03264.
• 6. Kopyciński B., Florek A., Jamroży Z.: Beton i jego technologie. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa (2005).
• 7. Wiałow S.S.: Rasczet ledogruntowych ograżdenij szachtnych stwołow prochodimych sposobom zamorażiwania. Szachtnoje Stroitiel-stwo, nr 11 (1976).