Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie elektronicznych pomiarów odkształceń górotworu na przykładzie wyrobiska KS Bochnia

Szczerbowski Zbigniew, Niedbalski Zbigniew, Jóźwik Mieczysław, Migdas Tomasz, Kawalec Andrzej, Orzeł Karol

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 1

19--26

PL

Badania deformacji górotworu w rejonie zabytkowej Kaplicy św. Kingi Kopalni Soli „Bochnia” z zastosowaniem elektromagnetycznej sondy ekstensometrycznej dają nową jakość w analizie charakterystyki tego procesu. Pomiary przemieszczeń reperów stanowiących punkty osnowy kopalnianej z zastosowaniem klasycznych przyrządów i instrumentów geodezyjnych pozwalają jedynie na określenie geometrycznych zmian konturu wyrobisk, często wysoko dokładnych. Na bazie wyników klasycznych pomiarów mierniczych niemożliwe jest określanie sposobu propagacji deformacji wewnątrz górotworu. Wykonane badania z zastosowaniem sond ekstensometrycznych umożliwiły opracowanie charakterystyki odkształceń calizny górotworu solnego w KS Bochnia oraz powiązanie tych wyników z wieloletnimi pomiarami geodezyjnymi. Jak dotąd nie ma opracowań, które w wiarygodny sposób przedstawiają sposób rozchodzenia się deformacji w caliźnie górotworu otaczającej wyrobiska. Jak się podejrzewa, jest on poddany dodatkowo naciskom wciąż aktywnych tektonicznie Karpat sąsiadujących ze złożem. Poza aspektem naukowym przybliżenia opisu zjawisk zachodzących wokół wyrobisk podziemnych w KS Bochnia, istotny jest również aspekt praktyczny, który dotyczy sposobu prowadzenia ewentualnych zabezpieczeń zabytkowych wyrobisk.

EN

Measurements of rock mass deformation with application of electromagnetic extensometer in the Saint Kinga Chapel of The Bochnia Salt Mine provided a new quality of in studies of the process’s performance. Measurements of displacements of control points which are consisted of in the mine’s geodetic network with the use of classical device devices and instruments enable to determine of changes of cavities’ contours only, however with high accuracy. The carried out measurements with the use of electromagnetic extensometer supported elaboration of deformation of undisturbed rock mass surrounding the cavity in The Bochnia Salt Mine that could be combined the results with long standing geodetic observations. As far there is no studies which present reliably propagation of deformation within rock salt mass surrounding underground excavations. As suspected, the rock mass is subjected to additional stress of the Carpathians orogeny, neighboring the salt deposit and which is still tectonically active. Apart from the scientific aspect which brings closer the problem depicting propagation of phenomena ongoing around underground cavity in The Bochnia Salt Mine, there is a practical aspect pertaining to of eventual support methods being constructed in the historical excavations.

2

An innovative solution to counteract convergence of shaft lining in rock salt strata

Kamiński Paweł, Czaja Piotr

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 2

429--445

EN

This work presents an innovative shaft-lining solution which, in accordance with a patent of the Republic of Poland, allows successive, periodic leaching of excess rock salt migrating to the shaft opening. As is commonly known, all workings in rock salt strata are exposed to an increased convergence of sidewalls, making it very difficult to use shafts properly. Rocks migrating towards the shaft opening cause very high stress on the shaft liner. As a result, if the lining does not show substantial deformability, it fails. Lining failure due to insufficient deformability has been extensively described in the literature. Also, throughout the history of mining construction, a number of solutions have been proposed for different types of lining-deformability enhancement. For instance, the KGHM mining corporation applied a deformable steel lining – a solution used in the mining construction of galleries – along a 155-m-long section of the SW-4 shaft with diameters of 7,5 m that passes through a rock salt strata. At KGHM, the SW-4 shaft passes through a rock salt strata along a section of 155 m, in which a deformable enclosed steel lining was made. After several years, the convergence of shaft sidewalls stabilised at a rate of 0.5 mm/day. This enormous activity of the rock mass made it necessary to reconstruct the entire shaft section after only four years. According to further predictions, it will be necessary to reconstruct this section at least four times by 2045. This paper discusses in short form the underlying weaknesses of the technology in question. As a solution to the problems mentioned above, the authors of this work present a very simple design of a shaft lining, called the tubing-aggregate lining, which utilises the leachability of salt rock massifs. The essential part of the lining is a layer of coarse aggregate set between the salt rock sidewall and the inner column of the tubing lining. One the one hand, coarse aggregate supports the salt rock sidewall and is highly deformable due to its compressibility, but on the other hand it allows water or low saturated brine to migrate and dissolve salt rock sidewalls. This paper presents the first stage of works on this subject. Patent No. PL 223831 B had been granted before these works commenced.

