Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wieloetapowa metoda prognozy utrzymania stateczności wyrobisk korytarzowych w całym okresie ich istnienia

Małkowski Piotr, Niedbalski Zbigniew

Przegląd Górniczy

|

2022

|

T. 78, nr 4

1--17

PL

Sieć wyrobisk korytarzowych stanowi podstawową infrastrukturę każdej kopalni podziemnej. Niewłaściwe zaprojektowanie wyrobiska, związane z jego położeniem w trudnych warunkach geologicznych, zły dobór obudowy lub błędne oszacowanie skutków prowadzonej w jego sąsiedztwie działalności górniczej (np. wpływ eksploatacji) zawsze skutkuje problemami w jego utrzymaniu, często całkowicie uniemożliwiając jego dalsze funkcjonowanie, jako wyrobiska odstawczego, transportowego lub nawet wentylacyjnego. Biorąc pod uwagę prawidłowe i bezpieczne zaprojektowanie i utrzymanie wyrobiska korytarzowego, powinien zostać przeprowadzony czterostopniowy cykl postępowania, w ramach którego przeprowadzono by: (1) Ocenę jakości górotworu – warunków geologiczno-inżynierskich w danym rejonie; (2) Prognozę zachowania stateczności i funkcjonalności wyrobiska wobec zaproponowanej obudowy i przy zmianie sytuacji górniczej; (3) Weryfikację możliwości utrzymania wyrobiska i pracy dobranej obudowy poprzez ocenę stanu spękań w górotworze w trakcie jego użytkowania; (4) Bieżący monitoring pracy obudowy i górotworu. W celu realizacji zadań (1)-(3) można korzystać z szeregu znanych wskaźników dotyczących górotworu i stateczności wyrobisk. W niniejszym artykule przedstawiono kompleksową metodykę oceny stateczności wykorzystując wskaźnik jakości górotworu RMR oraz autorskie wskaźniki: skuteczności projektowania Nsp, utrzymania funkcjonalności wyrobisk Nuf oraz endoskopowej jakości górotworu ERMF dla trzech wybranych wyrobisk kopalń węgla rejonu GZW. Wyniki oceny zostały następnie zweryfikowane pomiarami rozwarstwień stropu, konwergencji i obciążeń obudowy pod ziemią. Przeprowadzona analiza jednoznacznie pokazuje, że korzystne warunki geomechaniczne i inżynierskie wokół wyrobiska nie są jednoznaczne z możliwością skutecznego zaprojektowania wyrobiska korytarzowego. Czynniki górnicze i techniczne wpływają na wyrobisko w całym cyklu jego funkcjonowania, a jednym z najważniejszych czynników technicznych w aspekcie utrzymania wyrobiska jest dobrany system obudowy i jej nośność.

EN

In every underground mine its roadways network is essential to its infrastructure Improper roadway design can have many causes: difficult geological conditions, incorrect assessment of effects of mining exploitation carried out nearby or even wrong chosen support. This always results in problems with maintenance. It often leads to further issues with mine functionality including transport, delivery or ventilation. Taking into consideration proper, safe design and maintenance of the roadway, a four-stage design should be conducted. It should include: (1) Rock mass quality assessment – the geological and engineering conditions in the given area; (2) The prognosis of roadway stability and functionality in the light of designed support and the changing mining situation; (3) The possibility of the verification of roadways maintenance by the inspection of crack conditions in the rock mass during the roadway’s use; (4) Current rock mass and support monitoring. In order to implement tasks (1)-(3) some of many known indices can be used concerning rock mass quality evaluation and roadway stability. The complex methodology of roadway stability assessment is presented in this paper. In the analysis, the RMR geotechnical system was used for quality evaluation of rock mass and author’s indices: Roadway Design Efficiency RDE, Roadway Functionality Maintenance RFM and Endoscopic Rock Mass Factor ERMF as well. Three roadways from three different coal mines from the Upper Silesian basin were studied. The assessment results were verified by the monitoring results of convergence, roof rocks separation and load on standing support and bolts. The conducted analysis unequivocally show that favorable geomechanical and engineering conditions of the rock mass are not equivalent with the effective design of the roadway and keeping its stability. Mining and technical factors have an influence on the roadways functionality while it is in use, and one of the main technical factors is the chosen support system and its load capacity.

