Sposoby wzmocnienia górotworu dla poprawy stateczności wyrobisk korytarzowych na dużej głębokości w warunkach występowania zagrożeń naturalnych i technicznych w kopalniach węgla kamiennego

• Autorzy: Wardas A. , Bobek R. , Śledź T. , Twardokęs J. , Ratajczak A. , Głuch P.

Warianty tytułu

EN

Ground control for ensuring the stabilization of roadways located at considerable depths in the conditions of natural and mining risks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W praktyce polskiego górnictwa podziemnego powszechne zastosowanie znajdują dwa systemy obudowy wyrobisk górniczych, w którym pierwszy chroni przekrój wyrobiska (obudowy sztywne), a drugi konstrukcję obudowy (obudowy podatne np. typu ŁP). W warunkach głębokich kopalń istotnym elementem obudowy powinien się stać otaczający górotwór, który we współpracy z obudową powinien zapewnić stateczność wyrobiska. Uwarstwiony i naturalnie spękany masyw skalny wokół wyrobiska może być wzmocniony przez przyłożenie do jego powierzchni, jak również do głębszych warstw skalnych, siły ograniczającej jego deformacje, który powoduje wytworzenie korzystnego stanu naprężenia na obrysie wyłomu wyrobiska, zwiększenie sił tarcia zarówno między warstwami, jak i między spękaniami, ograniczanie możliwości rozwarstwiania się masywu. Uwzględniając złożone warunki geologiczno-górnicze przedstawiono systemy obudów wyrobisk górniczych, w których wzmocnienie górotworu stanowi istotny element obudowy. Omówiono rozwiązania konstrukcji obudów, w których wykorzystuje się obudowy podporowe współpracujące alternatywnie z kotwiami krótkimi, długimi, mechaniczną wykładką za obudową, iniekcją, sprężaniem skał wokół wyrobiska, stosowaniem betonu natryskowego izolacyjnego i konstrukcyjnego. Rozwiązanie obudowy kotwiowej i podporowo-kotwiowej zespolonej z górotworem z podpornością wstępną jest alternatywą zapewnienia stateczności wyrobiska, w którym stosowane środki i metody są poprawione i bardziej efektywnie wykorzystane tak, że wzmocnienie górotworu wokół wyrobiska powoduje zmniejszenie obciążenia obudowy ze strony deformującego się górotworu, a obudowa ma rosnącą podporność.

EN

In the Polish underground mining practice, two heading support systems are commonly used. The first protects the section of the heading (rigid supports) while the second one protects the structure of the lining (i.e. yielding arch supports). In the conditions of deep mines, the surrounding rock mass should become a significant element of the supports. While cooperating with the supports, it should ensure the stability of the heading. The layered and naturally fractured rock mass around the heading may be reinforced by applying a force that limits its deformation to its surface as well as to deeper rock layers. The force then causes favourable stress conditions at the outline of the face of the heading, an increase in the friction forces both between the layers and between the fractures and a decrease in the probability of separation of the rock mass caused by bolting. While giving consideration to complex geological and mining conditions, the paper presents heading support systems in which the protection of the rock-mass constitutes a significant element of the support system. The paper also includes an overview of the support structures in which chock supports are used, cooperating alternatively with short and long rockbolts, the mechanical lining behind the supports, the injection, the compression of rocks around the heading as well as the application of insulating and structural shotcrete. The lining solution in the form of roof-bolting or roof-bolting with supports bonded with the rock mass and with an initial bearing capacity constitutes a modern alternative for providing the stability of the heading. In such a solution, the measures and methods are corrected and more effective. As a result, the protection of the rock mass around the heading causes a decreased load on the lining caused by the deformation of the rock mass while the lining is characterized by an increased load bearing capacity.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo; obudowa wyrobisk korytarzowych; systemy obudowy

EN

mining; roadway supports; heading support systems

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 94
• Strony: 53--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Wardas A.

• JSW SA KWK Knurów-Szczygłowice, Knurów

autor

Bobek R.

• JSW SA KWK Knurów-Szczygłowice, Knurów

autor

Śledź T.

• JSW SA KWK Knurów-Szczygłowice, Knurów

autor

Twardokęs J.

• JSW SA KWK Knurów-Szczygłowice, Knurów

autor

Ratajczak A.

• JSW SA KWK Knurów-Szczygłowice, Knurów

autor

Głuch P.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Chudek i in. 2000 – Chudek, M., Duży, S., Kleta, H., Kłeczek, Z., Stoiński, K. i Zorychta, A. 2000. Zasady doboru i projektowania obudowy wyrobisk korytarzowych i ich połączeń w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny. Wydawnictwo Katedry Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Ochrony Powierzchni Politechniki Śląskiej, Gliwice–Kraków–Katowice, s. 1–161.
• [2] Duży, S. 2005. Ocena bezpieczeństwa konstrukcji wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem zmienności warunków naturalnych i górniczych. Warsztaty Górnicze 2005 r. z cyklu „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, Kazimierz Dolny nad Wisłą, s. 243–256.
• [3] Duży, S. 2007. Zachowanie się odrzwi stalowej obudowy podatnej w warunkach deformacyjnych ciśnień górotworu w świetle obserwacji dołowych. Górnictwo i Geoinżynieria, Rok 31, z. 3, s. 205–212.
• [4] Drzęźla i in. 2000 – Drzęźla, B., Mendera, Z., Barchan, A., Głąb, L. i Schinohl, J. 2000. Obudowa górnicza. Zasady projektowania i doboru obudowy wyrobisk korytarzowych w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny. Wydawnictwo Górnicze, Katowice.
• [5] Głuch, P. 2015a. Advanced Support – Advanced Technology w systemie wysokowydajnego drążenia i utrzymania wyrobisk korytarzowych. Materiały Konferencyjne – XXIV Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków, 23–27.02.2015, CD-ROM, s. 1–10.
• [6] Głuch, P. 2015b. Charakterystyka pracy odrzwi obudów podporowych spłaszczonych. Materiały Konferencyjne – Akademia Obudowy, Brenna, CD-ROM, s. 1–73.
• [7] Głuch, P. 2015c. Technologiczne aspekty wykonywania wyrobisk korytarzowych w obudowach poszerzonych. Materiały konferencyjne – Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego – XI Międzynarodowa Konferencja „Bezpieczeństwo pracy urządzeń transportowych w górnictwie”, Ustroń, Monografia rozdz. 21, s. 1–10.
• [8] Głuch, P. 2015. Konstrukcja obudowy spłaszczonej ŁPSp i ŁPSp3R dla wyrobisk górniczych w warunkach dużej głębokości. Materiały Konferencyjne – Vysoka Skola Banska, Seminarium pt. „Reinforcement, saling anchoring of rock massif and building structures 2015” 12–13.02.2015, Ostrava, s. 50–57.
• [9] Kudela i in. 2015 – Kudela, J., Horst, R., Krasucki, K., Śpiewak, T. i Głuch, P. 2015. Rozwiązanie obudowy spłaszczonej dla chodnika przyścianowego. Materiały Konferencyjne – XXXVIII Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Karpacz 2015, „CUPRUM” Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwo Rud nr 1(74), s. 41–52.
• [10] Rułka, K. i in. 2001. Uproszczone zasady doboru obudowy odrzwiowej wyrobisk korytarzowych w zakładach wydobywających węgiel kamienny. Główny Instytut Górnictwa, Seria Instrukcje nr 15, Katowice.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.