Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

LabVIEW based software for verification of the new idea of lining for mine shafts located in salt rock mass

Kamiński Paweł, Ahmad Mahmood

Mining Machines

|

2021

|

no. 3

45--57

EN

High values of salt rock mass convergence might cause serious problems with maintenance of shaft lining located in salt rock sections. The most efficient existing method of negative convergence influence prevention is periodic removal of creeping salt from shaft walls. However, the process of salt removal is problematic in terms of shaft and hoisting system typical operation. A new shaft lining idea allows removal of creeping salt by leaching without the need for stopping the shaft operation. Following paper presents a software, developed in LabVIEW environment and applied in the framework of test facility, designed for purpose of verification of theoretical assumptions of new construction of shaft lining. Developed software consists of applications for data acquisition, based on Event-Driven Queued State Machine pattern, and data processing, designed as Producer-Consumer pattern.

2

Determining the Permissible Longwall Face Advance in the Protective Pillar Conditioning the Liquidation of a Mining Shaft

Mielimąka Ryszard, Kleta Henryk

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

69--82

EN

The presented research subject involved the assessment of the possibility of mining operations within the area of shaft protection pillar with simultaneous liquidation of the shaft. In such a situation, the basic condition is to avoid damage to shaft lining, which can hinder or even prevent safe liquidation of the shaft by backfilling. The procedure to follow in order to assess the possibility and scope of mining exploitation within the shaft protection pillar is demonstrated on the example of shaft X. The applied assessment method involving the possibility and scope of mining exploitation within the protective pillar of the shaft was based on the forecast of rock mass deformation at the shaft site, which was the basis to calculate vertical stresses in the shaft lining and then to compare them with permissible values. The carried out calculations allowed us to determine the permissible face advance of longwall No. 5 at which no damage to the lining and its equipment would occur, ensuring the planned safe liquidation of the shaft by backfilling.

3

Design of the shaft lining for deep salt deposits of significant thickness

Fabich Sławomir, Świtoń Joanna, Świtoń Sławomir

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2019

|

nr 1

33--45

EN

The Polish Copper Belt is situated in the Fore-Sudetic Monocline in the Lower Silesia. The characteristic feature of the northern part of the copper ore deposits is the presence of the rock salt layer in the Zechstein Kupferschiefer formation, located more than 1000 m below the surface. Thickness and depth of the salt deposit layer increase with the ore body’s dip direction. Due to this the thickness of the salt deposit exceeds 100 m at the new shafts locations. The shaft lining design must take into consideration the geomechanical properties of the rock mass. The main issue with lining selection in rock salt is to prevent time dependent (creep) radial deformations, causing the shaft excavation to close up over time. Under these conditions, shaft lining designers are faced with the challenge to create innovative solutions that will be able to protect the shaft excavation permanently, effectively and safely. The paper presents the authors’ own experiences with the existing shaft linings in the presence of salt layers, as well as a new design solution for permanent shaft protection in a way that does not require its cyclical reconstruction.

PL

Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy znajduje się na monoklinie przedsudeckiej na Dolnym Śląsku. Charakterystyczną cechą górotworu stanowiącego otoczenie północnej części złoża rudy miedzi jest występowanie w utworach cechsztyńskich na głębokości ponad 1000 m warstwy soli kamiennej. Jej miąższość oraz głębokość zalegania wzrasta zgodnie z kierunkiem zapadania złoża. Z tego powodu, w miejscach lokalizacji nowo projektowanych szybów, miąższość pokładu solnego znacznie przekracza 100 m. Projekt konstrukcji obudów szybowych musi uwzględniać właściwości geomechaniczne górotworu. Głównym problemem związanym z wyborem obudowy w soli kamiennej jest zapobieganie skutkom radialnych deformacji wynikających ze zjawiska pełzania, które powodują, że wyłom szybowy z czasem ulega stopniowemu zaciskaniu. W tych warunkach projektanci obudów szybowych stają przed wyzwaniem stworzenia innowacyjnych rozwiązań, które będą w stanie trwale, skutecznie i bezpiecznie chronić wyrobisko szybowe. W artykule zostały przedstawione własne doświadczenia autorów związane z obecnie funkcjonującymi obudowami szybów na odcinkach solnych, jak również nowe rozwiązanie projektowe obudowy, które, w opinii autorów, trwale zabezpieczy wyrobisko szybowe w sposób niewymagający jego cyklicznej przebudo-wy.

4

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.

5

Głębienie i pogłębianie szybów w polskim górnictwie w latach 2000–2017

Wilczok B., Skrzydło A.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2018

|

nr 5

11--17

PL

Artykuł przedstawia ilościowe zestawienie inwestycji w zakresie głębienia i pogłębiania szybów w Polsce w latach 2000–2017 w porównaniu do lat wcześniejszych oraz omawia rozwiązania techniczne, które zastosowano przy ich realizacji.

