Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Głębokość eksploatacji a poziom generowanej wydobyciem aktywności sejsmicznej w kopalniach węgla kamiennego w latach 2005-2020

Mirek Adam, Dzik Grażyna, Błaszczyk Adam

Przegląd Górniczy

|

2022

|

T. 78, nr 1

26--36

PL

W polskim górnictwie węgla kamiennego obserwowana jest od lat 90. XX w. stała tendencja zmniejszania się rocznego wydobycia. Maleje również liczba eksploatowanych ścian, a zawężający się poziom zasobów bilansowych powoduje konieczność sięgania po złoże zalegające w coraz trudniejszych warunkach geologicznych i górniczych. Oznacza to wielokrotnie konieczność projektowania eksploatacji w zasięgu: oddziaływania zaszłości eksploatacyjnych (krawędzi, resztek, filarów) oraz na coraz większych głębokościach. Uwarunkowania te wpływają na poziom aktywności sejsmicznej związanej z prowadzoną eksploatacją. W artykule przedstawiono analizę głębokości eksploatacji prowadzonej w polskich kopalniach węgla kamiennego na tle ogólnego poziomu wydobycia węgla oraz aktywności sejsmicznej generowanej eksploatacją, w obszarach Górnośląskiego i Lubelskiego Zagłębia Węglowego w latach 2005-2020, z interwałem 5-letnim. Wydzielono cztery rejony w GZW, uwzględniając strukturę geologiczną tego obszaru, oraz jeden rejon dla LZW. Poziom zagrożenia sejsmicznego, obrazowany głównie liczbą wysokoenergetycznych wstrząsów górotworu, pomimo spadającego systematycznie wydobycia oraz zmniejszającej się liczby wyrobisk eksploatacyjnych, ma od roku 2005 wyraźną tendencję rosnącą. Ma to swoje uzasadnienie w sięganiu po złoża w trudniejszych warunkach geomechanicznych, w tym przede wszystkim, zalegające na coraz większych głębokościach.

EN

Since the 1990s, the Polish hard coal mining industry has witnessed a steady trend of decreasing annual mining outputs. The number of exploited longwalls is also decreasing, and diminishing balance-sheet resources make it necessary to use deposits that are in increasingly difficult geological and mining conditions. This often means that it is necessary to design mining operations aimed to exploit mining remains (edges, remains, pillars) and go to greater depths for mining. These conditions affect the seismic activity level associated with exploitation. The article presents an analysis of the depth of exploitation conducted by the longwall system against the background of the overall level of coal extraction and seismic activity generated by exploitation, in the areas of Upper Silesian Coal Basin and Lublin Coal Basin in 2005-2020, with 5-year intervals. 4 areas were distinguished, considering the geological structure of Upper Silesian Coal Basin and 1 area for Lublin Coal Basin. The level of seismic hazard, illustrated mainly by the number of high-energy of tremors, despite the systematically declining extraction and the decreasing number of mining excavations, has had a clear growing tendency since 2005. This is justified in reaching for deposits in more difficult geomechanically conditions, including those located at ever greater depths.

2

Wpływ intensywności przewietrzania ściany na skuteczność inertyzacji

Szlęzak Nikodem, Piergies Kazimierz

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 7/8

82--89

PL

Tlen, źródło wysokiej temperatury oraz materiał palny to elementy niezbędne przy powstaniu pożaru. Zapobieganie pożarom podziemnym polega na usunięciu przynajmniej jednego z tych czynników. Jednak eksploatacja bez pozostawiania resztek węgla w zrobach jest praktycznie niemożliwa, trudne jest również usunięcie ciepła powstałego podczas procesu utleniania, dlatego należy dążyć do wyeliminowania lub znacznego obniżenia stężenia tlenu w powietrzu, w zrobach ścian wydobywczych. Można to osiągnąć poprzez inertyzację, w której obojętny chemicznie gaz, który w warunkach danej reakcji nie uczestniczy w jej przebiegu, zastępuje powietrze lub palną atmosferę. Wraz ze wzrostem głębokości eksploatacji nasilają się zagrożenia naturalne, również często występują równocześnie. Metody profilaktyki wobec jednego zagrożenia powodują wzrost innego zagrożenia. Przy profilaktyce pożarowej zaleca się zmniejszenie dopływu powietrza do ściany, natomiast zwalczanie zagrożenia metanowego wymaga jego zwiększenia. W artykule przedstawiono przykład wpływu intensywności przewietrzania ściany na skuteczność inertyzacji zrobów ściany zawałowej. Rozważono ścianę prowadzoną w warunkach zagrożenia metanowego, przy dużej skłonności węgla do samozapalenia oraz w trakcie przechodzenia przez strefę zaburzeń geologicznych.