2

Automatyczny system monitoringu stateczności wyrobisk korytarzowych

Małkowski Piotr, Niedbalski Zbigniew, Bednarek Łukasz, Pytlik Marian, Frymarkiewicz Arkadiusz, Filipowicz Krzysztof

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 7-9

9--23

PL

Zapewnienie stateczności wyrobisk jest kluczową sprawą dla prawidłowego funkcjonowania kopalni podziemnej. Dla danych warunków geologiczno-górniczych, w celu zachowania wymaganych gabarytów wyrobiska, dobierany jest odpowiedni schemat obudowy. Po wykonaniu projektu taki powinien jednak zostać zweryfikowany na podstawie pomiarów dołowych. Badania te powinny dotyczyć zarówno górotworu, jak i obudowy i stać się następnie podstawą kalibracji przyjętych modeli obliczeniowych oraz parametrów warunku wytrzymałościowego dla skał. W artykule przedstawiono opracowany system zintegrowanego automatycznego monitoringu wyrobiska przyścianowego oraz podano przykładowe wyniki pomiarów. Urządzenia elektroniczne zabudowane w wyrobisku pozwoliły na pomiar rozwarstwień stropu, obciążenie obudowy podporowej, obciążenie obudowy kotwiowej oraz na pomiar zmian naprężeń w górotworze. Ponieważ wyrobisko było utrzymywane w części przyzrobowej, wykonywano także pomiar obciążeń kasztów. Wszystkie urządzenia podpięte były do rejestratorów, które mogły gromadzić bezobsługowo dane przez dłuższy okres czasu. Uzyskane doświadczenia pokazują, że opracowany system można zastosować w innych wyrobiskach, gdzie dostęp jest utrudniony lub np. drążony w samodzielnej obudowie kotwowej.

EN

Ensuring mining workings stability is the key problem for the proper underground mine activity. The support passport of any working is designed for the common mining and geological conditions and should guarantee the required working dimensions for the specific range of time. However, after the support execution, the project should be then verified by the underground measurements. These measurements should concern both rock mass and support control and they should serve as the calibration of the rock mass model assumptions and the failure criterion. The integrated automatic monitoring system for the gate stability control and exemplary results are presented in the paper. Electronic devices installed in the working allowed to measure the roof rocks separation, a load on support frame, a load along the rock bolt and a change of stress in the rock mass. As the gate was maintained behind the longwall face the load on wooden box cribs was controlled as well. All the devices were connected to dataloggers, which could collected data unattended for a long time. The experience gained shows, that designed system can be applied in other underground workings, especially there, where the access is limited or e.g. where only roofbolting is applied.

3

Monitoring wyrobisk korytarzowych jako podstawa weryfikacji metod projektowych i przyjętego schematu obudowy

Małkowski Piotr, Niedbalski Zbigniew

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 10

53--65

PL

Realizacja każdego górniczego procesu technologicznego, szczególnie w tak złożonych warunkach jakie występują w kopalniach podziemnych, powinna być monitorowana. Dotyczy to również zjawisk zachodzących wokół drążonych i utrzymywanych wyrobisk. W polskich kopalniach węgla kamiennego prowadzona ocena bieżącego stanu wyrobisk korytarzowych obejmuje najczęściej ocenę wizualną. Przy takim sposobie kontroli pracy obudowy, gdy nie ma możliwości ilościowej oceny stanu górotworu i obudowy, nie można skutecznie udoskonalać metod projektowych, oraz właściwe ocenić pracę zaprojektowanej konstrukcji. W artykule zawarto charakterystykę metod pomiarowych aktualnie stosowanych podczas monitorowania pracy obudowy oraz wybrane przykłady badań kopalnianych prowadzonych przez pracowników Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii AGH. Przedstawiono różne aspekty stosowania monitoringu, który może służyć weryfikacji schematów obudowy, ocenie skuteczności rozrzedzania odrzwi obudowy podporowej oraz kontroli pracy nowych elementów konstrukcyjnych.

