Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stanowiskowe badania stóp podporowych do posadowienia odrzwi obudowy wyrobisk korytarzowych

Pytlik A., Pacześniowski K.

Przegląd Górniczy

|

2018

|

T. 74, nr 6

16--20

PL

Podziemne wyrobiska korytarzowe w polskim górnictwie węglowym zabezpieczone są przed skutkami ciśnienia górotworu przede wszystkim stalową obudową odrzwiową. Składa się ona z elementów podporowych zwanych odrzwiami, które rozstawione są w określonych odstępach od siebie oraz z elementów współpracujących z tymi odrzwiami (rozpory, opinka, stopy podporowe). Stalowe odrzwia składają się z trzech lub więcej łukowych lub prostych elementów wykonanych z kształtownika stalowego typu V (PN-H-93441-2; PN-H-93441-3), produkowanego głównie dla potrzeb górnictwa. Wymagania i badania przy odbiorze dla wyrobisk korytarzowych obudowanych odrzwiami z kształtowników korytkowych określone zostały w polskiej normie (PN-G-06011:2013-10). Zgodnie z normą końce łuków ociosowych odrzwi otwartych lub zamkniętych posadawia się na stalowych stopach podporowych, betonitach fundamentowych, podkładkach drewnianych lub bezpośrednio na spągu, na podstawie projektu technicznego drążenia wyrobiska. W zależności od wytrzymałości skał spągowych na ściskanie, powierzchnia stóp podporowych zgodnie z normą powinna wynosić co najmniej: – 0,06 m2– przy wytrzymałości na ściskanie skał spągowych do 4 MPa, – 0,04 m2– przy wytrzymałości na ściskanie skał spągowych powyżej 4 MPa. W przypadku gdy wytrzymałość na ściskanie skał spągowych przekracza 30 MPa, norma dopuszcza umieszczanie łuków ociosowych bezpośrednio na spągu. Norma nie określa żadnych kryteriów wytrzymałościowych dla stóp podporowych, których praca związana jest z danym typem kształtownika odrzwi oraz nośnością odrzwi, natomiast wymaga, żeby stopy podporowe przylegały do spągu wyrobiska całą powierzchnią. Stopy podporowe mają na celu zwiększenie powierzchni nacisku kształtownika na spodek wyrobiska, dzięki czemu ogranicza się możliwość wciskania się kształtownika w spodek wyrobiska, co z kolei zabezpiecza obudowę przed niezamierzoną i niekontrolowaną podatnością. W krajowym górnictwie stosuje się głównie stopy podporowe wykonane z blachy o grubości do 12 mm i powierzchni kontaktu ze spodkiem wyrobiska – do 0,06 m2. Stopy podporowe muszą charakteryzować się określoną wytrzymałością na nacisk odrzwi, z którymi współpracują. Nacisk ten wynika z przewidywanej, maksymalnej nośności odrzwi obudowy. W artykule przedstawiono metodykę badania stóp podporowych oraz kryteria oceny uzyskanych wyników. Pokazano również wyniki badań stóp podporowych tłoczonych, które najczęściej stosowane są w polskim górnictwie węgla kamiennego.

EN

Underground gallery workings in Polish coal mining are secured from rock mass pressure influence primarily through the use of the steel frame support. It is composed of support elements known as frames which are spaced from each other at specific distances, and other elements interacting with the frames (sprags, lagging, support bases). The steel frames consist of three or more arched or straight elements constructed from V-type steel sections (PN-H-93441-2; PN-H-93441-3), manufactured primarily for the needs of the mining industry. The requirements and commissioning tests for gallery workings supported by frames constructed from channel sections have been specified in a Polish standard (PN-G-06011:2013-10). According to this standard, the ends of closed or open frame sidewall arches must be set on steel support bases, bentonite foundations, wooden bases or directly on the floor, based on technical drill design. Depending on the floor rock compressive strength, the support base surfach, according to the standard, should be at least: – 0.06 m2– at floor rock compressive strength up to 4 MPa, – 0.04 m2– at floor rock compressive strength above 4 MPa, In the event the floor rock compressive strength exceeds 30 MPa, the standard allows setting the sidewall arches directly on the floor. The standard does not specify any strength criteria for support bases, whose operation is related to a given frame section type and frame bearing capacity, but it does require the support bases to adhere to the working floor with their entire surface. The support bases are meant to increase the pressure surface of the section on the bottom which limits the possibility of forcing the section into the bottom, which, in turn, protects the support from unintended and uncontrolled yielding. In Polish mining industry, the most common support bases are made from 12 mm-thick sheet metal and have a contact surface of up to 0.06 m2 with the bottom. The support bases must be characterised by resistance determined for the pressure of the frame with which they interact. The pressure is a result of the predicted maximum support frame bearing capacity. This paper presents a support base testing methodology as well as criteria of evaluation of the obtained result. It also demonstrates the test results of pressed support bases, which are the most commonly used in Polish hard coal mining industry.

