Lowering of the land surface as a function of the immediate compressive strength and the softening coefficient of rocks when modelling rock mass deformation in construction in mining areas

• Autorzy: Paleczek Witold

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2021.1.26

Warianty tytułu

PL

O obniżeniach powierzchni terenu w funkcji doraźnej wytrzymałości na ściskanie i współczynnika mięknięcia skał przy modelowaniu deformacji górotworu w budownictwie na terenach górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of the approximation of land settlement in relation to the following: the Knothe Budryk theory and the Chudek-Stefański theory concerning the influence of underground mining on the surface and rock mass. This is determined by the integral formula and was approximated to an algebraic form in such a way that it would not be necessary to use integral calculus, while taking into account the average geomechanical values of the rock mass. Empirical data obtained from 34 types of rocks collected from 16 boreholes of the same rock massif made it possible to create a correlation between the main impacts range and the softening coefficient, the immediate compressive strength and the average volumetric weight of the rock mass. The obtained mathematical equations make it possible to calculate the depressions of the land surface, based on the known geometry of excavations and their depths as well as the parameters of the mentioned rock mass. The results obtained from the integral formulas and the approximating formulas are compared. The presented solutions are used in modelling land surface deformation as a result of underground exploitation of deposits resulting from the need to conduct analyses of construction in mining areas, without the need to use calculus.

PL

Przedstawiono wyniki aproksymacji funkcji osiadania dwóch znanych teorii, tj.: teorii Knothego-Budryka oraz teorii Chudka-Stefańskiego dotyczących wpływów podziemnej eksploatacji górniczej na powierzchnię i górotwór. Funkcję tę, określoną wzorem całkowym, aproksymowano do postaci algebraicznej, w taki sposób, aby nie było konieczności stosowania rachunku całkowego, uwzględniając jednocześnie średnie wartości geomechaniczne masywu skalnego. Dane empiryczne pozyskane z 34 rodzajów skał pozyskanych z 16-tu otworów wiertniczo-badawczych tego samego masywu skalnego umożliwiły utworzyć zależność korelacyjną między promieniem zasięgu wpływów głównych i współczynnikiem mięknięcia, doraźną wytrzymałością na ściskanie oraz średnim ciężarem objętościowym skał górotworu. Uzyskane zależności matematyczne umożliwiają obliczanie obniżeń powierzchni terenu na podstawie znanej geometrii wyrobisk i ich głębokości zalegania oraz wymienionych tu parametrów górotworu. Porównano różnice wyników otrzymywanych ze wzorów całkowych i wzorów aproksymujących. Prezentowane rozwiązania znajdują zastosowanie w modelowaniu deformacji powierzchni terenu wskutek podziemnej eksploatacji złóż wynikających z potrzeb przeprowadzania analiz w budownictwie na terenach górniczych bez konieczności stosowania rachunku całkowego.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; integral and approximating formulas; Knothe-Budryk theory; Chudek-Stefański theory; construction in mining areas

PL

modelowanie numeryczne; formuły całkowe i aproksymacyjne; teoria Knothego-Budryka; teoria Chudka-Stefańskiego; budownictwo na terenach górniczych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2021
• Tom: Z. 27 (177)
• Strony: 189--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Paleczek Witold

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa

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

Bibliografia

• [1] Knothe S., Prognozowanie wpływów eksploatacji górniczej. Wydawnictwo Śląsk, Cieszyn 1984.
• [2] Chudek M., Stefański L., Teoretyczne ujęcie wpływu podziemnej eksploatacji złóż na deformację powierzchni terenu przy uwzględnieniu warstwowej budowy górotworu, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo 145, 1987, 13-62.
• [3] Paleczek W., Modelowanie deformacji powierzchni terenu wskutek podziemnej eksploatacji górniczej w aspekcie budownictwa na terenach górniczych. Seria: Monografie nr 252, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2013.
• [4] Kwiatek J. (red.), Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych, Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice 1998.
• [5] Kwiatek J., Obiekty budowlane na terenach górniczych. Wydanie II, Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2007.
• [6] Borecki M. (red.), Ochrona powierzchni przed szkodami górniczymi. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1980.
• [7] Paleczek W., O funkcjach zależności promienia zasięgu wpływów głównych w zastosowaniu do modelowania przemieszczeń pionowych powierzchni terenu w skutek podziemnej eksploatacji złóż pokładowych z uwzględnieniem własności geomechanicznych masywu skalnego na potrzeby analiz w problematyce budownictwa na terenach górniczych. Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej 2020, seria Budownictwo 26, 133-139.
• [8] 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.
• [9] 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 2020, seria Budownictwo 26, 126-132