EN

After the war, until 1970, Polish coal mining underwent the largest number of shaft drilling (157) and dredging (36) investments. In 1970-1985, 55 shafts were drilled and 27 were dredged, and in 1985-2000: there were, respectively: 27 and 21 shafts. This proves that the demand for such investments has been gradually dwindling. Only one shaft was built between 2000 and 2017 (the Bzie shaft in the KWK “Borynia-Zofiówka-Jastrzębie” mine), and in 2017, the dredging of a second shaft was commenced (the Grzegorz shaft in ZG “Sobieski”). However, the demand for new mine strata to be explored with the use of old shafts is high, which is why 6 shafts were dredged in this period, and 4 are currently in the progress of dredging. In the same period, KGHM S.A. dredged 2 shafts, and shaft GG-1 is currently undergoing dredging and will ultimately be the deepest one (1340.7 m) in Poland. As shaft drilling and dredging companies have gained experience in shaft works, new technologies were implemented, such as the steel structures used in artificial shaft bottoms, including so-called portable locking plates, dredging with the use of a special method - the freeze-fracturing method applied at the depth of up to 655 m, or the use of layered casings in salt deposits, which protect the shaft pit against the effects of plastic salt mine sidewall deformations.

6

Nowoczesne technologie napraw i wzmocnień obudowy szybów górniczych

Stasica J., Rak Z., Burtan Z.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

133--146

PL

W artykule przedstawione zostały nowoczesne metody naprawy i wzmocnienia obudowy szybów górniczych. Naprawy obudowy szybów górniczych niejednokrotnie wiążą się z koniecznością dokonania dodatkowego wzmocnienia ich obudowy w miejscach występujących uszkodzeń. Zaprezentowane technologie oparte są na technikach kotwienia, iniekcji, torkretowania oraz wzmacniania obudowy szybów górniczych z wykorzystaniem np. pierścieni oporowych (krążyn). Artykuł obok prezentacji poszczególnych technologii, zawiera wiele aspektów praktycznych, dotyczących doboru optymalnych urządzeń, np. pomp do zatłaczania spoiwa, instalowania kotwi iniekcyjnych, torkretu oraz materiałów niezbędnych do wykonania zaproponowanych robót, np. kotwi, spoiw, klejów, które w sposób decydujący wpływają na skuteczność i efektywność wykonywanych robót naprawczych i wzmacniających oraz obniżają koszty ich wykonania. Dla uproszenia, a tym samym obniżenia kosztów zaproponowanych wzmocnień i konsolidacji górotworu, w artykule zaproponowano technologię łączącą jednocześnie realizowane techniki iniekcji i kotwienia górotworu z użyciem tych samych spoiw mineralno-cementowych oraz tych samych urządzeń do ich zatłaczania. Autorzy przedstawili również zalety stosowania spoiw mineralno-cementowych, kotwi iniekcyjnych oraz przedstawili technologię iniekcji wzmacniająco-uszczelniającej górotworu w otoczeniu zniszczonego odcinka szybu.

EN

In the article modern methods of repair and reconstruction of mining shaft linings were presented. Repair and reconstruction of mining shaft linings often require additional reinforcement of the support in areas where damage occurs. The presented technologies are based on techniques of bolting, injecting, spraying with concrete and reinforcing of mining shaft linings using, for example, stopper ring (arch centre), as well as on the latest experiences of authors obtained during the design and monitoring of meaningful solutions in the mining and geological conditions of hard coal mines. Aside from the presentation of the various technologies, the article contains many practical aspects for selecting the optimal equipment and materials necessary for the proposed solutions, such as rock bolts, binders and adhesives, which significantly affect on the effectiveness and efficiency of the repair and strengthening works and reduce the cost of their execution. To simplify and thus reduce the cost of proposed rock mass reinforcement and consolidation, in the article a technology that simultaneously combines the techniques of rock injection and rock bolting with applying the same mineral cement binders was proposed. The advantages of using mineral-cement adhesives, injection bolts were also presented by authors. Furthemore a detailed injection strenghtening-sealing technology of rock mass in surrounded by a destroyed section of shaft was presented.

