Rockburst is divided into two types, one is strain-type resulting from rock damage and another is sliding-type resulting from fault slip events. Triggering mine pillar rockburst mainly consists of two steps: the occurrence of shear-band and the application of disturbance. In this paper, mechanical model of mine pillar subjected to uniaxial compression is established. By simplifying the complete stress-strain curve and the crack propagation behaviour, based on the derived energy expressions corresponding to different crack propagation stages, the type of rockburst that the disturbance-induced pillar instability belongs to is defined. Next, by establishing the model of mine pillar with one inclined shear-band and by simplifying the stress evolution on the band, based on the necessary physical characteristics for triggering dynamic events, the basic mechanical property of mine pillar required for triggering instability is derived. It shows that the post-peak modulus greater than or equal to the pre-peak modulus is the basic mechanical property required for triggering mine pillar instability. Finally, by conducting laboratory experiments, the proposed model is verified. The requirement that the post-peak modulus is greater than or equal to the pre-peak modulus may be the rea-son why triggered mine pillar rockburst is not often observed.
Artykuł ten prezentuje możliwości wykorzystania podstawowych metod optymalizacji konstrukcji w celu określenia optymalnego wymiaru i kształtu filara górniczego w przed i pozniszczeniowym zakresie jego obciążenia. Zadanie zostało zrealizowane dzięki zastosowaniu metod programowania matematycznego. W procesie obliczeniowym optymalizacji wykorzystano wyznaczone z obliczeń numerycznych ścieżki równowagi filara, przyjęto założenia jakie niesie z sobą stosowanie jednoetapowego systemu eksploatacji z ugięciem stropu oraz dodatkowo wymagania dotyczące zachowania filarów w pozniszczeniowym zakresie obciążenia. Wynikiem przeprowadzonych obliczeń jest wyznaczenie optymalnej dla przyjętych założeń projektowych, geometrii filara.
EN
Paper presents methods of design optimisation applied to the mining pillar in post failure stage of deformation. Authors use these methods to find an optimal in LGOM geological and mining conditions pillar geometrical shape. In this specific conditions optimal design process based on results of post yielding pillar numerical simulation. Design variables were accepted as separated dimensions of horizontal pillar cross section, objective function as the cross section area and behaviour constraints satisfy conditions of LGOM room and mining excavation system. Result of optimisation process was optimal geometrical pillar shape in accepted mining and geological conditions.
W artykule zaprezentowano wyniki numerycznej symulacji procesu zniszczenia filarów w LGOM. Analiza dotyczy systemu eksploatacji z ugięciem stropu, gdzie w trakcie zniszczenia filarów wytwarza się tzw. "słupowo klinowa struktura" zniszczenia (Kunysz 1978, 1981, Lis i Kijewski 1997) oraz zjawisko powstawania uprzywilejowanych stref ścinania, w których koncentrują się deformacje niesprężyste, nazywane też procesem lokalizacji odkształceń plastycznych (ang. plastic strain localization). Taki mechanizm zniszczenia skał jest niewątpliwie efektem zarówno geometrii filara, warunków górniczych jak i samych cech skał. W artykule podjęto próbę symulacji numerycznej tego typu zniszczenia filarów, wykorzystując metodę elementów skończonych. Przedstawiono proces budowy modeli numerycznych oraz założenia dotyczące niezbędnych cech modeli fizycznych takich, które pozwalają na opis procesu zniszczenia filarów. Wyniki przeprowadzonych obliczeń pozwoliły na wyznaczenie ścieżki równowagi filara w pełnej, przed i poktytycznej fazie jego obciążenia, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie istotnych informacji o procesie zniszczenia filara.
EN
In this paper some aspects of specific pillars failure in LGOM geological conditions has been presented. Authors use finite element method to study a phenomenon of plastic strain localization in rock pillar subject to quasi-static load. Form and conditions of quasi-plastic strain localization in mining rock pillars were studied first. Then the conditions of viscoplastic type of regularization applied to numerical simulation of shear layer have been analyzed. Finally some numerical simulation results of strain localization process in rock pillar were showed.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.