Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zdalny, nieelektryczny wskaźnik WK-2/8 wartości siły obciążającej kotew w wyrobisku górniczym

Korzeniowski W., Skrzypkowski K., Herezy Ł.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 103

53--64

PL

Ocena zachowania się górotworu wokół wyrobisk i skuteczności ich wzmacniania w podziemnych kopalniach rud jest uzależniona od efektywności współpracy obudowy kotwowej z górotworem, którą można oceniać na podstawie odpowiednio zaprojektowanych pomiarów. Na tle opisanych w literaturze kilku rozwiązań dotyczących sposobów monitorowania obciążenia obudów kotwowych autorzy zaproponowali nowe, oryginalne urządzenie umożliwiające masowe pomiary w warunkach kopalnianych. Po przeanalizowaniu zalet i wad istniejących konstrukcji w artykule przedstawiono istotę, zasadę działania oraz metodę pomiaru obciążenia kotwy w wyrobisku podziemnym za pomocą nowego przyrządu. Wykonany prototyp WK-2/8 został wycechowany oraz przetestowany z powodzeniem w warunkach laboratoryjnych w pełnym zakresie pomiarowym. Przyrząd ten, nazwany również wskaźnikiem lub podkładką dynamometryczną, nie wymaga zasilania elektrycznego i umożliwia, stosunkowo precyzyjne (z rozdzielczością 10–14 kN, w zakresie do około 90 kN) i zdalne odczytanie wartości siły osiowej obciążającej kotew (patent AGH) przez każdą osobę znajdującą się w określonym rejonie. Przyrząd może być instalowany w wyrobiskach górniczych w warunkach istniejących obciążeń. Stosunkowo niski koszt wykonania przyrządu pomiarowego, stanowiącego dodatkową podkładkę, jak również łatwy sposób montażu, umożliwiają jego powszechne zastosowanie w kopalniach, gdzie stosuje się kotwienie jako sposób wzmacniania górotworu.

EN

The assessment of a rock’s behaviour around excavations and the effectiveness of its reinforcement in underground ore mines is dependent on the performance of the rock-bolt and rock-mass interaction, which can be estimated on the basis of appropriately designed measurements. Based on the background of various measurements solutions described in the literature, concerning rock bolt monitoring methods, the authors proposed a new, original device for mass measurements in mine conditions. After examining the advantages and disadvantages of existing constructions, the article presents the essence, principle of operation and method of measuring anchor load in an underground excavation with the a instrument, indicator WK-2/8. The prototype has been carefully researched and successfully tested in a full-scale laboratory environment. This instrument, also referred to as a load indicator or force pad, does not require electrical power and allows for relatively accurate (with a resolution of 10-14kN, up to about 90kN loading capacity) and a remote reading of the axle loading of the anchor (AGH patent) by any person present in the specified area. The device can be installed in mining excavations under loading conditions. The relatively low cost of a measuring instrument, practically used as an additional washer, as well as an easy assembly method, makes it universally applicable in mines where anchoring is used as a means of strengthening the rock.

2

Możliwości wykorzystania programu MineScape do analizy modelu rozcięcia złoża rudnego

Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Gądek A., Misiak R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 103

91--102

PL

Współczesna podziemna eksploatacja złóż surowców mineralnych coraz częściej związana jest z pakietami oprogramowania geologiczno-górniczego, które wspierają prace projektantów od momentu poszukiwania złoża, określenia wielkości jego zasobów, jakości kopaliny, warunków geologicznych, hydrogeologicznych, tektonicznych poprzez planowanie udostępnienia i rozcięcia złoża. Planowanie produkcji jest jedną z najważniejszych czynności wykonywanych w trakcie prowadzenia projektu górniczego, ponieważ pozwala na założenie konkretnych wyników produkcyjnych kopalni w odniesieniu do jednostki czasu, a następnie umożliwia weryfikację stopnia realizacji zamierzonego planu. Obecnie komputerowe wspomaganie projektowania znajduje zastosowanie do codziennego lub długoterminowego planowania wydobycia z uwzględnieniem ograniczeń złożowych, jakościowych, ilościowych i kosztowych. W artykule przedstawiono wybrane formy złóż rudnych. Na podstawie kilkudziesięciu otworów wiertniczych o długości do 300 m przedstawiono przykładowy fragment modelu rozcięcia złoża rudnego z zastosowaniem komputerowego wspomagania projektowania robót górniczych. Poprzez zastosowanie nowoczesnego programu komputerowego – ABB MineScape o budowie modułowej określono możliwości usprawnienia procesu zagospodarowania przyszłych rejonów eksploatacji. W szczególności przedstawiono rozmieszczenie otworów wiertniczych, na podstawie których wykonano przekroje z przedstawieniem przykładowych miąższości warstw litostratygraficznych, uwzględniając również deformacje nieciągłe w formie uskoków oraz strefy okruszcowane. Dla modelu blokowego zostały obliczone zasoby z priorytetem dla metalu nr 1 oraz 2. W ostatniej części artykułu zaproponowano sposób rozcięcia płytko zalegającego złoża rudnego. Stopień wykorzystania złoża określono dla komorowo-filarowego systemu eksploatacji.

EN

The contemporary underground mining of raw minerals is more and more associated with geological and mining software packages which support the work of designers from the moment of the exploration of a deposit, determination of its size and quality, geological, hydrogeological and tectonic conditions, by planning the development and cutting of the deposit. Production planning is one of the most important activities carried out in the course of a mining project, because it allows to set specific production results of a mine in relation to a time unit, and then allows for a verification of the degree of completion of the assumed plan. At present, computer-aided design is applicable to daily or long-term output planning taking deposit, qualitative, quantitative and cost constraints into account. In the article, selected forms of ore deposits were presented. On the basis of several dozen boreholes up to 300m in length, an exemplary fragment of the ore cutting model using computer-aided design of mining works was presented. By using modern computer software - ABB MineScape with modular construction, the possibilities of improving the process of development of future exploitation areas have been determined. In particular, the arrangement of boreholes, based on which ones the cross sections were made with, present the exemplary lithostratigraphic thickness of layers, including the location of discontinuous deformations in the form of faults, and an ore bearing zone. For the block model, resources with priority for metal No. 1 and 2 were calculated. In the last section of the article, the cutting idea for a shallow ore deposit has been presented. The degree of effective use of the deposit has been analysed for the room and pillar mining method.