PL

Praca niniejsza prezentuje innowacyjne rozwiązanie obudowy szybu, która zgodnie z patentem RP umożliwia sukcesywne okresowe ługowanie nadmiaru soli migrującej w światło szybu. Powszechnie wiadomo, że każde wyrobisko górnicze w górotworze solnym narażone jest na zwiększoną konwergencję ociosów, co w przypadku szybów jest dużym utrudnieniem prawidłowego ich wykorzystywania. Migracja skał w światło szybu powoduję bardzo wysokie obciążenie deformacyjne obudowy. Jeżeli ta nie ma zdolności do znaczącego odkształcania się to ulega zniszczeniu. Literatura fachowa dysponuje wieloma opisami zniszczenia obudowy zbyt mało podatnej. W historii budownictwa górniczego zaproponowano też kilka rozwiązań w postaci różnego rodzaju upodatnienia obudowy. Przykładowo, przenosząc z budownictwa górniczego wyrobisk korytarzowych konstrukcję obudowy stalowej podatnej w KGHM w szybie SW-4 na odcinku o długości 155 m, przechodzącym przez górotwór solny, zastosowano podatną obudowę stalową zamkniętą. Konwergencja ociosów szybowych w tym przypadku po kilku latach ustabilizowała się na poziomie 0,5 mm/dobę. Efektem tak wielkiej aktywności górotworu była konieczność przebudowy całego odcinka szybu już po 3 latach. Dalsze prognozy przewidują, że do roku 2045 konieczna będzie jeszcze co najmniej 4 krotna przebudowa tego odcinka. W pracy przedstawiono zasadnicze słabości tego rozwiązania technicznego. W odpowiedzi na tego typu przypadki Autorzy niniejszej pracy prezentują bardzo prostą konstrukcje obudowy zwanej obudową „tubingowo-kruszywową”, która wykorzystuje zdolność górotworu solnego do procesu ługowania. Istotą tej obudowy jest warstwa kruszywa gruboziarnistego, umieszczona pomiędzy ociosem solnym i wewnętrzna kolumną obudowy tubingowej. Kruszywo gruboziarniste z jednej strony podpiera ocios solny z możliwością znacznego odkształcania się bo jest ściśliwe, ale z drugiej strony pozwala na migrację wody słodkiej, która będzie oddziaływać na ociosy solne rozpuszczającje. Niniejsza praca poprzedzona przyznanym patentem nr PL 223831 B, prezentuje pierwszy etap prac nad tym zagadnieniem. Etapem drugim były badania intensywności ługowania i możliwości zastosowania tego rozwiązania w budownictwie szybowym. Etapem finalnym winien być odcinek badawczy szybu w górotworze solnym z obudową pozwalającą na okresowe ługowanie calizny solnej.

3

Teorie i modele stosowane w geomechanice górotworu solnego

Kortas G.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 7

1--11

PL

Praca przedstawia przegląd najczęściej stosowanych metod obliczeń geomechanicznych stanu górotworu solnego i przemieszczeń terenu. Opisano uproszczony sposób obliczania obciążeń i wytężeń calizn w podziemnych kopalniach soli z jednopoziomową i wielopoziomową strukturą wyrobisk w powiązaniu z wynikami analogowych badań laboratoryjnych wytrzymałości soli kamiennej. Wskazano na zróżnicowanie zaciskania i ruchu górotworu spowodowanego oddziaływaniem horyzontalnych i wertykalnych struktur na ich otoczenie i tereny. Omówiono przydatność i ograniczenia, przystosowanego do warunków geologiczno-górniczych podziemnych kopalń soli, autorskiego rozwinięcia teorii Budryka-Knothego. Zasadnicza część pracy obejmuje omówienie fizycznego modelu sprężysto-lepkiego z potęgowym prawem pełzania, modelu geometrycznego z określeniem prostych i złożonych geometryzacji modelowych, zasad homogenizacji litologicznej i geometrycznej oraz modelu obliczeniowego dostosowanego do numerycznej metody elementów skończonych. Przytoczono szereg przykładów wyników własnych badań modelowych i zastosowań inżynierskich reologicznego modelu górotworu solnego z konstytutywnym potęgowym prawem pełzania Nortona – Bailey’a. Artykuł jest kontynuacją autorskich publikacji przeglądowych zamieszczonych w Przeglądzie Górniczym, które dotychczas dotyczyły sygnałów pękania skał solnych, zagrożenia wodnego oraz ochrony terenów górniczych w związku z obecnością wyrobisk w górotworze solnym.

EN

This paper presents the methods of calculating rock loads and stresses in underground salt mines, using the example of salt mine’s single-layer and multi-layered structures and comparing the methods to the actual laboratory rock-salt strength testing results. The author discusses the usability and limitations of the expanded Budryk-Knothe theory to determine the influence of salt-mine workings on the land surface, adjusting the studies to specific underground geological and mining conditions. The basic portion of the study contains the presentation of an elastic-viscous model, with the exponential creep law, determination of simple and complex geometric rendering of the model, and the principles of lithological and geometric homogenization, in compliance with the numerical calculations conducted by the Finite Element Method. The author quotes selected examples of model analysis and engineering uses of the rheologic salt-rock models, with the Norton-Bailey creep law.

