Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The relationship between the mechanical properties of aggregates and their geometric parameters on the example of Polish Carpathian sandstones

Hydzik-Wiśniewska J.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 3

209--223

EN

The basic tests that allow the mechanical properties of grained material to be evaluated are tests of an aggregate’s resistance to crushing - the Los Angeles coefficient, and resistance to abrasion - the micro-Deval coefficient. These parameters primarily depend on the physical and mechanical properties of the raw material from which they are produced. The available literature widely describes the relationship between these parameters and bulk density, porosity, ultrasonic wave velocity, compression strength, tensile strength and point strength. This paper presents the relationship between the mechanical properties of aggregates and their geometrical properties. The analysis was carried out for the relationship between the Los Angeles and micro-Deval coefficients and the flatness and shape indices. As a result of the conducted considerations, the influence of the aggregate assortment on the analysed coefficients was also noted. All of the tests were carried out for aggregates (arch stones and mixtures) produced from sandstones from the Magura, Cergo and Krosno layers.

PL

Najważniejszymi parametrami opisującymi właściwości mechaniczne kruszyw są współczynniki Los Angeles oraz micro-Deval. Wyrażają one odporność na fragmentację i ścieralnie. Bardzo duży wpływ na rozdrabianie i ścieralność kruszyw ma ich litologia oraz właściwości strukturalne i tekstualne. Istnieje również ścisła korelacja pomiędzy tymi parametrami a właściwościami fizycznymi i mechanicznymi skały, z której wykonano dane kruszywo. Wiele pozycji literatury zawiera zestawienia ubytków masy kruszywa po badaniu w bębnie Los Angeles i Mikro-Devala z właściwościami uzyskiwanymi z badań gęstości objętościowej, porowatości, badań z użyciem młotka Schmidta i ultradźwięków oraz wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie, czy też wytrzymałości punktowej. Natomiast brakuje publikacji dotyczących zależności właściwości mechanicznych kruszyw od ich właściwości geometrycznych. W związku z tym, celem niniejszej pracy było ustalenie relacji empirycznych między właściwościami mechanicznymi kruszyw, reprezentowanymi przez współczynnik Los Angeles LA oraz współczynnik mikro-Devala MDE a właściwościami geometrycznymi, tj wskaźnikiem kształtu i wskaźnikiem płaskości. W celu przeprowadzenia eksperymentów przygotowano próbki kruszyw wykonane z trzech rodzajów piaskowców karpackich występujących w południowo-wschodniej części Polski, tj. piaskowiec magurski, piaskowiec cergowski i piaskowiec krośnieński. Próbki do badań odporności na rozdrabnianie i ścieralnie oraz do badania wskaźnika kształtu i płaskości, przygotowano z kruszyw asortymentu: kliniec o uziarnieniu 5-20 mm i 5-31,5 mm oraz mieszanka o uziarnieniu ciągłym 0-31,5 mm i 0-63 mm. Próbki analityczne uzyskano metodą przesiewania.

2

Mixture of crushed-stone aggregate as material for substructure layers

Hydzik-Wiśniewska J., Wilk A., Bednarek Ł., Olesiak S.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

154--162

EN

One of the most important elements of road construction is its substructure, which constitutes the base on which the next layers of road are placed. Mixture of crushed-stone aggregate is very often used as material for substructure. The most frequently used type of aggregate is magma rocks, due to its good physicalmechanical properties. However, it is not always available, so it is substituted by sandstone or even concreto rubble aggregates. The bearing ratio CBR is a parameter determining the suitability of a certain aggregate for road substructure. It is also one of the most popular quality tests of aggregate as it does not require complex apparatus. This paper analyses the results of physical and geotechnical tests with particular focus on CBR bearing ratio of crushed aggregates and their application as substructure for road construction. There has also been an attempt to find the correlation between CBR bearing ratio and other physical and geometrical properties.

