Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the possibilities of using composite structural c-channels as lining for an arch support in mining excavation

Rotkegel Marek, Korol Jerzy, Sobczak Dagmara

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 3

437--455

EN

The article is the result of a project aimed at developing and implementing a design of composite accessories for support in excavations located in underground hard coal mines. The research team verified the possibility of using elements made of prefabricated composite structural profile as an alternative to steel and reinforced concrete lining elements used to improve support’s stability and protect against rockfall. This paper includes a research experiment on the possibilities of using a composite C-profile element as lining made in the pultrusion technology with a longitudinal position of the roving. The prefabricated structural profiles were adapted to the function by designing seatings for fitting the flanges for arch support’s V-profiles. Prototypes of these elements were subjected to bench tests in compliance with the guidelines for testing mesh linings. In addition, computer simulations using the finite element method were carried out. The values obtained during the tests were compared with the requirements for lightweight mesh and included the Polish standard PN-G-15050 and reinforced A-type concrete lining defined in the standard PN-G-06021. The team determined the areas where material strength exceeded and the structure was damaged. Despite the limited quantity of laboratory tests and lack of field tests in actual mining conditions, it was possible to address the argument of the research and determine whether it is possible to use C-profile made in the pultrusion technology as a lining element.

2

The evolution of steel frame sets for longwall development drifts

Caban Piotr, Stoiński Kazimierz, Rotkegel Marek, Rajwa Sylwester, Gnatowski Adam, Pacześniowski Krzysztof

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 2

24--40

EN

The article presents the development of steel frame sets produced for mining purposes by Huta Łabędy S.A., intended for securing gallery workings, and longwall development drifts in particular. In recent decades, longwall development drift support has evolved in terms of characteristics such as its shape. The initially utilised rectangular frames and typical widened ŁP frames were replaced with flat frames based on ŁP arches (ŁPKO), and subsequently with special frame sets adapted to the shape of powered support units. The intermediate frame shape obtained in this way was a compromise between the rectangular (beneficial from the perspective of longwall equipment and development) and the arching design (beneficial due to the high load-bearing parameters).

PL

Artykuł przedstawia rozwój konstrukcji obudów stalowych dla górnictwa, produkowanych przez Hutę Łabędy S.A. z przeznaczeniem do zabezpieczania wyrobisk korytarzowych, a szczególnie rozcinek ścianowych. Na przestrzeni ostatnich dekad obudowa rozcinek rozruchowych ewoluowała między innymi pod względem kształtu. Stosowane początkowo odrzwia prostokątne i typowe odrzwia ŁP z poszerzeniami zostały zastąpione przez odrzwia spłaszczone na bazie łuków ŁP (ŁPKO), a następnie przez specjalne odrzwia dostosowane kształtem do sekcji obudowy zmechanizowanej. Uzyskano w ten sposób obrys odrzwi pośredni, będący kompromisem pomiędzy prostokątnym (korzystnym z uwagi na zbrojenie i uruchomienie ściany), a łukowym (korzystnym z uwagi na wysokie parametry podpornościowe).

3

Rozwój konstrukcji stalowych odrzwi do rozcinek ścianowych

Caban Piotr, Stoiński Kazimierz, Rotkegel Marek, Rajwa Sylwester, Gnatowski Adam, Pacześniowski Krzysztof

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 2

41--58

PL

Artykuł przedstawia rozwój konstrukcji obudów stalowych dla górnictwa, produkowanych przez Hutę Łabędy S.A. z przeznaczeniem do zabezpieczania wyrobisk korytarzowych, a szczególnie rozcinek ścianowych. Na przestrzeni ostatnich dekad obudowa rozcinek rozruchowych ewoluowała między innymi pod względem kształtu. Stosowane początkowo odrzwia prostokątne i typowe odrzwia ŁP z poszerzeniami zostały zastąpione przez odrzwia spłaszczone na bazie łuków ŁP (ŁPKO), a następnie przez specjalne odrzwia dostosowane kształtem do sekcji obudowy zmechanizowanej. Uzyskano w ten sposób obrys odrzwi pośredni, będący kompromisem pomiędzy prostokątnym (korzystnym z uwagi na zbrojenie i uruchomienie ściany), a łukowym (korzystnym z uwagi na wysokie parametry podpornościowe).