3

Powered roof support – rock strata interactions on the example of an automated coal plough system

Herezy Ł., Janik D., Skrzypkowski K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 1

46--55

EN

The study summarises the operating characteristics of the powered roof support (shield) used in an automated plough system. Investigated longwall support units were controlled automatically or by section engineers and positioned in the 'saw tooth' configuration with respect to the longwall face (automatic mode) or linear to the face. Shield pressure data have been analysed in order to identify the impacts of particular factors on the pressure increase profiles. The analysis was supported by the Statistica software to determine the statistical significance of isolated factors. Equations governing the leg pressure at the given time instant were derived and the roof stability factor 'g' was obtained accordingly, recalling the maximal admissible roof displacement method recommended by the Central Mining Institute (Poland). In the current mining practice, its values are used in monitoring of strata behaviour as indicators of shield–strata interactions, particularly in the context of roof control in longwall mining. It is vital that the method used should be adapted to the actual conditions under which the longwall is operated. In the absence of such adaptations, there will be major discrepancies in results. The conclusions section summarises the current research problems addressed at the Department of Underground Mining, in which the support pressure data in longwall operations are used. The first aspect involves the delineation of deformations of a longwall main gate about 100 m ahead of the face. The second issue addressed involves the risk assessment of roof rock caving or rock sliding in the tail gate. Another aspect involves the standardisation of local conditions to support the methodology of interpreting shield–strata interactions in the context of work safety. These methods are being currently verified in situ.

4

Zależność wodoprzepuszczalności materiału podsadzkowego od temperatury wody i zawartości frakcji pylastej

Herezy Ł., Skrzypkowski K., Kamiński P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 2

25--29

PL

Do likwidacji zrobów w polskich kopalniach wykorzystano w roku 2016 ok. 2,5 mln m3 piasku podsadzkowego. Dla oceny jego przydatności określa się jego parametry fizykomechaniczne na podstawie wycofanej w roku 2014 normy PN-93/G-11010. W artykule przedstawiono zależność wodoprzepuszczalności od ilości ziaren poniżej 0,1 mm oraz temperatury wody podsadzkowej. Za pomocą narzędzi statystycznych wyznaczono równanie pozwalające na określenie wodoprzepuszczalności dla partii pola eksploatacyjnego, z którego pochodził piasek podsadzkowy.

EN

Up to 2.5 million m3 of backfill sand was used to liquidate the gob in Polish mines in 2016. To assess its usefulness, its physical and mechanical parameters are determined on the basis of the Polish standard PN-93/G-11010. The article shows the dependence of water-permeability on the amount of grains below 0.1 mm and the water temperature. Statistical equations were used to determine the water-permeability of the operating field from which the backfill sand originated.

5

The idea of the recovery of municipal solid waste incineration (MSWI) residues in Kłodawa Salt Mine S.A. by filling the excavations with self-solidifying mixtures

Korzeniowski W., Poborska-Młynarska K., Skrzypkowski K.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

553--565

EN

In view of the permanent increase of the municipal solid waste incineration (MSWI) residues amount, the numerous attempts to find a way of their recovery have been undertaken. In this paper the idea of the recovery of the MSWI residues in Kłodawa salt mine is presented. The idea is to fill the waste in underground workings, close and/or backfill the underground excavations with self-solidifying mixture prepared on the basis of MSWI grained solid residues. Two techniques are proposed: 1) hydraulic backfill technique (HBT) where the mixture is prepared in the surface installation and pumped down into the underground workings through shaft and the pipelines and 2) dry waste technique (DWT), where dry grained waste is dropped into the mine by pneumatic pipeline transport, then supplied to the underground mixture-preparing-installation and pumped as a thin liquid or paste into the selected workings. The description of the technology is preceded by general characteristic of the hardening backfill in underground mines and by characteristic of MSWI residues, drafted on the basis of the literature review.

PL

Wobec stale przyrastającej ilości odpadów wtórnych pochodzących z instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych (ITPOK) poszukuje się sposobów ich odzysku i unieszkodliwiania. W artykule przedstawiono koncepcję technologii odzysku odpadów ITPOK w Kopalni Soli „Kładowa”. Polega ona na wypełnianiu, likwidacji i podsadzaniu wyeksploatowanych wyrobisk samozestalającą się mieszaniną sporządzoną na bazie drobnoziarnistych odpadów stałych pochodzących ze spalarń odpadów komunalnych. Zaproponowano dwie technologie: 1) technologię podsadzki hydraulicznej (TPH), w której mieszanina jest przygotowywana w instalacji powierzchniowej i jest dostarczana poprzez szyb do wyrobisk kopalni rurociągiem oraz 2) technologię suchego odpadu (TSO), w której odpady z powierzchni transportowane są pneumatycznie rurociągiem do kopalni, następnie dostarczane są do podziemnej instalacji przygotowania mieszaniny, po czym mieszanina jako płynna ciecz lub gęsta pasta jest przepompowana rurociągiem do docelowych wyrobisk. Opis koncepcyjny technologii poprzedzono ogólną charakterystyką utwardzanej podsadzki w kopalniach podziemnych i odpadów z ITPOK opracowaną na podstawie przeglądu literatury.