2

Corroded steel support friction joint load capacity studies as found in Piast-Ziemowit coal mine

Horst R., Modrzik M., Ficek P., Rotkegel M., Pytlik A.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 1

81--87

EN

This article presents the load capacity study results of the corroded friction joints obtained during heading relining conduction. The main goal of the study was to determine the operational characteristics of heavily corroded friction joints as well as their load capacity. An additional goal of the study was to indicate which parameter is crucial from the point of view of corroded support technical condition evaluation – friction joint load capacity or arch strength. Mine conditions in which the LP support operated were also briefly characterized in the article. The study presented in the article is of a pilot character; while the obtained results reveal a very significant influence of corrosion on the support operational safety, the studies of corroded joints will be continued in the future using a larger number of samples and various types of shackles.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nośności skorodowanych złączy ciernych pozyskanych z przebudowy wyrobiska. Głównym celem badań było określenie charakterystyk pracy silnie skorodowanych złączy ciernych oraz określenie ich nośności. Dodatkowym celem badań było wskazanie parametru skorodowanych odrzwi, kluczowego przy ocenie stanu technicznego obudowy – nośność złączy ciernych czy wytrzymałość łuków. W artykule scharakteryzowano również w skrócie warunki kopalniane, w których pracowała obudowa ŁP. W związku z tym, że omówione badania mają charakter pilotażowy, a uzyskane wyniki wskazują na znaczny wpływ korozji na bezpieczeństwo pracy obudowy, badania skorodowanych złączy będą kontynuowane na większej liczbie próbek oraz przy różnych typach strzemion.

3

Badania nośności skorodowanych złączy ciernych obudowy odrzwiowej na przykładzie Kopalni Węgla Kamiennego Piast-Ziemowit

Horst R., Modrzik M., Ficek P., Rotkegel M., Pytlik A.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 1

88--94

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nośności skorodowanych złączy ciernych pozyskanych z przebudowy wyrobiska. Głównym celem badań było określenie charakterystyk pracy silnie skorodowanych złączy ciernych oraz określenie ich nośności. Dodatkowym celem badań było wskazanie parametru skorodowanych odrzwi, kluczowego przy ocenie stanu technicznego obudowy – nośność złączy ciernych czy wytrzymałość łuków. W artykule scharakteryzowano również w skrócie warunki kopalniane, w których pracowała obudowa ŁP. W związku z tym, że omówione badania mają charakter pilotażowy, a uzyskane wyniki wskazują na znaczny wpływ korozji na bezpieczeństwo pracy obudowy, badania skorodowanych złączy będą kontynuowane na większej liczbie próbek oraz przy różnych typach strzemion.

EN

This article presents the load capacity study results of the corroded friction joints obtained during heading relining conduction. The main goal of the study was to determine the operational characteristics of heavily corroded friction joints as well as their load capacity. An additional goal of the study was to indicate which parameter is crucial from the point of view of corroded support technical condition evaluation – friction joint load capacity or arch strength. Mine conditions in which the LP support operated were also briefly characterized in the article. The study presented in the article is of a pilot character; while the obtained results reveal a very significant influence of corrosion on the support operational safety, the studies of corroded joints will be continued in the future using a larger number of samples and various types of shackles.

4

Tests on hydraulic props equipped with yield valves at dynamic load modelling a rock burst

