Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the applicability of the convergence control method for gateroad design based on conducted underground investigations

Walentek Andrzej

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 4

765--783

EN

The stability of gateroads is one of the key factors for the mining process of hard coal by a longwall system. Wrong designed and applied the gateroad support at the stage of drilling, may adversely affect the functionality of the gateroad and the safety of the crew throughout its existence. The article presents the results of the underground tests and observations such as: convergence of the gateroad, stratification and the fractured zone range in the roof rocks, carried out in four longwall gateroads at the stage of their drilling. The obtained test results were the basis for the assessment of the possibility of using a convergence control method in the design of the gateroad support. The method is based on three interdependent relationships, such as: Ground Reaction Curve (GRC), Longitudinal Displacement Profile (LDP), and a Suport Characteristic Curve (SCC). All calculations were performed using numerical modeling in the Phase2 program, based on the finite element method (FEM).

PL

Stateczność chodników przyścianowych jest jednym z czynników, które ma kluczowe znaczenie w procesie wydobywczym węgla kamiennego systemem ścianowym. Źle zaprojektowana i zastosowana na etapie drążenia obudowa chodnikowa może wpływać negatywnie na funkcjonalność wyrobiska i bezpieczeństwo załogi w całym okresie jego istnienia. W artykule przedstawiono wyniki badań dołowych w zakresie: konwergencji wyrobiska, rozwarstwienia oraz zasięgu strefy spękań skał stropowych, przeprowadzonych w czterech chodnikach przyścianowych na etapie ich drążenia. Uzyskane wyniki badań stanowiły podstawę do oceny możliwości zastosowania przy projektowaniu obudowy zabezpieczającej wyrobisko korytarzowe metodę sterowania konwergencją. Metoda ta bazuje na trzech powiązanych ze sobą zależności, takich jak: krzywa reakcji masywu skalnego (GRC), profil przesunięcia wzdłużnego (LDP) oraz krzywa charakteryzująca obudowę (SCC). Wszystkie obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem modelowania numerycznego w programie Phase2, opartego na metodzie elementów skończonych (MES).

2

Optymalizacja obudowy wyrobisk przyścianowych zlokalizowanych na głębokości większej niż 1000 m

Walentek A., Lubosik Z.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 2

76--84

PL

Eksploatacja węgla kamiennego w Polsce jest obecnie prowadzona na znacznej głębokości, nierzadko przekraczającej 1000 m. Sytuacja ta ma istotne znaczenie w kontekście utrzymania chodników przyścianowych, wiążąc się ze znaczną konwergencją pionową i poziomą, wynikającą z wpływu zwiększonego obciążenia ze strony górotworu. W warunkach koncentracji produkcji dla ścian wydobywczych lokalizowanych na coraz to większych głębokościach presja zapewnienia funkcjonalności (w tym wymaganych gabarytów) chodników przyścianowych nieustannie wzrasta. W artykule przedstawiono całość procesu optymalizacji obudowy chodnika przyścianowego przeprowadzonego dla danych warunków geologiczno-górniczych. Proces ten obejmował badania dołowe zachowania się obudowy chodnika zgodnej z projektem zaproponowanym przez Kopalnię. Zachowanie to scharakteryzowane zostało poprzez wielkość konwergencji, obciążenie obudowy, a także kształt oraz zasięg strefy spękań wokół wyrobiska. Rezultaty pomiarów stanowiły podstawę do kalibracji modeli numerycznych, które wykorzystano do optymalizacji systemu obudowy. W toku procesu optymalizacji analizowano: zabudowę dodatkowych wzmocnień (np. kotwy strunowe lub podciągi stalowe), zastosowanie odrzwi wykonanych ze stali o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych lub zmianę lokalizacji wzmocnień obudowy. Proces optymalizacji pozwolił na opracowanie nowych schematów obudowy charakteryzujących się: większą nośnością, korzystniejszym rozkładem naprężeń w elementach obudowy, redukcją obciążenia jednostkowego w odrzwiach oraz lepszym wykorzystaniem nośności poszczególnych wzmocnień. Ostatnim z etapów procesu optymalizacji była walidacja zaproponowanych rozwiązań przeprowadzona poprzez zastosowanie opracowanego schematu obudowy w analogicznych warunkach jak przy pierwszej serii badań dołowych.