4

Magazynowanie węglowodorów w górotworze solnym

Nalewajski W.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 3

11--17

PL

W artykule przybliżono stosowaną w Polsce technologię budowania (ługowania) solnych kawern magazynowych i podziemnego magazynowania ropopochodnych węglowodorów ciekłych i gazowych w wysadzie solnym oraz pokładzie soli kamiennej. Dokonano też przeglądu głównych dokonań w tym zakresie krajowego górnictwa otworowego.

EN

The increased demand for petroleum-based hydrocarbon energy sources has resulted from the dynamic socio-economic growth in Poland in the last 25 years. The conditions of access to and supply of petrochemicals imposed by the geopolitical setup of Poland, its membership in the European Union, the global condition and the treaties Poland is party to, as well as the state of identification and exploitation of domestic oil and gas fields make the stockpiling of volatile and liquid petrochemical hydrocarbons a necessity. The domestic borehole mining sector has been largely successful in the last decade, gathering valuable experience in the construction and operation of underground cavern storage locations for natural gas (at KPMG Mogilno and KPMG Kosakowo) and oil and liquid fuels (KSiPMRiP Góra). The successfully applied state-of-the-art technology of hydrocarbon storage in rock salt deposits (i.e. domes and beds), as well as the ubiquity of the salt deposits with the favourable physical and chemical characteristics of the rock mass, predict that the contemplated stockpiling method has a great potential for improving the national energy security in line with environmental protection requirements and sustainable economic growth.

5

Wykorzystanie uproszczonego modelu geomechanicznego do interpretacji zachowania się tamy podporowej w komorze Layer w kopalni soli Wieliczka

Maj A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2015

|

Vol. 17, no. 3-4

25--32

PL

Proces wzajemnego oddziaływania obiektów trudno odkształcalnych z ośrodkiem o właściwościach reologicznych badano analizując długotrwałe obserwacje zachowania się tamy podporowej w otaczającym ją górotworze. Analiza wyników pomiarów geodezyjnych wykazała znaczne wartości deformacji pionowych i poziomych tamy, jak i jej obniżeń. Dzięki opracowaniu prostego modelu geomechanicznego i przeprowadzeniu symulacji numerycznych zinterpretowano zaobserwowane w wynikach pomiarów zjawiska.

EN

The process of interaction between the hard to deform objects and the medium representing rheological properties was examined by analyzing long-term observations concerning the behaviour of a support dam within a surrounding rock mass. The analysis of surveying results indicated the dam’s significant horizontal and vertical deformation values, as well as those relating to its subsidence. Owing to the development of a simple geomechanical model and completion of numerical simulations, it was possible to interpret the phenomena indicated by the measurement results.

6

Kinematyka konwergencji górotworu solnego oraz przemieszczeń punktów w rejonie szybu Kinga KS „Wieliczka” S.A.

Hejmanowski R., Malinowska A., Obyrn K. d'

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 7

51--55

PL

Pomiary konwergencji stosowane są w górotworze celem badania i lokalizacji miejsc szczególnie zagrożonych naprężeniami występującymi wskutek koncentracji eksploatacji w danym rejonie lub szczególnych właściwości geologicznych górotworu. Wyniki takich pomiarów mają zatem kluczowe znaczenie dla oceny zagrożeń geomechanicznych w kopalniach głębinowych. Stanowią również podstawę dla budowy i estymacji parametrów modeli teoretycznych. Analiza wyników pomiarów konwergencji w odniesieniu do całego masywu naruszonego górotworu jest niezwykle złożona i może być obarczona znacznymi błędami. Zebrano i przeanalizowano wyniki wieloletnich wysokościowych pomiarów geodezyjnych. Zgromadzono także wyniki dostępnych pomiarów konwergencji z kilku komór solnych. W artykule podjęto próbę prowadzenia analizy łącznie z oceną ruchów punktów wysokościowych w wyrobiskach kopalnianych i rurze szybowej. Analiza przestrzenna zestawiająca całość wyników z sytuacją górniczo-geologiczną pozwala na łatwiejsze i obarczone mniejszą niepewnością wnioskowanie. Tego typu analizy pozwalają na lokalizację związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy konwergencją komór a przemieszczeniami punktów, a tym samym na lokalizację zagrożonych rejonów kopalni. Wdrożenie geograficznych systemów informacyjnych (GIS) pozwoliło na wykazanie celowości tego typu analiz.

EN

One of the main goals of convergence measurements in underground mining is assessing the risks related to caves deformations. Those deformations might be caused by the concentration of mining activities in a given region or by specific geological conditions. The results of such measurements are crucial for assessing the stability of caves in underground mines. The results of measurements are also used for improving the parameters and accuracy of theoretical models. The analysis of the convergence measurements and underground leveling is an extremely complex process, burdened with significant error. The results of the leveling and convergence measurements were gathered in the database. The presented research was focused on the analysis of the movements in mine chambers and in the shaft. The spatial analysis based on mining and geological factors can be used for defining the cause-and-effect relationships between the convergence of the chambers and the displacements of the measurement point. In this way the endangered areas could be established. Implementing of the geographical information systems (GIS) in the research enabled to work out complex analysis.