3

Effectiveness of reinforcing an earth structure with a system of counterfort drains over a long-term use

Olesiak S., Hydzik-Wiśniewska J.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 4

244--253

EN

The paper evaluates the effectiveness of reinforcing a damaged earth structure with making counterfort drains in its slope. The system of counterfort drains changed the soil properties significantly over a long-term use. The evaluation was based on many years of field and laboratory tests and stability analysis. The field tests concerned the observation of NWST probing resistance change, and the laboratory tests concerned the change in soil consistency and water content. The paper presents the results of tests that were conducted over 13 years.

4

Możliwość wykorzystania indyjskich materiałów skalnych w warunkach klimatycznych Polski

Hydzik-Wiśniewska J., Smok M., Wilk A., Hycnar E.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 2

101--110

PL

W ostatnich latach obserwuje się zwiększającą popularność zagranicznych surowców skalnych. Wśród państw mających coraz większy wpływ na import kamienia są kraje azjatyckie - głównie Chiny i Indie. Niewątpliwą zaletą importu kamieni zagranicznych jest poszerzenie gamy barw i efektów wizualnych. Zastosowanie elementów wykonanych z kamienia w obiektach budowlanych wymaga gruntownej wiedzy z zakresu ich właściwości, sposobów wydobywania oraz możliwości uzyskania pożądanego kształtu i faktury. Bardzo ważnym aspektem jest również właściwe określenie czynników niszczących, które będą oddziaływać na wyrób wykonany z materiału skalnego. W pracy przedstawiono ocenę właściwości pochodzących z rejonu Indii materiałów skalnych, głównie łupków, pod kątem możliwości zastosowania ich w warunkach klimatu umiarkowanego. Wszystkie łupki mimo, że charakteryzowały się podobną teksturą oraz składem mineralnym, to ich właściwości fizyko-mechanicznych oraz odporność na działanie czynników klimatycznych była różna. Świadczy to o tym, iż nie wszystkie nadają się do tego samego sposobu wbudowania w obiekt budowlany.

EN

There are increasing popularity foreign of rock materials in recent years. Asian countries, mainly China and India, they have an increasing influence on the import of stone. An advantage of importing foreign stones is the extension of the range of colors and visual effects. The use of stone components in building construction requires a thorough knowledge of their properties, methods of exploitation and the ability to obtain the desired shape and texture. An important aspect is also the identification of destructive factors that will affect the product made of rock material. This paper presents an assessment of the properties of rock material in the Indian region, mainly slates, in terms of their ability to be used in climatic conditions of Poland. All slates have similar textures and mineral composition, but physical and mechanical properties and resistance to climatic factors were different. This shows that not all stones are suitable for the same application in construction.

5

Assessment of rock mass stability in the historic area of levels IV-V of the "Wieliczka" Salt Mine

d'Obyrn K., Hydzik-Wiśniewska J.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 1

189--202

EN

As a result, of more than 700 years of exploitation in the Wieliczka Salt Mine, a network of underground workings spreading over eleven levels was created. All mine workings of significant historic and natural qualities and the majority of functional mine workings designated to be preserved are located on levels I to V. The most precious of them, available to tourists, are located in the central part of the Mine on levels I-III. The Mine is not anticipating to make levels IV, Kołobrzeg and V available for a wider range of visitors, even though there are historically and naturally precious workings in those areas as well. The most valuable of the mine workings come from the eighteenth and nineteenth centuries and were exploited mainly in a bed of fore-shaft salt, Spiza salt and the oldest ones. The characteristic feature of these excavations, distinguish them from the chambers located on the levels I-III, is the room-and-pillar system that had been used there. Mine workings exploited in this system measure up to 100 metres in length, and the unsupported pillars standing between the chambers measuring 4-10 metres in width were remained. The described above levels, including levels of VI-IX are to provide a stable support for the workings located higher up. The remaining part of the mine, with the exception of the function workings, is designated for liquidation by backfilling. The article presents an assessment of stability of the mine workings, located on levels IV-V, and their impact on the surrounding rock mass and the land surface. The analysis was based on geodetic measurements and numerical calculations for strain state of rock mass surrounding the mine workings, in actual conditions and after partial backfilling, and forecast of the rock stability factor after the end of backfilling. The assessment stability factor in the vicinity of excavations at levels IV-V was based on the results of spatial numerical analysis covering the entire central area of the mine from the surface to level V. Numerical calculations were performed using FLAC programme based on the finite difference method, allowing to observe the mechanisms and processes of destruction and deformation. The calculations were performed for the elastic-plastic medium with the Mohr-Coulomb failure criterium. The choice of this computational model was dictated by a very diverse geological structure of the Wieliczka rock mass and a complex system of excavations.

