Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Podziemne retencyjne zbiorniki węgla. Typowe uszkodzenia i metody oceny stanu technicznego

Bock S., Rotkegel M., Szymała J.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 3

39--51

PL

Zbiorniki retencyjne są jednymi z kluczowych wyrobisk zapewniających ciągłość odstawy urobku i funkcjonowania kopalni. Pomimo tego są one stosunkowo rzadko kontrolowane. Wynika to między innymi z utrudnionego dostępu. W artykule zebrano przykłady typowych uszkodzeń zbiorników, sposobów oceny ich stanu technicznego oraz metod badawczych. Zaprezentowane metody zostały pozytywnie zweryfikowane w wielu akcjach pomiarowych prowadzonych przez specjalistów Głównego Instytutu Górnictwa.

EN

Storage bunkers are one of the essential workings that ensure continuity of output haulage and operation of mine. Nevertheless, they are relatively rarely controlled. This is due to, among others, difficult access. The authors of the paper collected examples of typical damage of bunkers, methods of assessment of their technical condition and research methods. The presented methods have been positively verified in numerous measurement actions carried out by specialists from the Central Mining Institute.

2

Ocena skuteczności stosowania torkretu do naprawy obudowy szybów na podstawie badań in-situ

Szymała J., Bock S., Rotkegel M., Małecki Ł.

Wiadomości Górnicze

|

2015

|

R. 66, nr 9

428--438

PL

Jednym ze sposobów naprawy uszkodzonej obudowy szybowej jest zastosowanie powłoki torkretowej. Ocena jakości naprawionej obudowy najczęściej prowadzona jest na podstawie oceny przyczepności warstwy torkretowej z wykorzystaniem metody „pull-off" lub na podstawie oceny rdzeni pobranych z obudowy. W artykule przedstawiono ocenę przyczepności torkretu do naprawionej obudowy szybowej na podstawie wyników uzyskanych z badań dołowych w trzech szybach wybranych polskich kopalń.

EN

One of the ways to repair a damaged shaft's lining consists in application of shotcrete coating. Evaluation of quality of the repaired lining is most commonly carried out on the basis of the assessment of adhesion properties of a shotcrete layer, with the use of a „pull-off" method, or on the basis of assessment of cores taken from the lining. The article presents an assessment of shotcrete adhesion properties to the repaired shaft lining on the basis of the results obtained from underground tests in three shafts of selected Polish mines.

3

Badania degradacji ziarnowej wybranych materiałów zasypowych do likwidacji szybów górniczych

Całus-Moszko J., Bock S., Prusek St.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 6

42--49

PL

Artykuł dotyczy zagadnienia doboru materiałów zasypowych do likwidowanych szybów górniczych. Materiały te charakteryzować się powinny określonymi własnościami, zapewniającymi bezpieczeństwo zarówno podczas, jak i po zakończeniu procesu likwidacji szybu. Jedną z takich własności jest wodoprzepuszczalność, na którą wpływ ma skład ziarnowy danego materiału. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych oraz dołowych, których celem była ocena zmian składu ziarnowego żużla stalowniczego i granitu. Dokonano oceny degradacji ziarnowej tych materiałów z uwagi na ich zrzut do likwidowanego szybu Żeromski w ZG „Piekary”. Przedstawiono degradację ziarnową dla dwóch głębokości zrzutu do szybu, tj. 190 m i i 303 m. Artykuł przedstawia również wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzonych za pomocą programu PFC3D, których celem była ocena zmian składu ziarnowego żużla i granitu, dla większych głębokości zrzutu do likwidowanego szybu (do 1000 m).

EN

This paper presents the issue of filling material selection used for mine shafts closure. These filling materials should be characterized by certain properties that provide security both during and after the shaft closure. One such property is the water permeability which is affected by the grain size distribution of the material. The paper presents the results of laboratory and underground tests of filling materials, whose aim was to assess the changes in grain size composition of metallurgical slag and granite. An assessment of grain degradation was made due to the dropping into the shaft “Żeromski” in “Piekary” colliery. The tests were performed in the active part of the shaft over its length up to a depth of 190 and 303 m. This paper also presents the results of numerical calculations performed by the use of PFC3D, whose aim was to assess the changes in grain composition of metallurgical slag and granite for larger heights of dropping to the shaft (up to 1000 m).