EN

The article presents the development of steel frame sets produced for mining purposes by Huta Łabędy S.A., intended for securing gallery workings, and longwall development drifts in particular. In recent decades, longwall development drift support has evolved in terms of characteristics such as its shape. The initially utilised rectangular frames and typical widened ŁP frames were replaced with flat frames based on ŁP arches (ŁPKO), and subsequently with special frame sets adapted to the shape of powered support units. The intermediate frame shape obtained in this way was a compromise between the rectangular (beneficial from the perspective of longwall equipment and development) and the arching design (beneficial due to the high load-bearing parameters).

4

The analysis of selected methods of the yielding of a circular arch support made of V profiles

Rotkegel Marek, Szot Łukasz, Fabich Sławomir

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 3

531--550

EN

Steel yielding arch support constructed of V profiles is commonly used to protect galleries and, in some cases, to reinforce or secure a shaft support. For this purpose, a closed, circular-shaped arch support is used, with arches overlapped by clamps that are typical for this type of construction. The support has high resistance to the impact of even (distributed over the entire surface of the support) load, however, as a result of significant deformation associated with a change in the radius of the curvatures, the support shows limited yielding capacity. This is due to the increase in resistance to slide on the locks, resulting from changes in the geometry of the ring caused by the rock mass. This article presents the results of research and analysis concerning the elements of the arch support with notches in arches. The research team tested the effect of the depth and location of the notches of the section’s flanges on the load impacting on the clamp’s bolts and the strength of the roof support. Moreover, the tests covered the influence of the number and location of clamps in a frictional joint on the change in the nature of work and yielding capacity. Finally, the research included both strength tests of the support’s elements, as well as strength analyses based on the finite element method.

5

Research on the impact of forces and acceleration during the riding and braking of a suspended monorail

Tokarczyk Jarosław Andrzej, Rotkegel Marek, Pytlik Andrzej, Niedworok Andrzej

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 2

399--414

EN

This article presents the results of experimental studies aimed at identifying the forces and acceleration during the riding and braking action of a suspended monorail. The tests were conducted under in situ conditions, in a dip-heading “B” ZG SILTECH in Zabrze. The paper also discusses a test stand, a metering system, and presents the impact of changes in speed on forces in slings of the suspended route. The measurements of selected parameters were performed for three variants: the route, the emergency haulage braking and the braking trolley set braking. The results include waveforms of forces in route slings, and acceleration values acting on the operator and transported load.

6

Analysis of behaviour of the steel arch support in the geological and mining conditions of the Cam Pha coal basin, Vietnam

Nguyen Phu Minh Vuong, Rotkegel Marek, Van Hoang Do

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 3

551--567

EN

In recent years, the Vietnamese coal mining industry has observed a dynamic increase in both its production and efficiency. In Vietnam, the most precious type of coal is anthracite, which is found in the Quang Ninh province. Industrial anthracite deposits are estimated to be over 2 billion Mg. At present, coal deposits are extracted mostly by the underground method. Coal production is gradually increasing in the underground mines in the Quang Ninh area and it is expected to constitute about 75% of the country’s total coal production in 2030. This involves an increase in the number and length of underground workings. Cam Pha is the largest coal basin of Vietnam, located in the Quang Ninh province. So far, the yearly length of underground workings driven in underground mines in the Cam Pha basin is roughly 90÷150 km. About 84 % of these underground workings are supported by the steel arch support made of SWP profile. A similar situation can be observed in Russia, Ukraine, China, India and Turkey. In addition, the average length of repaired underground workings in the Cam Pha basin constitutes approximately 30% of the total length driven . The main cause was reported is loss of underground workings stability. This requires significant material and labour costs as well as the cost of replacing damaged elements. Addi-tionally, it disturbs the continuity of the mining operations.This article presents the results of the numerical modelling of the rock mass around underground wor-kings driven in typical geo-mining conditions for underground coal mines in the Cam Pha basin, supported by the steel arch support made of SWP and V profiles. As a result of the conducted analyses, the range of failure zone of the rock mass around underground workings and the distribution of reduced stress in the steel arch support elements were determined. The effort states of the steel arch support made of SWP22 profile and V21 profile were compared. The simulations considered different inclinations angle of coal seam, following the structure of the rock mass in the Cam Pha basin. The analysis was carried out using the based-finite difference method code, FLAC2D. Based on the obtained results, actions for improving the stability of underground workings driven in the underground mines of the Cam Pha basin were proposed.