6

Binding capability of ashes and dusts from municipal solid waste incineration with salt brine and geotechnical parameters of the cemented samples

Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Poborska-Młynarska K.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 4

903--918

EN

Based on laboratory tests of selected properties of secondary waste (ashes and dusts) from municipal waste incineration plants, the possibility of recovering some properties of waste in the process of filling the post-mining voids in the salt mine was assessed. The furnace bottom ash and the waste from the flue gas treatment from one of the national incineration plants were examined. The grain curves of dry waste and the density of the prepared mixtures were characterized. Twelve variants of the compositions of ash-based mixtures with varying proportions of the individual components were considered, taking into account both fresh water and brine. For each variant of the composition, the amount of redundant liquid appeared as well as the time of solidifying of the mixture to a certain strength and the compressibility values obtained. Considering the possibility of transporting mixtures in mines by means of pipelines at relatively long distances, and allowing the filling of large salt chambers to be filled and evenly filled, flow parameters were determined. In addition, the permeability of solidified waste samples was investigated, showing the potential for reducing the strength of the waste mass due to the action of water or brine. The technical feasibility of eliminating redundant liquid in the binding process has been confirmed, which is particularly important in salt mines. Preliminary values for the amount of binder (5%÷10%) to be added to the mixtures to obtain the specified strength properties of the artificially formed mass at Rc = 0.5 MPa. Attention was paid to the important practical aspect resulting from the rapid increase of this type of waste in the comming years in Poland and at the same time vast potential for their use in salt mining, where we have a huge capacity of salt chambers available.

PL

Badania zdolności wiązania pyłów i popiołów po spalaniu odpadów komunalnych z solankową wodą zarobową i geotechniczne parametry scalonych próbek soli. Zbadano popioły paleniskowe oraz odpady z oczyszczania spalin, pochodzących z jednej z krajowych spalarń. Scharakteryzowano krzywe składów ziarnowych suchych odpadów oraz gęstości sporządzonych mieszanin. Badaniom poddano 12 wariantów składów mieszanin na bazie popiołów ze zmiennym udziałem poszczególnych składników, uwzględniając zarówno ciecz zarobową słodką jak i solankę. Dla każdego wariantu składu określono ilość pojawiającej się cieczy nadosadowej, jak również czasy tężenia mieszanin do uzyskania określonej wytrzymałości oraz uzyskane wartości ściśliwości. Mając na uwadze możliwości transportu mieszanin w kopalni za pomocą rurociągów na stosunkowo duże odległości, oraz umożliwienie szczelnego i równomiernego wypełniania dużych komór solnych wyznaczono parametry rozlewności. Ponadto przeprowadzono badania rozmakalności zestalonych próbek odpadów pokazując potencjalne możliwości obniżenia wytrzymałości masywu odpadowego wskutek działania wody lub solanki. Potwierdzone zostały techniczne możliwości wyeliminowania nadmiarowej cieczy zarobowej w procesie wiązania, co jest szczególnie ważne w kopalni soli. Podano wstępne wartości ilości spoiwa (5%÷10%), które należy dodać do mieszanin w celu uzyskania określonych właściwości wytrzymałościowych sztucznie wytworzonego masywu, na poziomie wartości Rc = 0,5 MPa. Zwrócono uwagę na ważny aspekt praktyczny wynikający z radykalnie wzrastającej ilości tego typu odpadów w nadchodzących latach w Polsce i jednocześnie olbrzymie potencjalne możliwości ich wykorzystania w górnictwie solnym, gdzie mamy do dyspozycji olbrzymie pojemności komór solnych.

7

Wpływ wielkości modelu kasztu górniczego wypełnionego skałą płonną na przebieg charakterystyki obciążeniowo-odkształceniowej

Skrzypkowski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 99

131--141

PL

Analiza zmian właściwości mechanicznych drewnianych kasztów górniczych pod wpływem różnych rodzajów obciążenia eksploatacyjnego jest zagadnieniem, którym zajmuje się wiele ośrodków naukowych w kraju i za granicą. Duże zainteresowanie tą tematyką wynika ze wzrostu głębokości prowadzonej eksploatacji, który przyczynia się do wzrostu zarówno wartości ciśnienia pionowego jak i złożoności warunków geologiczno-górniczych oraz intensyfikacji zagrożeń naturalnych. Inną przyczyną jest tendencja zmniejszania się miąższości eksploatowanego złoża. Zarówno w podziemnym górnictwie rudnym, jak i węglowym oraz solnym stosowana jest obudowa kasztowa. Kaszty o różnych konfiguracjach są szczególnie przydatne przy utrzymywaniu wyrobisk za frontem ścianowym oraz do dodatkowego wzmocnienia skrzyżowań wyrobisk górniczych. W szczególności w górnictwie rudnym w miejscach stwierdzonych poszerzeń wyrobisk lub pogorszonych warunków stropowych stosuje się dodatkową obudowę wzmacniającą w postaci kasztów drewnianych (stosów podporowych), które pozostawia się puste lub wypełnia skałą płonną. Podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji wytwarzana jest skała płonna, która pochodzi z wyrobisk udostępniających, przygotowawczych oraz z bieżących pól wybierkowych. W przypadku podziemnej eksploatacji rud miedzi skała płonna jest stosowana do wypełniania pustek poeksploatacyjnych jako podsadzka sucha. Ponadto jest wykorzystywana do wypełniania kasztów górniczych, jako sztuczna podpora oraz do utwardzania dróg przewozowych. W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach kasztów czteropunktowych, wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych poziomo. W badaniach laboratoryjnych zastosowano modele kasztów o wymiarach 200 × 200 × 200 mm oraz 100 × 100 × 100 mm. Określono maksymalne podporności kasztów składających się tylko z belek oraz wy- pełnionych skałą płonną. Ponadto przedstawiono odkształcenia pionowe kasztu przy maksymalnej sile oraz odkształcenie właściwe. Na podstawie badań laboratoryjnych stwierdzono, że przy wykorzystaniu tej samej ilości drewna oraz zagospodarowaniu skały płonnej wypełnienie czteropunktowych kasztów skałą płonną pozwoliło kilkukrotnie zwiększyć jego podporność.

