Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przykład oddziaływania procesów geodynamicznych na stan konstrukcji budynku. Cz. 2. Model pomiarowy i obliczeniowy do analizy deformacji

Florkowska L., Gawałkiewicz R., Bryt-Nitarska I., Cygan J., Maj A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 4

285--293

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych według własnej procedury analitycznej wykorzystującej model pomiarowy i obliczeniowy do oceny deformacji elementów konstrukcji. Obserwacji in situ podlegał obiekt kubaturowy o funkcji publicznej w konstrukcji, którego występowały silne uszkodzenia wskutek aktywacji ruchu osuwiskowego podłoża. Dla obiektu opracowano geodezyjny model pomiarowy, który tworzą siatka przestrzenna punktów geodezyjnych oraz zbiór liniowych baz obserwacyjnych wykorzystanych do pomiarów tensometrycznych. Na podstawie cyklicznych pomiarów zagęszczonej siatki punktów geodezyjnych uzyskano bazę danych o położeniu punktów w przestrzeni w trzech kolejnych pomiarach. Na tej podstawie po geometrycznej transformacji pomierzonych współrzędnych punktów do lokalnego układu kartezjańskiego, obliczono odkształcenia liniowe i odkształcenia kątowe w płaszczyznach ścian najbardziej wytężonego naroża budynku. W dalszej kolejności opracowano program rysujący mapy odkształceń liniowych i kątowych, ujawnionych w kolejnych cyklach pomiarowych na powierzchni ścian objętych obserwacją. Przedmiot badań, w sposób bezpośredni odnosi się do ustawowego wymogu przeciwdziałania skutkom ruchów masowych ziemi.

EN

The paper presents the results of studies conducted according to an in-house analytical procedure using a measurement and calculation model to assess the deformation of structural elements. A public utility building with severe damage to its structure caused by landslide ground movement activation was subjected to in-situ monitoring. A land surveying measurement model comprising a trig point network and a set of linear monitoring bases for tensometric measurements was developed for the building. Based on regular periodic measurements of the concentrated trig point network a database with information on point positions in space was obtained in three consecutive measurements. Based on this after completing a geometric transformation of the measured coordinate points to a local Cartesian coordinate system, linear and angular deformations in wall planes for the most critically stressed building corner were calculated. Then an application for drawing the maps of linear and angular deformations revealed in subsequent measurement cycles on the surface of walls subjected to monitoring was developed. The subject of the studies refers directly to the statutory requirement for counteracting the effects of mass earth movements.

2

Wprowadzenie do stosowania zewnętrznych podprogramów współpracujących z solverem pakietu Abaqus w analizach wariantowych proﬁ laktyki szkód górniczych

Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 1

3--10

PL

Profi laktyka negatywnego oddziaływania eksploatacji górniczej na powierzchnię terenu, zabudowę i infrastrukturę opiera się na właściwym prognozowaniu jej wpływu na otoczenie. Wśród naukowych metod prognozowania znajdują się klasyczne, sprawdzone teorie, jak również nowoczesne metody obliczeniowe, wykorzystujące możliwości prowadzenia badań za pomocą symulacji numerycznych. Ciągle zmieniające się warunki prowadzenia robót górniczych, zwłaszcza w coraz trudniejszych warunkach geologicznych, wymagają stałego doskonalenia metod prognozowania. Wykorzystanie prognoz oddziaływania eksploatacji górniczej na otoczenie do celów profi laktyki szkód wiąże się często z wykonaniem analiz wariantowych, w celu wyłonienia najbardziej optymalnej opcji (wariantu) realizacji przedsięwzięcia. Szczególnie profi laktyka górnicza, polegająca na takim prowadzeniu robót wydobywczych, by ich wpływ na otoczenie był jak najmniejszy, wykorzystuje analizy wariantowe w celu wyłonienia najbardziej optymalnych parametrów prowadzenia eksploatacji. Analizy wariantowe mogą być również stosowane jako element profilaktyki budowlanej, m.in. w sytuacjach wyboru lokalizacji i orientacji obiektu na terenie parceli. W artykule zaprezentowano narzędzie, które poprzez automatyzację obliczeń pakietów zadań umożliwia prowadzenie wielowariantowych analiz numerycznych, obejmujących zagadnienie oddziaływania podziemnej eksploatacji górniczej na obiekty budowlane. Przedstawione w pracy narzędzie dedykowane jest do współpracy z solverem obliczeniowym pakietu FEA Abaqus, który jest zaawansowanym narzędziem modelowania złożonych zagadnień z zakresu mechaniki. W wyniku zrealizowanych prac uzyskano zautomatyzowanie procesu obliczeniowego na potrzeby analizy wielowariantowej z zastosowaniem procedur użytkownika. Do realizacji zadania zastosowano język skryptowy, edytor strumieniowy oraz polecenia powłoki. Powstałe procedury posłużą do polepszenia oraz usprawnienia procesu modelowania wpływu eksploatacji górniczej na posadowione nad obszarem wydobycia obiekty budowlane.