7

Ocena ruchów górotworu na podstawie pomiarów konwergencji w wybranych komorach Trasy Turystycznej Kopalni Soli „Wieliczka”

d’Obyrn K., Hydzik-Wiśniewska J.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2014

|

nr 1

1--7

PL

W artykule przedstawiono ocenę ruchów górotworu w otoczeniu Trasy Turystycznej Kopalni Soli „Wieliczka” na przykładzie zespołu komór Michałowice – Drozdowice III – Weimar. Ocenę przeprowadzono na podstawie pomiarów konwergencji. Zarówno w pomiarach co roku jak i wykonywanych w okresach pięcioletnich wartości przemieszczeń zawierają się w granicach błędu średniego, natomiast prędkości przemieszczeń wynoszą maksymalnie do -6,5 mm/r, co daje prędkość odkształcenia na poziomie -0,4 ‰/r.

EN

The article presents an assessment of the rock mass movements in the surroundings of a Tourist Route in „Wieliczka" salt mine on the example of a set of chambers called Michałowice - Drozdowice III -Weimar. The evaluation was based on measurements of convergence. Both in the yearly measurements and those performed every five years the displacement values are within the limits of an average error, while the rates of displacements reach the maximum value of -6.5 mm/r, giving the rate of displacement at the level of-0.4 ‰/y.

8

Research on geo-mechanical properties of rock salt in Kłodawa diapir

Flisiak D., Kolano M.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 2

145-153

EN

Laboratory research on salt rock mass, univocally indicates the different character of this medium in comparison with other rock materials. Salt rock mass is not a homogeneous medium, and the structure variability of the salt series, their geological history, or depth of actual deposition of strata, can be the reason for significant diversification the of its geo-mechanical properties. This article shows the results of laboratory testing on rock salt samples drawn from the Kłodawa diapir. The tests carried out include single-axial compression tests, triaxial compression tests, creep tests with a constant and variable load, and tensile tests by means of transverse compression (Brazilian method). The research was carried out to determine and check the geo-mechanical parameters of rock salt.

PL

Przeprowadzone do tej pory laboratoryjne badania górotworu solnego jednoznacznie wskazują na odmienny charakter tego ośrodka, w porównaniu z innymi materiałami skalnymi. Górotwór solny nie jest ośrodkiem jednorodnym, a zmienność budowy serii solnych, ich historia geologiczna czy głębokość aktualnego zalegania w wysadzie, mogą być powodem znacznego zróżnicowania własności geomechanicznych. Niniejszy artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych soli kamiennej pobranej z wysadu Kłodawa. Przeprowadzone testy obejmowały próbę jednoosiowego ściskania, próbę trójosiowego ściskania, próbę pełzania ze stałym i zmiennym obciążeniem oraz próbę rozciągania metodą poprzecznego ściskania (metoda brazylijska). Celem badań było wyznaczenie i sprawdzenie parametrów geomechanicznych soli kamiennej.

9

Konwergencja w warunkach nieregularnie rozproszonych wyrobisk, na przykładzie kopalni Wieliczka

Maj A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

121--130

PL

Prognozując wpływy eksploatacji na zabudowę terenu wywołane nieregularnie rozproszonymi wyrobiskami komorowymi wykorzystuje się powiązanie ich zaciskania z osiadaniami i deformacją powierzchni. Mierzalną właściwością zaciskania wyrobisk jest konwergencja, zależna od czynników geometrycznych i fi zycznych. Ten związek był dotychczas przedmiotem publikacji, w których rozpatrywano wpływy zaciskana pojedynczego wyrobiska lub zespołu wyrobisk tworzących regularną strukturę. W badaniach relacji pomiędzy zaciskaniem nieregularnie rozproszonych wyrobisk a warunkami geologicznogórniczymi występuje problem uporządkowania obszernych danych pomiarowych, to jest stworzenia jednolitej bazy danych z wieloletnich obserwacji, określenia kryteriów dokładności pomiarów i ich celów. Na podstawie dotychczasowych obserwacji konwergencji w kopalni soli Wieliczka, sporządzono wycinkowe bazy danych i wyłoniono cele, jakim służyć powinny te pomiary. Pokazano różnorodność metod pomiarów, stosowane przyrządy, przeprowadzono analizę ich dokładności i powiązanej z tym częstotliwości pomiaru. Na wykresach zależności konwergencji od czasu pokazano zróżnicowanie tego związku wynikające z warunków geologiczno-górniczych oraz typowy proces narastania konwergencji z jednakową prędkością. Omówiono stosowane w praktyce górniczej prezentacje wyników pomiarów, wskazując na potrzebę powiązania dokładności pomiaru z częstotliwością pomiaru uzależnioną od warunków geologiczno- górniczych. Praca pokazuje charakterystykę zachowania się wyrobisk komorowych w Wieliczce, jednak powiązanie obserwowanych przemieszczeń ze skomplikowanymi warunkami geologiczno-górniczymi wymaga dalszych studiów, których warunkiem jest dalsze, pełniejsze uporządkowanie baz danych.