EN

Executing of any mining technological process, especially in such complex conditions as in underground mines, should be monitored. It concerns the phenomena occur in the rock mass around the driving and maintaining development workings as well. In polish coal mines the assessment of running roadways’ stability is carried out in the visual way only. In this way, without the quantitative evaluation of rock mass and support state, there is no possibility to improve designing methods, support constructions and its specific elements. The paper contains the review of up-to-date monitoring methods and some selected examples of roadways’ monitoring carried out by the workers of Faculty of Mining and Geoengineering AGH UST. The diversity of roadways monitoring application was performed. The ground control can verify designed support schemes, support spacing and behaviour of new construction elements.

4

Zastosowanie kotwi dla zwiększania rozstawu odrzwi obudowy podporowej w wyrobiskach korytarzowych

Małkowski P., Majcherczyk T., Niedbalski Z.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 7

12--22

PL

Obudowa stalowa podporowa podatna jest najczęściej stosowanym zabezpieczeniem wyrobisk korytarzowych w polskich kopalniach węgla. Wobec wzrastającej głębokości prowadzonej eksploatacji i związanych z nią ciśnień górotworu musi ona przenosić coraz większe obciążenia. Zmiana typu stali i przekroju kształtownika jest w tym zakresie często niewystarczająca, stąd w projekcie obudowy zmniejsza się rozstaw odrzwi obudowy podporowej. Kolejnym krokiem jest zastosowanie wzmocnień, których podstawowym elementem są często kotwy. Zastosowanie kotew w istotny sposób zmienia jednak zachowanie się górotworu wokół wyrobiska i praktyka pokazuje, że przy wystarczająco wysokich parametrach mechanicznych skał stropowych oraz podzielności blokowej górotworu, można zmniejszyć rozstaw odrzwi obudowy łukowej podatnej. W artykule przedstawiono przykłady wykorzystania kotew do rozrzedzania łuków obudowy podporowej. Skuteczność działania zaprojektowanych i zastosowanych schematów obudowy podporowo-kotwowej była monitorowana pomiarami dołowymi. Schematy obejmowały przykotwienie łuków stropnicowych oraz kotwienie pomiędzy łukami. W ramach badań prowadzono pomiar konwergencji, rozwarstwień stropu, oraz obciążeń kotew i obciążenia odrzwi. Wyniki pomiarów potwierdzają, że w określonych warunkach górniczo-geologicznych przy zastosowaniu kotew istnieje możliwość zwiększenia odległości między odrzwiami obudowy podporowej wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla do 1,2 m lub nawet 1,5 m.

EN

Steel chock-flexible support is the most commonly applied protection of galleries in Polish coal mines. In the light of the increasing depth of the exploitation and related rock mass pressures, it must carry even more loads. Changing the steel type and cross-section of the shape is often insufficient, hence in the support design, the spacing of the chock support door frame decreases. The next step is the application of reinforcements which are often mainly composed of anchors. However, the application of anchors changes significantly the behaviour of rock mass surrounding the excavation and experience has shown that with sufficiently high mechanical parameters of roof rocks and rock mass block divisibility, it is possible to decrease the spacing of yielding arch support door frame. This paper presents examples of anchor application in stratification of chock support arches. The efficiency of operation of the designed and applied schemes of anchored-chock support was controlled by underground measures. The schemes included anchoring of the roof-bar arches and anchoring between the arches. Within the study, convergence, roof stratification and anchor and door frame loads were measured. The measurements results confirm that in particular mining-geological conditions by the use of anchors, there is a possibility of increasing the distance between door the frame of the galleries’ chock support in coal mines even up to 1.2m or 1.5m.

5

Analysis of yielding steel arch support with rock bolts in mine roadways stability aspect

Majcherczyk T., Niedbalski Z., Małkowski P., Bednarek Ł.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 3