EN

Prevention of the negative infl uence of mining on the ground surface, building development and infrastructure is based on proper forecasting of its impact on the environment. Among the scientific forecasting methods are classic, time-tested theories, as well as modern computational methods taking advantage of the research using numerical simulations. Constant changes in mining conditions operations, especially the increasingly difficult geological conditions, require constant improvement of the methods of forecasting. The use of any results of mining impact forecasts on the environment for the purpose of injury prevention is often associated with the implementation of so called what-if analyzes, in order to determine the optimal method of exploitation. This is especially important when planning and conducting extraction works so that their impact on the environment is minimal. A what-if analyse can also be used as an element of building prevention, among other things when selecting a location and orientation of an object on the building lot. The article presents a tool that – by automating the calculation of the work packages – allows conducting multivariate numerical analysis covering the issue of the impact of underground mining on the building structures. The tool presented in the paper is dedicated to working with FEA Abaqus compiler solver, which is an advanced tool for modeling complex mechanical problems. As a result of the work carried out, the calculation process was automated for multivariate analysis using user procedures. The scripting language, stream editor, and shell commands were used to complete the task. The resulting procedures will serve to improve and streamline the process of modeling the impact of mining on the building structures located above the mining area.

3

Zmiany wielkości i struktury przestrzennej lesistości a rozwój sieci obszarów chronionych na Roztoczu w XX w.

Kałamucka W., Kałamucki K., Cebrykow P., Cygan J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

363--374

EN

The aim of the study is to assess the size and the spatial distribution of forest cover change in Roztocze in the period 1930-1990, the identification of main causes and the connection with the system of protected areas. Different types of protected areas in both Polish and Ukrainian part of Roztocze were selected as test areas. High rank of natural values of Roztocze area justifies this selection. In 2011, Biosphere Reserve was created in the Ukrainian part and Transboundary Biosphere Reserve Roztocze will be created in the near future, including the Polish part. The area of TRB Roztocze will include the most important protected areas in the Polish and Ukrainian part of Roztocze, where the forests are a significant element of biodiversity.The study was based on the spatial data on forest areas and built-up areas obtained from topographic maps at scale 1: 100 000 made in the 30s and 90sof the twentieth century. Maps selection was preceded by query cartographic materials and the assessment of their suitability for these types of researches. The spatial analysis methods (GIS) were used in the studies, mainly cartometric methods. Their results are presented on maps using cartographic methods of presentation: ranges and cartograms.The study showed that in Roztocze region the forest area increased by over 20% in the analyzed time period (approx. 60 years). This situation refers mainly to protected areas situated on Roztocze Rawskie and Tomaszowskie. However, there was almost no changes recorded in the case of Roztocze Gorajskie, where the protected areas are the smallest. The main reason for the forest area increase were settlement changes (many of villages on the Polish-Ukrainian border zone disappeared after World War II) and forestry succession on rural areas. The forest area reduction was caused by the spatial development of urban centers such as Tomaszów Lubelski, Józefów and a formation of the military training ground in the Ukrainian part of Roztocze.

4

Rozwój metod prognozowania górniczych deformacji terenu. Część 1

Cygan J., Florkowska L.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 2

53--61

PL

Poszukiwania skutecznych metod prognozowania górniczych deformacji terenu związane były z rozwojem górnictwa podziemnego na skalę przemysłową. Wynikały one bezpośrednio z konieczności ochrony najbardziej zurbanizowanych ośrodków przemysłowych przed szkodami wywoływanymi działalnością wydobywczą. Rozwój badań naukowych nad zachowaniem się naruszonego eksploatacją górotworu miał i ma wymiar aplikacyjny. Zagadnienia te z jednej strony charakteryzują się znaczą (fizyczną i matematyczną) złożonością z drugiej zaś ich praktyczne zastosowanie pociąga za sobą poważne konsekwencje. W pracy przedstawiony został rozwój naukowych metod predykcji wpływu podziemnej eksploatacji złóż. Metody te formułowane były zarówno na gruncie matematycznych metod mechaniki ciała stałego, jak też z wykorzystaniem teorii ośrodków stochastycznych. Najlepiej zweryfikowane pomiarowo okazały się, jak dotychczas, metody podające geometryczno-całkowe zależności pomiędzy parametrami eksploatacji i parametrami deformacji powierzchni (mowa tu przede wszystkim o teorii Budryka-Knothego). Rozwój numerycznych metod obliczeniowych przyniósł próby zastosowania ich również w rozwiązywaniu zagadnień związanych z oddziaływaniem górnictwa na stan masywu skalnego oraz powierzchni terenu. Postęp technologii informatycznej, pozwalający na prowadzenie zaawansowanych obliczeń, umożliwia wykorzystanie bardziej złożonych matematycznych opisów zachowania się górotworu. Dzięki temu możliwe stało się uwzględnienie właściwości plastycznych i reologicznych skał a także wyjście poza obszar mechaniki ośrodków ciągłych i wprowadzenie opisów kruchego niszczenia. Tworzone są także modele wykorzystujące właściwości sieci neuronowych. Część I artykułu przedstawia systematykę podziału oraz podstawy formalizmu opisu, na bazie wybranych metod prognozowania. Zagadnienia dotyczące wykorzystania nowoczesnych technik obliczeniowych zawarte zostały w II części artykułu.