Pytlik A.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 2

477--489

EN

The article presents the results of tests on SHC-40 hydraulic props equipped with two types of valve blocks: standard (with spring steel cylinder) and BZG-2FS (with gas spring). The research was conducted using impact mass of 4,000 kg and with extreme dynamic load of free fall impact mass of 20,000 kg released from different heights h. The dynamic tests involved a camera with the speed of image capture up to 1,200 frames/sec, which made it possible to register the stream of liquid at the dynamic load and to determine the valve opening time. The study conducted on SHC-40 NHR10 props equipped with two types of valve blocks: a standard and the BZG-2FS fast acting relief, showed that the prop with the BZG-2FS block is more suitable and more effective in the case of areas with high risk of mining tremors and rapid stress relief of a seam. Research methodology developed in the Central Mining Institute combines digital recording technique of pressure in a prop and fast registration of the images, and allows to acquire more accurate analysis of dynamic phenomena in the prop during testing.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stojaków hydraulicznych obudowy indywidualnej typu SHC-40 wyposażonych w dwa typy baterii zaworowych: standardową (ze sprężyną stalową walcową) i BZG-2FS (ze sprężyną gazową). Podczas badań stojak obciążany był dynamicznie za pomocą swobodnego spadku bijaka z różnych wysokości. Badania wykonano przy użyciu bijaka o masie 4000 kg i przy maksymalnym obciążeniu dynamicznym za pomocą bijaka o masie 20000 kg. Testy dynamiczne rejestrowane były kamerą z prędkością do 1200 klatek na sekundę, co pozwoliło na zarejestrowanie prędkości propagacji strumienia cieczy i określenie czasu otwarcia zaworu. Badania przeprowadzono na stojakach typu SHC-40 NHR10 o podporności nominalnej 400 kN. Wykazały one, że stojak wyposażony w baterię ze sprężyną gazową ma lepsze właściwości do dyssypacji energii udaru od stojaka z baterią stalową walcową. Spowodowane jest to tym, że bateria gazowa typu BZG-2FS wykazuje krótki czas otwarcia (8 ms) oraz ma dużą przepustowość (683 l/min).

5

Stanowisko i metodyka badań obudowy podporowo-kotwiowej w skali naturalnej

Pytlik A.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 8

18--23

PL

W polskich kopalniach węgla kamiennego często stosowana jest obudowa podporowo-kotwiowa, która składa się z odrzwi obudowy podporowej (prostej lub łukowej) oraz połączonych z nimi kotwi. Najczęściej stosuje się przykotwienie stropnicy odrzwi obudowy na skrzyżowaniu ściana-chodnik oraz w rozcinkach ścianowych (Turek i in. 2015). Odmienny charakter pracy podatnej obudowy odrzwiowej i kotwi oraz duża złożoność problematyki ich współpracy (Cała i in. 2001; Majcherczyk i in. 2005), utrudniająca obliczenia i symulacje komputerowe, była powodem opracowania w Głównym Instytucie Górnictwa metodyki stanowiskowych badań nośności obudowy podporowo-kotwiowej. Metodyka ta pozwala na określenie wskaźników wzmocnienia odrzwi przez przykotwienie oraz obliczenie pracy (energii) jaką dyssypuje obudowa. Nowa metodyka badań oraz stanowisko badawcze pozwalają na prowadzenie prób na odrzwiach podatnych, z uwzględnieniem odkształcalności kotwi, jak i elementów pośrednich (np. podciągów, jarzm). Wyniki badań mogą być wykorzystane do opracowania zasad doboru obudowy podporowo-kotwiowej do konkretnych warunków geologiczno-górniczych, przez producentów elementów obudowy podporowej i kotwiowej oraz do optymalizacji konstrukcji obudowy. W artykule przedstawiono metodykę badań stanowiskowych oraz scharakteryzowano nowe stanowisko badawcze wraz z nową aparaturą. Przedstawiono również wstępne wyniki stanowiskowych badań odrzwi obudowy podporowej typu ŁP10/ V36, wzmocnionej za pomocą kotwi samowiertnych typu GSI R25, przy obciążeniu asymetrycznym. Podobny rodzaj obciążenia może występować na skrzyżowaniu ściana-chodnik, gdzie występuje konieczność wypinania łuku ociosowego. Pierwsze badania wykazują, że obudowa podporowo-kotwiowa szybko uzyskuje swoją maksymalną nośność, a przez to może zapobiegać rozwarstwianiu skał wokół wyrobiska, co znacząco wpływa na zwiększenie samonośności górotworu. Ponadto stwierdzono, że praca obudowy podporowo-kotwiowej może być prawie 2-krotnie większa od samodzielnej obudowy podporowej na początku jej pracy, tj. do jej obniżenia o 100 mm.