641--654

EN

The result of the search for new technological solutions in the field of support for roadways in coal mines has in recent years been the widespread use of steel arch with rockbolt support systems. The efficiency of these systems is affected among other things by the option of installing rock bolts after the actual driving the mine roadway, the increased load capacity that these systems can support, and their resistance to dynamic weight. Large variation in the way that these steel arch support can be connected using different types of rock bolts necessitates mining research revealing the effectiveness of such solutions. Although the steel arch with rockbolt support system is used in the majority of European coal mines, it is still not possible to apply templates of schemes due to the diversity of geological and mining conditions. Therefore, throughout a period of several years, the authors of this article conducted research in situ under conditions of different schemes related to connecting arched support frames with rock bolts, with only selected results being presented in the article. The measurements of convergence, load supported by the system frame, load supported by the rock bolts, and the stratification of roof rocks were analyzed, carried out in two roadways with yielding steel arch support in which strand bolts were applied. The article also proposes the index for working maintenance nuw, used in preliminarily assessing the stability of a given working with a limited number of data concerning geomechanical conditions. Additionally considered are empirical methods used in Poland for designing steel arch with rock bolt support systems. The results of mine research indicate that strengthening yielding steel support with strand bolts through steel beams maintains the stability of a roadway, even when exposed to the exploitation stress. Aside from the impact of exploitation, deformations of the support system are negligible, despite the fact that the tensile forces acting on the rock bolts can reach values of up to 160 kN. Under favorable geological and mining conditions, support system frames can be spread up to 1.5 m apart when using rock bolts between them. The conducted measurement of convergence during a three year period revealed a compression amounting to a few centimeters. The results obtained by the research fully confirm the effectiveness of combined yielding steel arch with rock bolt support systems under different mining conditions.

PL

Efektem poszukiwania nowych rozwiązań technologicznych w zakresie obudowy wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego, jest w ostatnich latach dość powszechne stosowanie obudowy podporowo-kotwowej. Na jej efektywność wpływa miedzy innymi możliwość zabudowy kotew w późniejszym okresie niż drążenie wyrobiska, uzyskiwanie dużej nośności, czy odporność na obciążenia dynamiczne. Duża liczba możliwych do zastosowania wariantów połączeń obudowy podporowej z kotwami o różnej konstrukcji i rozmieszczeniu, wymusza konieczność prowadzenia badań kopalnianych wskazujących na skuteczność zastosowanych rozwiązań. Choć obudowa podporowo-kotwowa stosowana jest w większości europejskich kopalń węgla kamiennego, to ze względu na odmienność warunków geologiczno – górniczych, nie można wprost przenieść gotowych schematów. W związku z tym od kilkunastu lat autorzy artykułu prowadzą badania w warunkach in situ różnych schematów połączeń odrzwi obudowy łukowej z kotwami, a w artykule przedstawiono wybrane wyniki badań. Poddane analizie zostały wyniki pomiarów konwergencji, obciążenia odrzwi, obciążenia kotew i rozwarstwienia skał stropowych w dwóch wyrobiskach z obudową podporowo-kotwową w których zastosowano kotwy strunowe. W artykule zamieszczono także propozycję wskaźnika utrzymania wyrobiska, służącego do wstępnej oceny stateczności projektowanego wyrobiska przy ograniczonej liczbie danych dotyczących warunków geomechanicznych. Zamieszczono także stosowane w Polsce empiryczne metody projektowania obudowy podporowo-kotwowej. Wyniki badań kopalnianych wskazują, że zastosowanie wzmocnienie obudowy podporowej kotami strunowymi poprzez podciągi, pozwala na utrzymanie stateczności wyrobiska nawet w przypadku oddziaływania ciśnienia eksploatacyjnego. Poza zasięgiem oddziaływania eksploatacji deformacje obudowy są niewielkie, choć siły rozciągające w kotwach dochodzą do 160 kN. W korzystnych warunkach geologiczno-górniczych możliwe jest rozrzedzenie odrzwi obudowy nawet do 1,5 m przy zastosowaniu kotwienia pomiędzy odrzwiami. Prowadzony pomiar konwergencji w okresie trzech lat wykazał zaciskanie wynoszące kilkanaście centymetrów. Uzyskane wyniki w pełni potwierdzają skuteczność obudowy podporowo-kotwowej w różnych uwarunkowaniach górniczych.

6

Algorytm analizy obrazu z kamery otworowej do automatycznego lokalizowania rozwarstwień górotworu i innych nieciągłości

Korzeniowski W., Młynarczuk M.