EN

The search for effective methods of forecasting mining ground deformation were associated with the development of underground mining on an industrial scale. They resulted directly from the need to protect the most urbanized industrial centers against damage caused by mining activities. Research into the behavior of the rock mass, which has been disturbed by the exploitation was and is of application. These issues are on the one hand characterized by a mean (physical and mathematical) complexity on the other hand their practical application involves serious consequences. In this work the development of scientific methods for predicting the impact of underground mining has been presented. These methods were both formulated on the basis of mathematical methods of solid mechanics, as well as using the theory of stochastic media. The best verified by measurements proved, so far, the method of giving the geometric integral relationship between the operating parameters and parameters of surface deformation (we are talking mainly about the Budryk-Knothe theory). The development of numerical calculation methods brought attempts to apply them also in solving issues related to the impact of mining on the state of the rock mass and surface of land. The progress of information technology, which allows for advanced calculations, enables the use of more complex mathematical description of the behavior of the rock mass. This made it possible to include plastic and rheological properties of the rocks and go beyond the area of continuum mechanics and the use brittle damage descriptions. Models using the properties of neural networks are also created. Issues relating to the use of modern computational techniques were included in the second part of this article.

5

Istotne problemy modelowania numerycznego oddziaływania eksploatacji podziemnej na obiekty budowlane

Florkowska L., Walaszczyk J., Maj A., Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 3-4

89--94

PL

Modelowanie matematyczne i numeryczne zagadnień związanych z oddziaływaniem podziemnej eksploatacji górniczej na obiekty budowlane jest, z uwagi na ogromną złożoność zawartych w nim zjawisk i procesów, zadaniem trudnym w realizacji. Zarówno budowa modelu, jak i prowadzenie obliczeń i interpretacja wyników wymagają szerokiej wiedzy oraz dużego doświadczenia. W pracy przedstawione zostały w sposób syntetyczny najistotniejsze problemy modelowania numerycznego powyższych zagadnień. Omówione zostały zarówno metody poznania, idealizacji jak i pozyskiwania danych niezbędnych do prawidłowego skonstruowania modelu oraz jego walidacji i ewaluacji.

EN

Numerical modelling has become an important tool allowing the impacts of mining exploitation on the existing and designed engineering structures to be thoroughly investigated. The interactions between engineering structures and subsiding grounds is are most complex phenomena and in some cases numerical simulation is the only available research method allowing the co-occurrence of a multitude of factors to be taken into account. Because of the complexity of this issue, the development of a full mathematical model is a difficult task, requiring the knowledge of the geological and mining conditions in the area as well as the constructional parameters of the engineering structure being erected. This paper addresses the major issues involved in development of a mathematical model of the engineering structure-ground system. These problems are summarised on the basis of the authors’ extensive experience in the field of monitoring of rock strata subsidence and structural deformation and in mathematical modelling and numerical simulations. Basing on the examples of buildings subjected to the impacts of mining exploitation, the authors identify the major determinants of the type and extent of structural damage and the key elements for model development.

6

Przepisy, odniesienia normowe oraz instrukcje dotyczące projektowania i realizacji budynków narażonych na górnicze oddziaływania deformacyjne

Florkowska L., Walaszczyk J., Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

93--102

PL

W pracy zawarty został przegląd przepisów i wymagań odnoszących się do kwestii projektowania i wznoszenia budynków narażonych na oddziaływanie eksploatacji górniczej, znajdujących się w ustawach, rozporządzeniach oraz normach krajowych i Eurokodach. Przedstawione zostały odwołania dotyczące ustalania kategorii geotechnicznej obiektu, wyznaczania oddziaływań deformacyjnych, sprawdzania nośności i komfortu użytkowania budynków. Wymieniono także materiały pomocnicze do projektowania i oraz omówiono najważniejsze kwestie związane z przyjmowaniem warunków wstępnych do obliczeń.

EN

The paper contains an overview of the provisions contained in laws, orders, national standards and Eurocodes relating to a question of designing and erecting buildings exposed to mining exploitation effects. Presented references for determining geotechnical category of the object, determining the deformational influences, checking load capacity and comfort of using of buildings. Mentioned auxiliary materials for design and discusses the major issues associated with taking the initial conditions for calculations.

