The influence of pauses in longwall working on surface strains as measured by soil'strain measurement devices

• Autorzy: Gustkiewicz J. , Kanciruk A. , Stanisławski L.

Warianty tytułu

PL

Wpływ przerw w eksploatacji podziemnej na odkształcenia poierzchni w świetle pomiarów tensometrami gruntowymi

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obserwacje ruchów powierzchni terenu wywołanych podziemną eksploatacją górniczą o szybkościach przekraczających pewne, dawniej niespotykane wartości wykazały pojawienie się zjawisk wcześniej niezauważalnych. Należy do nich wpływ przerw w eksploatacji na zachowanie powierzchni. Wpływ ten jest słabo udokumentowany, a o jego skutkach trwają dyskusje. Dotychczasowe doświadczenia sugerują, że wpływ zatrzymań frontu eksploatacji na powierzchni pojawia się już po upływie czasu rzędu dni. Projektowanie obserwacji takiego wpływu skłania do zastosowania metod pomiarowych ruchów gruntu na powierzchni pozwalających na dowolnie częste odczyty w czasie. Podjęto obserwacje rozwoju odkształceń i ich zmian w czasie pod wpływem eksploatacji i jej rytmicznych sobotnio­-niedzielnych zatrzymań i uruchomień. Do pomiaru poziomych odkształceń gruntu zastosowano gruntowe przetworniki odkształcenia i temperatury typu TTCS-4000.3 (rys. i) wraz z odpowiednią aparaturą rejestracyjną typu KA-8D (rys. 2). Aparatura pomiarowa jest w stanie dokonywać rejestracji odczytów z dowolną częstotliwością. Idea obserwacji polegała na instalacji w gruncie, wzdłuż jednej linii biegnącej nad środkiem pasa obszaru eksploatowanego systemem ścianowym, ciągu przetworników (rys. 4) i pomiarze za ich pomocą odkształceń podczas zbliżania się frontu eksploatacji do początku linii obserwacyjnej, podczas przesuwania się pod nią i po oddaleniu się frontu od końca linii (rys. 3, 5). Przetworniki były zainstalowane w wykopach na głębokości 1,5 m pod powierzchnią, a więc poniżej zasięgu przemarzania gruntu i wahań dobowych temperatury. Wpływ zmian temperatury T podlegającej rocznym wahaniom na wskazania odkształceń E na tensometrach korygowany był na podstawie odczytów początkowych i bieżących według cytowanych w artykule wzorów. Przetworniki miały długość 4 m. Odczyty odkształceń dokonywane były automatycznie co 3 godziny i zapisywane w pamięci urządzenia rejestrującego. Tensometryczne linie obserwacyjne zainstalowane były na terenie dwóch kopalń węgla kamiennego Górnego Śląska: "Wesoła" i "Ziemowit". i w kopalni "Wesoła" eksploatowany był pokład 308, zaś w kopalni "Ziemowit" pokład 207 systemem ścianowym. W obu przypadkach długość ściany wynosiła 200 m. Postęp ściany w kopalni "Ziemowit" wynosił około 4 m/dobę; a w kopalni "Wesoła" około 8 m/dobę. Rozwój odkształceń w czasie dla kopalni "Wesoła" przedstawiają rysunki 6, 7, 8, a dla kopalni "Ziemowit" 9, 10, 11. Ponadto rysunki 7, 8 i 10,11 zawierają dobowe przyrosty odkształceń dla wybranych tensometrów. Rysunki 12, 13, 14 i 15 przedstawiają przykładowo rozwój odkształceń zmierzonych pewnymi tensometrami i postęp frontu eksploatacji w obu przypadkach kopalń, z widocznymi datami jego sobotnio-niedzielnych zatrzymań. Widać, że w przypadku kopalni "Wesoła" istnieją wyraźne związki między zatrzymaniami frontu a zmianami odkształceń. W przypadku kopalni "Ziemowit" taki związek nie jest widoczny. Należy zaznaczyć, że w kopalni "Wesoła" szybkość przesuwu frontu wynosiła około 8 m/dobę natomiast w kopalni "Ziemowit" była około dwa razy mniejsza. Można zatem wysnuć wniosek, że istnieje pewna graniczna szybkość przesuwu frontu eksploatacji, powyżej której zatrzymania frontu przejawiają się wyraźnie na powierzchni. Wyniki sugerują, że te przejawy w postaci przyspieszeń i spowolnień odkształceń dokonują się równocześnie, niezależnie od miejsca pomiaru odkształceń w stosunku do pozycji frontu eksploatacji w większym obszarze.

