Analytical method for determination of displacement and stress in fault zone for evaluation of rock and gas outburst hazard

• Autorzy: Chlebowski D.

Warianty tytułu

PL

Analityczna metoda określania przemieszczeń i naprężeń w sąsiedztwie uskoku w aspekcie oceny stanu zagrożenia wyrzutami gazów i skał

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Occurrence of various types of tectonic dislocation of various genesis and spatial orientation is a characteristic feature of multiseamed deposits of coal in GZW (Upper Silesian Coal Basin). Amplitude of these dislocations often exceeds several hundred meters and has throw declining. Experience in mines shows that mining exploitation in the immediate vicinity of this type of disturbances is associated not only with numerous technological problems, but also with potentially high level of hazard of rocks and gas outburst phenomena. (Zorychta et al., 2006). Based on the theory of cylindrical bending of plate in triaxial stress state, geomechanical model of fault was proposed (Zorychta et al., 2007). It presupposes a linear-elastic deformability of roof and floor layers, and non-linear characteristics of stress-strain relation for seam as well as inequality of static loads on the seam level. For such model, proper problem of the field of solid mechanics has been solved. As a result analytical expressions defining the development of the component of vertical displacement and the state of stress was obtained providing possibility of damage of the original structure of seam in the zone of fault vicinity based on Mohr-Coulomb criterion.

PL

Charakterystyczną cechą wielopokładowego złoża węgla w GZW jest występowanie różnego rodzaju, przestrzennej orientacji i pochodzenia dyslokacji tektonicznych, zarówno o amplitudach przekraczających niejednokrotnie kilkaset metrów, jak i o zrzutach wygasających. Doświadczenia kopalń wskazują, że prowadzenie robót górniczych w bezpośrednim sąsiedztwie tego typu zaburzeń wiąże się nie tylko z licznymi problemami natury technologiczno-ruchowej, lecz również potencjalnie wysokim poziomem zagrożenia zjawiskami gazogeodynamicznymi (Zorychta i in., 2006). Bazując na teorii walcowego zginania płyt w trójosiowym stanie naprężenia zaproponowano geomechaniczny model uskoku (Zorychta i in., 2007) zakładający liniową odkształcalność warstw tropowospągowych oraz nierównomierność obciążeń statycznych na poziomie pokładu opisanego nieliniową charakterystyką deformacyjno-naprężeniową. Dla takiego modelu rozwiązano odpowiednie zagadnienie mechaniki ośrodków odkształcalnych otrzymując analityczne wyrażenia definiujące kształtowanie się składowej pionowej stanu przemieszczenia i naprężenia z uwzględnieniem możliwości naruszenia struktury pierwotnej pokładu w strefie przyuskokowej w oparciu o kryterium Coulomba-Mohra.

Słowa kluczowe

EN

geomechanics; rock and gas outbursts; mining exploitation in natural hazard conditions

PL

geomechanika; wyrzuty gazów i skał; eksploatacja złóż w warunkach zagrożeń naturalnych

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, no 3
• Strony: 543--562
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Chlebowski D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Chlebowski D., 2009. Wpływ wybranych parametrów geomechanicznych na kształtowanie się przemieszczeń i naprężeń pionowych w sąsiedztwie uskoku. „Przegląd Górniczy”, nr 1-2. Wydawnictwo ZG SITG, Katowice.
• Chlebowski D., Zorychta A., Wiewiórka D., 2006. Kształtowanie się przemieszczeń i naprężeń pionowych w pokładzie nieregularnie nadebranym. Materiały XIII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej Górnicze Zagrożenia Naturalne ‘2006. Wydawnictwo GIG, Katowice.
• Topolnicki J., Wierzbicki M., Skoczylas N., 2004. Wyrzuty skalno-gazowe w świetle badań laboratoryjnych i pomiarów kopalnianych. „Archiwum Górnictwa” nr 49/spec/2004. Wydawnictwo PAN, Kraków.
• Zorychta A., Chlebowski D., 1998. Analityczna metoda określenia wpływu zaszłości eksploatacyjnych na stan zagrożenia tąpaniami. Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej Tąpania ‘98. Wydawnictwo GIG, Katowice.
• Zorychta A., Burtan Z., Chlebowski D., 1999. Metoda określania stanu zagrożenia tąpaniami w sąsiedztwie dyslokacji tektonicznych. Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud “Cuprum”, nr 10. Wydawnictwo Centrum Badawczo-Projektowe Miedzi Cuprum, Wrocław.
• Zorychta A., Chlebowski D., 2003. Ocena wpływu uskoku na wielkość zagrożenia tąpaniami. Materiały X Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej TĄPANIA ‘2003. Wydawnictwo GIG, Katowice.
• Zorychta A., Tor A., Jakubów A., Burtan Z., Chlebowski D., 2006. Analiza warunków geomechanicznych oraz stanu naprężenia w pokładzie 409/4 w rejonie drążonego chodnika transportowego D-6 na poziomie 900m KWK Zofiówka. AGH, Kraków (materiały niepublikowane).
• Zorychta A. et al., 2007. Opracowanie analitycznej metody określania stanu naprężenia w obszarach pokładu sąsiadujących z zaburzeniami uskokowymi oraz sposobu wyznaczania zasięgu stref spękań i rozluzowania w sąsiedztwie zaburzeń uskokowych. IMG PAN, Kraków (materiały niepublikowane).