Napędy i Sterowanie

|

2012

|

R. 14, nr 7/8

71--77

PL

Monitorowanie górotworu za pomocą kamery otworowej jest stosowane w kopalniach coraz częściej i ma na celu przede wszystkim określenie zasięgu strefy nieciągłości powstałych w warstwach górotworu lub efektów różnych zabiegów technologicznych. Dzisiejsza praktyka pokazuje, że interpretacja wyników obserwacji bardzo silnie zależy od subiektywnej oceny obserwatora, jest często niejednoznaczna, co utrudnia prawidłową analizę wyników. W artykule przedstawiono przykładowe wyniki obserwacji ścianek otworów, wykonanych w kopalni rud miedzi za pomocą kamery działającej w zakresie podczerwieni. Wybrano kilkanaście obrazów o zróżnicowanej jakości i przedstawiono metodykę ustalania charakterystycznych wzorców pozwalających na ustalenie lokalizacji zaobserwowanych rozwarstwień. Ustalono trzy grupy prawdopodobieństwa wystąpienia wcześniej zdefiniowanych schematów i sytuacji. Na tej podstawie zaproponowano algorytm analizy poszczególnych klatek filmu, pozwalający na obiektywne wskazanie najbardziej prawdopodobnych lokalizacji i zasięgu nieciągłości, a w rezultacie na znacznie bardziej obiektywną ocenę górotworu.

EN

Rockmass monitoring with borehole camera is used in mines more and more often and the aim of the inspection is determination of range of discontinuities zone existing in strata, or effects of various technological operation. Recent practice shows, that the correct interpretation of the results of observations strongly depends on subjective evaluation of the observer, it is equivocal, which makes that right analysis is more difficult. In this article it is presented sample results of observations of boreholes, made in the underground copper mine, by means of a borehole infrared camera. A dozen of frames with different quality have been selected and the representative patterns were used for positioning the observed strata separations. Three groups of probability of earlier defined patterns and situations have been identified. Based on the experience, the original algorithm was proposed for analysis of individual frame, allowing the most probably defining of position and range of the discontinuities, and eventually much more objective evaluation of the rockmass.

7

Monitoring over the mobility of the tunnel's surrounding rocks

Linming D., Xueqiu H., Zhentang L.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 246

377-384

PL

Do oceny zachowania się skał wokół tunelu w czasie rzeczywistym zastosowano obserwacje emisji akustycznej (AE) i elektromagnetycznej. Efektywne sygnały, określone relacją między czasem wzrostu i czasem trwania, otrzymuje się po wyeliminowaniu wpływu zakłóceń. O zachowaniu się skał świadczą zmiany częstości impulsów i prędkość przyrostu energii impulsów sejsmoakustycznych oraz liczba impulsów emisji elektromagnetycznej. Parametry te pozwalają określić stabilność budynku i tunelu.

EN

The effective signals, of which relationship between the rise-time and the duration of the AE and the EME is applied, are determined when the influence of the noise, etc. is eliminated. The mobility of the tunnel's surrounding rock-mass is analyzed and the real-time survey is conducted when the variation regularity of the AE frequency, the energy rate and EME pulse number is applied. These have provided the evidences to assess the stability of the building and the tunnel.

8

Ocena stanu zagrożenia tąpaniami i wstrząsami górniczymi w oparciu o obliczone ekstremalne w czasie naprężenia górotworu

Białek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

1999

|

z. 239

19-34

PL

Opisano możliwości wynikająca ze stosowania programu komputerowego opracowanego przez autora. Program ten umożliwia wykonanie prognoz EKSTREMALNYCH w CZASIE naprężeń w warstwach stropowych nad czynnymi i zatrzymanymi wyrobiskami ścianowymi. Pozwala to już w fazie projektowania eksploatacji oszacować wpływ koordynacji frontów wybierania na rozkład ekstremalnych w czasie składowych naprężeń, które są wskaźnikiem zagrożenia tąpaniami i wstrząsami górniczymi.

EN

The paper presents opportunities offered by a computer program worked out by the author. The program allows to forecast time-extreme stresses in the roof layers over active and inactive longwalls. As a result, even during the initial planning of mining, it is possible to estimate the influence of the coordination of mining fronts of the coordination of mining fronts on the distribution of time-extreme stress components indicating seismic events and after burst hazard.