PL

W Kopalni Soli Wieliczka, po ponad siedemsetletniej eksploatacji, wydobycie soli zostało całkowicie zakończone w roku 1996. W kwietniu 1976 roku kopalnię wpisano na Krajową Listę Zabytków, a we wrzeniu 1978 roku na Listę Światowego Dziedzictwa Kulturowego i Przyrodniczego UNESCO. Pod koniec lat 70 ubiegłego wieku podjęto decyzję, że do stabilizacji górotworu oraz utworzenia mocnego podparcia najważniejszych i najbardziej cennych dla kopalni poziomów, niezbędne jest wypełnianie podsadzką wyrobisk górniczych położonych poniżej, tj. na poziomach VI-IX oraz niezabytkowych rejonów poziomów wyższych. Wszystkie wyrobiska o znaczących walorach zabytkowych i przyrodniczych oraz zdecydowana większość wyrobisk funkcyjnych, przewidzianych do zachowania, zlokalizowane są na poziomach od I do V. Najcenniejsze z nich, udostępnione dla turystów, usytuowane są w centralnej części kopalni na poziomach I-III. Poziomy IV, Kołobrzeg i V stanowić mają stabilną podporę dla wyżej położonych wyrobisk. W artykule przedstawiono ocenę stateczności wyrobisk zlokalizowanych na poziomach IV-V oraz ich wpływ na wyrobiska nadległe, zarówno obecnie, jak i po częściowym podsadzeniu oraz prognozę stanu wytężenia górotworu po zakończeniu podsadzania. Podstawą do oceny wytężenia górotworu w wokół wyrobisk na poziomach IV-V były wyniki przestrzennych analiz numerycznych obejmujących cały centralny rejon kopalni od powierzchni do poziomu V. Obliczenia numeryczne zostały wykonane przy użyciu programu FLAC bazującego na metodzie różnic skończonych umożliwiającego obserwację mechanizmów oraz przebiegu procesów zniszczenia i deformacji. Obliczenia zostały przeprowadzone dla ośrodka sprężysto-plastycznego z warunkiem wytrzymałościowym Coulomba-Mohra. Wybór tego modelu obliczeniowego podyktowany został bardzo zróżnicowaną budową geologiczną górotworu wielickiego oraz skomplikowanym układem wyrobisk.

6

Zarządzanie logistyczne w laboratorium akredytowanym

Bednarek Ł., Hydzik-Wiśniewska J., Wilk A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