7

Analiza oddziaływania eksploatacji podziemnej na budynek kościoła pw. św. Wawrzyńca i Antoniego w Wirku(Ruda Śląska)

Florkowska L., Maj A., Cygan J., Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

67--78

PL

Prowadzenie podziemnej eksploatacji górniczej na obszarach miejskich wiąże się nie tylko z degradacją powierzchni, ale powoduje przede wszystkim szkody w istniejącej zabudowie i infrastrukturze technicznej. Uszkodzeniom ulegają także obiekty zabytkowe, które, ze względu na ich wartość historyczną, podlegają szczególnej ochronie. W wyniku eksploatowania kolejnych pokładów, znajdujące się na powierzchni obiekty budowlane narażone są na wielokrotne oddziaływania górnicze, co przy braku odpowiednich zabezpieczeń, prowadzi do systematycznego narastania uszkodzeń konstrukcji. Analiza historii oddziaływań górniczych jest niezbędnym elementem oceny stanu konstrukcji. Odtworzenie przebiegu obciążeń, jakim poddawany był obiekt wskutek deformacji podłoża stanowi podstawę analizy stanu naprężeń występujących w ustroju nośnym budynku. W powiązaniu z obserwacją obiektu analiza tego rodzaju stanowi również źródło wiedzy o zachowaniu się budowli poddanych wielokrotnym obciążeniom górniczym i deformacjom podłoża. W pracy zaprezentowano analizę oddziaływania eksploatacji podziemnej na zabytkowy budynek kościoła pw. św. Wawrzyńca i Antoniego, znajdujący się na terenie Rudy Śląskiej. Przedstawiono rezultaty pomiarów geodezyjnych prowadzonych na punktach obserwacyjnych zainstalowanych na filarach kościoła oraz na okalającej budowlę żelbetowej płycie zabezpieczającej. Materiał pomiarowy uzupełniono dokumentacją fotografi czną obiektu. Przeprowadzona analiza wykazała niekorzystny wpływ podziemnej eksploatacji górniczej na stan konstrukcji kościoła. Zauważono, że wykonany ustrój zabezpieczający w niewystarczającym stopniu chronił budowlę przed oddziaływaniem górniczych deformacji podłoża.

EN

Conducting an underground mining in urban areas is not only associated with the degradation of the surface. Primarily it causes damage to the existing buildings and technical infrastructure. Damage to the historical buildings is the subject of the special protection. As a result of subsequent exploitation of deposits, the buildings located on the surface are exposed to repeated impact of mining activities, which leads to a systematic accumulation of structural damage. The analysis of the history of the mining impacts is essential for assessing the condition of the structure. The reconstruction of the process of load is the basis for the analysis of stress in the structure of the building. The analysis of this type in conjunction with the observation of the object is also a source of knowledge about the behaviour of structure exposed to repeated mining loads. The paper presents the analysis of the impact of underground exploitation on the historic building of the Church of Sts. Lawrence and Anthony, located in Ruda Śląska.

8

Population changes in natterer's bat myotis nattereri and daubenton's bat m. Daubentonii in winter roosts of central Poland

Fuszara E., Fuszara M., Kowalski M., Lesiński G., Cygan J., Nitkiewicz T., Szarlik A., Wojtowicz B.

Polish Journal of Ecology

|

2010

|

Vol. 58, nr 4

769-782

EN

Numbers of wintering Natterer's bats Myotis nattereri (Kuhl, 1817) and Daubenton's bats M. daubentonii (Kuhl, 1817) were monitored at seven study sites (three single large hibernacula and four groups of roosts) in central Poland. The longest monitoring period was 1987-2009, the shortest - 1999-2009. The aim of the study was to find out if the numbers of the two species are stable, or if any trends could be detected. For most of the study period, bats were counted twice during each hibernation season: in autumn (November/December) and in winter (January/February). The numbers of Natterer's bats show a strong increase all over the study area - a trend similar to that reported earlier from other parts of the country. Daubenton's bats, on the other hand, declined in the hibernacula located in the north-eastern part of the study area, while in those located in the south-western part their numbers were stable or even slightly increased. A decrease in the numbers of Daubenton's bats is in contrast with reports from other hibernacula in Poland and elsewhere in Europe, where the species increases in numbers. The changes in the numbers of both studied species could be explained by neither changes in the hibernacula nor weather conditions during the study period, so our results probably reflect changes in the numbers of local populations.

9

Oddziaływanie eksploatacji górniczej na powierzchnię i zabudowę miejską na przykładzie południowej części OG Wirek I

Florkowska L., Maj A., Walaszczyk J., Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

21--31

PL

Prognozowanie rodzaju i wielkości oddziaływania eksploatacji w górotworze silnie naruszonym robotami górniczymi jest zagadnieniem niezwykle trudnym. Tymczasem niemal cała eksploatacja węgla kamiennego w naszym kraju przebiega obecnie w takich właśnie warunkach. Bardzo cenne jest więc prowadzenie analiz oddziaływania wybierania złoża w oparciu o materiał pomiarowy. Na tej drodze można bowiem uzyskać praktyczne informacje o zachowaniu się powierzchni naruszonego górotworu. W pracy przedstawiono analizę materiału pomiarowego z obserwacji geodezyjnych powierzchni terenu i budynków w dzielnicy Wirek, w Rudzie Śląskiej. Jej celem była ocena wpływu eksploatacji prowadzonej w latach 2005-2006 przez KWK Pokój na wymieniony obszar starej, miejskiej zabudowy. Przeanalizowano pomiary prowadzone dla linii i punktów rozproszonych na powierzchni terenu oraz na punktach zastabilizowanych na budynkach.

