Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Underground exploitations inside safety pillar shafts when considering the effective use of a coal deposit

Sroka A., Knothe S., Tajduś K., Misa R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2015

|

T. 31, z. 3

93--110

EN

Underground mining exploitation creates damage in surface building structure and in underground constructions as well. For this reason, many mining companies gave up carrying out excavations in safety pillar shafts. Currently, the situation on the market is changing. The continuous increase in excavation depth combined with an increase in exploitation costs resulted in many mining companies trying to find cheaper solutions. One of the methods is to carry out partial exploitations inside safety pillar shafts. Such exploitation is much cheaper than ordinary, because it decreases the exploitations depth, the length of transportation drifts, etc. The functionality of the shaft and its infrastructure have to be fulfil. The authors present a methodology for calculating the effects of mining on mine shafts using geometric integral methods. The paper presents the assumption of the first method developed by Bals (1939), a method based on the so-called Professor Knothe Theory (1951) and the German method of Ruhrkohle (Ehrhardt and Sauer 1961). Based on these methods, operational planning rules are given for mining in protective pillars during coal bed exploitation; additionally, the dimensioning method for shaft pillars is specified. Presented solutions are illustrated with examples from mining practice, where the continuous miner system was planned in the direct area of the mining shaft.

PL

W artykule przedstawiono metodykę obliczania wpływów eksploatacji górniczej na szyby kopalniane z zastosowaniem metod geometryczno-całkowych. Przedstawiono założenia pierwszej metody opracowanej przez Balsa (1931–1932) oraz szczegółowo metodę opartą na tzw. teorii prof. Knothego (1951), a także niemiecką metodę Ruhrkohle (Ehrhardt i Sauer 1961). Opierając się na tych metodach podano zasady planowania eksploatacji w filarach ochronnych szybów przy eksploatacji złóż pokładowych oraz sposób wymiarowania filarów szybowych. Rozwiązania te zilustrowano przykładem z praktyki górniczej.

2

Point movement trace vs. the range of mining exploitation effects in the rock mass

Sroka A., Knothe S., Tajduś K., Misa R.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 4

921--929

EN

The geometric-integral theories of the rock mass point movements due to mining exploitation assume the relationship between the progress of subsidence and horizontal movement. By analysing the movement trace of a point located on the surface, and the influence of the mining exploitation in the rock mass, an equation describing the relationship between the main components of the deformation conditions was formulated. The result is consistent with the in situ observations and indicates the change of the rock mass component volume due to mining exploitation. The analyses and in situ observations demonstrate clearly that the continuity equation adopted in many solutions in the form: […] is fundamentally incorrect.

PL

Teorie geometryczno-całkowe ruchów punktów górotworu spowodowanych eksploatacją górniczą zakładają zależność pomiędzy przebiegiem osiadania i przebiegiem przemieszczenia poziomego. Analizując przebieg śladu przemieszczenia punktu położonego na powierzchni oraz przebieg zasięgu wpływów eksploatacji górniczej w górotworze otrzymano wzór opisujący zależność pomiędzy głównymi składowymi stanu odkształcenia. Wynik ten jest zgodny z obserwacjami in situ i wskazuje na zmianę objętości elementu górotworu spowodowanej eksploatacją górniczą. Z przeprowadzonych rozważań oraz z obserwacji in situ wynika jednoznacznie, że przyjmowane w wielu rozwiązaniach równanie ciągłości w postaci: […] jest z zasady niewłaściwe.

3

Asymmetric function of distribution of mining exploatation influences in the medium with changing properties

Knothe S.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 4

401-415

EN

The model elaborated in the fifties (Knothe, 1951, 1953, 1957) for prediction of rock mass (surface) displacements, based on the normal distribution of mining exploitation influences [1], allows to achieve the theoretical profile of a subsidence trough with a satisfactory accuracy for practice [2]. This profile as well as the distributions of displacements and deformations of a terrain, determined at the assumption (4), reveal the symmetry in relation to the origin of coordinate system or to the ordinate axis (Fig. 1 and 2a). The real profile of the trough is usually asymmetric (Fig. 2b). The approach of the predicted (theoretical) profile of the trough to the real one can be obtained by introduction of the asymmetric curve of mining exploitation influences to the mathematical model (Fig. 3) taking into consideration the changes of rock mass properties caused by mining. For construction of the asymmetric curve two functions of normal distribution [...] and [...] were assumed. These functions have different parameters of the influences dispersion r1 and r2 in outer and inner part of the subsidence trough (Fig. 5). The function (13) describing asymmetric profile of subsidence trough gives the better compatibility of the theoretical subsidence trough profile (Fig. 6) with the real one and allows for prediction of more accurate values of displacements and deformations.