8670--8676, CD3

PL

W dzisiejszych czasach klienci zwracają bardzo dużą uwagę na jakość dostarczanych towarów i usług. Istotną rolę w kształtowaniu jakości oferowanych usług przez laboratoria badawcze spełnia min. certyfikat Polskiego Centrum Akredytacji potwierdzający zgodność działania z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025. Do działań wpływających na jakość wyniku, oprócz posiadania akredytacji, jest opracowanie i wdrożenie logistycznego system zarządzania całym cyklem badawczym, od momentu pobrania próbek do badań, poprzez wykonanie wszystkich oznaczeń, a skończywszy na przekazaniu wyników klientowi. System ten związany jest przede wszystkim ze sprawnym i bezproblemowym przepływem materiału badawczego oraz niezbędnych informacji, takich jak dane z pomiarów oraz wyniki badań. W artykule została przedstawiona koncepcja logistycznego zarządzania badaniami w akredytowanym laboratorium badającym właściwości skał i kruszyw. Idea ta opracowana została na podstawie doświadczeń zarządzania pracą podczas wykonywania badań dla klientów i przedstawiona na przykładzie badań wykonywanych dla dwóch różnych zastosowań. Pierwsze opisuje grupę badań mieszanki kruszyw w celu stwierdzenie jej przydatności jako podbudowa drogowa, natomiast druga materiałów kamiennych na płyty posadzkowe i schodowe.

EN

Nowadays, customers pay very high attention to the quality of the delivered goods and services. Among others The Polish Accreditation Center plays important role in shaping the quality of the services provided by research laboratories. The PCA certificate confirms compliance with the norm PN-EN ISO/IEC 17025 and guarantees the highest quality. The test quality also depends on the impact on developing and implementing logistics management system throughout the test cycle, from the moment of samples taken for testing, by performing assays, to ending with the transferring the result to the client. This system is primarily connected with the efficient and trouble-free flow of research material and necessary information, such as measurement date and test results.This article presents the concept of logistics management in an accredited laboratory studies exploring the properties of rocks and aggregates. The idea was compiled on the basis of experience managing work during testing for customers and exemplified by tests performed for two different applications. The first describes a group of studies mixture of aggregates in order to establish its suitability as road foundation, while the other stone materials for floor slabs and staircases.

7

Ocena ruchów górotworu na podstawie pomiarów konwergencji w wybranych komorach Trasy Turystycznej Kopalni Soli „Wieliczka”

d’Obyrn K., Hydzik-Wiśniewska J.

Budownictwo Górnicze i Tunelowe

|

2014

|

nr 1

1--7

PL

W artykule przedstawiono ocenę ruchów górotworu w otoczeniu Trasy Turystycznej Kopalni Soli „Wieliczka” na przykładzie zespołu komór Michałowice – Drozdowice III – Weimar. Ocenę przeprowadzono na podstawie pomiarów konwergencji. Zarówno w pomiarach co roku jak i wykonywanych w okresach pięcioletnich wartości przemieszczeń zawierają się w granicach błędu średniego, natomiast prędkości przemieszczeń wynoszą maksymalnie do -6,5 mm/r, co daje prędkość odkształcenia na poziomie -0,4 ‰/r.

EN

The article presents an assessment of the rock mass movements in the surroundings of a Tourist Route in „Wieliczka" salt mine on the example of a set of chambers called Michałowice - Drozdowice III -Weimar. The evaluation was based on measurements of convergence. Both in the yearly measurements and those performed every five years the displacement values are within the limits of an average error, while the rates of displacements reach the maximum value of -6.5 mm/r, giving the rate of displacement at the level of-0.4 ‰/y.

8

The change of structural and thermal properties of rocks exposed to high temperatures in the vicinity of designed geo-reactor

Małkowski P., Niedbalski Z., Hydzik-Wiśniewska J.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

465--480

EN

Among the main directions of works on energy acquisition, there is the development and application of the technology of underground gasification of coal deposits (UCG). During the process of deposit burning and oxidation, there is also impact of temperatures exceeding 1000°C on rocks surrounding the deposit. As a result of subjecting carboniferous rocks to high temperatures for a prolonged period of time, their structure will change, which in turn will result in the change of their physical properties. Due to the project of underground coal gasification, as performed in Poland, laboratory tests are currently under way to a broad extent, including physical properties of carboniferous rocks subjected to high temperatures. The article presents results of laboratory tests of rocks surrounding the designed geo-reactor: changes to bulk density, specific density and porosity due to high temperature, and confronts the above results with the results of tests of thermal conductivity, specific heat and heat diffusivity (temperature conductivity) of the rocks. The mineralogical investigations were presented too.

