Wskaźniki deformacji powierzchni terenu w ujęciu przestrzennym z uwzględnieniem siedmiu właściwości geomechanicznych skał górotworu

• Autorzy: Paleczek Witold

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.1322

Warianty tytułu

EN

Indicators of land surface deformation in spatial terms, including seven geomechanical properties of rock mass

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono formuły matematyczne umożliwiające modelowanie deformacji powierzchni terenu na terenach górniczych wskutek podziemnej eksploatacji złóż pokładowych. Modelowanie zastosowano przy wykorzystaniu przestrzennych wskaźników deformacji górotworu. Opracowane modele matematyczne na podstawie analogii do teorii Knothego-Budryka oraz do teorii Chudka-Stefańskiego umożliwiają obliczanie takich wskaźników deformacji, jak: obniżenia, nachylenia i krzywizny w ujęciu 3D. Z analogii do postulatu S. G. Awierszyna otrzymano: odkształcenia poziome i przemieszczenia poziome. Uwzględniono możliwość zastosowania w modelu górotworu łącznie do siedmiu parametrów geomechanicznych masywu skalnego w formie ich wartości uśrednionych: wykorzystano przy tym zależności empiryczne z danych pozyskanych z 16 otworów wiertniczo-badawczych i 34 rodzajów skał. W wymienionych tu teoriach można zastosować maksymalnie do dwóch parametrów geomechanicznych. Wyprowadzone formuły matematyczne umożliwiają również weryfikację symulacji numerycznych stosowanych obecnie do prognozowania wpływów eksploatacji górniczej na powierzchnię oraz korzystanie z tych formuł bez konieczności stosowania rachunku całkowego. Proponowane formuły, w szczególnych przypadkach, prowadzą do wzorów występujących we wspomnianych tu teoriach i są stosowane przy prowadzeniu analiz w budownictwie na terenach górniczych.

EN

Mathematical formulas for modeling deformations are presented land surface in mining areas as a result of underground exploitation of seam deposits. Modeling was carried out using spatial indicators of rock mass deformation. Developed mathematical models based on analogies to the Knothe-Budryk theory and to the theory Chudek-Stefański enable the calculation of deformation indicators such as: depression, inclination and curvature in 3D. By analogy to S.G.’s postulate Awiershina received: horizontal deformations and horizontal displacements. Possibility of use in the model was taken into account rock mass, including up to seven geomechanical parameters of the rock mass in the form of their values averaged: empirical relationships from data obtained from 16 wells were used drilling and research and 34 types of rocks. The theories listed here can be applied up to two geomechanical parameters. Derived mathematical formulas they also enable verification of numerical simulations currently used for forecasting influence of mining exploitation on the surface and the use of these formulas without necessity applying integral calculus. The proposed formulas, in special cases, lead to patterns appearing in the theories mentioned here and are used when conducting analyzes in construction in mining areas.

Słowa kluczowe

PL

wskaźniki deformacji; niecka obniżeniowa; teoria Knothego-Budryka; teoria Chudka-Stefańskiego; budownictwo na terenach górniczych

EN

deformation indicators; subsidence trough; Knothe-Budryk theory; Chudek-Stefański theory; construction in mining areas

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 94, nr 11-12
• Strony: 109--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Paleczek Witold

• Wydział Budownictwa, Politechnika Częstochowska

• https://orcid.org/0000-0003-4742-2078

Bibliografia

• [1] Knothe S., Prognozowanie wpływów eksploatacji górniczej, Wydawnictwo Śląsk, Cieszyn, 1984
• [2] Paleczek W., Modelowanie deformacji powierzchni terenu wskutek podziemnej eksploatacji górniczej w aspekcie budownictwa na terenach górniczych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Seria: Monografie nr 252, Częstochowa, 2013
• [3] Kwiatek J. (red.), Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych, Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice, 1998
• [4] Borecki M. (red.), Ochrona powierzchni przed szkodami górniczymi, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1980
• [5] Białek J., Algorytmy i programy komputerowe do prognozowania deformacji terenu górniczego, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003
• [6] Borecki M., Chudek M., Mechanika górotworu, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1972
• [7] Chudek M., Sapicki K. F. (red), Ochrona środowiska w Górnośląskim i Donieckim Zagłębiu Węglowym, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004
• [8] Kicki J., Jarosz J., Sobczyk E. J., Saługa P., Dyczko A. (red.), Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Sympozja i Konferencje nr 66, Polska Akademia Nauk, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, Kraków, 2006
• [9] Kwiatek J. (red.), Problemy eksploatacji górniczej pod terenami zagospodarowanymi, Główny Instytut Górnictwa, Katowice, 2005
• [10] Paleczek W., Metoda określania wielkości i zasięgu deformacji powierzchni terenu powodowanych podziemną eksploatacją złóż z uwzględnieniem własności geomechanicznych skał górotworu, Polska Akademia Nauk, Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Studia z Zakresu Inżynierii nr 58, Warszawa, 2007
• [11] Chudek M. (red.), Kompleksowa metoda prognozowania oddziaływania wpływu podziemnej eksploatacji złóż oraz wstrząsów górotworu na chronione obiekty powierzchniowe w brzeżnym obszarze niecki obniżeniowej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003
• [12] Szpetkowski S., Pomiary deformacji na terenach górniczych, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1978
• [13] Paleczek W., O aproksymacji funkcji osiadań powierzchni terenu wskutek podziemnej eksploatacji złóż z uwzględnieniem danych geomechanicznych masywu skalnego na potrzeby modelowania w budownictwie na terenach górniczych, Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej, seria: Budownictwo 26/2020, str. 126-132
• [14] Kwiatek J., Obiekty budowlane na terenach górniczych, Główny Instytut Górnictwa, Katowice, 2007
• [15] Duży S., Studium niezawodności konstrukcji obudowy i stateczności wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem niepewności informacji, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 1750/2007