4

New open-source ANSYS-SolidWorks-FLAC3D geometry conversion programs

Bock S.

Journal of Sustainable Mining

|

2015

|

Vol. 14, iss. 3

124--132

EN

Numerical calculations are used increasingly often to obtain a stress-strain state in many engineering problems. A popular program for this type of calculation which makes use of the finite difference method (a continuous method) is Itasca's FLAC3D. However, an important limitation of FLAC3D is the difficulty of geometry creation. This paper presents new open-source programs allowing the preparation of numerical models in a third-party software (ANSYS, SolidWorks) and their conversion to internal FLAC3D geometry files. The converters have been written in BASH-scripting language and published under the terms of the GNU General Public License, which allows the free distribution and/or modification of the software with some limitations.

5

Impact of bearing plates dimensions on interaction of mine workings support and rock mass

Rotkegel M., Bock S.

Journal of Sustainable Mining

|

2015

|

Vol. 14, iss. 1

12--20

EN

The aim of the research presented in this article is to assess the impact of bearing plates dimensions on the interaction of steel arch support and rock mass. The analysis of the bearing plates was based on laboratory tests and numerical calculations using the FLAC3D program (a finite difference method) and the strain-hardening/softening model based on prescribed variations of Mohre-Coulomb properties. The article presents the results of laboratory tests on selected bearing plates and the results of numerical analysis of the interaction between the bearing plates and rock mass with coal, clay stone and sandstone properties.

6

Symulacja zgazowania węgla uwzględniająca zmiany parametrów wytrzymałościowych skał

Sygała A., Bock S., Bukowska M.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2015

|

nr 12

10--20

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego rozkładu naprężeń i przemieszczeń górotworu na skutek oddziałania naprężeń termicznych w trakcie prowadzenia procesu podziemnego zgazowania węgla, wykonanego w programie FLAC3D, opartym na metodzie różnic skończonych. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w dwóch wariantach − nie uwzględniając zmian parametrów geomechanicznych na skutek oddziaływania temperatury oraz po ich uwzględnieniu (na podstawie badań laboratoryjnych). Wyniki badań wykazały, że można uwzględnić zmiany właściwości geomechanicznych skał w zależności od działającej na nie temperatury, a tym samym dokładnie odwzorować proces podziemnego zgazowania i jego oddziaływania na stan naprężeń i przemieszczeń wokół komory reaktora. Uwzględnienie zmian parametrów geomechanicznych miało znaczny wpływ na obliczany stan naprężeń i przemieszczeń górotworu.

EN

This paper presents the results of numeric modelling of the ground stress and displacement distributions within a rock mass, caused by thermal stressing during underground coal gasification. The inputs for the model were the laboratory experimentation results obtained for geo-mechanical properties of rock around a reactor with a predefined geometrical form. The calculation inputs included the results of tests of mudstone characterised by low compression strength for mono-axial compression (in air-dry state), and medium-grained sandstone with moderate compression strength, with both rock types sampled from the Chwałowice basin deposits. The rock samples were heat treated at temperatures between 100 and 1200°C and had the following parameters determined: resistance to mono-axial compression and Young’s modulus. The numerical calculations were processed using the FLAC3D software suite by the finite difference method. There was a total of two numerical calculation variants: (1) without and (2) with changes in geo-mechanical properties caused by temperature (from the laboratory research), for two lithological systems. The modelling investigation results have proven that it is feasible to consider changes in rock geo-mechanical parameters in relation to the temperature acting on the rock, and thus to precisely represent the process of underground gasification and its effects on the stresses and displacement around the gasification reactor chamber. The inclusion of the changes in geo-mechanical parameters had a significant effect on the calculated stresses and displacement of the rock mass.