EN

Forecasting the extent and scale of mining impacts in the disturbed rock strata is extremely difficult and yet most mining operations nowadays are continued in such adverse conditions. It is reasonable, therefore, to investigate the impacts of mining activities on the basis of measurement data, which provide valuable practical information about the behaviour of the soil on the surface of the disturbed rock strata. This study provides the analysis of measurement and mine surveying data of the surface and buildings in Wirek, a district of Ruda Śląska (Poland). The aim of the study is to evaluate the impacts of mining operations continued from 2005 to 2006 in the colliery Pokój, on the condition of the old town buildings. Of particular importance are measurements taken at points and base lines on the surface and at control points stabilised on top of buildings.

10

Surowce mineralne dla prac inżynierskich na Dolnym Śląsku

Cygan J., Ślusarczyk S.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 123, nr 34

29-38

PL

Przeanalizowano możliwość wydzielenia złóż surowców mineralnych dla prac inżynierskich na obszarze części województwa dolnośląskiego. Wytypowano trzydzieści osiem złóż oraz obszarów perspektywicznych i prognostycznych występowania kruszyw, iłów i glin. Podano aktualny stan zagospodarowania złóż oraz wielkość ich zasobów.

EN

Possibilities of selecting of minerale Raw reserves for engineering Works in part of Lower Silesia were analyzed. Thirty eight deposits as well as perspective and prognostic areas of sands, gravel and clay. Current development of deposits and their reserves were given.

11

Możliwości opracowanej w IMG PAN metodyki modelowania numerycznego w zakresie oceny stanu obiektu budowlanego poddanego oddziaływaniu eksploatacji górniczej

Florkowska L., Cygan J., Tajduś K., Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2008

|

Vol. 10, no. 1-4

17--23

PL

Ocena stanu obiektu budowlanego, głównie pod względem jego bezpieczeństwa, jest bardzo ważnym zagadnieniem na obszarach objętych oddziaływaniem podziemnej eksploatacji górniczej. Obszarów takich jest w Polsce prawie 17 tys. km2. Problemy z zabezpieczeniem istniejącej, często zabytkowej, zabudowy, wciąż narastają. Coraz trudniej jest postawić poprawną prognozę skutków eksploatacji w odniesieniu do budowli. Modelowanie numeryczne jest narzędziem, dzięki któremu przeprowadzić można analizę zachowania się konstrukcji, w warunkach, wymuszonych eksploatacją, deformacji podłoża. W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego wpływu eksploatacji ścianowej na grupę budynków, usytuowanych wzdłuż jednej ulicy. Symulację przeprowadzono, opierając się na geodezyjnych pomiarach deformacji terenu. Mimo zastosowania bardzo uproszczonego modelu numerycznego, uzyskano wyniki zbieżne z pomiarami przemieszczeń ścian budynków.

EN

The paper contains some results of numerical modelling of the influence of mining exploitation onto a group of buildings situated longwise the street. Values of the terrain surface displacements obtained from survey measurements were used as boundary conditions for numerical calculations. However the numerical model was very simplified the calculated values of building displacements were very closed to the values measured at the same time on certain points of the buildings.

12

Wpływ podziemnej eksploatacji górniczej na grupę budynków. Modelowanie fizyczne i numeryczne 2D

Cygan J., Florkowska L., Leśniak J., Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2007

|

Vol. 9, no. 1-4

197--204

PL

Oddziaływanie podziemnej eksploatacji złóż na budynki pozostające w gęstej zabudowie stanowi istotny problem na terenach górniczych. W IMG PAN od lat prowadzone są badania nad metodyką numerycznego modelowania tego typu zagadnień. Obecnie rozpoczęto stadium eksperymentów testujących i weryfikujących opracowaną metodykę w oparciu o wyniki pomiarów na istniejących obiektach. W pracy zaprezentowano rezultaty badań wstępnych tego etapu. Objęły one eksperymenty fizyczne i numeryczne. Obserwacje prowadzone na modelu fizycznym obrazowały zachowanie się zespołu obiektów usytuowanych na powierzchni deformującej się na kształt niecki górniczej. Symulacje numeryczne w tym stadium miały charakter szacunkowy i prowadzone były na modelach dalece wyidealizowanych. Uzyskane na tej drodze wyniki staną się podstawą opracowania modelu szczegółowego, umożliwiającego analizę stanu naprężeń, odkształceń i przemieszczeń konstrukcji budynków.