7

Nowoczesne metody badań i oceny stanu technicznego obudów szybów górniczych

Stasica J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

85--99

PL

Szyby górnicze stanowią podstawowe znaczenie dla prawidłowego i bezpiecznego funkcjonowania kopalń podziemnych. W związku z tym ich obudowie stawia się wysokie wymagania, które okresowo weryfikowane są odpowiednimi badaniami oraz oceną jej stanu według obowiązujących norm i przepisów. Te z kolei obligują rzeczoznawców do stosowania coraz bardziej zaawansowanych metod pomiarowych, pozwalających w sposób precyzyjny określić rodzaj i wielkość uszkodzeń obudowy szybowej, co ma zasadniczy wpływ na ocenę jej stateczności. W artykule zostały przedstawione nowoczesne, a zarazem optymalne i kompleksowe metody badań obudowy szybów górniczych. Artykuł oprócz prezentacji metod badawczych, zawiera wiele wskazówek praktycznych, wpływających na poprawność wykonywanych badań, a tym samym na adekwatność wyników. W szczególności zostały omówione badania obudowy szybów metodami nieniszczącymi i niszczącymi, ocena makroskopowa obudowy oraz badania laboratoryjne próbek obudowy pobranych z obmurza szybu. Szczególną uwagę zwrócono również na nowoczesne badania deformacji obudowy, z wykorzystaniem skaningu laserowego w technologii 3D oraz metodę grawimetryczną, do określenia stanu górotworu za obudową szybu. Opisane metody badawcze stanowią podstawowy sposób sprawdzania stanu technicznego obudowy szybów górniczych, na podstawie których można stwierdzić, czy szyby mogą bezpiecznie funkcjonować, czy też ich obudowa wymaga naprawy. Prezentowane doświadczenia oparte są na wynikach badań wykonanych przez autora w wielu kopalniach węgla kamiennego podczas badań obudowy kilkudziesięciu szybów górniczych.

EN

Mining shafts provide the main signification for the proper and safe functioning of underground mines. In connection with this, their support is subjected to high requirements which are periodically verified by appropriate research and an assessment of its state according to applicable standards and regulations. Existing mining regulations oblige experts to use increasingly advanced measurement methods in order to accurately determine the type and extent of shaft lining damage, which has a major impact on the assessment of its stability. In this article, modern and at the same time optimal and comprehensive testing methods of mining shaft support were presented. In addition the article, next to the presentation of testing methods, contains many practical suggestions that influence to the correctness of the performed researches and thus the adequacy of the results. In particular, in the article the research of shaft lining by non-destructive and destructive methods, the macroscopic assessment of the support and laboratory tests of support samples taken from the brickwork of shaft were discussed. Particular attention has also been paid to modern deformation tests of the lining using 3D laser scanning and a gravimetric method to determine the rock mass behind the shaft. These test methods provide a means of checking the technical state condition of the mining shafts, which can be used to determine whether the shafts can operate safely or if their lining requires repair. The presented experiments are based on the results of research carried out by the author in many hard coal mines, while investigating the support of dozens of mining shafts.

8

Problemy stateczności obudowy szybów w świetle doświadczeń KWK Knurów–Szczygłowice

Bobek R., Śledź T., Twardokęs J., Ratajczak A., Głuch P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 94

41--52

PL

Szyby górnicze pełnią kluczową rolę w zapewnieniu ciągłości ruchu podziemnego zakładu górniczego (zapewnienie ciągłości wydobycia kopaliny użytecznej). Do najważniejszych zadań, jakie pełnią szyby górnicze należy zaliczyć doprowadzenie i odprowadzenie powietrza z wyrobisk podziemnych, wydobycie kopaliny na powierzchnię, dostarczenie szeroko pojętej energii do podziemnych wyrobisk górniczych oraz opuszczenie i wyciągnięcie materiałów i załogi. Obowiązujące przepisy górnicze obligują przedsiębiorców do prowadzenia monitoringu, badań i oceny stanu technicznego obudowy szybów górniczych przez stosownych rzeczoznawców ds. ruchu zakładu górniczego przy zastosowaniu coraz bardziej zaawansowanych technologii pomiarowych (skanowanie laserowe obudowy szybu, cyfrowa analiza obrazu obudowy szybu), które pozwalają w sposób precyzyjny określić rodzaj i wielkość uszkodzenia obudowy szybowej. Wszelkiego rodzaju awarie szybów, zarówno ich wyposażenia oraz ich obudowy prowadzą do ponoszenia znacznych kosztów związanych z przywróceniem funkcji użytkowej szybu w nawiązaniu do obowiązujących przepisów i norm górniczych. Z uwagi na długi czas istnienia i użytkowania szybów górniczych (sięgający czasami nawet ponad 100 lat), niejednokrotnie obserwuje się uszkodzenia obudowy szybowej mogące prowadzić do utraty jej stateczności, a nawet do zawalenia się samego szybu. W artykule przedstawiono doświadczenia kopalni Knurów–Szczygłowice w zakresie zapewnienia stateczności obudów użytkowanych szybów, obejmujące przedstawienie charakterystyki ich uszkodzeń oraz przedstawienie zakresu technologii prowadzonych napraw obudów szybowych i zastosowanych do tego celu materiałów.

