Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Friedrich Hermann Poetsch, twórca metody mrożenia górotworu w budownictwie podziemnym

Gontaszewska-Piekarz Agnieszka, Preidl Wojciech, Wójcik Andrzej J.

Hereditas Minariorum

|

2020

|

Vol. 6

9--13

PL

Zawodnione warstwy górotworu często uniemożliwiały drążenie wyrobisk podziemnych, szybów, sztolni i tuneli. Problem z którym górnictwo i budownictwo podziemne nie mogło sobie skutecznie poradzić został rozwiązany dopiero dzięki nowatorskiej metodzie opracowanej przez niemieckiego inżyniera górnika F.H. Poetsch’a. Dzięki zamrożeniu zawodnionych warstw można było bezpiecznie i efektywnie drążyć wyrobiska. W artykule przedstawiono sylwetkę twórcy metody zamrażania skał zawodnionych, jego dorobek naukowy i podstawowe patenty dzięki którym na trwałe zapisał się w historii górnictwa i budownictwa podziemnego.

EN

Submerged layers of rock mass often made it impossible to drill underground excavations, shafts, adits and tunnels. This problem which mining and underground construction could not deal with effectively, was successfully solved only thanks to an innovative method developed by the German miner and engineer, F. H. Poetsch. Thanks to the freezing of the submerged layers it was possible to safely and effectively drill the excavations. The article presents the creator of the rock mass freezing method, his scientific achievements and basic patents thanks to which he entered the history of mining and underground construction for good.

2

Wybrane aspekty techniczne procesu głębienia i pogłębienia szybów

Ostrowski R.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 2

108--117

PL

Ze względu na konieczność eksploatacji pokładów zalegających na coraz większych głębokościach istnieje konieczność rozwiązania problemu dostępu do tych złóż. Ograniczenia inwestycyjne w branży spowodowały, że wiele kopalń decyduje się na prowadzenie eksploatacji podpoziomowej. Zasadnym wydaje się jednak rozważenie możliwości tradycyjnego rozwiązania tego problemu, czyli budowy nowych szybów, lub/i pogłębiania już istniejących. Każde z wymienionych rozwiązań ma swoje zalety i wady. W artykule przedstawiono wybrane aspekty techniczne procesu głębienia i pogłębiania szybów. Założono bowiem, że rozwiązanie to w wielu przypadkach jest znacznie bardziej opłacalne niż eksploatacja podpoziomowa. Omówiono stosowane obecnie metody głębienia szybów, z uwzględnieniem nowoczesnych systemów urabiających, transportowych, obudowy szybowej oraz bezpieczeństwa tego procesu. Celem prezentowanego materiału jest przekonanie, że przy obecnym stanie techniki, budowa nowych szybów i pogłębianie już istniejących ma sens ekonomiczny i techniczny.

EN

Due to a necessity of exploitation of seam laying at greater depths there is a need of resolving a problem of gaining access to those deposits. Limiting of investments in the industry has led many of the mines to conduct sublevel mining. However, it seems reasonable to consider a possibility of a traditional solution to this problem, which is sinking new shafts or deepening existing ones. All of the presented solutions have their pros and cons. The article presents chosen technical aspects of sinking and deepening mine shafts. It was assumed, that this solution is in many cases much more profitable than sublevel exploitation. Currently employed methods of shaft deepening, along with coal shearing and transport systems, shaft reinforcement and safety of this process were discussed. Aim of the presented work is to reason that in current state of technology sinking new shafts and deepening existing ones makes sense economically and technically.

3

Ocena możliwości optymalizacji technologii głębienia szybów w polskich kopalniach rud miedzi

Fabich S., Świtoń S., Chojnacki W., Rutkowski T.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2017

|

nr 1

28--36

PL

Głównym celem - uruchomionego w 2015 r. - projektu o kryptonimie I-MORE, współfinansowanego ze środków NCBiR oraz KGHM Polska Miedź S.A., jest opracowanie innowacyjnej metody udostępnienia głębokich złóż rud miedzi, której efektem byłoby maksymalne skrócenie czasu wykonania wyrobiska udostępniającego - w przypadku szybu o głębokości 1250 m ze strefą mrożoną 650 m z pięciu docelowo do około 3 lat. W niniejszym referacie zaprezentowano wyniki Zadania 1 tego projektu, którego podstawowym celem była analiza wszystkich elementów technologicznych występujących na ścieżce krytycznej obecnie stosowanej technologii wraz z oceną możliwości oraz skutków ich optymalizacji, przy zachowaniu pełnego bezpieczeństwa realizowanych w szybie prac.

EN

The main objective - of the project launched in 2015. - code-named I-MORE, co-financed by National Centre for Research and Development /NCBiR / and KGHM Polish Copper SA, consists in developing of an innovative method to open-up deep deposits of copper ore, the result of which would be to shorten the execution time of an opening-up working - in the case of the shaft of 1,250 m depth with the frozen zone of 650 m from five to about targeted three years. This paper presents the results of Task 1 of the project, the primary objective of which to analyze all the technological elements occurring in the critical path of the currently applied technology, together with the an evaluation of the possibilities and consequences of its optimization, while maintaining complete safety of the works being performed in the shaft.

