Wpływ głębokości zalegania węgli w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym na ich przedkrytyczne i pokrytyczne własności

• Autorzy: Sanetra U.

Warianty tytułu

EN

Impact of the occurrence depth on pre-critical and post-critical properties of coals in the Upper Silesian Coalfield.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania konwencjonalnego trójosiowego ściskania σ1 > σ2 = σ3 = p węgli pochodzących z różnych warstw karbońskich GZW oraz przedstawiono zależności między parametrami wytrzymałościowymi i odkształceniowymi a ciśnieniem okólnym (p = 0-70 MPa). Ciśnienie zastosowane w eksperymencie odpowiadało warunkom wydobywania złóż w rejonie GZW, gdzie obecnie prowadzi się eksploatację do głębokości około 1200 m. Na podstawie wyników uzyskanych z badań stwierdzono, że istnieją zależności funkcyjne między ciśnieniem okólnym a krytycznymi i pokrytycznymi własnościami węgli. Wykazano, że wzrost ciśnienia okólnego powoduje wzrost maksymalnego (krytycznego) naprężenia i odkształcenia krytycznego oraz znaczny wzrost naprężenia resztkowego i odpowiadającego mu odkształcenia resztkowego. Szybkość wzrostu wartości badanych parametrów zależy od zakresu stosowanego ciśnienia okólnego i zawartości poszczególnych grup macerałów w węglach.

EN

The article presents tests of conventional triaxial compression σ1 > σ2 = σ3 = p of coals originating from different Carboniferous layers of the Upper Silesian Coalfield. Moreover, relationships between strength and deformation parameters and circular pressure (p = 0-70 MPa) were presented. The pressures applied in the experiment matched the deposit mining conditions in the Upper Silesian Coalfield areas, where at present mining exploitation is conducted up to the depth of about 1200 m. On the basis of test results it has been ascertained that there exist functional relationships between the circular pressure and critical as well as post-critical coal properties. It has been pointed out that the growth of the circular pressure causes increase in the maximum (critical) stress and critical deformation as well as considerable growth of residual stress corresponding to the residual deformation. The velocity of growth of the values of tested parameters depends on the scope of applied circular pressure and content of individual maceral groups in coals.

Słowa kluczowe

PL

ściskanie trójosiowe węgla; naprężenie różnicowe; ciśnienie okólne; naprężenie krytyczne; wytrzymałość różnicowa; odkształcenie krytyczne

EN

triaxial compression of coal; differential stress; circular pressure; critical stress; residual differetial stress; critical deformation

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 4
• Strony: 71--86
• Opis fizyczny: bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Sanetra U.

Bibliografia

• 1. Bukowska M. (2004): Wytrzymałość na ściskanie wytypowanych węgli Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na tle ich budowy petrograficznej. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko nr 4.
• 2. Bukowska M. (2005): Prognozowanie skłonności do tąpań górotworu metodą wskaźnikowej oceny geologiczno-geomechanicznej w warunkach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prace Naukowe GIG nr 866.
• 3. Bukowska M., Sanetra U., Wadas M. (2007): The Post-peak Failure Properties and Deformational Structures of Rocks under Conventional Triaxial Compression Conditions. Archiwum Górnictwa Vol. 52, issue 3.
• 4. Bukowska M., Sanetra U. (2008): Badania konwencjonalnego trójosiowego ściskania granitu i dolomitu w aspekcie ich własności mechanicznych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 24, z. 2/3.
• 5. Gustkiewicz J. i in. (1999): Własności fizyczne wybranych skał karbońskich Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Skały warstw siodłowych. Kraków, IGSMiE PAN.
• 6. Hoshino K., Koide H., Inami K., Iwamura S., Mitsui S. (1972): Mechanical properties of Japanese tertiary sedimentary rocks under high confining pressures. Geological Survey of Japan, Report No. 244.
• 7. Kidybiński A. (1982): Podstawy geotechniki kopalnianej. Katowice, Wydaw. „Śląsk”.
• 8. Konopko W., Bukowska M. (2008): Parametr tg b jako miara skłonności górotworu do tąpań. Górnictwo i Geoinżynieria t. 32, z. 1.
• 9. Kwaśniewski M. (1986): Wpływ stanu naprężenia, temperatury i prędkości odkształcania na mechaniczne własności skał. Archiwum Górnictwa t. 31, z. 2.
• 10. Kwaśniewski M. (2002): Zachowanie się skał izo- i anizotropowych w warunkach trójosiowego ściskania. Zeszyty Politechniki Śląskiej z. 247.
• 11. Krzysztoń D., Bukowska M., Sanetra U., Gawryś J., Wadas M. (2002): Pokrytyczne własności skał w trójosiowym stanie naprężenia sygnalizowane emisją akustyczną. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 5.
• 12. Krzysztoń D., Sanetra U. (2003): Investigations of rocks triaxial compression at confining pressure from 0 to 70 MPa. Archiwum Górnictwa t. 48.
• 13. Paterson M.S. (1978): Experimental Rock Deformation. The Brittle Field. New York, 1978, Berlin, Heidelberg Springer-Verlag.
• 14. Polska norma PN-G-04301:1996. Skały zwięzłe. Pobieranie i przygotowanie próbek do badań własności mechanicznych i technologicznych.
• 15. Sanetra U. (1994): Wpływ ciśnienia bocznego na własności mechaniczne skał Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w warunkach trójosiowego ściskania. Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej nr 65, Seria Konferencje nr 33.
• 16. Sanetra U., Szedel D. (2000): Zastosowanie kryterium wytrzymałościowego Hoeka-Browna do wyników trójosiowego ściskania próbek skalnych. Konferencja Naukowo-Techniczna Budownictwo Podziemne 2000. Kraków, Uczelniane Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne AGH.
• 17. Sanetra U. (2002): Kąt tarcia wewnętrznego i spójność skał zwięzłych i spękanych. Warsztaty górnicze nt. Problematyka inżynierska z zakresu ochrony terenów górniczych. Sympozja i konferencje nr 55. Kraków, Wydaw. IGSMiE PAN.
• 18. Sanetra U. (2004): Określenie nośności filarów oporowych w stanie pokrytycznym na podstawie badań trójosiowego ściskania karbońskich próbek skalnych. Katowice, GIG (Praca doktorska).
• 19. Sanetra U. (2005): Kąt tarcia wewnętrznego skał zalegających na różnej głębokości. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 6, s. 54–56.
• 20. Sanetra U. (2006): Krytyczne i pokrytyczne własności różnoziarnistych piaskowców karbońskich GZW badanych w trójosiowym ściskaniu. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 6.
• 21. Sanetra U. (2007): Wytrzymałość resztkowa różnych typów litologicznych skał. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 6.
• 22. Volk W. (1973): Statystyka stosowana dla inżynierów. Warszawa, Wydaw. Naukowo-Techniczne.
• 23. Wawersik R., Fairhurst C. (1970): A study of brittle rock fracture in laboratory compression experiments. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. No 6, Vol. 7, s. 561–575.
• 24. Wawersik W.R., Brace W.F. (1971): Post-failure behaviour of granite and diabase. Rock Mechanics and Rock Enginieering No. 3.