Assessment of rock mass stresses and deformations around mine workings based on three-dimensional numerical modelling

• Autorzy: Prusek S. , Bock S.

Warianty tytułu

PL

Ocena stanu naprężeń oraz odkształceń w górotworze wokół wyrobisk górniczych w oparciu o rezultaty przestrzennego modelowania numerycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an example of application of three-dimensional modelling for the purposes of assessing condition of rock mass around a coal bunker located at a depth of 300 m. The ca1culations were performed using the Coulomb-Mohr criterion and the method of finite differences. The rock mass modelling was performed by means of the programme FLAC3D developed by HCItasca. The software enables spatial modelling of considerable deformations and destruction of rock mass as well as resolving complex problems stepwise. The applied values of rock mass parameters were gained during underground investigations which included: macroscopic observation, penetrometer tests, introscopic tests and laboratory test on samples taken from the bunker's lining and surrounding rocks. Based on that it was possible to assess the rock mass according to the RMR and GSI classifications, as well as to determine values of the key rock-mass parameters used in the numerical methods. Based on an analysis of the spatial stress-andstrain state of the rock mass around the coal bunker as well as taking into consideration the results of the underground tests and observations an assessment of the referred to working's stability has been made.

PL

W referacie przedstawiono przykład zastosowania modelowania trójwymiarowego dla celów oceny stanu górotworu wokół zbiornika retencyjnego zlokalizowanego na głębokości 300 m. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem kryterium wytężeni owego Coulomba-Mohra oraz metody różnic skończonych. Dla modelowania górotworu wykorzystano program FLAC3D firmy HCItasca, umożliwiający przestrzenne modelowanie znacznych odkształceń i zniszczenia ośrodków skalnych i rozwiązywanie złożonych zagadnień w sposób krokowy. Wartości parametrów górotworu uzyskano na podstawie przeprowadzonych badań dołowych, obejmujących swym zakresem: obserwacje makroskopowe; badania penetrometryczne; badania introskopowe oraz badania laboratoryjne próbek pobranych bezpośrednio z obudowy zbiornika oraz skał otaczających. Pozwoliło to ocenić górotwór zgodnie z klasyfikacjami RMR i GSI, a także określić kluczowe dla metod numerycznych wartości parametrów górotworu. W oparciu o analizę przestrzennego stanu naprężenia i odkształcenia górotworu wokół zbiornika retencyjnego, jak również biorąc pod uwagę wyniki przeprowadzonych badań dołowych, dokonano oceny stateczności analizowanego wyrobiska.

Słowa kluczowe

EN

stability of underground openings; numerical calculations

PL

stateczność wyrobisk górniczych; obliczenia numeryczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, no 3
• Strony: 349--360
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Prusek S.

autor

Bock S.

• Central Mining Institute, Pl. Gwarków 1,40-160 Katowice, Poland

Bibliografia

• Bock S. et al., 2005. Methodology of determination in situ of shaft lining strength (in Polish). Statutory work No 11041605-153, GIG Katowice, (unpublished).
• Bock S. et al., 2007. Comprehensive assessment of the technical condition of rock mass in the surroundings of roadway workings (in Polish). Statutory work No 11030477-153, GIG Katowice (unpublished).
• Bock S., 2006. Methods of strength tests of mine shaft lining (in Polish). Scientific Works of GIG - Quarterly, No 3.
• ITB Instruction No 209: Instruction of use of Schmidt's hammers for non-destructive control of concrete quality in construction, ITB, Warsaw 1977.
• Kalamaras G. S., Bieniawski Z. T., 1995. A rock mass strength concept for coal seams incorporating the effect of time. Proc. of 8th ISRM Congress, Tokyo.
• Kidybiński A., 1982. Bases of mine geotechnics (in Polish). Śląsk, Katowice.
• PN-EN 12504-4:2005 standard, title: Testing concrete - Part 4 - Determination of ultrasonic pulse velocity (in Polish).
• Prusek S., Rotkegel M., Stokłosa J., Malesza A., 2004. Assessment of the corrosion degree of roadway support frames by example of Bytom III mine (in Polish). Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie (Occupational Safety and Environmental Protection in Mining), No 9.
• Prusek S., Stałęga S, Bock S., 2007. Use of georadar for the assessment of technical condition of shaft and pit bottom lining (in Polish). Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie (Occupational Safety and Environmental Protection in Mining) No 3.
• Prusek S., Stałęga S, Bock S., 2007. Developed methods of investigations and assessment of the technical condition of capital mine working support (in Polish). Scientific Works of GIG, Quarterly, No I, special issue.
• Prusek S., Masny W., 2007. Trial of numerical modelling of roadway working located in unilateral neighbourhood of gobs beyond the active front of caving extraction (in Polish). Wiadomości Górnicze (Mining News) No 6.
• PN-EN 12504-2:2000 standard - Testing concrete in structures - Part 2: Non-destructive testing. Determination of rebound number (in Polish).
• PN-B-06720:1985 standard - Sampling of compact stone materials (in Polish).
• PN-EN 13755:2002 standard - Natural stone test methods - determination of water absorption at atmospheric pressure (in Polish).
• PN-G-044303:1997 standard - Compact rocks - Determination of the compressive strength with the use of shaped samples (in Polish).
• PN-G04352:1997 standard. Compact rocks - Determination of the resistance to abrasion and of the soaking of rocks in water (in Polish).