7

Numerical modelling of a void behind shaft lining using FDM with a concrete spalling algorithm

Bock S.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 2

14--21

EN

Purpose: The aim of the research presented in this paper was to determine the impact of voids behind the lining on shaft stability. Methods: This paper presents an example of extending the FLAC3D with the possibility of the simulation of concrete detachment and separation under specific conditions by means of a developed FISH routine. Results: The appearance of voids and cavities behind the lining has been repeatedly observed in active shafts in Polish coal mines and can lead to the emergence of tensile forces in the lining. The study included 366 models of shafts using the rock mass properties of typical shale stone, coal, and sandstone found in the Upper Silesian Coal. Practical implications: The presented concrete spalling algorithm may be used, especially, for the stability evaluation of locally damaged shaft lining or when there is a suspicion of void behind the lining. Originality/ value: An important limitation of all continuous methods is the inability (except when using some additional tools) to simulate the rotations of predefined elements (blocks) and their separation from the rest of the object. The concrete spalling algo-rithm presented extends the capabilities of FLAC3D with the possibility of simulating the detachment and separation of destroyed lining fragments.

8

Wybrane metody badań struktury obudowy betonowej szybów górniczych

Bock S., Drzewiecki J., Szymała J., Wilczok B.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2014

|

nr 8

29--34

PL

Ocena stanu technicznego obudowy szybowej często ogranicza się do badań określonych w powszechnie stosowanych normach PN-G-04210:1996 i PN-G-04211:1996. W przypadku stwierdzonych uszkodzeń obudowy lub na odcinkach szybu, na których spodziewane jest występowanie głębokich spękań lub pustek prowadzi się dodatkowe badania pozwalające na ocenę struktury materiału obudowy i górotworu. W artykule przedstawiono najczęściej stosowane sposoby badań obudowy z wykorzystaniem między innymi metod: „Impact-Echo”, „Impulse-Response” i georadarowej, wraz z przykładami ich zastosowania.

EN

Technical state assessment of shaft lining is often limited to the tests specified in commonly used PNG04210: 1996 and PN-G-04211: 1996. However, for the already identified damaged lining or for the shaft sections, in which the occurrence of deep cracks or voids behind (or in) the lining is expected, it is necessary to conduct additional tests. That paper presents the most commonly used research methods to assess the structure of the lining material and rock mass, such as: “Impact-Echo”, “Impulse Response” and GPR, along with examples of their use. The scope of applicability of the described methods varies depending on the type suspected lining damage, access to the needed media (water, air, electricity) and accessibility to the lining. The presented methods allow evaluation of the structure of the lining and the rock mass and determination of: occurrence of voids, cracks and gaps; location of leaks in the lining; estimation of the lining thickness; assessment of uniformity of the lining; evaluation the effectiveness of load transfer system in transmitting stresses across joints in the concrete; detection of presence of damage due to freezing and thawing.

9

Przegląd aktualnie stosowanych metod wytrzymałościowych badań obudów szybów górniczych

Bock S., Drzewiecki J., Szymała J., Wilczok B.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2014

|

nr 2

19--28

PL

Podczas okresowej kontroli stanu technicznego obudowy szybowej ocena wytrzymałości obudowy najczęściej prowadzona jest nieniszczącymi metodami sklerometryczną i ultradźwiękową. W niektórych wypadkach badania te uzupełniane są o wyniki laboratoryjnych testów wytrzymałościowych próbek obudowy, pobranych bezpośrednio z obudowy (badania niszczące). Pomimo wysokiej dokładności, metody takie jak „pull-off” czy „pull-out” stosowane są stosunkowo rzadko. W niniejszej pracy przedstawiono przegląd metod wytrzymałościowych badań obudów szybów górniczych, wraz z krótkim porównaniem ich cech charakterystycznych.