PL

Jednym z głównych kierunków prac nad pozyskiwaniem energii jest opracowanie i zastosowanie technologii podziemnej gazyfikacji pokładów węgla. W czasie procesu spalania i utleniania pokładu dochodzi również do oddziaływania temperatur przekraczających 1000°C na skały otaczające pokład. W wyniku poddania skał karbońskich wysokim temperaturom przez dłuższy okres czasu będzie dochodzić do zmian ich struktury, co z kolei spowoduje zmiany ich właściwości fizycznych. Ze względu na realizowany w Polsce projekt podziemnego zgazowania węgla prowadzone są obecnie badania laboratoryjne w szerokim zakresie, m.in. właściwości fizycznych skał karbońskich poddanych wysokim temperaturom. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych skał otaczających projektowany georeaktor: zmian gęstości objętościowej, gęstości właściwej i porowatości na skutek wysokiej temperatury oraz skonfrontowano powyższe wyniki z wynikami badań przewodności cieplnej, pojemności cieplnej i dyfuzyjności cieplnej (przewodzenia temperatury) skał. Na podstawie opisu mineralogicznego skał przed wygrzaniem stwierdzono, że są to okruchowe skały osadowe z frakcją psamityczną. Szkielet ziarnowy jest zbudowany niemal wyłącznie z ziaren kwarcu, a podrzędnie w skałach występują muskowit, biotyt, skalenie i minerały ciężkie. Zawartość procentowa minerałów i spoiwa zmienia się w szerokim zakresie: ziaren mineralnych od 10,3% do 90,0%, a spoiwa od 10,0% do 89,7%. Po przepaleniu skał do temperatury 1000÷1200°C zmniejsza się w nich zawartość matrix, a wzrasta zawartość kwarcu. Pojawiają się także nowe minerały, takie jak hematyt i minerały rudne. Po ogrzaniu nie stwierdzono cementu węglanowego, opali, tlenowodorków żelaza, kalcytu, hornblendy i porów. Proporcja pomiędzy ziarnami a spoiwem ulega zupełnej zmianie i ziarna stanowią 31-99% objętości, a spoiwo - 1-69%. Wpływ wysokiej temperatury na zmianę struktury i tekstury skał określano obserwując zachowanie się skał w trakcie ich wygrzewania. W pierwszej kolejności zaobserwowano zdecydowanie różny charakter reagowania poszczególnych typów skał na wysoką temperaturę, a w swoich fazach podobny do obserwacji poczynionych przez Mao (Mao et al. 2008). Łupki ilaste wypalały się całkowicie, zmieniały swój kolor na brązowy, a także rozwarstwiały i pękały na drobne kawałki. Łupki piaszczyste generalnie nie zmieniały swojej postaci, lecz często pękały wzdłuż powierzchni uwarstwienia. Laminy materiałów ilastych ulegały przepaleniu i kolor zmieniał się na brązowy lub brunatno-czerwony. Piaskowce całkowicie zachowywały swój kształt, natomiast niektóre minerały zmieniały swój kolor na czerwony lub brązowy. Wykonane badania pokazują, że wszystkie badane skały po wyprażeniu zwiększają swoją gęstość objętościową i zmniejszają swoją gęstość właściwą. Największe zmiany wykazują skały iłowcowe, które mogą zwiększyć swoją gęstość objętościową ρο o ponad 20%, podczas gdy największy ubytek gęstości właściwej wykazują łupki ilaste i piaszczyste, których zmiana ρs wahała się od 0,88% do 5,93%, natomiast piaskowce zmniejszają swoją gęstość średnio o ok. 1,5%. Choć wydaje się logiczne, że wraz z wypalaniem się skał powinna wzrastać ich porowatość i jednocześnie zmieniać się gęstość objętościowa, badania nie wykazują ścisłej zależności pomiędzy oboma parametrami. Analiza granicznych wartości współczynnika przewodzenia ciepła skał karbońskich w