EN

Mine shafts play a key role in ensuring the continuity of an underground mining plant’s operation (the continuity of the extraction of useful minerals). The main roles of the mining shafts include the supply and carrying away of the air from underground workings, serving as a passage for the extracted material and the supply of all kinds of power to the underground workings. They also serve as the passageways for both the materials and the staff. The current mining provisions obligate companies to organize monitoring, tests and appraisals of the technical condition of the mining shafts’ linings by authorized experts in mining plant operations. The increasingly advanced measurement technologies that are being applied in these measurements (laser scanning of the shaft lining, digital analysis of the image of the shaft structure), allow for a precise determination of the type and the dimensions of the damage of the shaft’s lining. All kind of failures of the shafts, both their equipment and their lining, lead to significant costs in order to restore the function of the shaft in line with the applicable regulations and standards of mining. Due to the longtime of existence and operation of the mine shafts (sometimes reaching more than 100 years), damages of shaft linings which may lead to the loss of its stability, or even to the collapse of the shaft itself, are frequently observed. The article presents the experience of the Knurów–Szczygłowice coal mine in ensuring the stability of the shaft linings, including the characteristics of their damage and the presentation of the range of technologies used in shaft repairs as well as the materials used in such repairs.

9

Problemy z utrzymaniem obudowy powłokowej w interwale soli kamiennej szybu SW-4 kopalni ZG „Polkowice-Sieroszowice"

Fabich S., Morawiec P., Soroko K., Szlązak M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 3

65--74

PL

Szyb SW-4 znajduje się tuż przy granicy obszaru złoża rud miedzi „Sieroszowice" z położonym na północ obszarem złoża rud miedzi „Głogów Głęboki Przemysłowy". W bezpośrednim sąsiedztwie szybu SW-4 występuje warstwa soli kamiennej o miąższości ok. 153 m. Spąg warstwy soli zalega na głębokości od 1179,95 do 1179,5 m, strop na głębokości od 1027,2 do 1027,5 m. Sól najstarsza jest wykształcona w postaci zróżnicowanego kompleksu warstw, których głównym składnikiem jest halit. Obecnie, największym problemem związanym z obecnością soli w obrębie nowo wybudowanego szybu są jej właściwości reologiczne, uwidaczniające się w postaci konwergencji szybu, której towarzyszy łuszczenie się ociosów na całym odcinku solnym. Łuszczenie ociosów solnych jest konsekwencją towarzyszącemu procesowi reologicznego pełzania zjawiska dylatancji. W przypadku szybu SW-4 dopuszczenie do obwałów zagrażałoby bezpieczeństwu jego funkcjonowania. Z tego też względu nadrzędnym celem towarzyszącym procesowi projektowania obudowy szybu na odcinku solnym było pełne zabezpieczenie wyrobiska szybowego obudową spełniającą dwie funkcje. Funkcja pierwsza - izolująca ocios solny od płynącego szybem powietrza oraz migracji w masyw solny wód z nieszczelności w obudowie - funkcję tę pełni obudowa powłokowa. Funkcja druga zabezpieczająca wyrobisko szybowe przed skutkami dylatancji masywu solnego - funkcję tę pełni obudowa stalowa, kołowa podatna z profili V25. Konsekwencją reologicznego płynięcia oraz dylatancji jest konieczność okresowej przebudowy szybu na odcinku solnym. Każda z przebudów będzie polegała na odtworzeniu pierwotnego przekroju szybu na odcinku solnym wraz z odtworzeniem jego obudowy.

EN

SW-4 shaft is located in the border of "Sieroszowice" and "Głogów Głęboki Przemysłowy" mining area. In the vicinity of SW-4 shaft a layer of rock salt has a thickness of - 153 m. Floor of this layer lies at the depth of between 1179.5 m and 1179.95, and the roof - 1027.2 to 1027.5 m. Halite is the main composite of this deposit. Currently, the biggest problem associated with the presence of salt in the newly constructed shaft is convergence of the walls connected with rheological properties of salt. Additional phenomenon which exists in the shaft is exfoliation of side walls connected with dilation. In case of SW-4 shaft, letting these phenomena to exist could jeopardize safety of its operation. Therefore, the shaft lining was being developed with the intention to achieve two major goals. The first one was to prevent from migration of air and water from the shaft into side walls. This has been achieved by use of shell lining. The second goal was to protect the shaft from dilatation influence. This has been done by use of V25 susceptible lining. The consequence of the rheological flow and dilation is the need to periodically rebuild the shaft lining in salt deposit interval. Each reconstruction relies on restoring the original shaft diameter along with the reconstruction of the lining.