PL

Opracowany przed ponad pięćdziesięciu laty model (Knothe, 1951, 1953c, 1953d, 1984) prognozowania przemieszczeń górotworu (powierzchni) oparty na normalnym rozkładzie wpływów eksploatacji górniczej (I) pozwala na ogól z wystarczającą dla praktyki dokładnością uzyskiwać teoretyczny profil niecki osiadania (2). Profil ten, jak i rozkłady przemieszczeń i odkształceń terenu wyznaczone przy uwzględnieniu założenia (4), wykazują symetrię względem początku układu współrzędnych lub względem osi rzędnych (rys. I i 2a). Rzeczywisty profil niecki zwykle jest asymetryczny (rys. 2b). Zbliżenie prognozowanego (teoretycznego) profilu niecki do profilu rzeczywistego może być uzyskane przez wprowadzenie do matematycznego modelu prognozy wpływów w miejsce symetrycznej krzywej wpływów, opisywanej krzywą Gaussa, asymetrycznej krzywej rozkładu wpływów eksploatacji (rys. 3), uwzględniającej zmiany właściwości górotworu pod jej wpływem. Za punkt wyjścia dla konstrukcji tej krzywej przyjęto dwie funkcje rozkładu normalnegof1(x) i f2(x) o różnych parametrach rozproszenia wpływów r1 i r2 w części zewnętrznej i w części wewnętrznej niecki (rys. 5). Po pomnożeniu wartości rzędnych tych funkcji przez odpowiednie wartości współczynników a1 i a2 (11) otrzymuje się funkcję [...] (12). Otrzymana krzywa wpływów f(x), złożona z dwóch gałęzi opisanych równaniami (12) jest funkcją asymetryczną, ciągłą i różniczkowalną klasy II, opisującą losowy rozkład wpływów eksploatacji, pozwalającą uzyskać profil niecki obniżeniowej w jej części zewnętrznej w1(X) oraz w części wewnętrznej W2(X). Po uwzględnieniu przesunięcia punktu przegięcia profilu niecki w kierunku pola eksploatacji o wielkość p asymetryczny profil niecki obniżeniowej opisują równania (13). Równania te pozwalają na uzyskanie lepszej zgodności teoretycznego profilu niecki osiadania z rzeczywistym (rys. 6) oraz dokładniejszych spodziewanych wartości przemieszczeń i odkształceń terenu.W szczególnym przypadku, gdy wartości parametrów rozproszenia wpływów są sobie równe (r1 = r2) wartości współczynników a1 i a2 są sobie równe (a1 = a2 = l) i asymetryczna krzywa wpływów przechodzi w symetryczną krzywą rozkładu Gaussa.

4

The time of appearance of impact of interrupted mining activities on the surface

Knothe S.

Archives of Mining Sciences

|

2003

|

Vol. 48, nr 2

219-230

EN

The paper provides the results of research conducted in the coal mines "Wesoła" and "Ziemowit", exploring how the stopping of mining operations at weekends should impact on subsidence and surface deformations. Daily measuremcnts of ground subsidence taken with the use of geodetic techniques and strain gauge readouts taken every three hours reveal that impacts of stopping and recommencing of mining activities are rapidly manifested on the surface. The surface response shows after l or 2 days and the impacts persist for 2-4 days. The intensity ofthe ground response is manifested as a signiflcant reduction in the daily increase of ground deformation and subsidence after the mining operations are stopped, folIowed by a rapid increase of these parameters when mining operations are recommenced.