EN

When forecasting the effects of mining activity on land development, caused by irregularly scattered chamber excavations, researchers study the connection between the process of room closure and the phenomenon of land subsidence and surface deformation. A measurable property of room closure is convergence, which depends on geometrical and physical factors. So far, this connection has been discussed in articles that looked at the effects of room closure of a single chamber or a group of chambers forming a regular structure. Research into the connection between the room closure of irregularly scattered workings and geological/mining conditions poses a significant problem with organizing considerable measurement data, i.e. with creating a uniform database on the basis of longterm observation, determining the criteria for measurement accuracy, and outlining the objectives of the measurement procedures. On the basis of the observations of convergence carried out to date in the Wieliczka Salt Mine, fragmentary databases were created, and the objectives for measurements were established. The diversity of the measuring methods was demonstrated, as well as the devices being used; additionally, the accuracy of measuring devices was analyzed, together with the measurement frequency related with it. On the graph showing the relationship of convergence and time, the diversity of this relationship – resulting from geological/mining conditions – was presented, together with a typical process of convergence increasing at a steady speed. The paper also discusses the popular methods of presenting the measurement results, used in mining. At the same time, it points to the need of relating the accuracy of the measurement to the measurement frequency, linked to geological/mining conditions. The paper describes the behavior of chamber workings in Wieliczka. However, relating the observed shifts to complex geological/mining conditions requires further study, for which it is necessary to carry on organizing databases in a comprehensive manner.

10

Naprężenia, odkształcenia i konwergencje na różnych głębokościach kopalń soli, studium modelowe dla chodnika w górotworze solnym

Maj A.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 1

419-428

PL

W artykule przedstawiono wpływ głębokości na naprężenia i odkształcenia w sąsiedztwie wyrobiska chodnikowego o przekroju kwadratowym w górotworze solnym. Opisano sposób przyjmowania do analiz wartości naprężeń pierwotnych, odpowiadających stanowi naprężeń w górotworze solnym. Rozkłady naprężeń, odkształceń i konwergencję w chodniku obliczono dla ośrodka sprężysto-lepkiego metodą elementów skończonych. Wyniki pracy służyć mogą rozpoznawaniu warunków naprężeniowych w górotworze solnym oraz szacowaniu właściwości lepkich górotworu na podstawie pomiarów konwergencji na różnych głębokościach.

EN

The paper presents the influence of depth on stresses and strains around the gallery in salt rock mass. The method of taking the values of initial stresses corresponding to the state of stress in salt rock mass for analyses is described. The distributions of stress, strain and convergence of gallery are calculated for elastic-viscous medium using Finite Element Method. The results of this paper may be used for recognition of the stress conditions in salt rock mass and estimation of viscous properties of rock mass on the basis of the convergence measurements at various depths.

11

Long term stability evaluation of natural gas storage caverns

Ślizowski J., Walaszczyk J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

T. 24, z. 4/1

83-100

EN

Underground natural gas storage in salt caverns is the most efficient method of gas storage. Since geological and mining-engineering conditions of Polish rock-salt formations are not favourable, it is essential to specify technical parameters for each cavern independently. Stability assessment of particular cavern should include the following issues: rock salt massif strength ratio at the cavern wall, range of cavern influence and rate of cavern convergence depending on cavern loading scenario and mostly on minimal and maximal storage pressure. The paper presents analysis of the above mentioned aspects on the example of hypothetical cavern, in the case of boundary conditions, similar to typical gas storage cavern being operated in the Mogilno salt dome. The major influence on cavern stability have undefined so far rheological properties of rock salt massif, therefore in the article 4 different sets of Norton creep law parameters used in models have been analyzed. Two variants of model load, corresponding to minimal and maximal interaction of neighbouring caverns have been considered. The calculations included two kinds of cavern loading scenarios: scenario for theoretical purposes, aimed to define minimal storage pressure and scenario typical to storage cavern operation. Due to lack of explicit criteria describing long term stability of rock salt, rock salt massif strength ratio at the cavern wall was estimated on the basis of 3 independent criteria. Analysis of the calculation results showed that greater influence on stress-strain distribution of rock salt massif demonstrate creeping low, than boundary conditions. Besides, the high value of power coefficient describing stress influence in Norton creep law is not safe to estimate strain rate of rock-salt massif and cavern convergence. The calculations pointed out that micro-fracturing process in rock salt massif may occur at pressure value lower than predicted by micro-fracturing tests carried out in boreholes. Independently from the above conclusion, in the case of caverns located in homogenic part of the Mogilno salt dome, it is possible to decrease a minimal storage pressure, regardless of current technical projects. However, it is not clear that this improvement could be favourable from the point of view of effective, long-term storage capacity. Only a detailed analysis of exploitation scenario would give the answer.