7

Wielowariantowa odrzwiowa obudowa spłaszczona

Rotkegel Marek, Sobczak Dagmara, Frysztak Mateusz, Kasperek Cezary

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 3

40--46

PL

Spłaszczona obudowa odrzwiowa w polskich kopalniach węgla kamiennego stosowana jest od ponad dwudziestu lat. W tym czasie opracowanych zostało wiele różnych typoszeregów o zróżnicowanej geometrii, nośności i przeznaczeniu. Można tu wymienić typoszeregi oznaczone symbolami ŁPrP, ŁPrPJ, ŁPS, ŁPSp, ŁPSp3R, OŁSN, SPŁ i inne. Obudowa taka znajduje zastosowanie przede wszystkim do zabezpieczania rozcinek rozruchowych ścian. Rzadziej stosowana jest w innych wyrobiskach, najczęściej specjalnych, o znacznej szerokości przy niewielkiej wysokości. Jest ona kompromisowym rozwiązaniem pomiędzy obudową prostokątną (o niewielkiej nośności, lecz korzystnym kształcie przekroju ułatwiającym rozruch ściany) a łukową (o korzystnej nośności, ale utrudniającą rozparcie sekcji i uruchomienie ściany). Jednym z nowszych rozwiązań takiej obudowy jest typoszereg odrzwi WITMET. Odrzwia zostały opracowane w dwóch zasadniczych wariantach – lekkim oraz ciężkim – o większej nośności (ze zwiększoną zakładką stropnicową). Dodatkowo przewidziano możliwość dostosowania usytuowania złącza ciernego do wysokości zbrojonej ściany. W niniejszym artykule przedstawiono w skrócie przebieg i założenia procesu projektowego, konstrukcję odrzwi, wyniki badań laboratoryjnych i analiz wytrzymałościowych oraz badania i obserwacje dołowe obudowy.

EN

The flattened steel arch support has been used in Polish hard coal mines for over twenty years. During this time, many series of such kind of support with different geometry, load capacity and purpose were developed. Among those there are series marked with symbols: ŁPrP, ŁPrPJ, ŁPS, ŁPSp, ŁPSp3R, OŁSN, SPŁ and others. This kind of support is favorably used in longwall face development. Less frequently, it is used as a support of other special mining excavations - those with a considerable width at low height. The oblate arch support is a compromise solution between a rectangular frame (that is advantageous in the longwall face development) and an arched support (with a satisfying load capacity). The WITMET series is one of the newest types of oblate arch support. It has been developed in light variant and heavy one with a higher load capacity. Additionally, it is possible to adjust the position of the friction joint to the height of the reinforced wall. This article presents the design of the steel arches, the results of strength analyzes as well as research and underground observations of the housing.