10

Problemy organizacyjne i techniczne przy drążeniu najgłębszego szybu w Polsce

Skrzydło A., Łukawski S., Oślizło K.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 9

14--19

EN

Shaft VI at KWK Budryk (Budryk Hard Coal Mine) is the deepest mine shaft in Poland that opens the deepest on-site mining level, located at 1290 m below the terrain level. The shaft was sunk in two stages: down to 1034.3 m below the terrain level between 1979 and 1985, and continued to the target depth of 1320 m between 2011 and 2015. The second sinking stage involved continued operation of a shaft hoist, which remains in service to this day. The shaft hoist required installing a number of equipment, structural solutions and safety components (topside and in-shaft), as well as adapting the operating schedules of two shaft hoists: the sinking shaft hoist and the mine service shaft hoist, with the latter operated for the carriage of men, materials and output, and for inspections, repairs and overhauls. A major challenge for the contractor assigned to this project was to execute their work in a complete processing cycle, including blasting and concrete lining of the shaft. The sinking of this shaft and construction of the mining level at 1290 m enabled opening and mining beds of high-value coking coal without opening a sub-level completion.

PL

Artykuł dotyczy budowy najgłębszego szybu w Polsce i jednego z najgłębszych w Europie – szybu VI w JSW S.A. KWK „Budryk”. Przedstawiono w nim trudności organizacyjne i techniczne, które należało przezwyciężyć, aby sprawnie wykonać pogłębienie szybu, aby warunki górniczo-geologiczne, z którymi należało się zmierzyć w czasie prowadzonych robót, aby uzyskać dostęp do najgłębszego w Polsce poziomu wydobywczego 1290 m.

11

Design of the shaft lining and shaft stations for deep polymetallic ore deposits: Victoria Mine case study

Fabich S., Bauer J., Rajczakowska M., Świtoń S.

Mining Science

|

2015

|

Vol. 22

127--146

EN

In order to properly design a shaft it is necessary to acquire full information about the rock mass in the exploration area. It is especially crucial in the case of the deposit of an unusual vertical intrusion shape, occurring at a great depth. Such a situation implies that the shaft lining design must take into consideration not only the geomechanical properties of the rock mass but also the virgin stresses (often having significant values). In this paper, the methodology of the shaft lining and shaft station lining design for a deep shaft is presented based on the Victoria Mine located in Canada. Taking into consideration the geological structure as well as the results of the laboratory tests, the properties of the rock mass were derived. Next, the numerical calculation was performed based on the elasto-plastic model of the rock mass. The numerical analysis consisted of simulation of the multistage technology of the shaft excavation and lining execution. This allowed to estimate the forces in rock bolts of the temporary ground support as well as stresses in the final concrete lining of the shaft.

PL

Do procesu projektowania obudów wyrobisk udostępniających złoże wymagane jest posiadanie pełnych informacji o górotworze rejonu złożowego. Jest to szczególnie ważne w przypadku złoża zalegającego na dużej głębokości, o nietypowym kształcie pionowej inkluzji, gdzie dobór obudowy musi uwzględniać nie tylko własności geomechaniczne masywu skalnego, ale również naprężenia tektoniczne (pierwotne), niekiedy o znacznych wartościach. W niniejszym artykule zaprezentowano metodykę doboru obudowy szybu oraz obudowy wlotów dla głębokiego szybu na przykładzie Kopalni Victoria w Kanadzie. W oparciu o informacje o budowie geologicznej oraz bazując na wynikach badań prowadzonych dla potrzeb rozpoznania złoża określono własności masywu skalnego. Na ich podstawie opracowano numeryczny, sprężysto-plastyczny model górotworu. W analizie numerycznej, wykorzystującej możliwości posiadanego oprogramowania zasymulowano zgodnie z założoną technologią wieloetapowe wykonywanie wyrobiska szybowego wraz z jego obudową, co pozwoliło na oszacowanie wielkości sił w kotwach obudowy wstępnej szybu oraz wlotów podszybi, jak również naprężeń w betonie obudowy ostatecznej szybu.

12

Numerical modelling of a void behind shaft lining using FDM with a concrete spalling algorithm

Bock S.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 2

14--21

EN

Purpose: The aim of the research presented in this paper was to determine the impact of voids behind the lining on shaft stability. Methods: This paper presents an example of extending the FLAC3D with the possibility of the simulation of concrete detachment and separation under specific conditions by means of a developed FISH routine. Results: The appearance of voids and cavities behind the lining has been repeatedly observed in active shafts in Polish coal mines and can lead to the emergence of tensile forces in the lining. The study included 366 models of shafts using the rock mass properties of typical shale stone, coal, and sandstone found in the Upper Silesian Coal. Practical implications: The presented concrete spalling algorithm may be used, especially, for the stability evaluation of locally damaged shaft lining or when there is a suspicion of void behind the lining. Originality/ value: An important limitation of all continuous methods is the inability (except when using some additional tools) to simulate the rotations of predefined elements (blocks) and their separation from the rest of the object. The concrete spalling algo-rithm presented extends the capabilities of FLAC3D with the possibility of simulating the detachment and separation of destroyed lining fragments.