EN

During the periodic technical inspection of the shaft lining, the strength test of the lining is usually performed by non-destructive methods – sclerometric and ultrasound. In some cases, these tests are further extended by results of laboratory strength tests of samples taken directly from the lining (nde tests). Despite their high accuracy, methods such as “pull-off” or “pull-out” are rarely used. This study presents the review of strengthbased methods of mining shaft lining testing with a short comparison of their typical characteristics.

10

Zastosowanie aparatury georadarowej do oceny uszkodzeń betonowej obudowy szybu

Bock S., Szymała J.

Wiadomości Górnicze

|

2013

|

R. 64, nr 2

73-79

PL

Intensywna eksploatacja szybów i niekorzystne warunki środowiskowe powodują, że systematycznie wzrasta liczba uszkodzeń obudowy szybowej. Niezwykle istotne są zatem szczegółowe badania uszkodzeń materiału obudowy. W artykule przedstawiono przykład oceny pęknięcia betonowej obudowy szybu z wykorzystaniem metod nieniszczących (badania z wykorzystaniem aparatury georadarowej) oraz metod niszczących (badania wytrzymałościowe materiału obudowy w sztywnej prasie wytrzymałościowej).

EN

Intensive exploitation of shafts and adverse environmental conditions cause that number of defects in a shaft's lining steadily increases. Therefore detailed examination of the lining's material damages are extremely important. This article presents an example of the assessment of cracks in a shaft's concrete lining using non-destructive methods (surveys using GPR equipment) and destructive methods (strength tests of the lining's material in a rigid strength press).

11

Ocena stateczności obudowy podziemnych zbiorników retencyjnych

Bock S., Kowalski E., Szymała J.

Wiadomości Górnicze

|

2012

|

R. 63, nr 1

34-41

PL

Podstawą oceny stateczności obudowy podziemnych zbiorników retencyjnych są wyniki badań dołowych obudowy zbiornika i górotworu za obudową. Mając na uwadze złożoną geometrię zbiornika i sąsiadujących wyrobisk, a także ich wzajemne oddziaływanie, celowe jest zastosowanie modelowania numerycznego do oceny stateczności obudowy podziemnych zbiorników retencyjnych. W artykule przedstawiono krótki przegląd metod oceny parametrów wytrzymałościowych obudowy zbiornika i górotworu i ich struktury, a także przykład analizy numerycznej stateczności zbiornika retencyjnego.

EN

The results of underground tests of a lining of reservoir and rockmass behind the lining are the basis for the assessment of the lining's stability of underground retention reservoirs are. Given the complex geometry of the reservoir and adjacent workings, as well as their interaction, it is advisable to use numerical modelling to assess the stability of the lining of underground retention reservoirs. The article presents a brief overview of methods for assessing of the strength parameters of the lining of a reservoir and the rockmass and their structure and also the examples of numerical analysis of stability of a retention reservoir.

12

Kompleksowa metoda interpretacji wyników nieniszczących badań wytrzymałości betonu obudowy szybowej

Bock S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2009

|

nr 3

19-32

PL

W badaniach jakości obudowy szybów, będących głównymi drogami komunikacyjnymi w kopalniach podziemnych, określenie parametrów mechanicznych i fizykochemicznych obmurza, a przede wszystkim wielkości ich zmian w stosunku do wartości początkowych, ma decydujące znaczenie dla prawidłowej oceny stanu technicznego całej konstrukcji. W artykule, który został opracowany na podstawie pracy doktorskiej, przedstawiono metodę pozwalającą na zminimalizowanie błędu oszacowania wytrzymałości na ściskanie betonu, powszechnie stosowanego jako materiał obudowy w czynnych szybach GZW. Efektem przeprowadzonych badań laboratoryjnych i dołowych było opracowanie wzorów oraz programu do obliczania wytrzymałości na ściskanie w zależności od liczby odbicia i prędkości fal ultradźwiękowych metodą łącznej interpretacji wyników. Opracowane wzory mogą być wykorzystane zarówno w przypadkach obudów betonowych, z których pobrano próbki rdzeniowe, jak i obudów, z których pobranie próbek było niemożliwe. W procesie weryfikacji wzorów wykazano, że ich zastosowanie do interpretacji wyników nieniszczących badań obudowy szybowej w zasadniczy sposób poprawiło wiarygodność oceny wytrzymałości betonu na ściskanie.

