Mechanizm zniszczenia filarów technologicznych w warunkach eksploatacji z ugięciem stropu - obliczenia numeryczne

• Autorzy: Cieślik J. , Tajduś A.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of pillars failure mechanism in room and pillar excavation system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki numerycznej symulacji procesu zniszczenia filarów w LGOM. Analiza dotyczy systemu eksploatacji z ugięciem stropu, gdzie w trakcie zniszczenia filarów wytwarza się tzw. "słupowo klinowa struktura" zniszczenia (Kunysz 1978, 1981, Lis i Kijewski 1997) oraz zjawisko powstawania uprzywilejowanych stref ścinania, w których koncentrują się deformacje niesprężyste, nazywane też procesem lokalizacji odkształceń plastycznych (ang. plastic strain localization). Taki mechanizm zniszczenia skał jest niewątpliwie efektem zarówno geometrii filara, warunków górniczych jak i samych cech skał. W artykule podjęto próbę symulacji numerycznej tego typu zniszczenia filarów, wykorzystując metodę elementów skończonych. Przedstawiono proces budowy modeli numerycznych oraz założenia dotyczące niezbędnych cech modeli fizycznych takich, które pozwalają na opis procesu zniszczenia filarów. Wyniki przeprowadzonych obliczeń pozwoliły na wyznaczenie ścieżki równowagi filara w pełnej, przed i poktytycznej fazie jego obciążenia, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie istotnych informacji o procesie zniszczenia filara.

EN

In this paper some aspects of specific pillars failure in LGOM geological conditions has been presented. Authors use finite element method to study a phenomenon of plastic strain localization in rock pillar subject to quasi-static load. Form and conditions of quasi-plastic strain localization in mining rock pillars were studied first. Then the conditions of viscoplastic type of regularization applied to numerical simulation of shear layer have been analyzed. Finally some numerical simulation results of strain localization process in rock pillar were showed.

Słowa kluczowe

PL

filary technologiczne; LGOM; modelowanie numeryczne; optymalizacja; programowanie nieliniowe

EN

mining pillar; post failure deformation; LGOM; numerical modelling; design optimisation non-linear designing

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 4
• Strony: 113--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cieślik J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Tajduś A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. „ABAQUS Theory Manuał Version 5.5", Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc. 1995
• 2. Altenberger A., „Strain localization mechanisms in deep-seated layered rocks", Springer-Verlag, Geol. Rundsch., 86, 56-68, 1997
• 3. Brady B. H. G., Brown E. T., „Rock Mechanics for underground mining", Chapman & Hali, London, 1994
• 4. Butra J., „Metoda doboru systemu eksploatacji złóż rud miedzi w polach o jednorodnej charakterystyce geologicznej", Studia Rozprawy i Monografie, 89, Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków 2001
• 5. Cieślik J., „Optymalizacja geometrii filarów w komorowo- filarowym systemie eksploatacji rud", Praca doktorska, Kraków 2003
• 6. Coates D. F., „Rock Mechanics principles", Mines Branch Monograph 874, 1970
• 7. Gustkiewicz J., "Transition of the rocs from the brittle to ductile state: Strain at failure as a function of confining pressure", Acta Geophysica. Polonica. 33, 169-181, 1985
• 8. Kunysz N. M., „Podporność pozniszczeniowa filarów międzykomorowych" Rudy i Metale Nieżelazne, 12, 633-638, 1978
• 9. Kunysz N. M., „Zagadnienia związane z projektowaniem komorowo-filarowych systemów eksploatacji", Rudy i Metale Nieżelazne, 26, 130-136, 1981
• 10. Kwaśniewski M., „Dylatancja jako zwiastun zniszczenia skały, Cz. 1 Fizykalna istota zjawiska dylatancji", Przegląd Górniczy, 42,42-49, 1986
• 11. Labuz J.F., Dai S.T., Papamichos E., „Plane strain compression of rock-like materials", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstract, 33, 573-584, 1996
• 12. Lis J. Kijewski P., Fabich S., "Doświadczalne badania zachowania się skalnych modeli filarów w stanach przed i pozniszczeniowych przy obciążeniach symetrycznych i niesymetrycznych" Materiały XXZSMG, Wrocław 1997
• 13. Mogi K., „Fracture and flow of rocks", Tectonophysics, 13, 541-566, 1972
• 14. Piechota, S. „Nośność filarów międzykomorowych w świetle badań wytrzymałości prób wielkowymiarowych w kopalni Olkusz", Przeględ Górniczy, 12, 63-69, 1976
• 15. Wagner H. "Determination of the complete load-deformation of coal pillars.", Proc. of 3rd ISRM Congress, Denver, 2B, 1076-1082, 1974]
• 16. Wawersik W.R., Rudnicki J.W., Olsson W.A., Holcomb D.J., „Localization of deformation in brittle rock: theoretical and laboratory investigations", In Micromechanics of Failure of Quasi- Brittle Materials, Shah S.P, Swartz S.E., (eds). Elsevier: New York, 115-124, 1991