PL

Magazynowanie gazu ziemnego w komorach solnych jest najefektywniejszym sposobem podziemnego magazynowania tego surowca. Warunki geologiczno-górnicze występujące w polskich wysadach solnych nie są niestety jednoznacznie korzystne, co powoduje konieczność indywidualnego wyznaczania parametrów każdej komory. Analizując stateczność konkretnej komory należy zwrócić uwagę na takie zagadnienia jak: wytężenie górotworu na brzegu komory, zasięg jej oddziaływania oraz prędkość konwergencji w zależności od scenariusza eksploatacji, a w szczególności od wartości minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. W artykule analizowano te zagadnienia na przykładzie teoretycznej komory odpowiadającej, pod względem warunków brzegowych, przeciętnym komorom magazynowym gazu eksploatowanym w wysadzie solnym Mogilno. Największy wpływ na stateczność komory mają nierozpoznane dotychczas właściwości reologiczne górotworu solnego, w związku z tym w artykule uwzględniono 4 różne zestawy parametrów prawa pełzania Nortona użytego w modelach. Rozważono 2 warianty obciążenia modelu odpowiadające minimalnemu i maksymalnemu oddziaływaniu komór sąsiednich. Obliczenia obejmowały 2 scenariusze eksploatacji komory: teoretyczny, którego celem było określenie wartości minimalnego ciśnienia magazynowania oraz scenariusz odpowiadający rzeczywistemu harmonogramowi eksploatacji komór. Wobec braku jednoznacznego kryterium opisującego długotrwałą wytrzymałość soli kamiennej, wytężenie górotworu na brzegu komory oceniono na podstawie 3 niezależnych kryteriów. Analiza wyników wskazuje, że większy wpływ na rozkład naprężeń górotworu w otoczeniu komory ma przyjęte prawo pełzania niż warunki brzegowe. Obliczenia wykazały również, że przyjmowanie wysokiej wartości potęgi opisującej wpływ naprężeń w prawie pełzania Nortona nie stanowi bezpiecznego oszacowania prędkości odkształceń górotworu i konwergencji oraz wskazały, że zeszczelinowanie górotworu może nastąpić przy ciśnieniu niższym niż wynika to z prób mikroszczelinowania przeprowadzonych w otworach wiertniczych. Bez względu na powyższe w przypadku komór w wysadzie Mogilno zlokalizowanych w jednorodnej warstwie możliwe jest obniżenie wartości minimalnego ciśnienia magazynowania w porównaniu z aktualnie obowiązującymi projektami technicznymi. Stwierdzenie czy jest to opłacalne z punktu widzenia długotrwałej efektywnej pojemności magazynu wymaga przeanalizowania szczegółowego scenariusza eksploatacji rozpatrywanej komory.

12

Metodyka badań soli kamiennej w warunkach konwencjonalnego trójosiowego ściskania dla projektowania podziemnych magazynów

Flisiak D.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 3/1

179-186

PL

W wielu ośrodkach zajmujących się wykorzystaniem złóż soli kamiennej do budowy podziemnych magazynów panuje przekonanie o zdolności soli do przenoszenia znacznych obciążeń z równoczesnym zachowaniem ciągłości, nawet przy dużych odkształceniach. Testy trójosiowego ściskania wykazują, że w całym zakresie naprężeń i temperatur, towarzyszących eksploatacji podziemnych kawern, w przestrzennym stanie naprężenia istnieje wyraźna granica pomiędzy ściśliwością a dylatancyjną zmianą objętości soli. Wynikiem przyrostu nieodwracalnych odkształceń objętościowych jest gwałtowny wzrost prędkości pełzania, potęgowo zależnej od wielkości naprężeń i prowadzący do kruchego zniszczenia. Własności odkształceniowe soli, określone granicą względnego przyrostu objętości i prędkością pełzania zależą także od niewielkich zmian temperatury, przy zachowanej wytrzymałości doraźnej. Na podstawie analizy warunków towarzyszących eksploatacji podziemnego magazynu gazu, w artykule opisano laboratoryjne procedury badawcze w testach trójosiowego ściskania niezbędne do analizy zjawisk geomechanicznych zachodzących w otoczeniu komór magazynowych. Omówiono także na wybranych przykładach wykorzystanie wyników badań do sformułowania naprężeniowego kryterium długotrwałej stateczności górotworu solnego.

EN

In many research centres concerning with rock salt utilization for underground storage there is confidence of ability to load resistance with preservation large ductile deformation without failure. Tiaxial tests show that whole range of stress and temperature which are accompanying underground caverns utilization, in three-dimensional stress state exist clear boundary between compressibility and dilatancy domains. The effect from increase irreversible volumetric strain is rapid increase of creep rate with power dependence of stress and approaching a brittle failure as a result of creep. Rock salt deformation properties, defined as dilatancy boundary and creep rate, also depend on small change of temperature, with strength preservation. Paper presents laboratory procedures of triaxial tests, necessary for geomechanical effects analysis in storages surroundings. For selected example, using of research results for stress criterion determined for long-term stability of rock salt is showed up.