EN

Oxygen, the source of high temperature and combustible material are the elements necessary for the creation of a fire. Prevention of underground fires is based on the removal of at least one of these factors. However, it is practically impossible to exploit without leaving coal remnants in goaves, it is also difficult to remove the heat produced during the oxidation process, therefore it is necessary to eliminate or reduce considerably oxygen concentration in the air of goaves of longwalls with caving in hard coal mines. This can be achieved by inertisation. The method consists in a partial or total replacement of air or combustible atmosphere with an impartial gas. Along with the increase of depth of exploitation, natural hazards intensify, they also often coexist. Prevention methods for one threat cause the growth of another threat. In fire prevention it is recommended to reduce the air supply to the longwall, while combating the methane hazard requires its increase. The article presents an example of the influence of longwall ventilation intensity on the effectiveness of inertisation in the goafs of a longwall. The longwall was considered under methane hazard conditions, with high propensity for coal to spontaneously ignite and during geological disturbances.

3

Perspektywy zmechanizowanych obudów ścianowych w świetle doświadczeń własnych ZRP Bieruń PGG SA

Gil Jan, Stoiński Kazimierz

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 7/8

95--99

PL

Zakład Remontowo-Produkcyjny Bieruń (ZRP) zabezpiecza wszelkie potrzeby PGG SA związane ze zmechanizowanymi obudowami ścianowymi. Obejmują one produkcję nowych obudów, modernizacje oraz remonty. Szczególnym zadaniem ZRP jest również zabezpieczenie tych potrzeb w przyszłości. Z wymienionych względów zakład prowadzi aktywną działalność projektową, powołał biuro konstrukcyjne rozwijające konstrukcje własne, ukierunkowane na zabezpieczenie aktualnych i przyszłościowych potrzeb, z uwzględnieniem wysokich standardów bezpieczeństwa. Potrzeby przyszłościowe to obudowy o zwiększonych podpornościach i podziałkach, przystosowane do zmieniających się warunków górniczych i eksploatacyjnych, wyposażone w stosowne do przyszłych potrzeb zabezpieczenia przed przeciążeniami i sterownia. Ponadto prowadzi intensywną działalność obejmującą standaryzację produkcji, jej unifikację, co ma istotne znaczenie dla ograniczenia kosztów eksploatacji.

EN

Zakład Remontowo Produkcyjny Bieruń secures all PGG SA needs concerning the mechanized longwall roof supports. They include the production of the new mechanized longwall roof supports, modernization and repairs. A special task of ZRP is also to secure these needs in the future. Due to the above-mentioned reasons, the department conducts active project activities, established a design office developing its own structures, aimed at securing current and future needs, taking into account high safety standards. Future needs are enclosures with increased supports and graduations, adapted to changing mining and operational conditions, equipped with future-proof protection against overloading and control. In addition, it conducts intensive activities including standardization of production, its unification, which is important to reduce operating costs.

4

Wpływ warunków klimatycznych złoża rud miedzi na wypadkowość

Świtoń A., Skowrońska A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2005

|

nr 3

111-124

PL

W referacie przedstawiono związki przyczynowo – skutkowe pomiędzy prowadzeniem eksploatacji na dużych głębokościach a częstotliwością ulegania pracowników wypadkom przy pracy. Określono również sposoby przeciwdziałania występowaniu dużych temperatur w wyrobiskach górniczych.