EN

The influence of underground mining excavation on buildings in the high-density housing is a significant problem on a mining areas. The research into methodic of numerical modelling of this kind of issues is being conducted for years in Strata Mechanics Research Institute of PAS. The phase of experiments which tested and verify this methodic based on results of measurements of buildings displacements were begun at present. This paper presents results of preliminary research which enclose physical and numerical experiments.

13

Metodyka analizy numerycznej współdziałania budynku z podłożem deformującym się wskutek eksploatacji podziemnej

Florkowska L., Cygan J., Leśniak J., Tajduś K., Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

129--140

PL

Przewidywanie wpływu deformacji podłoża na stan ustroju budowlanego ma duże znaczenie w profilaktyce szkód górniczych w budowlach. Zaprojektowanie odpowiednich zabezpieczeń opiera się bowiem na wyznaczeniu stanu naprężenia zarówno elementów konstrukcyjnych, jak i podłoża obiektu. Rozwiązanie zagadnienia współpracy budynku z deformującym się podłożem jest jednak bardzo trudne z uwagi na jego złożoność. Konieczne jest uwzględnienie wielu czynników, takich, jak budowa geologiczna, warunki górnicze, warunki konstrukcyjne i eksploatacyjne obiektu oraz warunki panujące na kontakcie fundamentu z podłożem. Z tego powodu najwłaściwszym narzędziem rozważania tego zagadnienia wydaje się być analiza numeryczna. Opracowanej w IMG PAN metodyka przewidywania skutków eksploatacji górniczej dla budowli oparta została właśnie na modelowaniu numerycznym prowadzonym metodą elementów skończonych.

EN

In the article some results of works on improving and developing methodologies of numerical modelling the cooperation of the building with its base were discussed. The case, where the base is subjected to deformations caused by underground exploitation was considered. All results were worked out in Strata Mechanics Research Institute of Polish Academy of Sciences. This methodology is dedicated for conducting detailed analyses for objects, which, from different reasons, require the individual approach for forecasting the influence of the exploitation on their structural system. The analysis bases on numerical modelling by means of finite element method (FEM) with using the package of FEM Abaqus programs. The most important advantages of presented methodology are determined as follows: 1) Simulating of a subsiding trough shaping as the continuous process in the time and space; this gives the possibility of analysing the state of structure and its base in the any moment of leading the exploitation and after finishing it and it also allow to consider the influence of this process as wholes, without artificial divisions to effects of particular deformation ratios. 2) Applying material law with taking into consideration complex plastic and rheological processes supervising coming into existence and the development of permanent set of ground; this way it is possible to take into consideration an “amortizing” effect of base taking over the considerable part of disadvantageous effects of the exploitation is staying. 3) Possibility of conducting analysis for any location the object with respect to direction of the exploitation. 4) Possibility of simulating of superposition some other influences of the exploitation coming from next longwalls and beds. One of the advantages of the accepted methodology of solving the considered problem there is also its huge elasticity which creates wide abilities of its development.

14

Wykorzystanie badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym do analizy kształtowania się przemieszczeń w brzeżnej części niecki osiadania

Walaszczyk J., Leśniak J., Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2005

|

Vol. 7, no. 3-4

271--282

PL

Celem pracy było podsumowanie wyników, prowadzonych od kilku lat, badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym, poziomo uwarstwionym nad wpływem eksploatacji górniczej na powierzchnię terenu. Poprzez zastosowanie różnego uwarstwienia ośrodka można zaobserwować różnice w procesach przemieszczeń występujące w górotworze o różnym stopniu naruszenia wcześniejszymi eksploatacjami. Porównanie wyników eksperymentów na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym, uwarstwionym z wynikami eksperymentów na ośrodku sypkim pionowo jednorodnym pozwala na stwierdzenie większej przydatności rezultatów uzyskanych w eksperymentach na ośrodku sypkim niejednorodnym do praktycznego rozwiązywania niektórych zagadnień planowania eksploatacji górniczej.

EN

The paper presents the summary of results of empirical investigations of mechanical behaviour of stratified loose media. The investigations were embedded in four years research program. The results of research were applied for modelling of the influence of mine works on deformations of Earth surface. The application of vertically nonhomogeneous loose medium layered in various manners enabled us to observe the diversity of translations of rock mass zones referring to different modes of mining exploitation. The comparison of results of experiments referring to stratified loose medium and referring to homogeneous loose medium demonstrated that the investigations of stratified media may be applied to design of mining exploitation operations.