13

Mikrograwimetryczna ocena aktualnego stanu górotworu nad wysadem solnym w Inowrocławiu

Madej J., Porzucek S., Szczerbowski Z., Łój M.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 6

27-28

PL

Po zakończeniu prac górniczych w górotworze dalej zachodzą procesy fizyczne m.in. sufozja i subrozja, które mogą go zmieniać. Niemożliwa jest ocena bieżącego stanu górotworu tylko na podstawie analizy archiwalnych materiałów geologicznych, górniczych i geodezyjnych. Koniecznym jest zbadanie aktualnego stanu górotworu, a do tego celu najlepiej nadają się bezinwazyjne metody geofizyczne. Autorzy podają przykład zastosowania metody mikrograwimetrycznej i dodatkowo pomiarów geodezyjnych.

EN

Termination of mining activities does not imply the cessation of problems related to the protection of land surface. There still occur processes in rock mass (like suffusion of subrosion) that change its physical properties. It is impossible to evaluate the current condition of rock mass on the basis of the analysis of archival geological, mining or geodetic materials alone. It is therefore necessary to further investigate the rock mass bevavior at a given moment where the non-invasion geophysical methods have proved best for this purpose. The authors present an example of how microgravimetric method along geodetic surveys can be applied for the assessment of the current condition of rock mass over a salt dome in Inowrocław.

14

Skład fazowy i mikrostruktura stwardniałych zaczynów do prac uszczelniających w górotworze solnym

Brylicki W., Stryczek S., Gonet A.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2004

|

R. 21/1

77-83

PL

Zaczyny sporządzane do prac iniekcyjnych w górotworze solnym przygotowuje się z użyciem nasyconego roztworu solanki jako cieczy zarobowej. Procesy hydrolizy i hydratacji spoiw mineralnych w obecności nasyconego roztworu solanki, wyróżniają się specyfiką, co powoduje, że ich skład fazowy, morfologia produktów i mikroporowatość, a szczególnie struktura porów, różnią się istotnie od klasycznych stwardniałych zaczynów cementowych. Skład fazowy i mikrostruktura stwardniałych zaczynów solankowych mają zasadniczy wpływ na ich właściwości eksploatacyjne, a szczególnie na ich trwałość.

EN

Sealing slurries to be injected into a saline rock mass are prepared on the basis of a saturated brine. Hydrolysis and hydration processes taking place in mineral cements in the presence of a saturated brine are specific, therefore their two-phase composition, morphology of products, microporosity, especially structure of pores, significantly differ from classical set cements. Phase composition and microstructure of set saline cements have a strong influence on their exploitation properties, especially hardness. The results of analyses of two-phase composition and microstructure of saline slurries for injection works in diversified geological and formation conditions are presented in the paper.

15

Konwergencja podziemnego magazynu gazu w kawernie solnej przy założeniu trójosiowego stanu odkształceń i naprężeń górotworu solnego

Szpunar T., Budak P.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2004

|

nr 130

679--684

PL

Przedstawiono model umożliwiający przewidywanie zachowania komory magazynowej wykonanej w górotworze solnym oraz podający zależności służące do określenia wielkości konwergencji komory w funkcji czasu i ciśnienia wewnątrz komory, a także określenia granicznych parametrów eksploatacyjnych ze względu na wytężenie materiału na ścianie komory w trójosiowym stanie odkształceń i naprężeń górotworu solnego.

EN

Presented model allows us to predict the convergence of underground gas stores in salt caverns which is a function of overburden pressure, gas pressure, time and rheological parameters of salt rocks.

16

Kontrola grawimetryczna stanu górotworu solnego na terenie Kopalni Otworowej "Barycz"

Madej J., Jakiel K., Porzucek S.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2002

|

nr 5

24-25

PL

Była kopalnia soli "Barycz" eksploatowała złoże metodą otworową. Konsekwencją eksploatacji są deformacje ciągłe i nieciągłe (zapadliska) powierzchni terenu. Metoda grawimetryczna pozwala na śledzenie zmian gęstościowych zachodzących w górotworze po zakończeniu eksploatacji. Na podstawie wieloletnich doświadczeń z badań grawimetrycznych wynika,że zmiany te zawsze wyprzedzają deformacje powierzchni terenu. W artykule omówiono wyniki badań grawimetrycznych dla części kopalni otworowej - pola eksploatacyjnego "Słoneczne".

EN

Post-mine "Barycz" exploited salt by hole method. The hole exploitation resulted in continuous and discontinuous (cavity) deformations of surface. Gravity method permits to follow density changes in the rock mass after the mining is finished. On the basis of long-term experiences of gravity survey these changes always follow surface deformation. In this paper were discussed results of gravity survey in the part of mine "Barycz" - Słonecze exploitation area.