temperaturach 20°C i 1000°C pokazuje, że wartości współczynnika λ po wygrzaniu skały ma tendencję odwrotnie proporcjonalną do wartości pierwotnej. Dla współczynnika przewodności cieplnej równego ok. 1 W/m•K w temperaturze pokojowej, po wygrzaniu skał do 1000°C jego wartości gwałtownie rosną do nawet 14 W/m•K. Wraz z większą początkową zdolnością do przewodzenia ciepła, wyprażenie skał w wysokiej temperaturze zaczyna przynosić skutek odwrotny w stosunku do jego przewodności cieplnej. Tendencja spadku przewodnictwa cieplnego dla skał osadowych jest zgodna z obserwacjami niemieckimi łupków i piaskowców, gdzie stwierdzono, że współczynnik λ dla temperatury pokojowej wynosi ok. 3,0-3,3 W/m•K, natomiast po ogrzaniu do temperatury 800°C jego wartość spada do ok. 1,4 W/m•K (Clauser & Huenges, 1995). Zauważalny jest także wyraźny logarytmiczny charakter zmian zdolności skał do przewodzenia ciepła przed i po wygrzewaniu ich w wysokich temperaturach. Współczynnik determinacji jest dla przebadanych próbek równy 0,70, co wobec niestabilności procesów termicznych w skałach i ich ścisłej zależności od składu mineralogicznego należy uznać za wyjątkowo wysoki. Wykonana analiza pokazuje, że nie można wykazać żadnej korelacji pomiędzy właściwościami termicznymi skał a ich gęstością objętościową. Przy tej samej gęstości ρo współczynnik przewodzenia ciepła dla skał po wyprażeniu może przyjmować wartości w szerokim zakresie od 1 W/m•K do 15 W/m•K, jak również wiele zbliżonych wartości współczynnika λ dla tej samej gęstości objętościowej przed wyprażeniem. Podobnie rzecz się ma z pojemnością cieplną skał oraz z jej dyfuzyjnością ciepła, która także dla tej samej gęstości objętościowej może przyjmować kilkukrotnie różne wartości. Przeprowadzone badania właściwości strukturalnych oraz cieplnych skał karbońskich z rejonu Górnego Śląska, gdzie projektowana jest podziemna gazyfikacja węgla, pokazuje, że wraz z temperaturą zmieniają się one w bardzo szerokim zakresie. Badane skały łupka ilastego, łupka piaszczystego i piaskowca po wyprażeniu zwiększają swoją gęstość objętościową i zmniejszają swoją gęstość właściwą. Największe zmiany wykazują skały iłowcowe, które mogą zwiększyć swoją gęstość objętościową nawet o ponad 20%. Średnie zmiany gęstości dla łupków ilastych wynoszą 9,76%, łupków piaszczystych - 8,19%, a piaskowców - 5,73%. W przypadku gęstości właściwej ρs następuje jej zmniejszenie pod wpływem wysokiej temperatury, w przypadku łupków ilastych i piaszczystych nawet do 6%. Wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ skał karbońskich w temperaturach 20°C i 1000°C pokazują wzajemną autokorelację w funkcji logarytmicznej. Oznacza to, że dla wysokich wartości współczynnika λ skał przed wygrzaniem, jego wartość spada po wygrzaniu i na odwrót. Wykonana analiza pokazuje, że nie można wykazać zależności pomiędzy właściwościami termicznymi skał a ich gęstością objętościową, natomiast w pewnym stopniu można skorelować badane parametry termiczne z gęstością właściwą skał. Poddanie skał bardzo wysokim temperaturom mocno zaburza wzajemne relacje pomiędzy ich właściwościami strukturalnymi i termicznymi. Właściwości termiczne skał są zależne od zakresu temperatur, w jakich są wyznaczane i ulegają zmianie wraz ze zmianą ich składu mineralnego. Zmiana struktury skały nie przekłada się jednak wprost na jej zdolności do przewodzenia i akumulacji ciepła.