4

Methods of determining rock mass freezing depth for shaft sinking in difficult hydrogeological and geotechnical conditions

Duda R.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 2

517--528

EN

Methods of determining the depth of rock mass freezing for the purpose of shaft sinking in solid rocks in difficult hydrogeological and geomechanical conditions are analyzed in this paper. There are presented factors on the basis of which the freezing depth can be determined in heterogeneous rocks media. The author focuses on the source of problems with establishing parameters used for defining the freezing depth. A method of interpreting hydrogeological and geomechanical source data is presented on two examples of weak and medium compact sandstones freezing for the purpose of shaft sinking in the Legnica-Głogów Copper Mining District, south-western Poland. Moreover, a general algorithm for determining the rock mass freezing depth is given. The following main criteria of freezing depth evaluation have been assumed: hydraulic conductivity values, porosity, rock quality designation index (RQD) and Protodiakonow’s rock compaction index. The outflow of drilling fluid in the exploration borehole was taken into account as a complementary criterion. The practical use of the algorithm was exemplified by a geological profile.

PL

W wyniku trwającego rozwoju prognozuje się rosnące zapotrzebowanie na surowce mineralne. Kontynuowane jest wydobycie rud polimetalicznych w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym (LGOM) w SW Polsce i niewykluczona jest eksploatacja złóż rud polimetalicznych w Polsce NE. W praktyce głębienia szybów stosowana jest metoda mrożenia selektywnego. Metoda ta wymaga dokładnego określenia bezpiecznej głębokości wytworzenia płaszcza mrożeniowego. W pracy zaproponowano metodykę postępowania w celu określenia głębokości zamrażania w skałach zwięzłych o trudnych warunkach hydrogeologicznych i geomechanicznych, szczególnie kiedy napór hydrostatyczny wody wynosi kilka MPa. Dokonano oceny czynników oraz ich efektów wpływających na określenie bezpiecznej głębokości zamrażania wodonośnych skał zwięzłych w górotworze oraz zestawiono schematycznie (Fig. 1). Na dwóch przykładach przedstawiono sposób interpretacji źródłowych danych hydrogeologicznych i geomechanicznych w celu określenia głębokości mrożenia górotworu. Przykłady dotyczą mrożenia górotworu dlaszybów w LGOM: GG-1 i SW-4. W celu określenia głębokości zamrożenia skał dla obu szybów istotne są poziomy wodonośne występujące do głębokości około 650-700 m w piaskowcach triasu dolnego. Poziomy te występują w strefach słabo i średnio zwięzłych, silnie spękanych piaskowców o zróżnicowanej jakości i wytrzymałości na ściskanie. Wpływa to na ich zwiększoną porowatość i przepuszczalność (Tabela 1 i 3). Stosunkowo niskie wartości wskaźnika spękania rdzenia wiertniczego (RQD) i współczynnika zwięzłości skał Protodiakonowa (fd) wskazują, że w tej strefie głębokości występują niekorzystne warunki geomechaniczne (Tabela 2 i 4). Głębokość zamrożonego górotworu dla potrzeb głębienia szybu GG-1 metodą selektywnego zamrażania winna wynosić 690 m, czyli do spągu strefy wodonośnej wytypowanej na etapie wstępnej analizy. Dla szybu SW-4 winna wynosić 650 m. Głębokości te uwzględniają 10 m zapasu miąższości skał - koniecznego ze względów bezpieczeństwa. Zaproponowano ogólny algorytm postępowania w celu określania głębokości zamrażania górotworu dla głębienia szybów w skałach zwięzłych, w trudnych warunkach geologicznych (Fig. 2). Etap 1 ma na celu określenie przedziału głębokości występowania poziomów wodonośnych w skałach zwięzłych, które będą przedmiotem dalszej analizy. Analiza szczegółowa (Etap 2) polega na sprawdzeniu spełnienia kryteriów oceny przez poszczególne poziomy wodonośne. Kryteriami oceny głębokości zamrażania są odpowiednie wartości dopuszczalne współczynnika filtracji (k), porowatości ogólnej (n), wskaźnika spękania rdzenia wiertniczego (RQD) i współczynnika zwięzłości skał Protodiakonowa (fd). Przyjęte wartości dopuszczalne są podane w postaci dwóch wartości danego parametru. Odnoszą się one nie tylko do wartości maksymalnej (k i n) lub minimalnej (RQD i fd ), ale także do ich wartości średniej, spośród wartości prezentowanych w raportach z prac badawczych w otworach wiertniczych. Takie elastyczne podejście wynika z potrzeby uwzględnienia naturalnej zmienności wartości tych parametrów w górotworze, szczególnie szczelinowym. Wystarczy że jeżeli trzy kryteria analizy są spełnione, to należy zakwalifikować daną strefę wodonośną do zamrożenia. W przypadku oceny wykazującej, że jedynie dwa kryteria charakteryzujące dany poziom wodonośny są spełnione, sprawdza się dodatkowe kryterium oceny (Etap 3). Tym kryterium jest wystąpienie odpływu płuczki wiertniczej z otworu badawczego, w zakresie głębokości odpowiadającym ocenianemu poziomowi lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie. W przypadku, gdy warunki geologiczne w najgłębszym poziomie (oznaczonym jako N), są na tyle korzystne że nie musi być zamrażany, to należy przejść do Etapu 4 procedury - czyli do sprawdzenia kryteriów oceny kolejno w coraz płytszych poziomach (N-1, N-2,…). Sprawdzanie spełnienia kryteriów oceny w takiej kolejności ma na celu uniknięcie ryzyka, że poziom który powinien być zamrożony, mógłby nie zostać wytypowany. Ilustruje to przykładowy schematyczny profil geologiczny (Fig. 3). Profil obejmuje cztery poziomy wodonośne wytypowane na etapie oceny wstępnej. W wyniku analizy szczegółowej przeprowadzonej zgodnie z algorytmem, wskazano dla każdego z nich, który winien być objętym zamrożeniem, a który tego nie wymaga. Proponuje się aby do głębokości spągu najgłębszego poziomu wodonośnego objętego mrożeniem dodać 10 m miąższości skał, jako dodatkowe zabezpieczenie. Przedstawiony algorytm postępowania mającego na celu określenie głębokości zamrażania górotworu dla potrzeb głębienia szybów w skałach zwięzłych, w trudnych warunkach geologicznych, może być zastosowany szczególnie w LGOM. Ze względu na dążenie do bardziej uniwersalnego charakteru przyjętych kryteriów oceny, metodyka może być również stosowana w innych rejonach złóż. Prezentowane podejście może stanowić podstawę dalszych prac badawczych, gdyż możliwe jest uzupełnienie algorytmu o inne kryteria oceny w przypadku znacznej odmienności warunków geologicznych w innych rejonach lub jego modyfikacja.