EN

The analysis of changes in the mechanical properties of wooden mining cribs under the influence of different types of exploitation loads is the question for which deals with many domestic and abroad research centers deal with. High The high interest in this subject results from the increase of the conducted depth exploitation, which contributes to the increase in both the vertical pres-sure and the complexity of geological – mining conditions and in- the intensification of natural hazards. Another reason is the tendency of decreasing the thickness of the exploited ores deposits. Wooden crib support is used both in underground ore, hard coal and salt mining is used wooden crib support. Mining cribs with various configurations are especially useful for the reinforcement of excavations workings behind the front and for further strengthen of the crossings. In particular, additional reinforcement support in the form of wooden cribs (pile supporting), which shall be left empty or filled with waste rock is applied in the ore mining in places where found extended rooms or drifts are found or in places with degraded roof conditions, applies additional reinforcement support in the form of wooden cribs (pile supporting), which shall be left empty or filled with waste rock. During underground exploitation is produced waste Waste rock, which comes from the access, preparatory excavations and from ongoing field of exploitation is produced during underground exploitation. In the case of the underground exploitation of copper ore, waste rock is used to fill voids after exploitation as rock stowing. It is also used for filling mining wooden cribs, as an artificial support and for harder transportation roads. This paper presents the results of the laboratory strength tests performed on models of four-point timber cribs, built with beams set horizontally, at the geometrical scale of 1:10. In the laboratory research wooden cribs models with size 200 × 200 × 200 mm and 100 × 100 × 100 mm were used in the laboratory. The paper describes the maximum loading capacity of the cribs consisted consisting only of beams and filled with waste rocks. In addition, a vertical and appropriate strain of cribs at maximum force was shown. On the basis of laboratory research it was found that the use of the same number of timbers and the management of waste rocks, the filling of the four-point cribs with the waste rocks allowed several times to increase its support to be increased several times.

8

Nieniszcząca metoda badania stanu obciążenia obudowy kotwowej długiej wykonanej z tworzywa sztucznego

Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Zagórski K., Lalik K., Dominik I., Kwaśniewski J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 99

109--118

PL

W artykule przedstawiono statyczne badania żerdzi kotwowej wykonanej z tworzywa sztucznego o długości 5,5 m, które przeprowadzono na nowoczesnym stanowisku laboratoryjnym Katedry Górnictwa Podziemnego Akademii Górniczo-Hutniczej. Scharakteryzowano innowacyjny Samowzbudny System Akustyczny (SAS) do pomiaru zmian naprężeń w obudowie kotwowej. System może zostać zastosowany do nieniszczącej oceny stanu wytężenia kotwi wokół wyrobisk górniczych jak również w tunelach. Celem badań było porównanie wyników rejestrowanych przez dwa różne systemy pomiarowe, dzięki którym będzie możliwa ocena obciążenia długiej obudowy kotwowej metodą nieniszczącą. Określając obciążenie obudowy kotwowej, należy mieć na uwadze szybkość i prostotę wykonania pomiaru, dostęp do czujnika, dokładność odczytu i pomiaru. Ponadto trzeba wziąć pod uwagę możliwość zniszczenia czujnika w wyniku procesu technologicznego lub występowania zagrożeń naturalnych. Pod względem ekonomicznym muszą być zachowane „techniczno-bilansowe prawa produkcji”, które wykluczają stosowanie czujników obciążenia na każdej z kotew. Stosowanie pojedynczych czujników obciążenia obudowy kotwowej w przypadku stanów granicznych pozwala na podejmowanie odpowiednich działań zabezpieczających załogę górniczą przed nagłą utratą stateczności wyrobiska. W pracy przedstawiono dwa podstawowe efekty wykorzystywane w ultradźwiękowym systemie pomiarowym. Pierwszym efektem było występowanie stabilnego cyklu granicznego drgań dla układu z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Efekt ten nazywany jest efektem samowzbudzenia. Drugi przywołany efekt to efekt elastoakustyczny. Oznacza on, że wraz ze zmianą naprężeń w materiale sprężystym następuje zmiana prędkości propagacji fali. W związku z tym zmienia się także czas jej propagacji pomiędzy głowicami. Efekt ten manifestuje się w zmianie częstotliwości drgań samowzbudnych. Z tego powodu poprzez pomiar częstotliwości drgań samowzbudnych możliwe jest pośrednie określenie stopnia wytężenia badanego materiału.

EN

The paper presents the statical research tests of rod bolt made of plastic with a length of 5.5 m, which were performed in a modern laboratory test facility at the Department of Underground Mining of the University of Science and Technology. Innovative The Self-excited Acoustic System (SAS) used to measure stress changes in the bolt support was characterized. The system can be used for the non-destructive evaluation of the strain of the bolt around the excavations as well as in tunnels. The aim of the study was to compare the results recorded by two different measuring systems, thanks to which it will be possible to assess the load of long bolt support by means of the non-destructive method. The speed and simplicity of measurement, access to the sensors, accuracy of measurement and reading should be kept in mind in determining the load of rock bolt support. In addition, the possibility of damage to the sensor as a result of technological or natural hazards should also be taken into account. In economic conditions, the „technical - balance laws of production”, which excludes the use of load sensors on each bolt must be preserved. The use of individual load sensors of rock bolt support for the boundary state, allows appropriate protection actions of the mining crew against sudden loss of excavation stability to be taken. The paper presents two basic effects used in the ultrasonic measurement system. The first result was the existence of stable limit cycle oscillations for positive feedback. This effect is called the self-excited effect. The second effect is called the elasto-acoustic effect. It means that with the change of elastic stresses in the material bring the change of the speed of propagation of the wave. In this connection, the propagation time between measuring heads is also changed. This effect manifests itself in the change in the oscillation frequency of the self-excited system. For this reason, by measuring the frequency of self-excited oscillation, it is possible to indirectly determine the level of effort of the tested material.

