Zdolność odkształceniowa otworów wielkośrednicowych wspomagających drogi doprowadzenia powietrza w aspekcie deformacji spowodowanych wpływami eksploatacji górniczej

• Autorzy: Mielimąka Ryszard , Kleta Henryk

Warianty tytułu

EN

Deformation capacity of large-diameter holes supporting air supply routes in terms of deformation caused by the effects of mining exploitation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono założenia i metodę oceny możliwości przejęcia wpływów eksploatacji górniczej przez głębokie otwory wielkośrednicowe, zlokalizowanych w polach eksploatacyjnych. Wyrobiska górnicze są obecnie lokalizowane na coraz większych głębokościach i odległościach od szybów, w takich warunkach skrócenie dróg wentylacyjnych, prowadzenie bardziej efektywnego odmetanowania oraz poprawa warunków klimatyzacyjnych, wymaga nowych rozwiązań techniczno-ruchowych. Jednym z takich rozwiązań jest stosowanie otworów wielkośrednicowych zlokalizowanych z uwzględnieniem ich ochrony z uwagi na wpływy eksploatacji górniczej. Przedstawiony sposób oceny stateczności otworu wielkośrednicowego, który znajduje się w zasięgu oddziaływania eksploatacji górniczej, uwzględnia dwa podstawowe wskaźniki deformacji, a mianowicie odkształcenia pionowe górotworu i promień krzywizny osi pionowej otworu wielkośrednicowego. Ostatecznie ocena stateczności otworu wielkośrednicowego, który znajdzie się w zasięgu oddziaływania projektowanej eksploatacji górniczej oparta jest na porównaniu naprężeń pionowych wywołanych deformacjami górotworu od wpływów eksploatacji górniczej z naprężeniami dopuszczalnymi w obudowie stalowej otworu. Obliczone naprężenia uwzględniają największe względne odkształcenie pionowe górotworu i promień krzywizny osi pionowej otworu wielkośrednicowego, uzyskane z wykonanych obliczeń prognostycznych deformacji górotworu. Dla obliczenia promienia krzywizny linii pionowej osi otworu, prognozowane przemieszczenia poziome opisano za pomocą wielomianu, który po dwukrotnym zróżniczkowaniu pozwala w przybliżeniu uzyskać krzywiznę linii pionowej osi otworu.

EN

The article presents the assumptions and an assessment method involving the possibility to take over the effects of mining exploitation by deep large-diameter holes located in the mining fields. Mining workings are now located at ever greater depths and distances from shafts, and in such conditions, shortening the ventilation ducts, conducting more effective methane drainage and improving air-conditioning systems requires new technical and operational solutions. One of such solutions is the application of large-diameter holes, installed with the ensured protection in terms of the effects of mining exploitation. The presented method of assessing the stability the of a large-diameter hole, which is within the impact of mining exploitation, takes into account two basic indicators of deformation, namely vertical deformation of the rock mass and the radius of curvature of the vertical axis of the large-diameter hole. Ultimately, the stability assessment of a large-diameter hole, which will be within the impact range of the planned mining exploitation, is based on a comparison of vertical stresses caused by rock mass deformations from the effects of mining exploitation with the permissible stresses in the steel casing of the hole. The calculated stresses take into account the highest relative vertical deformation of the rock mass and the curvature radius of the vertical axis of the large-diameter hole, obtained from the prognostic calculations of rock mass deformation. For the calculation of the radius of curvature of the vertical line of the hole axis, the predicted horizontal displacements were described by means of a polynomial which, after double differentiation, approximates the curvature of the vertical line of the hole axis.

Słowa kluczowe

PL

górotwór; otwór wielkośrednicowy; wpływy eksploatacji górniczej; obudowa stalowa

EN

rock mass; large-diameter holes; mining exploitation; mining exploitation influence; steel casing

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 4
• Strony: 32--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.,rys.

Twórcy

autor

Mielimąka Ryszard

• Katedrze Geoinżynierii i Eksploatacji Surowców Wydziału Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej Politechniki Śląskiej w Gliwicach
• Komisja Ochrony Powierzchni, Polska Akademia Nauk Oddział w Katowicach

autor

Kleta Henryk

• emerytowany profesor nadzwyczajny, Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Białek J.: Algorytmy i programy komputerowe do prognozowania deformacji terenu górniczego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003.
• [2] Chudek M., Olaszowski W., Drzęźla B.: Obliczanie deformacji szybu pod wpływem eksploatacji. ZN Pol. Śl., s. Górnictwo z. 48, Gliwice, 1971, str. 123-134.
• [3] Drzęźla B.: Poziome deformacje górotworu przy eksploatacji górniczej. ZN Pol. Śl., s. Górnictwo z. 44, Gliwice, 1971, str. 25-40.
• [4] Kleta H.: Zasady oceny bezpieczeństwa szybów i ich odporność na oddziaływania górnicze. Monografia, wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2013.
• [5] Łukaszczyk Z., Badura H., Dźwigoł R.: Analiza kształtowania się wydajności otworów drenażowych metanu ze ścian eksploatacyjnych węgla kamiennego jako źródła energii– studium przypadku. Rynek Energii, nr 1(158), 2021, s. 16-25, Lublin.
• [6] Mielimąka R.: Wpływ kolejności i kierunku eksploatacji prowadzonej frontami ścianowymi na deformacje terenu górniczego. Monografia, wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2009.
• [7] Mielimąka R., Kleta H.: Prospects of mining operations in shaft protection pillars in terms of the assessment method of strain efficiency of their lining and calculations of rock mass deformation. Geoinformatica Polonica, Vol. 18 (2019), s. 145-155.
• [8] Zych J., Strzałkowski P.: Przemieszczenia i deformacje występujące w szybach pod wpływem eksploatacji górniczej. Metody i środki eksploatacji na dużych głębokościach (Wybrane zagadnienia). Wyd. Pol. Śl., Gliwice, 1987, str. 243-262.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).