13

Modyfikacja konstrukcji obudowy i technologii głębienia szybu w zawodnionym górotworze o niskich parametrach wytrzymałościowych

Drabek J., Sanocki T., Wojtaczka M.

Inżynieria Górnicza

|

2014

|

nr 1

49--52

PL

W artykule przedstawione zostały zastosowane modyfikacje konstrukcji obudowy, polegające na wykorzystaniu specjalnych konstrukcji stalowych, elementów prefabrykowanych czy też zastosowania betonów wysokowartościowych, a także rozwiązania technologiczne do bezpiecznego głębienia szybu na podstawie doświadczeń z głębienia szybu w trudnych warunkach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich.

14

Wybrane metody badań struktury obudowy betonowej szybów górniczych

Bock S., Drzewiecki J., Szymała J., Wilczok B.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2014

|

nr 8

29--34

PL

Ocena stanu technicznego obudowy szybowej często ogranicza się do badań określonych w powszechnie stosowanych normach PN-G-04210:1996 i PN-G-04211:1996. W przypadku stwierdzonych uszkodzeń obudowy lub na odcinkach szybu, na których spodziewane jest występowanie głębokich spękań lub pustek prowadzi się dodatkowe badania pozwalające na ocenę struktury materiału obudowy i górotworu. W artykule przedstawiono najczęściej stosowane sposoby badań obudowy z wykorzystaniem między innymi metod: „Impact-Echo”, „Impulse-Response” i georadarowej, wraz z przykładami ich zastosowania.

EN

Technical state assessment of shaft lining is often limited to the tests specified in commonly used PNG04210: 1996 and PN-G-04211: 1996. However, for the already identified damaged lining or for the shaft sections, in which the occurrence of deep cracks or voids behind (or in) the lining is expected, it is necessary to conduct additional tests. That paper presents the most commonly used research methods to assess the structure of the lining material and rock mass, such as: “Impact-Echo”, “Impulse Response” and GPR, along with examples of their use. The scope of applicability of the described methods varies depending on the type suspected lining damage, access to the needed media (water, air, electricity) and accessibility to the lining. The presented methods allow evaluation of the structure of the lining and the rock mass and determination of: occurrence of voids, cracks and gaps; location of leaks in the lining; estimation of the lining thickness; assessment of uniformity of the lining; evaluation the effectiveness of load transfer system in transmitting stresses across joints in the concrete; detection of presence of damage due to freezing and thawing.

15

Variations in mechanical parameters of rock mass affecting shaft lining

Majcherczyk T., Niedbalski Z., Wałach D.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

629--642

EN

The paper presents geomechanical properties of rock mass occurring in the initial section of shaft lining during its execution. The shaft being sunk is surrounded with cohesive soils, mainly clays with sand layers and silts. Such lithology causes that in various levels some parts of strata are saturated with water. This results in a considerable changeability of soil properties in time. With high water content, the soil is washed away leading to local loss of contact between shaft lining and surrounding soils. This, in turn, results in lack of proper support for curbs and shaft lining fracture in some sections. Engineering activity in such a case should embrace sealing injections in selected parts of the shaft in order to resume proper reinforcement in the lining-rock mass system. The studies of the soils surrounding shaft lining were supposed to help design curbs with increased bearing capacity. The tests of soils indicated that the angle of internal friction and cohesion do change not only at different depths but also at the same depth in different points of perimeter. It was also observed during the study that the mechanical parameters of the analyzed soils improve as the distance from the shaft lining increases, which clearly indicates change of soil properties in the direct neighborhood of the shaft. Considerable number of tests carried out in the study allowed to determine the relationship between water content and angle of internal friction or soil cohesion. The determined relationships can help to estimate change of soil properties under the influence of water with considerable precision. The reinforcement of curbs executed with the use of ground anchors allowed for further shaft sinking. The tests of concrete used in the shaft carried out in the analyzed section produced results similar to the values assumed in the project.

