Modelowanie numeryczne stanu naprężenia w sąsiedztwie przodka wyrobiska ścianowego z uwzględnieniem obecności metanu

• Autorzy: Florkowska L. , Walaszczyk J.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of state of stress near rock mass exploitation area, with consideration of methane flow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Znajomość stanu naprężenia górotworu w sąsiedztwie wyrobiska jest istotnym elementem planowania robót górniczych, zwłaszcza w warunkach występowania metanu, często towarzyszącego pokładom węgla kamiennego. Jednym ze sposobów rozwiązywania tego zagadnienia jest modelowanie numeryczne. W pracy zaprezentowano sposób wyznaczania zmian stanu naprężenia w otoczeniu wyrobiska ścianowego oparty na symulacji numerycznej MES. Zastosowany model matematyczny, traktujący węgiel jako ściśliwy ośrodek porowaty, uwzględnia obecność metanu w pokładzie oraz jego przepływ wywołany eksploatacją. Pozwala to na śledzenie zmian stanu naprężenia oraz zmian ciśnienia porowego metanu w pokładzie. Uzyskane wyniki obliczeń porównano z dostępnymi w literaturze wynikami pomiarów ciśnienia metanu.

EN

Knowing the state of stress within rock mass near the exploitation area is a crucial element of planning mining works, especially in areas containing methane, which often happens in case of coal exploitation. One of the solutions to this problem is numerical modeling. This paper presents a method of estimating the changes of the state of stress around long wall exploitation area, based on MES numerical simulation. Mathematical model used here, treating coal as porous compressible medium, considers the presence of methane within rock mass and its flow caused by exploitation. It allows to observe both the changes of the state of stress and of methane porous pressure within rock mass. The results obtained were compared to the results of methane pressure tests available in literature.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; eksploatacja górnicza; stan naprężenia; górotwór; metan

EN

numerical modelling; rock mass exploitation; stress state; rock mass; methane

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 35, z. 2
• Strony: 225--233
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Florkowska L.

• Zakład Mechaniki Skał, Instytut Mechaniki Górotworu, PAN, Kraków

autor

Walaszczyk J.

• Zakład Mechaniki Skał, Instytut Mechaniki Górotworu, PAN, Kraków

Bibliografia

• [1] Drzewiecki J.: Wpływ postępu frontu ściany na dynamikę niszczenia górotworu karbońskiego. Katowice. Prace Naukowe GiG. Studia-Rozprawy-Monografie, nr 860, 2004
• [2] Florkowska L.: Obniżenia terenu wywołane eksploatacją podziemną w silnie naruszonym górotworze na przykładzie Rudy Śląskiej. Archives of Mining Sciences. Vol 55, 2010
• [3] Knothe S.: Równanie profilu ostatecznie wykształconej niecki osiadania. Archiwum Górnictwa i Hutnictwa, Tom 1, Zeszyt 1, 1953
• [4] Krause E.: Profilaktyka w pokładach metanowych zagrożonych sejsmicznie. Prace Naukowe GiG. Górnictwo i Środowisko. 3/2005, s. 65-79
• [5] Kwaśniewski M., Lasek S.: Analiza numeryczna migracji metanu z warstw spągowych do wyrobiska ścianowego. Górnictwo i Geoinżynieria. Rok 3.1 Zeszyt 3/1. 2007, s. 307-322
• [6] Litwiniszyn J.: Równanie różniczkowe przemieszczeń górotworu. Archiwum Górnictwa i Hutnictwa, Tom 1, Zeszyt 1, 1953
• [7] Sałustowicz A.: Mechanika górotworu. Górnictwo tom III: Mechanika Górotworu, Część I, Wydawnictwo Górniczo-Hutnicze, Stalinogród, 1955
• [8] Szefer G.: Wpływ robót górniczych na stan naprężenia i odkształcenia górotworu w świetle teorii sprężystości. Zeszyty problemowe górnictwa, tom II, Zeszyt 1, 1964.
• [9] Theory Manual ABAQUS
• [10] Topolnicki J., Wierzbicki M, Skoczylas N.: Wyrzutu skalno-gazowe w świetle badań laboratoryjnych i pomiarów kopalnianych. Archives of Mining Sciences. Vol. 49, 2004, s. 99-116
• [11] Walaszczyk J., Drzewiecki J., Mutke G.: Model zniszczenia skał stropowych górotworu będącego źródłem intensywnych zjawisk dynamicznych. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej. Seria z Lampką Górniczą, nr 10. Kraków, 2002
• [12] Walaszczyk J., Florkowska L.: Matematyczny model niszczenia struktury wewnętrznej górotworu uwarstwionego z uwzględnieniem ciśnienia porowego metanu. Archives of Mining Sciences. Seria: monografie. Numer 10. Kraków, 2010