9

Reinforcement of underground excavation with expansion shell rock bolt equipped with deformable component

Korzeniowski W., Skrzypkowski K., Zagórski K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2017

|

Vol. 39, nr 1

39--52

EN

The basic type of rock mass reinforcement method for both preparatory and operational workings in underground metal ore mines, both in Poland and in different countries across the world, is the expansion shell or adhesive-bonded rock bolt. The article discusses results of static loading test of the expansion shell rock bolts equipped with originally developed deformable component. This component consists of two profiled rock bolt washers, two disk springs, and three guide bars. The disk spring and disk washer material differs in stiffness. The construction materials ensure that at first the springs under loading are partially compressed, and then the rock bolt washer is plastically deformed. The rock bolts tested were installed in blocks simulating a rock mass with rock compressive strength of 80 MPa. The rock bolt was loaded statically until its ultimate loading capacity was exceeded. The study presents the results obtained under laboratory conditions in the test rig allowing testing of the rock bolts at their natural size, as used in underground metal ore mines. The stress-strain/displacement characteristics of the expansion shell rock bolt with the deformable component were determined experimentally. The relationships between the geometric parameters and specific strains or displacements of the bolt rod were described, and the percentage contribution of those values in total displacements, resulting from the deformation of rock bolt support components (washer, thread) and the expansion shell head displacements, were estimated. The stiffness of the yielded and stiff bolts was empirically determined, including stiffness parameters of every individual part (deformable component, steel rod). There were two phases of displacement observed during the static tension of the rock bolt which differed in their intensity.

10

Application of long expansion rock bolt support in the underground mines of Legnica-Głogów Copper District

Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Zagórski K., Dudek P.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2017

|

Vol. 39, nr 3

47-57

EN

In the underground mines of the Legnica-Głogów Copper District (LGOM) the main way to protect the room excavation is the use of a rock bolt support. For many years, it has proven to be an efficient security measure in excavations which met all safety standards and requirements. The article presents the consumption of the rock bolt support in the Mining Department “Polkowice-Sieroszowice” in the years 2010-2015 as well as the number of bolt supports that were used to secure the excavations. In addition, it shows the percentage of bolt supports that were used to conduct rebuilding work and cover the surface of exposed roofs. One of the factors contributing to the loss of the functionality of bolt supports is corrosion whose occurrence may lead directly to a reduction in the diameter of rock bolt support parts, in particular rods, bearing plates and nuts. The phenomenon of the corrosion of the bolt support and its elements in underground mining is an extremely common phenomenon due to the favorable conditions for its development in mines, namely high temperature and humidity, as well as the presence of highly aggressive water. This involves primarily a decrease in the capacity of bolt support construction, which entails the need for its strengthening, and often the need to perform the reconstruction of the excavation. The article presents an alternative for steel bearing plates, namely plates made using the spatial 3D printing technology. Prototype bearing plates were printed on a 3D printer Formiga P100 using the “Precymit” material. The used printing technology was SLS (Selective Laser Sintering), which is one of the most widely used technologies among all the methods of 3D printing for the short series production of the technical parts of the final product. The article presents the stress–strain characteristic of the long expansion connected rock bolt support OB25 with a length of 3.65 m. A rock bolt support longer than 2.6 m is an additional bolt support in excavations, and it is increasingly frequently used to reinforce roofs and in rebuilding the underground mines of KGHM Polish Copper S.A. In order to conduct the laboratory tests that are most suitable for the mine conditions, and yet are carried out on a laboratory test facility, the Authors used a steel cylinder with an external diameter of 102 mm and a length of 600 mm, which was filled with a core of rock (dolomite) from the roofs of the mine workings. In addition the maximum load that took over the bolt support made of rods and connected with sleeves was determined. For the initial tension, the elastic and plastic range of the maximal displacements, which were measured by the rope encoder, were determined. The statical tests of the expansion rock bolt support were carried out at the laboratory of the Department of Underground Mining in simulated mine conditions. The test facility enables the study of the long bolt rods on a geometric scale of 1:1 for the different ways of fixing. The aim of the laboratory research was to obtain the stress-strain characteristics, of the long expansion rock bolt support with a steel bearing plate and a plate printed on a 3D printer.

11

Wzmocnienie wyrobisk komorowych poprzez zastosowanie dodatkowej obudowy w postaci stojaków drewnianych w podziemnych kopalniach rud miedzi

Skrzypkowski K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 5

10--15

PL

W artykule przedstawiono sposoby wzmacniania podstawowej obudowy kotwowej w kopalniach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego m. in. za pomocą kotwienia wysokiego, obudowy drewnianej w postaci grupy stojaków oraz stosów drewnianych, a także za pomocą obudowy hydraulicznej jednostojakowej. Scharakteryzowano zawał oraz obwał. Stwierdzono, że w warunkach kopalń rud miedzi, skuteczne zwalczanie zagrożenia ze strony opadających brył skalnych uzyskuje się poprzez różnokierunkowe działania, poprzez stosowanie skuteczniejszych obudów, w tym obudowy podporowej. W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach stojaków wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych pionowo. Określono maksymalne podporności stojaków pojedynczych oraz grupy stojaków składających się z trzech, czterech oraz siedmiu stojaków. Ponadto przedstawiono charakterystyki obciążeniowo-przemieszczenio-we modeli stojaków drewnianych przy obciążeniu statycznym i quasi-statycznym.

EN

The article the presents ways of strengthening basic rock bolt support in the Legnica-Glogow Copper Mining District mines including long bolts, wooden support in form of a group of props and wooden cribs, and by means of one-leg hydraulic support. Fall of roof and short fall was characterized. It was found that in conditions of underground ore copper mines effectively fight of falling rocks hazard is achieved through multi-directional operation in particular through the use of effective support, including the props support. This paper presents the results of the laboratory strength tests performed on the model props, built with wooden beech beams set vertically, at the geometrical scale of 1:10. The paper describes maximum loading capacity of the single prop and a group of three, four and seven props. Furthermore, load-displacement characteristics of the wooden props models at static and quasi-static loading were presented.

