Możliwości zastosowania siatek stalowych w warunkach zagrożeń dynamicznych

• Autorzy: Cała M. , Roth A.

Warianty tytułu

EN

Application of steel wire mesh for ground support under rockburst hazard

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zajęto się problematyką nośności elementów i systemów obudowy w warunkach zagrożeń dynamicznych. Opisano wyniki badań stanowiskowych oraz in situ dotyczące zdolności pochłaniania energii dynamicznej zarówno przez elementy obudowy, jak i systemy obudowy (kombinacja różnych elementów). Przedstawiono także charakterystykę wysokowytrzymałej siatki stalowej typu Tecco. Wraz z kotwiami stalowymi była ona obiektem badań stanowiskowych (w Australii) jak i symulacji numerycznych (w Szwajcarii). Dotychczasowe wyniki badań zdolności siatki Tecco wskazują, że może ona pochłonąć od 33,6 kN/m2 (siatka S95/3 o średnicy drutu 3 mm) do 50 kN/m (siatka S95/4 o średnicy drutu 4 mm). Są to wartości kilkunastokrotnie większe niż uzyskano dla siatek zgrzewanych czy też ogrodzeniowych. Należy zatem rozważyć możliwość zastosowana wysokowytrzymałych siatek w wyrobiskach górniczych zagrożonych zjawiskami dynamicznymi.

EN

This paper deals with loading of the support under rockburst hazard. Such a support should be able to absorb the kinetic energy of the rock blocks ejected to mining underground opening. The high-tensile Tecco mesh, which is made of steel wire with tensile strength of 1770 MPa was described. The Tecco mesh was tested in Australia to determine the force-deflection curve and the breaking load with different bolt patterns and wire diameters. Several numerical calculations (calibrated with laboratory tests) were also performed in Switzerland. Laboratory experiments and numerical calculations showed that Tecco mesh was able to absorb energy from 33,6 kN/m2 (Tecco S95/3, wire diameter 3 mm) to 50 kN/m2 (Tecco S95/4, wire diameter 4 mm). These values are over a dozen times higher than for welded mesh or chain link mesh. The application of high-tensile steel mesh in mining openings in rockburst prone mines should be seriously considered.

Słowa kluczowe

PL

zagrożenie tąpaniami; obudowa; siatki stalowe

EN

rockburst hazard; mining support; steel wire mesh

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 31, z. 3/1
• Strony: 125--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cała M.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Roth A.