EN

The paper presents a cause and effect relationship between mining on extensive depth and a frequency of accidents at work appearance. The means of taking counteractions against the high temperature occurrence in underground workings have also been determined.

5

The influence of the depth of an exploited seam on stresses around the shaft

Majcherczyk T., Lubryka M.

Archives of Mining Sciences

|

2003

|

Vol. 48, nr 1

65-80

EN

The paper deals with the influence of mining exploitation, carried out in the area of the shaft pillar, on the stress around the shaft. The paper also presents the results of measurements of vertical and horizontal dislocations in three shafts in the vicinity of which mining had taken place for some time. Numerical calculations of the state of stress around the shaft were carried out using Cosmos/M software. The problem was treated as a 3D task. The model of rock mass contained one heading and a shaft. The qualities of rock mass were changed from 5 GPa to 20 GPa using a variable module for the coefficient of linear elasticity and changing the exploitation depth from 400 m to 800 m. An analysis of results was made for cross sections at distances between 50 m and 500 m from the shaft axis to the face of the longwall face. Changes of the coefficient of vertical stress concentration on the shaft section for a given distance between the shaft and the face are analysed in the paper. The coefficient decreases in a hyperbolic manner as the distance between the face and the shaft increases. As the depth of exploitation increases, its serious influences on the shaft are discernible at greater distances from the shaft. For a coefficient of linear elasticity of the rock mass E = 20 GPa, the distance at which the influences cease to be significant is as follows: depth = 400 m, distance = 270 m; depth = 600 m, distance = 320 m; depth = 800 m, distance = 360 m. The change of depth only slightly influences the value of the coefficient of vertical stress concentration. However, its value increases in proportion to the increase of rock mass rigidity. As the result of maximum vertical stresses occurring at levels of 50 to 150 m above the exploited seam, damage may appear in the shaft in this zone. The bigger the value of Young's module, the longer the distance from the shaft to the [alfa] =1.05 iso-line of vertical stress coefficient. In view of these findings, workings at great depths allow the dimensions of the shaft pillars to be reduced significantly.