8

Sposób wzmocnienia obudowy odrzwiowej dla zabezpieczenia wyrobiska poddanego ciśnieniom eksploatacyjnym

Rotkegel Marek, Walentek Andrzej, Folwarczny Zbyšek, Knapski Roman

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 3

63--72

PL

Stalowa obudowa odrzwiowa jest podstawowym sposobem zabezpieczania wyrobisk korytarzowych w polskich kopalniach węgla kamiennego. Jej popularność wynika z kilku czynników, wśród których należy wymienić przede wszystkim stosunkowo niewielkie koszty zakupu i wykonania obudowy, wielowariantowość w zakresie przekroju wyrobiska (kształtu i rozmiaru), możliwość kształtowania w szerokim zakresie parametrów podpornościowych obudowy poprzez odpowiedni dobór kształtowników, materiałów, formatów i rozstawów odrzwi oraz przez stosowanie dodatkowych wzmocnień. Niestety w niektórych szczególnych przypadkach nośność obudowy może nie być wystarczająca. Sytuacja taka zaistniała w kopalni Silesia w chodniku 332, którego drążenie zaplanowano równolegle do chodnika kierunkowego 6 w odległości od niego około 3,0 m (z zachowaniem tzw.”płotu” o szerokości 3,0 m). Drążenie chodnika 332 miało odbywać się w trakcie eksploatacji pokładu 330 ścianą 333 w kierunku przeciwnym do jej biegu. Taki niekorzystny plan robót przyjęto z uwagi na zapewnienie ciągłości wydobycia (i jego odpowiedniego poziomu), sprawnego zbrojenia kolejnej ściany oraz jej uruchomienia bez zbędnej przerwy technologicznej związanej z pracami udostępniającymi i zbrojeniowymi. W warunkach występowania ciśnień eksploatacyjnych typowa obudowa odrzwiowa nie mogła być zastosowana w sposób efektywny. Dla zapewnienia odpowiednich (ekonomicznie uzasadnionych) rozstawów odrzwi (min. 0,5 m) należało zastosować dodatkowe wzmocnienia obudowy. Zdecydowano o podbudowaniu obudowy stojakami SV oraz zastosowaniu dodatkowych elementów wzmacniających odrzwia, tzw. zastrzałów, sprawdzonych wcześniej w kopalniach czeskich. Elementy te, montowane do odrzwi, znacząco podnoszą ich nośność, a przez to pozwalają w sposób bezpieczny stosować zwiększony (efektywny) ich rozstaw. W artykule przedstawiono konstrukcję wzmocnionej obudowy, wyniki analiz wytrzymałościowych (w tym porównanie z rozstawem bez proponowanego wzmocnienia) oraz doświadczenia wynikające z zastosowania tego rozwiązania w chodniku 332.

EN

The steel arch support is the basic method used to secure gallery workings in Polish hard coal mines. Its popularity stems from several factors, which first and foremost include the relatively low costs of purchase and manufacture of the support, its flexibility with regard to the working cross-section (shape and size) and the wide range of possibilities in the determination of the load capacity parameters of the support through the correct selection of sections, materials, formats and spacing of the arches as well as by utilising additional reinforcement. Unfortunately in some particular cases, the load capacity of the support may not be sufficient. Such a situation occurred in the Silesia mine in road 332, whose driving was planned in parallel to lateral 6 at a distance of approximately 3.0 m (retaining a 3.0 m-wide coal pillar). The driving of road 332 was supposed to take place during the mining of coal bed 330 via longwall 333 in the direction opposite to its course. This unfavourable work plan was adopted in order to ensure extraction continuity (and its appropriate level), the efficient setup of another longwall and its commencement without unnecessary technical delays related to opening and equipping works. Under the conditions of abutment pressure occurrence, a standard arch support could not be utilised in an effective manner. To ensure the appropriate (economically justified) arch spacing (min. 0.5 m), it was necessary to introduce additional support reinforcement. It was decided to brace the support with additional SV props and to use additional arch reinforcement elements – angle braces – which had been proven to be reliable in Czech mines. These elements, mounted on the arches, significantly increase their load capacities, and thus make it possible to safely utilise their greater (effective) spacing. The article presents the construction of the reinforced support, the results of strength analyses (including a comparison of the spacing without the proposed reinforcement) and the practical experience obtained as a result of the utilisation of this solution in road 332.