EN

The hard coal mines in Poland often employ prop-bolting supports, which are composed of prop support frames (straight or arching) and the roof bolts connected with them. Support frame roof-bar bolting is most commonly employed at the longwall and gallery crossing, and in longwall opening-up works (Turek et al, 2015). The different work character of the yielding frame support and the roof bolts, as well as the great complexity of the problems concerning their cooperation (Cała et al., 2001; Majcherczyk et al, 2005), which makes computer simulations and calculations more difficult, was the reason for developing a workstation-based prop-bolting support load capacity study methodology at the Central Mining Institute. This methodology makes it possible to determine the ratios of frame reinforcement by bolting and to calculate the work (energy) dissipated by the support. The new study methodology and study workstation made it possible to perform tests on yielding frames, while taking into account the deformability of roof bolts and intermediate elements (e.g. horseheads, yokes). The study results may be used to develop prop-bolting support selection guidelines for specific geological and mining conditions, to be utilized by prop and bolting support element manufacturers, as well as for support structure optimization. This paper presents a workstation-based study methodology and characterizes the new study workstation, along with the new apparatus. It also presents the preliminary workstation-based study results of the ŁP10/V36-type prop support frame, reinforced by the use of GSI R25-type self-drilling roof bolts, under asymmetric load. Similar load may appear at the longwall and gallery crossing, where the necessity to disassemble the sidewall arch occurs. First studies show that the prop-bolting support attains quickly its maximum load capacity, thus it may prevent rock stratification around the working, which significantly influences the increase of the rock mass self-supporting capacity. It was also concluded that the work of prop-bolting support may be nearly two times higher than that of an independent prop support at the beginning of its work, i.e. until its lowering by 100 mm.

6

Dynamics of physicochemical parameter concentrations in the Graniczna Woda stream water

Żarnowiec W., Policht-Latawiec A., Pytlik A.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 35

281--289

EN

The paper presents variability of physicochemical parameter concentrations and determined the potential and chemical status of water in the Graniczna Woda stream, the right bank tributary to the Stoła River. The stream catchment area of 41.5 km2 is covered mainly by forests. A lowland stream flows through part of the Upper Silesia Industrial Region through three districts. A biological-mechanical municipal sewage treatment plant operates in the area of Miasteczko Śląskie, as well as a factory sewage treatment plant of Zinc Plant. The data base used in the papers consisted of the results obtained from the Provincial Inspectorate of the Environmental Protection in Katowice, monthly analyses of water samples collected in the years 2009–2013 in the control-measurement points located by the mouth of the Stoła River. 34 physicochemical indices were analyzed in the paper. Statistically significant upward trends were determined over the period of investigations for values of electrical conductivity (EC), total suspended solids, Cl, SO4, NO2-N and Zn in the stream water. Statistically significant downward trend was noted for total hardness. It was stated that both the potential and chemical status o the stream water were below good. Exceeded limit values for quality class II determined for oxygen and organic indices (chemical oxygen demand COD-Mn, total organic carbon TOC), salinity (EC, SO4, Cl, Ca, hardness) and biogenic indices and substances particularly harmful for aquatic environment (Zn, Tl) as well as exceeded allowable heavy metal concentrations may evidence a constant inflow of heavy metals to the aquatic environment of the Graniczna Woda stream from municipal and industrial sewage.

PL

W pracy przedstawiono zmienność wartości wybranych parametrów fizykochemicznych oraz określono potencjał i stan chemiczny wody potoku Graniczna Woda, prawostronnego dopływu rzeki Stoły. Obszar zlewni potoku, o powierzchni 41,5 km2, zajmują głównie tereny leśne oraz w mniejszym stopniu tereny zurbanizowane, przemysłowe i użytki rolne. Potok nizinny żwirowy (typ abiotyczny 18) przepływa przez północną część Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego oraz gminy Tworóg, Tarnowskie Góry i Miasteczko Śląskie. Na terenie Miasteczka Śląskiego funkcjonuje biologiczno-mechaniczna oczyszczalnia ścieków komunalnych i zakładowa oczyszczalnia ścieków Huty Cynku „Miasteczko Śląskie”. Bazę danych wykorzystanych w pracy stanowiły wyniki, pozyskane z Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Katowicach, comiesięcznych analiz próbek wody pobranej z potoku w latach 2009–2013 w punkcie pomiarowo-kontrolnym usytuowanym w miejscowości Hanusek, przy odcinku ujściowym do rzeki Stoły. W pracy przeanalizowano, zgodnie z obowiązującym rozporządzeniem MŚ z 2016 r., 34 wskaźniki fizykochemiczne. W okresie badań ustalono istotnie statystycznie trendy rosnące wartości przewodności elektrycznej (EC) i stężenia zawiesiny ogólnej, chlorków (Cl), siarczanów (SO4), azotu azotanowego (III) (N-NO2) oraz cynku (Zn) w wodzie potoku. Statystycznie istotny trend malejący stwierdzono w odniesieniu tylko do jednego parametru – twardości ogólnej. Stwierdzono, że potencjał i stan chemiczny wody potoku były poniżej dobrego. Przekroczone wartości graniczne dla II klasy jakości stwierdzone w przypadku wskaźników tlenowych i organicznych (chemiczne zapotrzebowanie na tlen – ChZT-Mn, ogólny węgiel organiczny – OWO, zasolenia (EC, SO4, Cl, wapń – Ca, twardość ogólna), biogennych (azot amonowy – N-NH4, azot Kjeldahla, azot azotanowy (V) – N-NO3, azot azotanowy (III) – N-NO2, azot ogólny – N, fosfor fosforanowy (V) – P-PO4) i substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (cynk – Zn, tal – Tl) oraz przekroczone dopuszczalne wartości stężenia metali ciężkich (ołów – Pb, kadm – Cd), mogą świadczyć o ciągłym dopływie zanieczyszczeń do środowiska wodnego potoku Graniczna Woda ze ścieków komunalnych oraz przemysłowych.