PL

Artykuł przedstawia, podobnie jak dwie prace poprzedzające, wyniki badań przeprowadzonych w kopalniach "Wesoła" i "Ziemowit" nad wpływem okresowych przestojów sobotnio-niedzielnych frontu ścianowego na intensywność zmian wartości przemieszczeń pionowych i odkształceń poziomych oraz ich przebieg w czasie. W artykule ograniczono się do analizy wyników pomiarów, które nie budziły wątpliwości, mianowicie do: pomiarów obniżeń w prowadzonych przez zespół pracowników Akademii Górniczo-Hutniczej metodami geodezyjnymi oraz pomiarów odkształceń poziomych E prowadzonych, przy zastosowaniu tensometrów, przez zespół pracowników Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, przy czym ograniczono się do wykorzystania wyników pomiarów dokonywanych w czasie, gdy obszar w którym zainstalowane były tensometry podlegał odkształceniom ściskającym. Pomiary obniżeń prowadzone były w okresie intensywnych ruchów terenu co 24 godziny natomiast pomiary odkształceń poziomych dokonywane były w sposób ciągły, z rejestracją wyników co 3 godziny. Bardzo duża dokładność pomiarów tensometryeznych pozwoliła na otrzymanie dokładnego obrazu przebiegu zmian bardzo małych wartości dobowych przyrostów odkształceń poziomych. Usytuowanie linii pomiarowych, geodezyjnej i tensometrycznej w stosunku do pola ścianowego pokazują rysunki I i 2. Parametry ścian i warunki w jakich prowadzono eksploatację były w obu kopalniach bardzo podobne (tabl. I). Wyniki pomiarów przedstawione na tych rysunkach wykazują z dużą dokładnością, zwłaszcza w przypadku eksploatacji w kopalni "Wesoła" (rys. 3 i 4), nadzwyczaj regularne, okresowe występowanie na powierzchni skutków przestojów frontów z niewielkim opóźnieniem i dużą intensywnością. Skutki zatrzymań frontu ścianowego ujawniają się już po około 24 godzinach spadkami wartości dobowych przyrostów obniżeń, które w trzecim dniu po zatrzymaniu frontu wynoszą już tylko 13-30% wartości największych w ostatnim dniu przed zatrzymaniem frontu. Po uruchomieniu frontu przyrosty zaczynają wzrastać, osiągając w czwartym dniu po uruchomieniu frontu wartość odpowiadającą ciągłej eksploatacji. Podobnie zmieniają się wartości dobowych przyrostów dkształceń poziomych, przy czym okresy czasowe zachodzących zmian są nieco dłuższe, a względne zmiany wartości dobowych przyrostów odkształceń poziomych stosunkowo większe niż w przypadku obniżeń. Podobnie, choć nieco mniej regularnie i wyrażnie, zjawisko przebiegało w kopalni "Ziemowit" (rys. 5 i 6), co przypuszczalnie należy przypisać dwukrotnie mniejszym niż w kopalni "Wesoła" i nieregularnym postępom frontu ścianowego oraz nieco odmiennym własnościom górotworu.

5

Wpływ własności górotworu na deformacje powierzchni przy dużych prędkościach eksploatacji i okresowych przestojach frontu.

Knothe S., Walaszczyk J.

Wiadomości Górnicze

|

2001

|

nr 7-8

293-297

PL

W ostatnich latach w centrum zainteresowania badaczy, zajmujących się zagadnieniami wpływów eksploatacji podziemnej na powierzchnię i obiekty na niej położone, znalazły się zagadnienia szkodliwego wpływu przestojów frontu eksploatacyjnego przy dużych prędkościach eksploatacji. W poszczególnych przypadkach wpływy te były obserwowane w bardzo krótkim czasie po zatrzymaniu frontu. Przyczyn zjawiska upatruje się w niszczeniu, w wyniku zatrzymania frontu, struktury górotworu, która zależy nie tylko od budowy geologicznej, ale również od jego naruszenia ewentualnymi wcześniejszymi eksploatacjami. Ze względu na złożoność zjawiska, ograniczono się do fenomenologicznego opisu zjawiska.

EN

During recent years, the problems of harmful imapct of stand-by of exploitation front with high rates of mining became the centre of interest for researchers dealing with the problems of underground mining imapct on surface and objects located on it. In particular cases the imapct was observed within a short time after stopping of exploitation works at exploitation front. The reasons of the phenomenon are seen in destruction, as the result of exploitation front's stoppage, in the structure of the strata that depends not only on its geological structure by also on disturbance by eventual earlier exploitation. Because of the complexity of the phenomenon, the article is limited to its description.