9

Określenie nośności obudowy wyrobisk korytarzowych w warunkach dołowych

Ficek Paweł, Rozmus Adam, Rotkegel Marek, Maślanka Jacek

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2019

|

nr 2

5--14

PL

Wyznaczanie parametrów podpornościowych i charakterystyk obciążeniowo-deformacyjnych odrzwi obudowy łukowej podatnej realizowane jest głównie drogą badań stanowiskowych laboratoryjnych lub analitycznie metodami numerycznymi, np. za pomocą metody elementów skończonych. Inaczej sytuacja wygląda w przypadku obudowy mieszanej – odrzwiowej pokrytej warstwą torkretu. Z uwagi na specyfikę takiego układu nie jest możliwe przeprowadzenie badań laboratoryjnych, a symulacje komputerowe mogą być obarczone znacznymi błędami z uwagi na dużą zmienność parametrów powłoki z betonu natryskowego. Dla takich przypadków opracowano metodykę badań dla obudowy w warunkach dołowych, która pozwala określić rzeczywiste parametry dla różnych warunków jej wykonania. W artykule przedstawiono metodykę badania odrzwi pokrytych torkretem, stanowisko do takich badań oraz plan przygotowanych badań.

EN

Load parameters and characteristics of the arch frames can be determined in laboratory tests or using numerical methods, for example finite element method. It looks different in the case of a mixed support, like frame support covered by shotcrete. Due to the specificity of such a system, it is not possible to carry out laboratory tests and computer simulations may have errors due to the high variability parameters of the coating of sprayed concrete. For these cases, the underground research method for the mixing support was developed. The method allows to specify parameters for different variants of frame support and layer of shotcrete. The article presents the method of testing the steel arches covered with shotcrete, the stand for such tests and the plan of prepared tests.

10

The conditions for proper operation of the arch-rectangular support

Rotkegel Marek

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 1

213--222

EN

Steel arch-rectangular support has a wide range of applications in Polish coal mines due to its asym-metrical shape. The frame has an arched outline on one side of the side wall, while on the opposite side it is rectangular. As a result, the support is ideal for securing set up room and recovery room. It can also be successfully used to secure three-way intersections of underground workings. To a large extent, however, the importance of these advantages is diminished by relatively low load-bearing parameters, resulting from a partially straight canopy, as well as the asymmetrical distribution of the load acting on the support in underground conditions. In order to ensure the proper and optimal operation of such frames, in addition to the standard requirements for roof supports, additional conditions must be met. The basic requirement is to support the end of the canopy on the corner of the excavation. This article presents examples of arch-rectangular supports, their applications as well as laboratory tests and strength analysis of the frames and its elements. These tests allowed the requirements regarding the construction of the frame, the selection of the support and the conditions of building in the excavation to be specified.

PL

Stalowa odrzwiowa obudowa łukowo-prostokątna znajduje w polskich kopalniach węgla kamiennego i ma szereg zastosowań, wynikających przede wszystkim z jej niesymetrycznego kształtu. Odrzwia po stronie jednego ociosu mają zarys łukowy, natomiast po stronie przeciwległego ociosu – prostokątny. Z tego względu idealnie nadają się do zabezpieczania rozcinek rozruchowych i kanałów likwidacyjnych ścian. Odrzwia powodzeniem mogą być także stosowane do zabezpieczania trójstronnych skrzyżowańwyrobisk korytarzowych. Jednak z znacznym stopniu wagę tych zalet pomniejszają niezbyt wysokie parametry podpornościowe, wynikające z częściowo prostoliniowej stropnicy, oraz niesymetryczny rozkład obciążenia działającego na odrzwia w warunkach dołowych. Dla zapewnienia właściwej i optymalnej pracy takich odrzwi oprócz standardowych wymagań dotyczących wykonywania obudo-wy konieczne jest spełnienie dodatkowych warunków. Podstawowym jest zapewnienie oparcia końca stropnicy o naroże wyrobiska. W artykule przedstawiono przykłady obudów łukowo-prostokątnych, ich zastosowania, a także badania stanowiskowe i analizę wytrzymałościową odrzwi i ich elementów. Badania te pozwoliły sprecyzowaćwymagania dotyczące konstrukcji odrzwi, doboru obudowy oraz zabudowy w wyrobisku.