12

Main objectives underlying mathematical model of powered support unit operation in terms of its working capacity

Herezy Ł., Korzeniowski W., Skrzypkowski K.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 4

72--83 [tekst ang.] 84--95 [tskst pol]

EN

This study synthesizes the operating data of a longwall system to determine the impacts of time, compressive strength of roof rock strata, rate of face advance, and distance between the cross bar in a roof support from the side wall on the value of the actual working capacity of powered supports. The analyses of the general linear models are supported by the Statistica program. Criteria imposed on the input data lead to the development of models of the powered support unit (shield) operation yielding corrected value of the coefficient R2(0,11-0,42), rendering the models statistically significant. For the investigated longwall panel, the minimal bearing capacity of the powered support obtained by several methods is compared with the actual bearing capacity of the powered support units. Mathematical models were recalled to obtain the pressure value that can be used in the further procedure as: – pressure in a shield leg required to obtain the load-bearing capacity of a hydraulic leg in response to the load applied to the powered support, – pressure exerted by rock strata on the longwall excavation, which is utilized to determine the real load acting on the powered support unit. In the context of these two objectives, the roof stability factor was obtained accordingly, revealing excellent support-strata interactions under the specified geological and mining conditions.

PL

W artykule posłużono się zgromadzonymi danymi dotyczącymi pracy kompleksu ścianowego, aby wyznaczyć wpływ czasu, wytrzymałości skał stropowych na ściskanie, postępu ściany, odległości stropnicy sekcji od ociosu na wartość osiąganej podporności roboczej. W tym celu w programie Statistica wykonano analizy z wykorzystaniem ogólnych modeli liniowych. Przyjęte kryteria danych wejściowych pozwoliły na uzyskanie modeli pracy sekcji o skorygowanym R2 wynoszącym 0,11–0,42, kwalifikującym te modele jako istotne statystycznie. Dla rozpatrywanego pola ścianowego określono wymaganą minimalną podporność roboczą sekcji dla kilku sposobów jej wyznaczania i porównano z podpornością zastosowanych sekcji obudowy. Następnie na podstawie modeli matematycznych wyznaczono wartość ciśnienia roboczego, które można wykorzystać jako: – ciśnienie w stojaku hydraulicznym i na jego podstawie obliczyć podporność stojaka hydraulicznego będącą reakcją na obciążenie sekcji, – ciśnienie wywierane przez górotwór na wyrobisko eksploatacyjne, z którego można wyznaczyć rzeczywiste obciążenie sekcji obudowy zmechanizowanej. Dla obydwu założeń wyznaczono wskaźnik nośności stropu. Jego wartości świadczą o bardzo dobrej współpracy sekcji z górotworem w rozpatrywanych warunkach geologiczno-górniczych.

13

Zastosowanie drukarki 3D do produkcji prototypowej podkładki kotwowej

Skrzypkowski K., Zagórski K., Dudek P.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 3

52--56

PL

W artykule zaprezentowano wybrane podkładki kotwowe stosowane w górnictwie podziemnym. Przedstawiono technologię drukowania przestrzennego 3D. Na podstawie analizy konstrukcji powszechnie stosowanych stalowych podkładek w górnictwie rudnym zaprojektowano i wydrukowano prototypową podkładkę na drukarce 3D Formiga P100 z zastosowaniem materiału PA 2200. Wydrukowaną podkładkę poddano badaniom ściskającym na maszynie wytrzymałościowej typu Walter+Bai 3000/200. W badaniach laboratoryjnych uzyskano charakterystykę obciążeniowo-przemieszczeniową. W podsumowaniu podano zalety i wady produkowania podkładek z wykorzystaniem drukarki 3D.

EN

This paper presents selected bolt bearing plates used in underground mining. The technology of 3D printing was presented. Basing on structural analyses of commonly used steel bearing plates in ore mining, prototype bearing plate was designed and printed with the 3D printer type Formiga P100 using PA 2200 material. The printed bearing plate was subject to compressive strength tests carried out with the Walter + Bai 3000/200 testing machine. In laboratory research, load-displacement characteristics were obtained. In conclusion, the advantages and disadvantages of producing bearing plate using a 3D printer were given.

14

Rozwój nieciągłości skał stropowych w chodnikach przyścianowych przed frontem eksploatacyjnym ścian strugowych

Korzeniowski W., Herezy Ł., Skrzypkowski K.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 9

12--17

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów rozwoju nieciągłości stropu wyrobisk, określone na podstawie obserwacji ścianek otworów badawczych monitorowanych w fazie utrzymania wyrobisk przed frontem ściany, co posłużyło do wyznaczenia stref odprężonych w górotworze. Badania przeprowadzone zostały w wyrobiskach przyścianowych kolejnej ściany strugowej eksploatowanej w LW „Bogdanka” SA nr 7/VII i porównano je z wynikami otrzymanymi podczas wcześniejszej eksploatacji w tej kopalni, poprzednią ścianą strugową nr 1/VI. Wskazano charakterystyczne parametry propagacji nieciągłości i ich wartości oraz opisano i zilustrowano charakterystyczne strefy rozwoju nieciągłości, ze szczególnym uwzględnieniem odległości frontu eksploatacyjnego od stanowiska pomiarowego. Wyznaczono równanie opisujące ten proces w określonych warunkach górniczo-geologicznych przy założeniu zastosowanego tam sposobu zabezpieczenia wyrobiska.

EN

This paper presents the results of measurements of discontinuities development, observed on the walls of test boreholes, controlled in the phase of excavation maintenance before the longwall front, which served for the determination of the relaxed zones in the roof. The measurements were carried out in the gateroads of the second plow longwall no. 7/VII, exploited in LW „Bogdanka”, and then it was compared with the first plow longwall no. 1/VI. Characteristic parameters of the discontinuities propagation and their values have been indicated, as well as typical zones of discontinuities in relation to the distance between the exploitation front and the measurement stands defined and illustrated. An equation describing the process of discontinuities development in the roof of excavations, under specific mining and geological conditions and exploitation pressure in LW „Bogdanka” SA as well as reinforcement method used in this mine, was defined.