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę własności geomechanicznych górotworu jakie występują podczas drążenia szybu w jego początkowej długości. W otoczeniu głębionego szybu występują grunty spoiste, głównie w postaci glin z przerostami piasków oraz pyły. Taka litologia powoduje, że na różnych poziomach część warstw gruntu jest zawodniona. Wpływa to na dużą zmienność własności gruntów wokół szybu oraz zmiany tych własności w czasie. Przy dużym zawodnieniu grunt był wymywany zza obudowy, co prowadziło do lokalnej utraty kontaktu pomiędzy obudową a otaczającym gruntem oraz braku właści- wego podparcia dla stóp szybowych. Efektem tego było na niewielkim odcinku szybu pękanie obudowy. Podjęte działania, które sprowadziły się do wykonania iniekcji na pewnym odcinku szybu doprowadziły do przywrócenia właściwej współpracy obudowa - górotwór. Przeprowadzone badania gruntu zza obudowy posłużyły do podjęcia działań w celu zwiększenia nośności stóp szybowych. Badania gruntu wykazały, że kąt tarcia wewnętrznego oraz spójność zmieniają się nie tylko na poszczególnych głębokościach, ale także obserwuje się duże różnice dla próbek pobranych z tej samej głębokości ale z różnych punktów na obwodzie szybu. Badania wykazały także wzrost parametrów mechanicznych badanych gruntów wraz z oddalaniem się od obudowy, co świadczy o zmianie własności gruntów bezpośrednio w sąsiedztwie szybu. Duża liczba wykonanych badań pozwoliła na opracowanie zależności pomiędzy wilgotnością a kątem tarcia wewnętrznego i spójnością. Na podstawie uzyskanych zależności można szacować z dużą dokładnością zmianę własności gruntów pod wpływem działania wody. Zrealizowane wzmocnienia stóp szybowych z wykorzystaniem kotew gruntowych pozwoliły na podjęcie dalszego głębienia szybu. Przeprowadzone na analizowanym odcinku badania betonu z obudowy szybu wykazały wartości zgodne z projektem.

16

Ustalenie rzeczywistego stanu deformacji szybów LGOM

Niedojadło Z., Sieradzy K., Spólnik A.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 8

166--173

PL

Od początku prowadzenia eksploatacji złoża rud miedzi w granicach obszarów górniczych LGOM prowadzi się stałe odwadnianie górotworu. Efektem tego procesu jest obniżenie powierzchni terenu, sięgające na znaczne odległości poza granice eksploatacji złoża – tzw. wielkopowierzchniowa niecka obniżeniowa. Intensywny drenaż górotworu powoduje powstawanie deformacji również w szybach LGOM. Ustalenie rzeczywistego stanu tych deformacji jest przedmiotem trudnym, z uwagi na brak prowadzenia pomiarów od początku funkcjonowania szybów. Maksymalne wartości obserwuje się w poziomie warstw odwadnianych – spąg utworów trzeciorzędu i strop pstrego piaskowca. Porównanie procesu przebiegu obniżeń w szybach z kształtowaniem się depresji w piezometrze pozwoliło na stwierdzenie analogii tych zjawisk. Uwzględniając występujące opóźnienie (około 10÷15 lat) stworzono modele badanych procesów. Na ich podstawie obliczono (może lepiej zaproponowano) wpływ odwodnienia oraz ustalono rzeczywisty stan deformacji szybów LGOM.

EN

From the beginning of the copper ore exploitation, within the borders of the mining areas of LGOM, permanent drainage of the rock mass has been conducted. The effect of this process is subsidence of the ground surface, going far beyond the borders of the deposit exploitation – the so-called large surface trough. Intensive drainage of the rock mass causes deformations also in the shafts of LGOM. The determination of the real state of these deformations is difficult, because of the lack of measurements at the beginning of shaft functioning. The maximal values are observed in the horizon of water-bearing layers – the floor of the Tertiary formations and roof of the Bunter sandstone. Comparing of the process of subsidence in shafts with the formation of the depression in a piezometer showed similarities of these two phenomena. Regarding the occurring delay (ca. 10÷15 years) the models of studied phenomena were performed. Basing on these models the influence of drainage was calculated and the real state of shaft deformation in LGOM was determined.

17

Metody wstępnego przetwarzania obrazu w wizyjnym systemie monitoringu stanu technicznego obudowy szybowej

Heyduk A., Kleta H.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2011

|

R. 49, nr 10

40-46

PL

W artykule opisano wybrane metody przetwarzania obrazu wykorzystywane w opracowywanym systemie wizyjnego monitoringu stanu technicznego obudowy szybowej. Przedstawiono ilościowe zależności między rozmiarami obiektu rzeczywistego a wielkością obrazu na przetworniku kamery cyfrowej. Opisano sposób homomorficznej korekcji niejednorodności oświetlenia oraz metody filtracji spękań i zarysowań stosowane do obrazów obudowy szybowej. Wyniki mogą zostać wykorzystane do tworzenia tzw. rzeczywistości rozszerzonej w istotny sposób ułatwiającej człowiekowi analizę sytuacji i podejmowanie decyzji.