EN

Extraction of hard coal in Polish mines is actually carried out at significant depth, often greater than 1000 m. Such a situation plays a major role in terms in gateroad maintenance, as usually cause significant vertical and horizontal convergence generated by considerable load values exerted on the support. With production being concentrated into high-performance longwalls, located at greater and greater depth, pressure to ensure the gateroads functionality (required dimensions) continues to increase. This paper presents the complete process of gateroad support optimisation carried out for given geological and mining conditions. The process consisted the underground investigations on performance of a support system designed by colliery. The performance is described by the gateroad convergence, support load, and shape and range of the fractured zone in rock mass around the longwall gateroad. The results of these investigations constituted the basis for calibration of numerical models, which were utilized for support scheme optimisation. The following means were considered during optimisation: implementation of additional reinforcements (flexible bolts, stringers etc.), steel parameters up-grading and change of location of reinforcements. The new support systems characterized by: increased load bearing capacity, improved stress distribution in particular support elements, reduced unit load exerted support elements (steel arches) and better utilization of load bearing capacity of particular support elements. The last stage of optimisation process was validation of developed solution by underground application and tests of new support system in analogical conditions as in first stage of optimisation process.

3

Utrzymanie chodnika przyścianowego za frontem ściany na dużych głębokościach - analiza przypadku

Masny W., Rajwa S., Prusek S., Łukawski S., Kocel M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 9

1--11

PL

W artykule przedstawiono sposoby wzmocnienia chodnika przyścianowego, który ze względów wentylacyjnych utrzymywany był za frontem ściany. Omówiono dotychczas stosowane schematy wzmocnień w KWK „Budryk” oraz zaprezentowano trzy nowe schematy zastosowane na długości analizowanego wyrobiska. Celem przedstawionych prac, oprócz typowo utylitarnego charakteru - utrzymania odpowiedniego przekroju poprzecznego - była również odpowiedź na pytanie, jakie schematy mogą zostać z powodzeniem zastosowane w chodnikach przyścianowych zlokalizowanych na głębokościach większych od 1000 m.

EN

This paper presents the methods of reinforcing a gateroad, which due to ventilation purpose has been maintained behind the front of the longwall. Previously used schemes of reinforcements in „Budryk” hard coal mine were discussed, and three new schemes applied along the length of the analyzed gateroad. The aim of this work, in addition to the typical utilitarian nature - to maintain an adequate cross-section of the openings - was also to find out what schemes may be successfully applied in the gateroads located at depths greater than 1000 m.

4

Usage of cable bolts for gateroad maintenance in soft rocks

Khalymendyk Iu., Brui A., Baryshnikov A.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 3

1--6

EN

Purpose This paper analyses the effectiveness of gateroad reinforcing by means of cable bolts under weak rock conditions. In the worldwide mining industry the method of gateroad support reinforcement using cable bolts is considered to be effective. The experimental application of cable bolts was performed in gateroad #165 of the "Stepova" mine, Western Donbass, Ukraine, and required instrumental control of "support-rock mass" system conditions. Methods Obtaining absolute displacement of "support-rock mass" system elements and extensometer anchors by means of levelling in order to improve the method of observation. Results The peculiarities of geomechanical behaviour of rock mass in the roof of gateroads is investigated. It has been established that the application of cable bolts allows for a reduction in the vertical convergence of the gateroad, both in front of and behind the longwall face. Practical implications Advantages of cable bolts instead of end-face support and props in case of a high advance rate of the longwall face are shown. Originality/value 1. There are no regulations and state standards in regard to cable bolt installation parameters in the mines of Ukraine, consequently the usage of cable bolts for gateroad maintenance required preliminary testing under geological conditions at the Western Donbass mines with soft enclosing rocks. 2. Combining levelling with observations using extensometers allowed for the detection of the rock layers’ uniform sagging zone in the roof of the gateroad.