15

Korozja stalowej obudowy ŁP wyrobiska chodnikowego w środowisku kopalni soli

Korzeniowski W., Herezy Ł., Skrzypkowski K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 9

405--413

PL

Niektóre wyrobiska chodnikowe w kopalni soli zabezpieczane są obudową stalową łukową typu ŁP, lokalnie z torkretem. Z upływem czasu ulegają one degradacji, przede wszystkim z powodu korozji związanej ze specyfiką górotworu solnego i wynikających stąd konsekwencji. W artykule opisano wyniki badań deformacji obudowy oraz zmiany grubości ścianek łuków stalowych wskutek ich skorodowania, uzyskane na podstawie pomiarów zrealizowanych w warunkach kopalnianych. Stan obudowy poszczególnych odcinków chodników został skategoryzowany za pomocą zaproponowanego oryginalnego wskaźnika i jego wartości granicznych. Jednocześnie scharakteryzowano zmienność temperatury, wilgotności i prędkości przepływającego powietrza w rejonie stanowisk badawczych.

EN

Some types of drifts in in a salt mine are protected with a steel arch support, type ŁP, and locally with shotcrete. With time there are continuously being degraded, especially due to steel corrosion occurring as an effect of specific properties of salt rock mass. In the article there were presented results of measurements of deformation of the support and changes of thickness of the walls of the steel arches as a result of corrosion phenomenon, found from measurements in the salt mine. State of the support at particular sections of drifts has been categorized with the proposed original coefficient and its border numbers. Simultaneously, changes of temperature, humidity and velocity of ventilation air, flowing along the excavations and test stands, were characterized in details.

16

Badania laboratoryjne nośności i charakterystyk obciążeniowo-odkształceniowych kasztów czteropunktowych wypełnionych skałą płonną

Korzeniowski W., Skrzypkowski K., Szumiński A., Zagórski K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 7

303--308

PL

W artykule zaprezentowano wyniki wytrzymałościowych badań laboratoryjnych przeprowadzonych na modelach kasztu czteropunktowego, wykonanych z bukowych belek drewnianych w skali 1:10, ustawionych poziomo. Określono maksymalne podporności kasztów składających się tylko z belek oraz wypełnionych skałą płonną. Ponadto przedstawiono odkształcenia pionowe kasztu przy maksymalnej sile oraz odkształcenie właściwe. Wypełnienie czteropunktowych kasztów skałą płonną pozwoliło kilkukrotnie zwiększyć podporność kasztu przy wykorzystaniu tej samej ilości drewna oraz zagospodarowaniu skały płonnej. Porównując kaszty o różnej konfiguracji połączenia belek, stwierdzono, że kaszty czteropunktowe wypełnione skałą płonną charakteryzują się zbliżoną podpornością do kasztów wypełnionych piaskiem z belkami ułożonymi poziomo oraz pionowo.

EN

This paper presents the results of the laboratory strength tests performed on models of four-point timber cribs, built with beams set horizontally, at the geometrical scale of 1:10. The paper describes maximum loading capacity of the cribs consisted only of beams and filled with waste rocks. In addition, vertical and appropriate strain of cribs at maximum force was shown. The filled four-point cribs with waste rocks allowed the loading capacity of the crib to be increased several times, built of the same amount of timber and waste rocks management. Comparing cribs with different configuration of connection beams, it was found that the four-point cribs filled with waste rocks have a similar load capacity to cribs filled with sand with beams arranged horizontally and vertically.

17

Wyznaczenie stref prognozowanego obciążenia wyrobisk komorowych w kopalniach LGOM na podstawie modelowania numerycznego

Skrzypkowski K., Zagórski K., Kapusta M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9754--9764, CD3

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania numerycznego obciążenia wyrobisk komorowych za pomocą programu komputerowego Examine 3D, który jest oparty o metodę elementów brzegowych (MEB). Metoda ta pozwala otrzymać przybliżone rozwiązania zagadnień brzegowych mechaniki ośrodków ciągłych. Celem pracy było wyznaczenie zasięgu strefy skał wytężonych w stropie oraz spągu wyrobiska dla systemu komorowo – filarowego z ugięciem stropu, powszechnie stosowanego w podziemnych kopalniach KGHM. Geometrię wyrobisk komorowych, określono na podstawie badań w warunkach in situ. Obliczona wartość została przyjęta jako strefa skał, które statycznie obciąża obudowę wyrobiska komorowego. Podstawowym rodzajem obudowy wyrobisk przygotowawczych i eksploatacyjnych w górnictwie rudnym jest obudowa kotwowa rozprężna lub wklejana. Zadaniem obudowy powinno być wzmocnienie masywu skalnego oraz powstrzymanie przemieszczających się mas skalnych do wyrobiska. W ocenie obciążenia obudowy, przyjęto, że masa skał przypadająca na jedną kotew jest to prostopadłościan o podstawie rozstawu kotew (1,5 m) i wysokości wynoszącej zasięg wytężenia skał wokół wyrobiska. Zasięg wytężenia skał w stropie oraz spągu wyrobiska, został określony na przekrojach podłużnych i poprzecznych wzdłuż komory nr 3 w szczególności na odcinku od linii rozcięcia złoża do przestrzeni poeksploatacyjnej.