15

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Cygan J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2005

|

Vol. 7, no. 3-4

231--236

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki numerycznego modelowania rozpływu strumienia płynu w rozgałęzieniu, w węźle sieci. Zagadnienie to jest przedmiotem eksperymentów laboratoryjnych wykonywanych od pewnego czasu w Instytucie Mechaniki Górotworu [1]. Celem obydwu kierunków badań (symulacja numeryczna, eksperymenty laboratoryjne) jest opracowanie matematycznego modelu opisu przepływu płynu przez rozgałęzienie, w którym następuje rozdział strumienia lub łączenie się strumieni płynu. Wyniki uzyskane na drodze badań eksperymentalnych umożliwiają prawidłowy dobór modelu numerycznego oraz jego weryfikację.

EN

Paper presents results of application of Computational Fluid Dynamics code to numerical simulation of flow in a junction, considered as a part of a network. This problem has been also analyzed experimentally at the Strata Mechanics Research Institute [1]. The aim of both approaches (numerical simulation and experiments) was to develop a mathematical description of the flow in junctions, where jets merge of split. Experimental data will help to develop and validate both numerical and mathematical models.

16

Wykorzystanie badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym do analizy kształtowania się przemieszczeń w brzeżnej części niecki osiadania

Cygan J., Leśniak J., Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2004

|

Vol. 6, no. 1-2

47--58

PL

Wykonano eksperymenty na ośrodku sypkim pionowo jednorodnym i pionowo niejednorodnym, przy czym średnia gęstość w całym obszarze modelu we wszystkich eksperymentach była podobna. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie wpływu poszczególnych warstw w eksperymentach na ośrodku niejednorodnym na przebieg przemieszczeń i odkształceń w funkcji współrzędnej pionowej. Przy powierzchni modelu wartości przemieszczeń są zbliżone dla modeli: z ośrodkiem jednorodnym i z ośrodkiem niejednorodnym, w którym dolną warstwę stanowił ośrodek zagęszczony – ma to związek z podobną średnią gęstością w całym modelu w obydwu tych eksperymentach. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane przy prognozowaniu wpływów eksploatacji.

EN

The authors performed the empirical investigations of the behaviour of homogeneous and vertically nonhomogeneous loose medium. For each experiment the material was of the same mean density with respect to entire model area. The measurements confirmed the influence of each layer of the non-homogeneous model on the values of its displacements and deformations to be the functions of the vertical co-ordinate. It has been recorded that at the upper layer of the model the values of displacements for the homogeneous model are the same as the values of displacements for the non-homogeneous model in which the density of lower layer was greater on comparison to the remaining layers. Such a situation is probably related to the uniform mean density with respect to the entire model area. The results of the paper may be applied for the prediction of the influence of mining exploitation on the behaviour of Earth surface.

17

Kształtowanie się przemieszczeń w brzeżnej części niecki obniżeniowej na podstawie badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym

Cygan J., Leśniak J., Walaszczyk J.

Archives of Mining Sciences

|

2004

|

Vol. 49, nr spec

65-82

PL

W pracy przedstawiono krótki zarys prowadzonych wcześniej w Instytucie Mechaniki Górotworu PAN badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo jednorodnym oraz wyniki prowadzonych w ostatnich latach badań modelowych na ośrodku sypkim pionowo niejednorodnym. Określono wpływ właściwości warstw o różnym stopniu zagęszczenia na rozkład przemieszczeń w brzeżnej części niecki obniżeniowej. Wyniki eksperymentów wykazały, że przy prognozowaniu skutków eksploatacji należy uwzględniać właściwości poszczególnych partii górotworu leżących nad przewidywaną eksploatacją, przy czym ich wpływ zależy od miąższości warstwy i jej położenia. Wpływ ten jest tym większy im bliżej poziomu eksploatacji położona jest warstwa.