EN

In testing quality of shaft linings, which are main communication passages in underground mines, determining mechanical and physio-chemical parameters of a lining, and above all rate_of their change in relation to initial values, has decisive meaning for the proper assessment of the technical state of the whole construction. In the article, which was drawn up on the basis of Doctoral Thesis, a method which allows to minimize estimation error of concrete compressive strength, widely used as a lining material in active GZW (Uppersilesian Coal Basin) shafts, was presented. The effect of conducted laboratory and underground testing was developing patterns and a programme to measure compressive strength, depending on number of rebounds and ultrasound waves speed with a method of combined interpretation of results. Developed patterns can be used both in case of concrete lining, from which core samples were collected, as well as linings, from which taking samples was impossible. In the process of their verification it was demonstrated, that their application in interpreting results of non-destructive testing of shaft lining has, in principle improved the credibility of assessment of concrete compressive strength.

13

Assessment of rock mass stresses and deformations around mine workings based on three-dimensional numerical modelling

Prusek S., Bock S.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 3

349-360

EN

This paper presents an example of application of three-dimensional modelling for the purposes of assessing condition of rock mass around a coal bunker located at a depth of 300 m. The ca1culations were performed using the Coulomb-Mohr criterion and the method of finite differences. The rock mass modelling was performed by means of the programme FLAC3D developed by HCItasca. The software enables spatial modelling of considerable deformations and destruction of rock mass as well as resolving complex problems stepwise. The applied values of rock mass parameters were gained during underground investigations which included: macroscopic observation, penetrometer tests, introscopic tests and laboratory test on samples taken from the bunker's lining and surrounding rocks. Based on that it was possible to assess the rock mass according to the RMR and GSI classifications, as well as to determine values of the key rock-mass parameters used in the numerical methods. Based on an analysis of the spatial stress-andstrain state of the rock mass around the coal bunker as well as taking into consideration the results of the underground tests and observations an assessment of the referred to working's stability has been made.

PL

W referacie przedstawiono przykład zastosowania modelowania trójwymiarowego dla celów oceny stanu górotworu wokół zbiornika retencyjnego zlokalizowanego na głębokości 300 m. Obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem kryterium wytężeni owego Coulomba-Mohra oraz metody różnic skończonych. Dla modelowania górotworu wykorzystano program FLAC3D firmy HCItasca, umożliwiający przestrzenne modelowanie znacznych odkształceń i zniszczenia ośrodków skalnych i rozwiązywanie złożonych zagadnień w sposób krokowy. Wartości parametrów górotworu uzyskano na podstawie przeprowadzonych badań dołowych, obejmujących swym zakresem: obserwacje makroskopowe; badania penetrometryczne; badania introskopowe oraz badania laboratoryjne próbek pobranych bezpośrednio z obudowy zbiornika oraz skał otaczających. Pozwoliło to ocenić górotwór zgodnie z klasyfikacjami RMR i GSI, a także określić kluczowe dla metod numerycznych wartości parametrów górotworu. W oparciu o analizę przestrzennego stanu naprężenia i odkształcenia górotworu wokół zbiornika retencyjnego, jak również biorąc pod uwagę wyniki przeprowadzonych badań dołowych, dokonano oceny stateczności analizowanego wyrobiska.

14

Zastosowanie aparatury georadarowej do oceny stanu technicznego obudowy szybów i podszybi

Prusek S., Stałęga S., Bock S.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2007

|

nr 3

17-21

PL

W artykule opisano aparaturę georadarową oraz podano praktyczne przykłady jej wykorzystania dla oceny obudowy szybów i podszybi w wybranych kopalniach węgla kamiennego. Podano rezultaty pomiarów dołowych wraz z ich analizą, a następnie opisano zalecane działania naprawcze.

