Badania modelowe mechanizmu zawisania stropu wyrobiska ścianowego w warunkach eksploatacji złoża systemem ścianowym

• Autorzy: Janoszek Tomasz , Rajwa Sylwester , Walentek Andrzej

Warianty tytułu

EN

Model tests of the rock mass destroying mechanism due to hanging roof in a longwall working

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zwrócono szczególną uwagę na zagadnienie związane z trudnością w utrzymaniu stateczności wyrobiska ścianowego w przypadku niekorzystnego zjawiska zawisania stropu wyrobiska ścianowego w warunkach prowadzonej eksploatacji systemem ścianowym na zawał. W tym celu przeprowadzono badania analityczne i numeryczne z zamiarem określenia parametrów, które determinują proces zawisania warstwy stropu wyrobiska ścianowego. Metodą analityczną badano wpływ parametrów fizyko- -mechanicznych oraz geometrycznych górotworu na proces zawisania stropu wyrobiska ścianowego nad zrobami interpretowany wartością jego ugięcia. Przedstawiono schemat obliczeniowy oraz warunki wytrzymałościowe procesu wydłużania belki (wspornika) w stropie wyrobiska. Natomiast za pośrednictwem obliczeń numerycznych badano wpływ wybranych parametrów modelu Coulomba-Mohra na wartości długości wspornika oraz obniżenia stropu dla określonych parametrów geometrycznych i mechanicznych obudowy zmechanizowanej. Otrzymane wyniki badań modelowych pozwoliły na określenie zależności opisujących wpływ wybranych parametrów mechanicznych skał i geometrycznych warstwy stropu wyrobiska ścianowego na proces jego powstawania i zawisania.

EN

The article focuses on the problem in maintaining the stability of a longwall working caused by the unfavourable phenomenon of the hanging roof in a longwall working. Model tests were carried out, intended to define the parameters that determine the process of roof hanging, based on the analytical and numerical methods. The analytical method was applied to study the influence of physic-mechanical and geometrical parameters of the rockmass on the process of roof hanging in the longwall working, interpreted the value of its deflection. The calculation scheme as well as the strength and stress conditions of the roof beam lengthening process in the longwall working are presented. Whereas, in the numerical calculations the influence of parameters of the Coulomb-Mohr’s model on the length and the deflection of the roof strata for given geometrical and mechanical parameters of the powered roof support, were investigated. The obtained results allowed to determine parameters describing influence of the selected mechanical and geometric parameters of the roof of the longwall working on the process of its hanging.

Słowa kluczowe

PL

stateczność; wyrobisko ścianowe; zawisanie stropu; modelowanie

EN

stability; longwall working; hanging roof; modelling

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 9
• Strony: 1--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Janoszek Tomasz

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Rajwa Sylwester

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Walentek Andrzej

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] BILIŃSKI A. 2005 - Metoda doboru obudowy ścianowych wyrobisk wybierkowych i chodnikowych do warunków pola eksploatacyjnego. Prace naukowe – Monografie CMG KOMAG, Gliwice.
• [2] GUO WEI-BIN, WANG HONG-SHENG, DONG GUO-WEI, HUANG YAOGUANG. 2017 - A case study of effective support working resistance and roof support technology in thick seam fully-mechanized face mining with hard roof conditions. Sustainability, 9, 935, 1-17.
• [3] KŁECZEK Z. 1994 - Geomechanika górnicza. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice.
• [4] LIU CHUANG, LI HUAMIN, JIANG DONGJIE 2017 - Numerical simulation study on the relationship between mining heights and shield resistance in longwall panel. International Journal of Mining Science and Technology 270, p. 293-297.
• [5] PALUCH M., TAJDUŚ A. 2008 - Analiza wytrzymałościowa stropu będącego w kontakcie dwuparametrowym z pokładem przy eksploatacji na zawał. „Górnictwo – Geoinżynieria”, R. 32, z.1.
• [6] PRUSEK S., RAJWA S., WALENTEK A., MASNY W. 2016 - Powered support selection for longwall workings in dynamic load conditions. 3rd International Symposium on Mine Safety Science and Engineering, Montreal, August, p. 13-19.
• [7] PRUSEK S., MASNY W. 2015 - Analysis of damage to underground workings and their supports caused by dynamic phenomena. Journal of Mining Science. Vol.51, Issue 1, pp.63–72.
• [8] PRUSEK S., PŁONKA M., WALENTEK A. 2016a - Applying the ground reaction curve concept to the assessment of shield support performance in longwall faces. Arabian Journal of Geosciences nr 9: 167.
• [9] PRUSEK S., WALENTEK A., KLABIS L., MALESZA A. 2012 - Badania ruchów górotworu oraz deformacji obudowy w chodniku międzyścianowym. „Budownictwo Górnicze i Tunelowe” nr 4.
• [10] PRUSEK S. 2014 - Czynniki wpływające na powstanie obwałów skał stropowych w ścianach prowadzonych z zawałem skał stropowych. „Przegląd Górniczy” nr 3, s. 71-78.
• [11] PRUSEK S. 2016 - Stateczność wyrobisk ścianowych podczas eksploatacji pokładów węgla kamiennego z zawałem skał stropowych. GIG, Katowice.
• [12] RAJWA S. 2016 - Wpływ nośności spągu na warunki utrzymania stropu ściany. „Przegląd Górniczy” nr 10, s. 44-50.
• [13] RAJWA S. 2017 - Główne przyczyny utraty stateczności wyrobiska ścianowego. Wydawnictwo WUG, nr 03.
• [14] SONG G., YANG S. 2015 - Investigation into strata behavior and fractured zone height in a high-seam longwall coal mine. The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. Volume 115, 781-788.
• [15] SZWEDA S. 2004 - Identyfikacja parametrów charakteryzujących obciążenie sekcji obudowy zmechanizowanej spowodowane dynamicznym oddziaływaniem górotworu. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [16] WALENTEK A., JANOSZEK T., LUBOSIK Z., PRUSEK S. 2018 - Wpływ konwergencji chodnika przyścianowego na proces przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni – badania modelowe. „Przegląd Górniczy”, nr 3, s. 15-25.
• [17] WOSZ R. 2006 - Ugięcie stropu nad eksploatowanym złożem rudy miedzi LGOM – wpływ wartości współczynnika eksploatacji na powstawanie stref odciążenia miedzy warstwami stropowymi. „Górnictwo i Geoinżynieria”, z. 3.
• [18] UDEC 4.0 GUI. A. - Graphical User for UDEC. 2004 Itasca Consulting Group, Inc.
• [19] Opracowanie zbiorowe. Mały poradnik mechanika. Tom 1-2. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1994.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).