EN

The article features selected methods of image processing used in the developed visual system for monitoring technical condition of the shaft lining. The authors presented quantitative dependencies between the size of a real object and the size of its image on a digital camera converter. The following methods were discussed: the method of homomorphic correction of uneven lightning, and the method of filtering the cracking lines and scratches used, both used for the images of the shaft lining. The results can be used to create the so called extended reality which makes it easier to analyze a situation and make a decision.

18

Nowe klasyfikacje w zakresie odporności ogniowej ścian nienośnych - obudowy szybów instalacyjnych z okładzinami z płyt gipsowo-kartonowych

Wróblewski B., Borowy A.

Przegląd Budowlany

|

2010

|

R. 81, nr 6

74-76

PL

Artykuł przedstawia: informacje o produkcji płyt gipsowo-kartonowych w Polsce, właściwości płyt gipsowo-kartonowych w ogniu i stare klasyfikacje odporności ogniowej ścian działowych - obudowy szachtów instalacyjnych, nowe metody badań odporności ogniowej ścian nienośnych i klasyfikacje wg normy PN-EN 13501-2:2008, nowe zalecenia normy PN-EN 520, nowe badania odporności ogniowej i nowe klasyfikacje ogniowe ścian - obudowy szybów instalacyjnych, wnioski.

EN

The paper presents: information about production of partitions in Poland, properties of gypsum-plaster boards in fire and old fire resistance classification of partitions, the new test methods of fire resistance for non-load bearing walls and classification standard PN-EN 13501-2:2008, the new requirements of the standard PN-EN 520, the new fire resistance tests and the new fire resistance classification of partitions, conclusions.

19

Obciążenia obudowy szybów pełniących funkcje studni głębinowych i zbiorników retencyjno-dozujących

Kleta H.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2010

|

R. 48, nr 12

15-19

PL

W przypadku szybów pełniących funkcję studni głębinowej i zbiornika retencyjno . dozującego, narażonych na oddziaływanie wód kopalnianych, należy się liczyć z występowaniem zaawansowanych procesów korozyjnych obudowy. W analizie nośności obudowy takich szybów należy uwzględnić zarówno obciążenie obudowy szybu od górotworu z uwzględnieniem zawodnienia, jak i ze strony słupa wód gromadzonych w szybie oraz zmian własności odkształceniowych i wytrzymałościowych betonu wzdłuż grubości pierścienia obudowy. Analizę stateczności obudowy można wykonywać stosując metodę analityczną lub metody numeryczne pozwalające na uwzględnianie lokalnych zmian własności materiału obudowy z uwzględnieniem przedstawionych schematów obciążenia obudowy.

EN

In the shafts which function as deep wells and as retention and metering reservoirs, and which are exposed to mine water, there are advanced corrosion processes of linings. When analyzing the hoisting capacity of such shafts it is necessary to take into account the load exerted by the rock mass and by the water column of the water amassing in the shaft, as well as the changes in deformation and resistance values of concrete along the thickness of the lining ring. The analysis of the lining stability can be done with the use of the analytical method or numerical methods allowing to consider local changes in the lining material with respect to the presented diagrams of the lining load.

20

Szyb z obudową w górotworze solnym - wstępne badania modelowe

Kortas G.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 2

395-403

PL

Obudowa szybu w kopalniach soli wykonywana jest według norm dotyczących ośrodka sprężystego. Pełzanie górotworu solnego prowadzić może jednakże do jej zniszczenia. Postępujący w czasie wzrost naprężeń w obudowie jest przyczyną wytężenia materiału obudowy i jej upodatnienia. Wtedy szyby ulegają konwergencji. Badania modelowe zachowania się szybu w ośrodku lepko-sprężystym ujawniają, że maksymalne naprężenia w obudowie rosną ze spadkiem jej podatności na pełzanie. Pokazują także, że naprężenia zredukowane (efektywne) w obudowie wyrazić można w przybliżeniu prostymi funkcjami promienia szybu, grubości obudowy i stosunku podatności obudowy do podatności górotworu. Praca sygnalizuje ważny problem badawczy w naukach górniczych. Rozwiązanie go pozwoli zmniejszyć koszty budowy i zwiększyć skuteczność obudów szybowych w kopalniach soli.

EN

The lining of a shaft in the salt mine is build according to the norms applied for elastics properties of the massive. However, salt massive creep can cause lining break down. Increase of stresses which is progressive in time is a reason of lining material effort and its flexibility. In this case convergence of the shaft is observed. The modelling research of lining behaviour in viscous - elastics medium was carrying out. Its results show that maximal stress in lining grows with decrease of its flexibility. Obtained results also show, that effective stress of lining can be easily described by specific function forms of shaft radius, thickness of lining as well as flexibility of lining to flexibility of rock massive ratio. This paper points out an important problem in mining sciences. The solution of this problem allows reducing the costs of lining construction and increase operational reliability of the shafts in the salt mines.