5

Empirical-statistical model of gate roads deformation

Prusek S.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 2

295-312

EN

The paper presents an extensive statistical analysis of results of measurements of: floor heave, roof sag, and horizontal convergence which were conducted in gate roads located in various geologicalmining conditions in the Upper Silesia Coal Basin (GZW). On the basis of analyses of research material, a specified form of polynomial function had been assumed, which better represents the results of underground measurements. This function, extended by some additional parameters provided the basis for the assumed deformation model of tested workings, and defined as empirical-statistical model. The statistical computations performed later enabled to link the parameters of polynomial functions with specified quantities describing geological-mining conditions of a given working in which deformation measurements were carried out. As a result of this work, several relationships were obtained enabling the prediction the convergence of gate roads. These relationships were the basis in developing an algorithm of konwergencja_gig_v1 computer program.

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac zmierzających do opisania deformacji chodników przyścianowych za pomocą funkcji matematycznych. Chodniki przyścianowe należą do grupy wyrobisk korytarzowych, w których występują najczęściej intensywne ruchy górotworu, na co istotny wpływ posiada oddziaływanie frontu eksploatacyjnego zmieniającego stanu naprężeń wokół tych wyrobisk. W wyniku prowadzonych w ostatnich latach badań dołowych uzyskano przebiegi: osiadania stropu, wypiętrzania spągu oraz zaciskania poziomego chodników przyścianowych, które zlokalizowane były w różnych warunkach geologiczno-górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Krótką charakterystykę tych warunków zawarto w punkcie 2 publikacji, przedstawiając również na rysunku 2 wybrane wyniki badań dołowych w postaci zaciskania pionowego chodników w zależności od położenia frontu eksploatacji. Szczegółowa analiza obszernego materiału badawczego, jak również dokonane wstępne obliczenie pozwoliły na wybranie funkcji wielomianowej spośród kilku innych funkcji matematycznych, jako najlepiej odwzorowującej przebiegi deformacji badanych chodników. Funkcja ta, z pewnymi rozszerzeniami, stanowiła podstawę przyjętego modelu deformacji chodników przyścianowych, który wraz z podstawowymi parametrami przedstawiono na rysunku 3. Do wyliczenia parametrów modelu określonego wzorami (1) i (2) zastosowano metodę regresji segmentowej nieliniowej wielu zmiennych, wykorzystując do obliczeń pakiet oprogramowania STATISTICA 8.0. Przykłady dopasowania przyjętego modelu deformacji do wybranych wyników dołowych przedstawiono na rysunkach 4-6, zaś w tablicach 1-3 zawarto obliczone wartości parametrów modelu dla wszystkich badanych chodników przyścianowych. Następnie przyjęto, że obliczone parametry modelu deformacji: c, a, w, cc, aa, ww, p - są zmiennymi zależnymi, na które mają wpływ warunki geologiczno-górnicze w jakich zlokalizowane były chodniki przyścianowe. Do wielkości geologiczno-górniczych wpływających na deformacje tych wyrobisk zaliczono: wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie skał stropowych, spągowych oraz węgla, a ponadto: liczbę stropu i spągu, współczynnik modyfikacji ciśnienia górotworu, głębokość lokalizacji wyrobiska, wysokość ściany, długość ściany, średni postęp dobowy ściany oraz podporność obudowy chodnika zarówno przed, jak i za frontem eksploatacji. Wykorzystując metodę regresji wielorakiej wielu zmiennych określono wpływ poszczególnych wielkości geologiczno-górniczych na wyznaczone wcześniej wartości parametrów modelu deformacji. Przykład takich obliczeń dla parametru p (przesunięcie punktu przegięcia krzywych deformacji względem osi d) w przypadku osiadania skał stropowych przedstawiono na rysunku 7. Obliczone zależności wszystkich parametrów modelu deformacji, odrębnie dla: osiadania stropu, wypiętrzania spągu oraz zaciskania poziomego, od wielkości geologiczno-górniczych przedstawiono w tablicy 4. Uzyskane zależności były podstawą dla opracowania algorytmu programu komputerowego o nazwie konwergencja_gig_v1, którego panele edycyjne wraz z przykładem otrzymywanych wyników obliczeń przedstawiono na rysunku 8.