PL

Artykuł dotyczy wpływu eksploatacji górniczej prowadzonej w rejonie filara szybowego na naprężenia w otoczeniu szybu. Praca zawiera wyniki pomiarów przemieszczeń pionowych i poziomych, jakie uzyskano w trzech szybach w długim czasie eksploatacji okołofilarowej. Wykonana ocena stateczności górotworu w rejonach na zewnątrz kilku filarów szybowych pozwala na stwierdzenie, że wartość osiadań maleje wraz z głębokością. Tezę tq potwierdzają wyniki pomiarów geodezyjnych uzyskane na poszczególnych poziomach szybu Jas-III (rys. 1). Sumaryczne przemieszczenia pionowe odnotowane w ciągu 43 lat prowadzonych pomiarów do głębokości 176 m (poziom +70 m) wynoszą 147 mm, natomiast na głębokości 486 m (poziom -240 m) wynoszą 7 mm. Zatem na tej głębokości nie ma praktycznie osiadań powodowanych prowadzeniem działalności górniczej. Podobne wyniki otrzymano z pomiarów wykonanych w Szybach 1 i 2 w KWK „Morcinek" (rys. 2 i 3). W szybie 2 deformacja rury szybowej obudowy szybu spowodowana została przez przemieszczenia poziome (rys. 4). Obliczenia numeryczne stanu naprężenia w otoczeniu rury szybowej wykonano przy wykorzystaniu programu Cosmos/M, traktując zagadnienie jako zadanie przestrzenne. Model górotworu zawierał wyrobisko ścianowe oraz szyb (rys. 5). Własności ośrodka skalnego zmieniano poprzez zróżnicowanie modułu sprężystości liniowej od 5 do 20 GPa oraz zmianę głębokości eksploatacji od 400 do 800 m. Wyniki obliczeń rozpatrywano w przekrojach przyjmowanych w odległości od 50 do 500 m od osi szybu do czoła eksploatowanej ściany. W pracy przeanalizowano zmiany współczynnika koncentracji naprężeń pionowych na konturze szybu dla zadanej odległości pomiędzy szybem a frontem ściany. Współczynnik ten zmniejsza się w sposób hiperboliczny wraz ze zwiększaniem się odległości frontu ściany od szybu (rys. 6 i 7). Ze wzrostem głębokości eksploatacji rośnie odległość, przy której zanikają istotne wpływy wybierania pokładu na szyb. Dla modułu sprężystości liniowej ośrodka skalnego E3 = 20 GPa odległość, gdzie wpływy są już niewielkie wynoszą odpowiednio: dla głębokości 400 m — 270 m, dla głębokości 600 m — 320 m, a dla głębokości 800 m — 360 m. Współczynnik koncentracji naprężeń rośnie wraz ze zwiększaniem się sztywności górotworu, natomiast zmiana głębokości eksploatacji praktycznie nie wpływa na zmianę jego wartości (rys. 8 i 9). Maksymalna wartość współczynnika a w odległości 200 m od szybu dla górotworu o module E1 wynosi 1,023, a dla górotworu o module E3 — 1,096. Zmiany współczynnika koncentracji naprężeń wraz ze zwiększaniem się głębokości eksploatacji dla bliskich odległości od konturu szybu, tj. w zakresie 0-200 m (rys. 10), wskazują, że na konturze wyrobiska szybowego następuje spadek naprężeń pionowych do około 0,4pz. Z analizy wyników obliczeń numerycznych i obserwacji w naturze wynika, że deformacje rury szybowej czy obudowy mogą wystąpić głównie wskutek występowania nadmiernych pionowych naprężeń ściskających, poziomych naprężeń rozciągających bądź naprężeń ścinających w szybie w odległości od 50 do 150 m nad eksploatowanym pokładem, przy bliskiej odległości frontu eksploatacyjnego od szybu. W miarę wzrostu modułu Younga rośnie odległość od szybu izolinii współczynnika koncentracji naprężeń pionowych o wartości [alfa] = 1,05 (rys. 11). W przypadku największego przyjętego modułu sprężystości liniowej E3 = 20 GPa izolinie te mieszczą się w granicach wyznaczonego filara do głębokości około 580 m. Sugeruje to możliwość zmniejszenia filarów ochronnych szybów dla głębokości eksploatacji ponad 600 m.

6

Ocena możliwości odzyskania części zasobów węgla uwięzionych w filarze ochronnym szybu

Chmiel P., Lubryka M., Śliwiński J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 254

253-264

PL

W referacie przedstawiono wyniki analizy wpływu eksploatacji prowadzonej w trzech kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej SA w pobliżu filarów oraz eksploatacji naruszającej filary ochronne 4 szybów na deformacje i uszkodzenia rur szybowych - analizie poddano okres w przypadku niektórych kopalń aż od roku 1965. Wykorzystując wyniki pomiarów i obserwacji uzyskanych w warunkach naturalnych oraz symulację numeryczną metodą elementów skończonych z wykorzystaniem programu COSMOS/M udowodniono tezę, że w warunkach kopalń węgla kamiennego, w miarę wzrostu głębokości eksploatacji istnieje możliwość częściowego naruszenia wyznaczonych granic filarów szybowych bez powodowania uszkodzeń i deformacji tych szybów.

EN

Results of the analysis of the impact of exploitation carried out in three mines of Jastrzębie Mining Joint Stock Company close to pillars and exploitation encroaching upon safety pillars of 4 pitshafts on deformation of and damage to pit shaft pipes have been described in this paper, in case of some mines a period has been analysed even since 1965. Making use of measurements and observations gained in natural conditions and numeric simulation in a method of finite elements with the use of COSMOS/M programme a thesis has been proved that in the conditions of stone coal mines with the increase of the depth of exploitation there is a possibility of partial disturbance of defined boundaries of pillars of pit shafts without damaging and deforming these pit shafts.