Impact of strength properties of timber linings in former workings on the sinkhole formation hazard. The case study is on the Upper Silesian Coal Basin, Poland

• Autorzy: Strzałkowski Piotr , Dyduch Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2022.142414

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the Upper Silesian Coal Basin (Poland), numerous former workings have been left unprotected after the liquidation of mines in the 19th and the beginning of the 20th century. The workings have been located at low depths. The paper presents the results of strength tests of wood samples acquired from linings in former workings, and the obtained results have been compared to the results achieved in tests of samples of wood intended to be used in a reconstruction of a historic gallery. The tests consisted in determining the bending strength of wood in compliance with the applicable Polish standard. The results showed that the wood from historic mines was characterised by high variability of bending strength – usually much lower than that of the wood intended for construction. Too low bending strength of timber may result in caving in shallow excavation and lead to sinkhole creation on the surface.

Słowa kluczowe

EN

old workings timber lining; timber bending strength; sinkhole hazard; wood laboratory tests

PL

wyrobisko; kopalnia; sztolnia

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 67, no. 3
• Strony: 531--543
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Strzałkowski Piotr

• Silesian University, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3942-3935

autor

Dyduch Grzegorz

• Silesian University, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6293-8350

Bibliografia

• [1] I. Contrucci, C. Balland, J. Kinscher, M. Bennani, P. Bigarre, P. Bernard, Aseismic Mining Subsidence in an Abandoned Mine: Influence Factors and Consequences for Post-Mining Risk Management. Pure and Applied Geophysics 176 (2), (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s00024-018-2015-6.
• [2] S. Duży, G. Dyduch, W. Preidl, G. Stacha, Trwałość infrastruktury podziemnej w aspekcie ochrony powierzchni na terenach górniczych i pogórniczych. XXV Konferencja naukowo-techniczna, Rybnik, październik 2018. Red. Stanisław Duży. Naczelna Organizacja Techniczna, Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa. Oddział Rybnik, Rybnik (2018).
• [3] G. Dyduch, W. Preidl, G. Stacha, Sztolnie górnicze na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego Budownictwo Górnicze i Tunelowe 23 (2) (2017).
• [4] M. Genis, A. Akcin, O. Aydan, G. Bacak, Investigation of possible causes of sinkhole incident at the Zonguldak Coal Basin, Turkey. Geomechanics and Engineering 16 (2), (2018). DOI: https://doi.org/10.12989/gae.2018.16.2.177.
• [5] R. A. Ignat’ev, E. R. Ignat’ev, Improvement of Design and Installation of Injection Rock Bolt Support. Journal of Mining Science 53 (3) (2017). DOI: https://doi.org/10.1134/S1062739117032440.
• [6] M. A. Jinrong, Y. P. Chugh, Design and analysis of coal combustion by products (CCBs) based artificial supports. Mining Science and Technology-Wang, Ge&Guo (eds.) Taylor&Francis Group, (2004).
• [7] A. Kidybiński, Podstawy geotechniki kopalnianej. Wydawnictwo Śląsk, Katowice (1982).
• [8] M. Mahoutian, M. Shekarchi, N. Ali Libre, Application of steel fiber reinforced lightweight aggregate concrete in underground mining. Journal of Mining Science 5 (2011). DOI: https://doi.org/10.1134/S1062739147050091.
• [9] T. Mikoś, J. Chmura, A. Tajduś, Górniczo-geotechniczne metody adaptacji i rekonstrukcji zabytkowych podziemi. Wydawnictwo AGH, Kraków (2014).
• [10] K. Pieprzyk-Klimaszewska, PhD thesis, Wpływ mineralizacji ewaporatowej na właściwości mechaniczne drewna w zabytkowych kopalniach soli. AGH Kraków, Poland (2012).
• [11] Polska norma PN-77/D-04103 Drewno – Oznaczanie wytrzymałości na zginanie statyczne. (1977).
• [12] Polska norma PN-77/D-04227 Drewno Ogólne wytyczne pobierania. (1977).
• [13] S.S. Peng, Coal Mine Ground Control. West Virginia University. Morgantown (2008).
• [14] A. Sałustowicz, Zarys mechaniki górotworu. Wydawnictwo Śląsk, Katowice (1982).
• [15] R.N. Stone, C. Risbrudt, J. Howard, Wood products use by coal mines. Forest Products Journal 35 (6), (1985).
• [16] E. Strzałkowska, The application of thermal analysis in testing the combustibility of timber used in supporting of mine roadways. Mining of Sustainable Development, 28 November 2018, Gliwice, Poland. IOP Conference Series; Earth and Environmental Science 261 (2019). DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/261/1/012049.
• [17] P. Strzałkowski, Mathematical Model of Forecasting the Formation of Sinkhole Using Salustowicz’s Theory. Archives of Mining Science 60 (1) (2015). DOI: https://doi.org/10.1515/amsc-2015-0005.
• [18] P. Strzałkowski, The proposal of predicting formation of sinkholes with an exemplary application. Journal of Mining Science 1 (2017). DOI: https://doi.org/10.1134/S1062739117011835.
• [19] P. Strzałkowski, K. Tomiczek, Proposal of a methodology assessing the risk of sink holes formation in mining areas. International Journal of Mining Sciences and Technology 25 (1), (2015). DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-018-8002-5.
• [20] P. Strzałkowski, Przykład wykorzystania teorii sklepienia ciśnień do określenia możliwości powstania zapadliska. Wiadomości Górnicze 10 (2015).
• [21] P. Strzałkowski P Sinkhole formation hazard assessment. Environ Earth Sci. 78 (9) (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-018-8002-5.
• [22] K. Szafulera, PhD thesis, Wpływ eksploatacji górniczej na stateczność płytkich wyrobisk porudnych i występowanie deformacji nieciągłych. (2011) Politechnika Śląska, Gliwice, Poland.
• [23] A. Tajduś, M. Cała, K. Tajduś, Geomechanika w budownictwie podziemnym. Projektowanie i budowa tuneli. Wydawnictwo AGH, Kraków (2012).
• [24] M. Toderas, R.I. Moraru, M. Popescu-Stelea, Underground mine workings convergence dependence on operation time and location depth. Journal of Mining Science 51 (3), (2015). DOI: https://doi.org/0.1134/S1062739115030163.
• [25] G.G. Uyar, C.O. Akso, New Support Suggestions to High Swelling Clayey Rock Mass. Journal of Mining Science 54, (4) (2018). DOI: https://doi.org/10.1134/S1062739118044087.
• [26] N. Zyska, L. Pluta, Obudowa drewniana. Część I. Drewno kopalniane i obudowa drewniana. Wydawnictwa Górniczo-Hutnicze, Katowice (2018).

Uwagi

PL

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)