EN

Observations have been conducted of horizontal soil strains resulting from longwan working as monitored by lines of strain transducers. The observation lines were installed in the area where the underground extraction took place parallel to their laid direction. Measurements were taken every three hours. In one case the observation period exceeded one year; in the other took place over a period of over 8 months. With a face advance of about 8 m per working day, an evident influence of weekend breaks in working on regular accelcrations and retardations of strains in time could be observed. However, the phenomenon was not observed when the face advance was only 4 m per day. Hence, there must be a critical face advance rate above which the influence of rhythmic stoppages in working is manifested on the surface.

Słowa kluczowe

PL

wpływy eksploatacji; prędkość eksploatacji; przestoje frontów

EN

influence of mining; longwall face advance; pauses in working; surface strain

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 48, nr 2
• Strony: 197--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gustkiewicz J.

• Instytut Mechaniki Górotworu, Polska Akademia Nauk, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 27

autor

Kanciruk A.

• Instytut Mechaniki Górotworu, Polska Akademia Nauk, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 27

autor

Stanisławski L.

• Instytut Mechaniki Górotworu, Polska Akademia Nauk, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 27

Bibliografia

• [1] Bac S., 1952: O ruchach gleby pod działaniem mrozu. Z badań czwartorzędu w Polsce, t. 2. Warszawa.
• [2] Gustkicwicz J., 1966: Rezonatorowy czujnik gruntowy. Prace Komisji Nauk Technicznych, Górnictwo 3.
• [3] Gibowicz S.J., Bober A., Cichowicz A., Droste Z., Dychowicz Z., Hordejuk J., Kazimierczyk M., Kij ko A., 1979: Sourcc Study of the Lubin Tremorof 24 March 1977. ActaGcophys. Pol. 27,1,3-38.
• [4] Gustkiewicz J., Kanciruk A., Stanisławski L., 1996. Aparatura do pomiaru odkształceń gruntu i jej zastosowanie. Materiały z konferencji naukowo-technicznej zorganizowanej w ramach obchodu Światowego Dnia Ochrony Środowiska, Krynica.
• [5] Hiickcl S., 1958: Zarys fundamentowania. Warszawa.
• [6] Knothc S., 1951: Zmniejszenie wpływów eksploatacji podziemnej na powierzchni terenu. Przegląd Górniczy t. 6, nr 10.
• [7] Kowalski A., 1993: Deformacje terenu powstałe w wyniku szybkiej eksploatacji górniczej. Nowe doświadczenia, II Dni Miernictwa Górniczego i Ochrony Terenów Górniczych, Ustroń-Jaszowiec.
• [8] Kowalski A., 1995: Deformacje powierzchni nad szybko postępującym frontem eksploatacyjnym na podstawie badań na kopalni Staszic. Prace Naukowe GIG, Seria, Konferencja nr 3, Ochrona powierzchni i obiektów budowlanych przed szkodami górniczymi, Katowice.
• [9] Prikłoński W.A., 1958: Gruntoznawstwo. Warszawa.
• [10] Sroka A., 1999: Dynamika eksploatacji górniczej z punktu widzenia szkód górniczych. Rozprawa habilitacyjna, Studia Rozprawy, Monografie z. 58, IGSMiE PAN, Kraków.