17

Badania geodezyjno-grawimetryczne efeków procesów geodynamicznych zachodzących w naruszonym eksploatacją górotworze solnym

Szczerbowski Z.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2002

|

nr 5

27-28

PL

Wynikiem działania subrozji jest rozwój podziemnych pustek. Podjęte geodezyjne i grawimetryczne badania na obszarze Inowrocławia mają na celu zlokalizowanie podziemnych pustek powstałych w wyniku naturalnej degradacji wysadu solnego. Na złożoność zagadnienia wpływa także fakt wcześniejszej eksploatacji górniczej i związanej z nią ewentualnie aktywizacji naturalnych procesów geologicznych. Przedstawiony przykład grawitacyjnego oddziaływania wynikającego z istnienia zarówno poeksploatacyjnych jak i naturalnych (spowodowanych zjawiskami krasowymi) pustek ilustruje praktyczne możliwości metody grawimetrycznej o zagrożeniach związanych z deformacjami powierzchni. Powiązanie metody geodezyjnej i grawimetrycznej pozwolić może na opracowanie nowych stref zagospodarowania przestrzennego.

EN

Subrosion process leads the development of subsurface caves. Arranged geodetic and gravimetric investigations on the area of Inowroclaw city intend to determine localisation of caves and other openings related to natural degradation of salt dome. The problem is complicated because investigated area was affected by salt mining exploitation. Presented example of gravity effect, resulting from mining and natural (induced by karst process) excavations, illustrates practical use of gravimetric method for prediction of surface damage. Combination of geodetic and gravimetric methods allows in this case establish zones of new categories for land-use planning.

18

Podziemny system magazynowania paliw w kawernach solnych

Jasiński Z.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2002

|

R. 5, Nr 2 (46)

7-9

19

Badania zachowania się górotworu solnego i podsadzki z gruzu solnego w podwyższonej temperaturze dla potrzeb składowania odpadów promieniotwórczych. Cz. 2 Pomiary naprężeń w górotworze solnym

Krywult J., Mateja J.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

1999

|

nr 3

29-33

PL

Analizę bezpieczeństwa geologicznej bariery ochronnej podziemnego składowiska odpadów promieniotwórczych lub chemiczno-toksycznych wykonuje się w oparciu m.in. o model geomechaniczny, w którym analiza stanu naprężenia i jego zmiana w czasie na skutek różnych czynników należy do podstawowych czynności. Parametry liczbowe do tegoż modelu powinny być określane na podstawie badań w warunkach naturalnych. W artykule opisano metody pomiaru naprężeń stosowane w złożach soli dla potrzeb ostatecznego składowania odpadów niebezpiecznych oraz dotychczasowe doświadczenia krajowe i zagraniczne w tym zakresie.

EN

A safety study of the geological protective barrier of an underground dumping place for radioactive or chemical toxic wastes is performed on the basis of a so-called geo-mechanical model in which the analysis of state of stress, with a change in time of the latter caused by various factors, constitutes a principal item in the procedure. The numerical parameters of that model must be defined on the basis of investigations in the natural conditions. In the article described are the stress measurement methods applied in salt deposits for the purposes of eventual dumping of dangerous wastes and the domestic and foreign experience gained so far in this respect.

20

Wytężenie górotworu solnego wokół podziemnych kawernowych magazynów gazu

Kłeczek Z.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

1999

|

nr 12

5-72

PL

Zgodnie z przewidywaniami, polski system gazowniczy zasilany będzie w dalszym ciągu w 85% gazem pochodzącym z importu, przy planowanym jego rocznym zużyciu w perspektywie 2020 roku wynoszącym około 37 miliardów m3. Według ekspertów Banku Światowego, dla sprawnego funkcjonowania gazowego systemu przesyłowego, przy uwzględnieniu sezonowych wahań popytu (zima - lato, dzień - noc) oraz złagodzenia skutków ewentualnych awarii gazociągów, muszą istnieć możliwości magazynowania gazu w ilości 3 miliardów m3, przy dyspozycyjności 2 milionów m3/godzinę. Dokonując bilansu istniejących możliwości magazynowych zaproponowano budowę podziemnego, kawernowego magazynu gazu w pokładowym złożu soli cechsztyńskiej LGOM. W pracy przedstawiono istotę podziemnego magazynowania w kawernach solnych, podając geomechaniczne podstawy projektowania podziemnych kawern magazynowych. W oparciu o charakterystykę geologiczną złoża i zbadane własności geomechaniczne skały solnej, przedstawiono analizę stanu naprężenia, przemieszczenia i wytężenia górotworu solnego wokół podziemnych kawern magazynowych, co stanowiło podstawę określenia ich stateczności.

EN

According to the forecasts, the Polish gas system will be further supplied in 85% by the imported gas, as the planned annual consumption of about 37 milliard m3 by 2020 year. According to the opinion of World Bank experts, for an efficient operation of the transporting gas system, there must exist the possibilities of gas storage in amount of 3 milliard m3, at the disposability of 2 million m3/hour with respect to seasonal variations of a demand (winter - summer, day - night) and effects of possible gas piping failure. Taking into account the balance of the existing storage possibilities, the structure of underground gas storage cavern in the seam deposit of Cechsztyn salt in LGOM is proposed. In the work the idea of underground storage in salt caverns is given and the geomechanical principles of the underground storage cavern design are presented. On the basis of the geological characteristic of a deposit and investigated geomechanical properties of a salt rock, the analysis of stress-strain and effort-states around the underground storage caverns, which constitutes the base of their stability determination, is presented.