6

Adjustment of the Budryk-Knothe theory to forecasting deformations of gateroads

Prusek S., Jędrzejec E.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 1

97-114

EN

This paper presents a attempt to use the Budryk-Knothe theory for forecasting deformations of gateroads subjected to direct influence of the front abutment pressure. The work was carried out on the basis of underground measurements of vertical and horizontal convergence as well as floor heave in gate roads. Based on a detailed analysis of these measurements' results and statistical calculations there were derived equations that allow determining magnitudes of deformations occurring in gateroads depending on their location in relation to the extraction front that influences them.

PL

W artykule przedstawiono próbę wykorzystania teorii Budryka-Knothego do prognozowania deformacji chodników narażonych na bezpośrednie wpływy ciśnień eksploatacyjnych. Podstawą prac były rezultaty pomiarów dołowych zaciskania pionowego, poziomego, jak również wypiętrzania skał spągowych w chodnikach przyścianowych. W wyniku wstępnych analiz stwierdzono znaczne podobieństwo pomiędzy deformacjami zmierzonymi w chodnikach w warunkach dołowych, a przebiegami ruchów górotworu, które można otrzymać z teorii Budryka-Knothego. Z tego powodu podjęto próbę wykorzystania tej teorii do predykcji deformacji chodników przyścianowych z uwagi na oddziaływanie czynnego frontu ścianowego, czyniąc przy tym następujące założenia: osiadanie skał stropowych w chodnikach opisuje się przy pewnym parametrze rozproszenia wpływów charakterystycznym dla rejonu stropu chodnika, wypiętrzenie skał spągowych opisane jest takim samym wzorem jak osiadanie stropu, lecz z innym współczynnikiem eksploatacyjnym i innym parametrem rozproszenia wpływów, charakterystycznym dla obszaru spągu chodnika, zaciskanie poziome wyznaczane jest jako iloczyn szerokości chodnika i poziomego odkształcenia panującego w górotworze w rejonie pomiaru, które można opisać przy pomocy teorii BudrykaKnothego, stosując odpowiednie parametry charakterystyczne dla tego obszaru chodnika. Po przyjęciu powyższych założeń opracowano funkcje aproksymujące wyniki pomiarów, wyznaczając nieznane ich parametry w oparciu o rezultaty badań dołowych. Wytypowano grupę parametrów charakteryzujących poszczególne badane wyrobiska przyścianowe, to jest długość frontu ściany, głębokość

7

Utrzymanie chodnika przyścianowego 23B w pokładzie 405/1 w warunkach kopalni Knurów

Głuch P.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 270

93-107

PL

W artykule przedstawiono rozwiązanie i omówiono doświadczenia z utrzymania chodnika przyścianowego w jednostronnym otoczeniu zrobów na przykładzie chodnika 23b w pokładzie 405/1 w warunkach kopalni Knurów. Zastosowany system utrzymania chodnika przy wykorzystaniu dodatkowego wzmocnienia obudowy podporowej łukowej obudową kotwiową i stojakami podporowymi ze specjalnie opracowaną technologią i optymalizacja robót pozwolił zachować wysoką stateczność chodnika o gabarytach porównywalnych z gabarytami chodnika wtórnego. W artykule poruszono również aspekt ekonomiczny utrzymania chodnika w jednostronnym otoczeniu zrobów.

EN

In this paper the solution and the description of a gate road maintenance (with goalfs on one side) as in the example of gate road 23b in the seam 405/1 in the conditions of Knurow mine, have been described. The applied maintenance system i.e. additional reinforcement of standing archsupport by roof bolting and props, together with special technology and work organization, preserves a high stability of the gate road in comparable limiting outlines. In the paper also economic aspects of this kind of gate road have been raised.