5

Wpływ ciepła hydratacji betonu na procesy termiczne zachodzące w strefie kontaktowej z płaszczem mrożeniowym

Fabich S., Świtoń S.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2013

|

nr 2

5--12

PL

Przedstawiono analizę wpływu ciepła hydratacji betonu na procesy termiczne zachodzące w strefie kontaktowej płaszcza mrożeniowego z wykonywaną w warunkach zamrożonego górotworu obudową szybową. Ilość ciepła emitowana w procesie wiązania betonu może mieć kluczowe znaczenie dla stanu zamrożenia ociosów, co bezpośrednio może przełożyć się na bezpieczeństwo podczas głębienia szybu. Analiza ta została wykonana z zastosowaniem metody elementów skończonych. Do obliczeń posłużono się rzeczywistymi wartościami parametrów termicznych skał oraz betonu. W wyniku analizy uzyskano informacje odnośnie dynamiki zmian temperatury strefy kontaktowej, a w szczególności określono czas, po którym nastąpi powtórne jej zamrożenie.

EN

In this paper hydratation heat influence into the thermal processes that occurs in the contact zone between frozen wall and concrete lining has been analysed. Amount of heat that is emitted by this concrete may be crucial for freezing wall condition which may be important in matter of safety during the shaft sinking. This analysis was conducted using Finite Elements Method. Real thermal properties of rock and concrete were used within the calculations. Information about the dynamics of temperature changes at the contact zone as well as the time of refreezing were gained during this analysis.

6

Stan naprężenia i przemieszczenia rur mrożeniowych w procesie głębienia szybów metodą mrożeniową w technologii podwieszanej obudowy tubingowej przy zabiorach 1,5 oraz 3,0 m

Waszewski W., Fabich S.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2012

|

nr 1

5-18

PL

W dostępnej literaturze naukowo-technicznej brak jest obliczeniowych metod wyznaczania stanu naprężeń, odkształceń i przemieszczeń pierścienia zamrożonego górotworu w otoczeniu otworu szybowego uwzględniających współpracowanie z tym pierścieniem rur mrożeniowych. W artykule omówiono sposób oraz wyniki wyznaczenia stanu naprężeń, przemieszczeń oraz kształtu linii ugięcia rur w czasie odsłonięcia ociosów głębionego szybu. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch rodzajów gruntów: iłu stalowo-szarego i piasku mało ilastego oraz dwóch cyklogramów robót: przy zabiorze 1,5 m/d i zabiorze 3 m (2 zabiory po 1,5 m). Zastosowana metoda obliczeniowa została szczegółowo omówiona w pracy [1].

EN

In the available scientific and technical publications there are not any calculation methods for determining the state of stress, deformation and dislocations of the frozen rock mass ring in the vicinity of shaft hole which take into interaction of the ring and frozen pipes. The way and results of determining the state of stress, dislocations and the shape of deflection curve during uncovering the shaft walls during sinking operation are described in the paper. The calculations were carried out for two types of ground: gray clay and Iow silt sand and for two cycles of works: for the cut of 1.5 m/d and 3 m/d (two 1.5 m cuts). Calculation method is discussed in detail in [1].