9

Selected aspects of numerical modelling of the salt rock mass: the case of the "Wieliczka" Salt Mine

d'Obyrn K., Hydzik-Wiśniewska J.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 1

73--88

EN

Each excavation or excavation complex intended to be backfilled or secured requires an individual approach, and conducting a detailed geomechanical analysis which will allow the selection of the appropriate manner of securing or backfilling or liquidation, and the order of performing mining works. The numerical model of the selected chamber or group of chambers must accurately reflect the reality and have an appropriately selected calculation model. The paper presents the selected aspects of numerical modelling of the “Wieliczka” salt rock mass. There are method of selection of geotechnical and rheological parameters of salt, the geometrization of the excavations continues and selection calculation model.

PL

Kopalnia Soli „Wieliczka” jest najcenniejszym zabytkiem górniczym, zarówno w kraju jak i na świecie, wpisanym na Listę Dziedzictwa UNESCO. Jest przykładem wielowiekowej sztuki górniczej, która odznacza się bardzo skomplikowanym układem przestrzennym wyrobisk. Ciekawa budowa geologiczna odznaczająca się różnorodnością postaci występujących tam soli wiąże się niestety z trudnością oceny i doboru parametrów geomechanicznych i reologicznych górotworu. Wpływa to na konieczność uśredniania tych parametrów. W obrębie złoża bryłowego istotne rozróżnienie dotyczy właściwości brył soli kamiennej oraz zubrów solnych czyli bezstrukturalnej masy, wymieszanych kryształów halitu i iłów. Szczególnej uwagi wymagają badania wykonywane w złożu pokładowym. Parametry geomechaniczne ulegajątam zasadniczym zmianom w przypadku występowania przerostów ilastych, a zawilgocenia i wszelkie objawy występowania wód powodują skokowe zmiany parametrów. Najtrudniejszą sytuacją dla określenia parametrów geomechanicznych jest kompleks naprzemianległych, kilkucentymetrowych warstw soli poprzedzielanych kilkumilimetrowymi warstwami, niekiedy zawilgoconych iłów. Podstawą w Kopalni Soli „Wieliczka” do wszelkich prac projektowych, dotyczących zabezpieczenia zabytkowych wyrobisk lub likwidacji zbędnych są analizy geomechaniczne. Budowę modelu numerycznego kopalni, a nawet niewielkich jej rejonów bardzo komplikuje zarówno budowa geologiczna z dużą różnorodnością właściwości geomechanicznych, jak i wzajemne usytuowanie wyrobisk. W pracy zaprezentowano wybrane zagadnienia modelowania numerycznego masywu wielickiego. Skupiono się przede wszystkim na doborze właściwości geomechanicznych i reologicznych soli wielickich, geometryzacji wyrobisk oraz doborze modelu obliczeniowego. Na podstawie dostępnych dokumentacji badań laboratoryjnych stwierdzono, że próby zaliczone makroskopowo do jednego rodzaju skały charakteryzują się dużymi przedziałami zmienności parametrów odkształceniowo-wytrzymałościowych. Na podstawie zebranych wyników określono jedynie przedziały zmienności poszczególnych parametrów, które zawarto w tabeli 1. Na temat własności reologicznych soli wielickich informacje pojawiają się jeszcze bardziej sporadycznie. Współczynnik lepkości η soli wielickiej zawiera się w bardzo szerokich granicach od 0,14×1015 do 5,29×1017 Pas, co w głównej mierze związane jest z różnymi warunkami naprężeniowymi i czasowymi podczas badania. Odmiennym zagadnieniem jest dobór modelu reologicznego soli. Dla warunków wielickich poczynione zostały tylko próby adaptacji opracowanych modeli dla innych rodzajów soli. Do najpopularniejszych opisów pełzania soli należą model reologiczny Bürgersa (1) i potęgowe prawo Nortona (2). Często parametry reologiczne określane są na drodze, tzw. „analizy odwrotnej“, polegającej na takim doborze właściwości górotworu do modelu numerycznego, aby w wyniku symulacji uzyskać, np. rzeczywiste wartości przemieszczeń konturów wyrobiska lub jego konwergencję. Bardzo dużo trudności nastręcza odwzorowanie geometrii i wzajemnego usytuowania komór, szczególnie w ujęciu przestrzennym oraz powiązania z warunkami geologicznymi, a niekiedy nawet hydrogeologicznymi. Geometryzację modeli wykonuje się zwykle na podstawie materiałów geodezyjnych oraz opisów stanu technicznego. Często z powodu braku dokładnych danych lub niemożliwości określenie kształtu wyrobiska (np. z powodu braku dostępu, zawału, podsadzenia, itp.) lub z ograniczeń wynikających z programu czy sprzętu komputerowego konieczne staje się uproszczenie geometrii. Najczęściej stosowane metody numerycznych obliczeń: elementów skończonych (MES), elementów brzegowych (MEB) oraz różnic skończonych (MRS) pozwalają na określenie z wystarczającą dokładnością wartości naprężeń i przemieszczeń w całym analizowanym modelu, nawet wówczas, gdy posiada on niejednorodną strukturę. Każda metoda numeryczna na własny algorytm obliczeniowy i do każdego rozwiązywanego problemu należy podchodzić indywidualnie.