EN

The article presents the results of numerical modeling of the room excavations load using a computer program Examine 3D, which is based on the boundary element method (BEM). This method allows to obtain approximate solutions of boundary problems of continuum mechanics. Aim of this study was to determine the extent of the zone of intense rock in the roof and the floor of the room and pillar system with deflection of the roof, commonly used in underground mines of KGHM. The geometry of the room excavations, was done on the basis of in situ measurements. The calculated value was accepted as a zone of rocks that statically load of support of room excavation. The main type of preparatory and exploitation excavations support in ore mining is a expansion and resin bolt. Rock bolt support should be strengthen the rock mass and stopping the moving mass of rock to excavation. In the value of the support load, it was assumed that the mass of rock per one bolt is rectangular base bolt spacing (1,5 m) and height of the stress – strain range of the rocks around the excavation. Stress – strain range of rocks in the roof and the floor of the excavation, was determined on cross sections along the longitudinal and transverse room no. 3 in particular on the section from the cutting line to the after-exploitation area.

18

Ewakuacja i transport osób poszkodowanych podczas katastrof górniczych

Kapusta M., Skrzypkowski K., Zagórski K.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9093--9101, CD3

PL

Celem artykułu jest przedstawienie wybranych procedur ewakuacji i transportu osób poszkodowanych w przypadku zaistnienia katastrofy górniczej. W polskim górnictwie przyczynami najtragiczniejszych wypadków zbiorowych są najczęściej zagrożenia naturalne związane z wybuchami metanu i pyłu węglowego. Zakład górniczy ma obowiązek opracować i realizować w razie potrzeby plan ratownictwa, którego procedury pomogą opanować sytuację kryzysową. Wypadek w zakładzie pracy z udziałem dużej liczby osób poszkodowanych wymaga od Kierownika Akcji Ratowniczej podjęcia adekwatnych i szybkich decyzji. Istotna, zatem jest kolejność alarmowania poszczególnych służb ratowniczych oraz organów nadzoru jak również segregacja poszkodowanych oraz kolejność udzielania im pomocy. Zadania związane z transportem osób poszkodowanych pod ziemią wykonują ratownicy górniczy. Z chwilą wytransportowania poszkodowanych górników na powierzchnię zadania te przejmują służby Państwowego Ratownictwa Medycznego.

EN

The article presents selected procedures for evacuation and transportation of injured persons in the event of a mining disaster. The Polish mining causes tragic accidents are mostly collective natural hazards associated with the explosion of methane and coal dust. Mining Department has an obligation to develop and implement a rescue plan if necessary, the procedure will help to master the crisis. The accident in the workplace with the participation of a large number of injured persons requires the Head of the Rescue Operation to take adequate and timely decisions. Important, therefore, is the order of alerting the emergency services and the various supervisory authorities as well as the segregation of victims and order to assist them. Tasks related to the transport of injured persons performing rescuers underground mining. Upon departure injured miners to the surface, these tasks take over the service of the State of Emergency Medicine.

19

Dokładność wymiarowo-kształtowa oraz warstwa wierzchnia elementów wytwarzanych metodą obróbki EDM

Zagórski K., Kudelski R., Skrzypkowski K., Kapusta M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9964--9972, CD3

PL

W artykule przedstawiono ogólna charakterystykę uzyskanych wyników obróbki elektroerozyjnej, zaliczaną do niekonwencjonalnych metod wytwarzania, na przykładzie stali 40H. Szczególną uwagę poświęcono uzyskanej chropowatości oraz dokładności wymiarowo-kształtowej przedmiotu w zależności od przyjętych nastaw generatora impulsów drążarki EDM. Obróbka ta jest wykorzystywana przy wytwarzaniu elementów z materiałów trudnoskrawalnych (twardych po obróbce cieplnej) jak i do elementów o skomplikowanych kształtach. Na podstawie przeprowadzonych badań wyznaczono procentowy wskaźnik rozbicia, określający procentowy wzrost wielkości powstałego gniazda w stosunku do wymiaru elektrody. Wykazano również, że chropowatość powierzchni predefiniowana w układzie sterowanie obrabiarki EDM różni się od rzeczywistej chropowatości powierzchni przedmiotu obrabianego, otrzymanej po procesie elektrodrążenia.

EN

The article presents a general characterization of the results obtained after EDM machining, that belongs to the unconventional methods, for example steel 40H. Particular attention was paid to the resulting surface roughness and the dimensional accuracy of the part which depend on the EDM pulse generator settings. The EDM machining is used in the manufacture of components with hard materials and components with complicated shapes. The percentage break indicator were determined based on the research, which calculates the percentage increase in the volume of the resulting slot in relation to the size of the electrode. It was also shown that the surface roughness predefined in the control system of EDM machine differs from the actual surface roughness of the workpiece obtained after the process of EDM.

20

Metody badania obudowy kotwowej w Katedrze Górnictwa Podziemnego AGH

Skrzypkowski K., Korzeniowski W., Herezy Ł.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

49--60

PL

W artykule opisano stanowiska laboratoryjne oraz polowe Katedry Górnictwa Podziemnego AGH, umożliwiające badanie rzeczywistej obudowy kotwowej w warunkach zmiennych obciążeń. Szczegółowo omówiono nowe stanowisko laboratoryjne wraz z aparaturą badawczą. Ponadto zaprezentowano wyniki badań obudowy kotwowej rozprężnej, zainstalowanej w betonowym bloku symulującym górotwór. W przedstawionej charakterystyce naprężeniowo-odkształceniowej kotwy wyróżniono dwie znamienne części różniące się wielkością intensywności odkształceń/przemieszczeń przypadających na jednostkowy przyrost wartości siły osiowej obciążającej statycznie kotew, zainstalowaną w górotworze.

EN

The article describes field and new laboratory test facility in the Department of Underground Mining at AGH – University of Science and Technology, which enables testing of rock bolt supports under various load conditions. In detail new laboratory test bed with equipment was discussed. Additionally, results of laboratory researches of expansion rock bolt support installed in the concrete block simulating rock mass was presented. In the presented stress-strain characteristics of the rock bolt, two significant parts with varying intensity of deformation / displacement per unit increase in the value of the axial force under static loading of rock bolt installed in the rock mass was distinguished.