EN

The paper provides a brief review of model tests conducted in the Strata Mechanics Research Institute on vertically homogeneous loose media. The results of recent model tests on vertically heterogeneous loose media are discussed. Model tests on lose media were undertaken when new theories appeared that described rock deformations due to mining activities (Knothe 1953; Litwiniszyn 1953, 1956). The aim of those model tests was to verify the postulated hypotheses and to analyse the displacements due to boundary conditions reproducing various mining techniques. Tests revealed that the mining impacts in the loose media, such as sand, follow the normal distribution and so do the mining impacts in the rock mass (Litwiniszyn et al. 1956). This conclusion proves the usefulness of model tests on rock mass phenomena caused by mining operations. These findings in qualitative terms can be extended to rock mass, as well. The equipment used in model testing is described in detail in (Knothe 1980; Lesniak et al. 1989; Knothe et al. 2000). Application of a homogeneous, loose medium more or less compacted allowed for finding the differences in displacement processes occurring within such media. In qualitative terms these differences correspond to those encountered in the mining practice (during mining operations in undisturbed compact rock and rock mass disturbed by previous mining activities where loosening zones are observed: cavingins, cracking, stratification). These conclusions prompted the research work on loose, vertically heterogeneous media (horizontal bedding planes), made from more and less compact layers. Accordingly, the differences in displacement processes in rock mass disturbed by more and less extensive earlier mining operations can be observed. The findings might be utilised to prognosticate the surface impacts of mining operations. Six series of experiments on homogeneous and vertically heterogeneous media were performed, the number of layers considered in the experiments would vary. Subsidences and horizontal displacements in the boundary section of the subsidence trough were analysed against the horizontal contours and against the vertical line for the vertically homogeneous loose medium (N) and compacted medium (Z) and for the vertically heterogeneous medium made of two layers differing in the degree of compaction (N-Z, Z-N). The medium made from three layers was considered, too (N-Z-N, Z-N-Z). The results lead us to the following conclusions: -the greatest subsidence and horizontal displacements are reported in the homogeneous, loose medium (N), the lowest values were obtained for the homogeneous compact medium (Z). In vertically heterogeneous media (N-Z, Z-N, N-Z-N, Z-N-Z) both subsidence and horizontal displacement assume the middle values (Fig. 3, Fig. 10); -In the vertically heterogeneous medium horizontal displacements are affected by the degree of compaction of the lower layer, in the direct vicinity of the spot where the boundary conditions are imposed (near the bottom of the model box); the layers lying higher up affect the horizontal displacements in a minor degree only (Fig. 4, Fig. 11); -The values of displacement near the surface in the vertically heterogeneous medium are not rela ted to the model height, in a minor degree are they affected by the actual proportion between the compacted and loose medium in the experiment (Fig. 3, Fig. 10). It is readily apparent that while prognosticating the impacts of mining operations the properties of various rock strata overlying the mined region must be taken into account. The strength of those impacts is associated with the stratum thickness and locality, the impacts are more pronounced when the layer lies near the mining level. Qualitative results might be utilised in the mining practice to prognosticte the impacts of projected mining operations, taking into account the mining history in the area.

18

Badanie zestalania odpadów poflotacyjnych rud miedzi.

Więckowska J., Sobczyk D., Cygan J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 2

62-66

PL

Przedstawiono zestalanie odpadów poflotacyjnych różnymi środkami wiążącymi. Opisano sporządzanie próbek i oznaczanie ich własności fizyko-chemicznych. Do badań użyto odpady flotacyjne z kopalń LGOM (LUBIN, POLKOWICE, RUDNA). Jako materiały wiążące organiczne stosowano: asfalt, poliamid (rokryzol WF-1 i rokryzol WF-2), jako nieorganiczne: wapno hydratyzowane, cement portlandzki 350, gips, wapno + kwas siarkowy, szkło wodne i zaprawę cementową. Stwierdzono, że odpady flotacyjne można zestalać za pomocą rykrozolu WF-1, wapna i zaprawy cementowej. Jednak próbki z cementem portlandzkim miały najlepszą charakterystykę wytrzymałościową.

EN

The solidification of flotation tailings by means of various binding agents is presented. The preparation of samples as well as the determination of their physico-chemical properties is described. The material, used for the research, were flotation tailings from LGOM mines (LUBIN, POLKOWICE, RUDNA). Both organic materials: asphalt, polyamide (rocrisol WF-1 and rocrisol WF-2) and inorganic ones (hydrated lime, Portland cement 350, gypsum, lime + sulphuric acid, liquid glass and cement mortar) were used as binders. It was determined that flotation tailings can be solidified by means of rocrisol WF-1, lime and cement mortar. However, samples with Portland cement manifested the best resistance characteristics.

19

Baza danych palinostratygraficznych młodszego paleozoiku Polski zachodniej

Cygan J., Czerski K., Ślusarczyk S.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2002

|

Vol. 102, nr 29

15-25

PL

Przedstawiono wyniki prac badawczych mających na celu sformułowanie podstaw oraz zawartości dokumentacyjnej bazy danych palinologicznych, opisującej informacje zebrane podczas wieloletnich badań stratygraficznych prowadzonych na obszarze Polski Zachodniej. Podstawowym celem tworzonej bazy jest skatalogowanie informacji źródłowych istotnych dla dalszych badań z zakresu ustalania szczegółowej pozycji stratygraficznej osadów pochodzących z obszaru Polski.

EN

The results of research work on the structure of palynological data-base of miospores, occurred in palaeozoic sediments on the area of Western Poland were presented. Description of advantages from several hundred examples of miospores worked in this base to define stratigraphical position of examined rocks were presented as well.

20

Niektóre wyniki badań palinostratygraficznych złoża gazu ziemnego "Paproć"

Górecka T., Czerski K., Cygan J.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2000

|

Vol. 87, nr 28

13-18

PL

Przedstawiono wyniki badań palinostratygraficznych w zakresie karbonu i permu niektórych otworów wiertniczych wykonanych w rejonie złoża ziemnego "Paproć" k/Nowego Tomyśla.

EN

Results of palinostratigraphical examinations ofcarboniferous and permin sediments from some boreholes in the region of "Paproć'gas field near Nowy Tomysl were presentred.