10

Wpływ zmienności warunków geologiczno-górniczych na stan techniczny wyrobisk na przykładzie zespołu komór Ksawer w Kopalni Soli „Wieliczka”

d'Obyrn K., Hydzik-Wiśniewska J.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 12

84--91

PL

W zabytkowej Kopalni Soli „Wieliczka” od wielu lat prowadzone są prace zabezpieczające część zabytkową oraz prace likwidacyjne w niezabytkowej części kopalni. Celem tych prac jest udostępnienie dla ruchu turystycznego lub zachowanie jako zabytku najbardziej cennych wyrobisk. Wielokrotnie, w przypadku zespołu wyrobisk obejmującego kilka lub kilkanaście komór i chodników, zachowanie najcenniejszych z nich warunkowane jest likwidacją innych, przeważnie położonych poniżej, wyrobisk. Podsadzenie części wyrobisk skutkuje zmniejszeniem konwergencji oraz uzyskaniem większej stateczności wyrobisk zabytkowych. Prace likwidacyjne mają również na celu ochronę powierzchni terenu przed ewentualnymi skutkami deformacji ciągłych i nieciągłych. Do takich skomplikowanych przestrzennie i geomechanicznie zespołów wyrobisk, położonych w zabytkowej części kopalni należy zespół komór Ksawer. Zachowanie najcenniejszych wyrobisk tego zespołu oraz ochrona powierzchni terenu wymaga likwidacji większości komór. W artykule przedstawiono ocenę stanu technicznego wyrobisk połączoną z analizą geomechaniczną oraz planowane prace likwidacyjne i zabezpieczające.

EN

Actions focused on the protection of the historical section of the “Wieliczka” Salt Mine and liquidation of excavation chambers in the non-historical section have been carried out for many years. The goal of these actions is to make the chambers available to tourists and also to preserve the ones which are most valuable. Repeatedly, in the case of the excavation chamber complex system, preservation of the most valuable chambers is conditioned by the liquidation of the others, located at the lower level. Filling of the underlying chambers gives better stability to the whole formation and also reduces convergence. The liquidation operations also aim at the protection of the land surface against continuous and discontinuous deformations. The Ksawer chambers belong to such a spatially and geo-mechanically complicated system, located in the historical part of the mine, where the preservation of the most valuable chambers requires liquidation of the others. This article presents the assessment of technical condition of the complex along with the geo-mechanical analysis, and also planned liquidation preservation works.