Możliwości stosowania modeli numerycznych do opisu deformacji powierzchni terenu górniczego

• Autorzy: Wesołowski M.

Warianty tytułu

EN

Possibilities of applying numerical models for the description of deformation of the mining area surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego wpływu prowadzonej eksploatacji górniczej na deformacje powierzchni terenu górniczego przy wykorzystaniu modeli numerycznych bazujących na mechanice ośrodka ciągłego. Do procesu modelowania numerycznego deformacji terenu górniczego, zastosowano program komputerowy FLAC. Analizę oparto na wyidealizowanym przypadku eksploatacji ścianowej. Dla przeprowadzenia symulowanej eksploatacji górniczej i określenia jej wpływu na deformacje powierzchni terenu zbudowano płaski model o wymiarach 2000 m x 1000 m. W modelu rozpatrywano wyłącznie rejon krawędzi rozpoczynającej eksploatację górniczą. Przeprowadzony cykl symulacji komputerowych wykazał, że przy zastosowaniu sprężystego modelu transwersalnie izotropowego oraz modelu ubiquitous joint istnieje możliwość jednoczesnego opisu zarówno przemieszczeń pionowych, jak i poziomych górotworu, wywołanych eksploatacją górniczą. Zgodny z pomiarami opis deformacji powierzchni terenu uzyskano, wprowadzając do modelu transwersalnie izotropowego elementy kontaktowe (interfaces) do modelowania kontaktów międzywarstwowych.

EN

This paper presents the results of numerical modeling of the influence of mining exploitation on the deformations of the surface of the mining area by means of numerical models based on continuum mechanics. The computer program FLAC was used for the process of numerical modeling of the deformation of the mining area. The analysis was based on idealized long wall exploitation. For the purpose of the simulation of the mining exploitation and the determination of the influence on the deformations of the surface mining area a flat model of 2000 m x 1000 m was developed. In the model, only the region of the edge of the mining exploitation was considered. The conducted cycle of the computer simulations shows that the use of elastic transversally isotropic model as well as the ubiquitous joint model enables a simultaneous description of both the perpendicular dislocations and the horizontal dislocations of the rock mass which are triggered by mining exploitation. A correct description of the deformation of the surface area was obtained after introducing to the model the transversally isotropic contact elements (interfaces) used for the modeling of contacts between layers.

Słowa kluczowe

PL

górotwór; model obliczeniowy; niecka obniżeń; deformacje terenu

EN

rock mass; calculation model; subsidence trough; deformation of area

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 70, nr 4
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wesołowski M.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• 1. Białek J.: Wpływ własności reologicznych górotworu oraz kierunku eksploatacji na kształt nieustalonych niecek obniżeniowych. „Przegląd Gómiczy" 2013, nr 8.
• 2. Białek J., Mielimąka R., Wesołowski M.: Ein linear, transversal-anisotropisches Gebirgsmodell zur Modellierung Abbaubedingter Gebirgsbewegungen. Schriftenreihe des Institutes fur Markscheidewesen und Geodasie der TU Bergakademie Freiberg, Heft 1, 2002.
• 3. Budryk W., Knothe S.: Wpływ eksploatacji podziemnej na powierzchnie z punktu widzenia ochrony obiektów. „Przegląd Górniczy" 1950, nr 11.
• 4. FLAC User's Manual. Itasca Consulting Group. Minneapolis 1992.
• 5. Kołodziejczyk P., Wesołowski M.: The influence of deformational parameters of a numerical model on the subsidence basin profile for chosen working dept. Archiwum górnictwa, t. 4, vol. 55. Kraków 2010.
• 6. Kwaśniewski M., Wang J.: Analiza numeryczna deformacji górotworu wywołanych eksploatacją górniczą. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej'96, Kraków 1996.
• 7. Mielimąka R.: Wpływ kolejności i kierunku eksploatacji prowadzonej frontami ścianowymi na deformacje terenu górniczego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009.
• 8. Popiołek E., Ostrowski J.: Próba ustalenia głównych przyczyn rozbieżności prognozowanych i obserwowanych poeksploatacyjnych wskaźników deformacji. Ochrona Terenów Górniczych, nr 58, Katowice 1980.
• 9. Sainsbury B., Pierce M., Mas Ivars D.: Simulation of rock mass strength anisotropy and scale effects using a Ubiquitous Joint Rock Mass (U.1RM) model. Continuum and Distinct Element Numerical Modeling in Geo-Engineering - 2008 - Hart, Detournay & Cundall (eds.) Paper: 06-02 Itasca Consulting Group, Inc., Minneapolis, ISBN 978-0-9767577-1-9.
• 10. Wesołowski M., Białek J., Kołodziejczyk P., Plewa F.: Modelowanie wpływów eksploatacji górniczej przy wykorzystaniu modeli numerycznych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
• 11 Wesołowski M.: Wybrane aspekty modelowania numerycznego ruchów górotworu pod wpływem eksploatacji podziemnej i jej oddziaływania na obiekty. Praca doktorska (niepublikowana), Politechnika Śląsk Wydział Górnictwa i Geologii, Gliwice 2001.
• 12. Wesołowski M.: Zastosowanie liniowego ośrodka transwersalnie izotropowego do modelowania deformacji terenu górniczego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013.
• 13. Zych J.: Analiza wyników obserwacji geodezyjnych w rejonie kopalni „Moszczenica". Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, s. Górnictwo 1979, z 88.