EN

Described in the article has been the geo-radar equipment and practical examples of its application for the assessment of pit shaft and shaft bottom lining in selected hard coal mines have been given. Announced have been results of measurements in pits with their analysis and then the recommended repair measures have been described.

15

Metody badań wytrzymałościowych obudowy szybów kopalnianych

Bock S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2006

|

nr 3

23-41

PL

W artykule dokonano przeglądu stosowanych w Zakładzie Technologii Eksploatacji i Obudów Górniczych Głównego Instytutu Górnictwa sposobów określania wytrzymałości obudowy szybowej, na podstawie badań nieniszczących (metoda sklerometryczna, ultradźwiękowa), półniszczących (metoda "pull-off) oraz niszczących (badanie próbek pobranych bezpośrednio z obudowy szybowej). Bardziej szczegółowo opisano metodę sprzężoną, pozwalającą na dokładniejsze określenie wytrzymałości na ściskanie betonu oraz cegły z użyciem metod nieniszczących (sklerometrycznej, ultradźwiękowej). Wyniki badań wykorzystano do opracowania nowego wzoru na obliczanie wytrzymałości na ściskanie z uwzględnieniem liczby odbić młotka Schmidta oraz prędkości fal ultradźwiękowych. Przedstawiono także metodykę prowadzenia pomiarów wraz z przykładowymi wynikami badań (Bock i in. 2005).

EN

In this paper, a review was done of methods of strength tests of mine shaft support used in the Department of Extraction Technologies and Mining Support of Central Mining Institute on a basis of non-destructive testing (sclerometric method, ultrasonic method), semi-destructive ("pull-off method) and destructive (tests of samples taken directly from a shaft support). An associated method was described more specifically, enabling determining a compression strength of concrete and bricks with higher precision by the non-destructive methods (sclerometric, ultrasonic). The tests results were used for developing a new formula for calculation of compressive strength taking into account a number of Schmidt hammer rebounds and a velocity of ultrasonic waves. The methodology of tests conducting, together with examples of tests results were presented (Bock et al. 2005).

16

Komputerowe wspomaganie projektowania obudowy wyrobisk korytarzowych i ich połączeń. Możliwości i sposoby korzystania z biblioteki typowych elementów

Rotkegel M., Bock S., Skuplik M.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2005

|

nr 3

39-53

PL

Biblioteka typowych elementów i symboli została wykonana w Zakładzie Technologii Eksploatacji i Obudów Górniczych w Pracowni Projektowania Obudowy Chodnikowej i Utrzymania Wyrobisk w ramach działalności statutowej GIG w 2004 roku. Zawiera ona przede wszystkim zestaw typowych elementów konstrukcyjnych - kształtowników wykorzystywanych przy projektowaniu obudowy wyrobisk korytarzowych i ich połączeń. Zostały opracowane również szablony rysunków, tabliczki i style wydruków. Generalnie biblioteka działa w środowisku AutoCAD'a w wersji 2000 lub nowszej, możliwe jest jednak, po drobnych modyfikacjach, używanie jej w innych środowiskach przystosowanych do czytania plików typu dwg i dxf. W artykule przedstawiono sposób tworzenia biblioteki oraz jej strukturę i możliwości rozbudowy. Zaprezentowano także przykład jej wykorzystania przy tworzeniu dokumentacji. Niniejsze opracowanie może ponadto stanowić przewodnik po opracowanym systemie.

EN

A library of typical elements and symbols has been developed in Laboratory of Road Support Design and Mine Workings Maintenance of Department of Extraction Technologies and Mining Support in the framework of statutory activity of CM1 in 2004. It contains, first of alL a set of typical constructional elements - sections used at designing of road supports and junctions. There were developed also patterns of drawings, plates and styles of printouts. Generally, library acts in environment of AutoCAD ver. 2000 or newer. However, after slight modifications, it is possible to use it in other environments adapted to reading files of type dwg or dxf. In the paper, a manner of library creation, its structure and possibilities of extension were also presented. An example of its utilisation in production of documentation was also described. Furthermore, this paper may serve as a guideline to the system developed.