• Geobrugg Protection Systems, Romanshorn, Switzerland

Bibliografia

• [1] Filcek H.: Geomechaniczne kryteria zagrożenia tąpaniami. Zeszyty Naukowe AGH. Górnictwo, 2, 1980
• [2] Haile A.T.: Observations of the dynamic performance of South African tunnel support. Proc. of Rock Support and Reinforcement Practice in Mining (edited by Villaescusa, Windsor & Thompson). Rotterdam, A.A. Balkema 1999, 325–341
• [3] Kaiser P.K.: Keynote address: Support of tunnels in burst-prone ground - toward a rational design methodology. Proc. of Int. Conf. Rockburst and Seismicity in Mines (edited by Young). Rotterdam, A.A. Balkema 1993, 13–27
• [4] Kaiser P.K., Maloney S.M.: Ground motion determination for rock support design. Proc. of Rock Mechanics (edited by Aubertin, Hassani & Mitri). Rotterdam, A.A. Balkema 1996, 219–224
• [5] Kaiser P.K., Tannant D.D., McCreath D.R.: Drift support in burst-prone ground. CIM Bulletin, 85, 962, 1996, 131–138
• [6] Kidybiński A., Smółka A., Nierobisz A., Rojas E.: Rozwiązania systemów obudowy kotwiowej stosowane w kopalni El-Teniente dla ochrony wyrobisk przed skutkami tąpań. V konferencja Obudowa kotwiowa w kopalniach. Wyd. GIG 1995, 101–125
• [7] Kirsten H.A.D., Labrum P.R.: The equivalence of fibre and mesh reinforcement in the shotcrete used in tunnel-support systems. J.S.Afr. Inst. Min. Metall., 90, 7, 1990, 153–171
• [8] Kirsten H.A.D.: Comparative efficiency and ultimate strength of mesh- and fibre-reinforced shotcrete as determined from full-scale bending tests. J.S. Afr. Inst. Min. Metall., 92, 11/12, 1992, 303–323
• [9] Kirsten Z.A.D.: System ductility of long fibre reinforced shotcrete. The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, March – April 1998, 93–104
• [10] Konopko W.: Raport roczny (2006) o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Katowice, Wydawnictwo GIG 2007
• [11] Kvapil R., Baeza L., Rosenthal J., Flores G.: Block caving at El Teniente mine, Chile. Trans. Instn. Min. Metal. Sect. A. Min. Industry., 98, 1989, A43–A56
• [12] Morton E.C., Thompson A.G., Villaecsusa E., Roth A.: Testing and analysis of steel wire mesh for mining applications of rock surface support. 11th ISRM Congress, Lizbon 2007
• [13] Nierobisz A.: Zagrożenia tąpaniami a obudowa w kopalniach miedzi. VI Konferencja Naukowo-Techniczna - Tąpania ’99. Wydawnictwo GIG 1999, 123–136
• [14] Nierobisz A.: Wyniki badań wpływu symulowanych wstrząsów górotworu na stateczność wyrobiska korytarzowego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie, 9, 145, 2006, 3–12
• [15] Ortlepp W.D.: Grouted rock-studs as rockburst support: a simple design approach and an effective test procedure. J.S. Afr. Inst. Min. Metal., 87, 2, 1994, 47–63
• [16] Ortleep W.D., Stacey T.R.: Technical note: Safety and cost implications in the spacing of supports. J.S. Afr. Inst. Min. Metal., 88, 3, 1995, 97–104
• [17] Ortlepp W.D., Stacey T.R., Kirsten H.A.D.: Containment support for large static and dynamic deformations in mines. Proc. of Rock Support and Reinforcement Practice in Mining (edited by Villaescusa, Windsor & Thompson). Rotterdam, A.A. Balkema 1999, 359–364
• [18] Player J., Villaescusa E., Thompson A.: Dynamic testing of rock reinforcement using momentum transfer concept. Ground Support Symposium. Perth 2004
• [19] Roth A., Ranta-Korpi R., Volkwein A., Wendeker C.: Numerical modeling and dynamic simulation of hightensile steel wire mesh for ground support under rockburst loading. Proc. Of 1st Canada-US Rock Mechanics Symposium, 2007
• [20] Ruegger R.: Penetration tests of the Tecco mesh with 4 plates. Test report. Ruegger Systems Ltd. St. Gallen. 1999
• [21] Stacey T.R., Ortlepp W.D.: Rockburst mechanisms and tunnel support In rockburst conditions. Proc. of Int. Conf. Geomechanics’93 (edited by Z.Rakowsky), 1994, 39–46
• [22] Stacey T. R., Ortlepp W.D., Kirsten H.A.D.: Energy-absorbing capacity of reinforced shotcrete, with reference to the containment of rockburst damage. J. S. Afr. Inst. Min. Metal., 88, 5–6, 1995, 137–140
• [23] Tajduś A., Cała M.: Możliwości zastosowania obudowy kotwiowej w warunkach występowania zagrożenia tąpaniami. Materiały XIX Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu. Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH 1996, 197–213
• [24] Tannant D.D., Kaiser P.K., McCreath D.R.: Rockburst Support Research in Canada. ISRM News Journal., 3, 3, 1996, 15–18
• [25] Tannant D.D., Kaiser P., McCreath D.R.: Impact tests on shotcrete and implications for design for dynamic loads. Proc. of the 2nd North American Rock Mechanics Symposium. NARMS’96. (edited by M. Aubertin, F. Hassani & H. Mitri). Rotterdam, A.A. Balkema 1996, 67–373
• [26] Thompson A., Player J., Villaescusa E.: Simulations and analysis of dynamically loaded reinforcement systems. Ground Support Symposium. Perth 2004
• [27] Torres J.A.: Tecco mesh, evaluation TECCO S-95. Technical report. University of Cantabria. Santander. 2002
• [28] Torres J.A.: Tecco mesh, evaluation with the wire cut. Technical report. University of Cantabria. Santander. 2002
• [29] Volkwein A., Anderheggen E., Grassl H.: Numerical simulation of highly flexible rockfall protection systems. 5th World Congress on Computational Mechanics. Vienna 2002
• [30] Windsor C.R., Roth A., Coxon J., de Vries R.: Performance assessment of high-tensile steel wire mesh for ground support under seismic conditions. Proc. Of Ground Support in Mining and Underground Construction (edited by Villaescusa & Potvin). London, Taylor & Francsi Group 2004, 589–594
• [31] Wojno L.: Doświadczenia z zakresu obudowy kotwiowej w kopalniach Republiki Południowej Afryki. Szkoła Eksploatacji Podziemnej ’94, I, 1994, 209–225
• [32] Wojno L., Jager A.J.: Spotlight on development In the support of tunnels In South African Mines under high stress conditions. Proc. Of the 1st North American Rock Mechanics Symposium (edited by Nelson & Lubach). A.A. Balkema, 1994, 927–934
• [33] Yi X., Kaiser P. K.: Impact testing for Rockbolt Design in Rockburst Condition. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr., 31, 6, 1994, 671–685
• [34] Yi X.: Characteristics of different types of support systems in rockburst conditions. Proc. of the 2nd North American Rock Mechanics Symposium, 1996, 347–355