7

Testing of confining pressure impacton explosion energy of explosive materials

Drzewiecki J., Myszkowski J., Pytlik A., Pytlik M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 2

385--396

EN

This paper presents the results of testing the explosion effects of two explosive charges placed in an environment with specified values of confining pressure. The aim of this study is to determine the impact of variable environmental conditions on the suitability of particular explosives for their use in the prevention of natural hazards in hard coal mining. The research results will contribute to improving the efficiency of currently adopted technologies of natural hazard prevention and aid in raising the level of occupational safety. To carry out the subject matter measurements, a special test stand was constructed which allows the value of the initial pressure inside the chamber, which constitutes its integral part, to be altered before the detonation of the charge being tested. The obtained characteristics of the pressure changes during the explosion of the analysed charge helped to identify the work (energy) which was produced during the process. The test results are a valuable source of information, opening up new possibilities for the use of explosives, the development of innovative solutions for the construction of explosive charges and their initiation.

PL

Stosowanie techniki strzelniczej w profilaktyce tąpaniowej i metanowej polega na precyzyjnym niszczeniu określonych fragmentów górotworu, w których skumulowana jest energia sprężystości eksploatacyjnie odkształconych warstw sprężystych bądź nagromadzony jest metan. O skuteczności działania tego rodzaju zabiegów profilaktycznych decydują niszczące i penetrujące działanie gazów pod wysokim ciśnieniem uzyskanych w momencie przemiany wybuchowej materiałów wybuchowych w określonych warunkach środowiska. Ocena dynamiki przemiany wybuchowej górniczych materiałów wybuchowych jest przedmiotem badań w specjalnie do tego celu skonstruowanym stanowisku badawczym, gdzie istnieje możliwość zmiany warunków ciśnienia okólnego w otoczeniu badanego materiału poprzez zadawanie ciśnień porównywalnych do rzeczywistych w warunkach in situ. Badanie polega na zdetonowaniu w komorze ładunku 10 g materiału wybuchowego (MW) przy pomocy zapalnika elektrycznego (ZE). Podczas badania mierzona jest wartość ciśnienia w komorze z częstotliwością próbkowania 1 MHz. W momencie dotarcia fali uderzeniowej do czujnika ciśnienia następuje nagłe zahamowanie jej propagacji powodujące znaczny wzrost ciśnienia, gęstości i temperatury, dające początek fali odbitej o odwrotnym kierunku (Onderka, 1998). Umożliwia to dokładną analizę rzeczywistego przyrostu ciśnienia w komorze badawczej. Badania MW na przedstawionym stanowisku badawczym rozpoczęto w połowie 2014 roku. Wyniki badań dotyczą dwóch rodzajów MW – EMULINIT PM oraz METANIT SPECJALNY E7H produkcji Nitroerg S.A. Badania prowadzono przy ciśnieniu okólnym (wstępnym) w zakresie od 0 do 20 MPa. W artykule przedstawiono przebiegi ciśnienia w funkcji czasu z poszczególnych prób, na których widoczne są fale ciśnienia ulegające wytłumieniu według krzywych wykładniczych. Analiza przebiegów ciśnienia w funkcji czasu wskazała, że czas całkowitego wytłumienia pulsacji ciśnienia w kanale hydraulicznym czujnika ciśnienia wynosi około 4 ms. Przebiegi zarejestrowanych zmian ciśnienia podczas wybuchu ładunków obu MW dla różnych wartości ciśnienia wstępnego wskazują, że okres od chwili wybuchu do momentu całkowitego spadku ciśnienia pierwszego piku, zawiera się w przedziale od 137 do 280 μs. Dla podanych przebiegów poszczególnych prób określono pracę (energię), jaka została wykonana przez ładunki MW. Otrzymane wyniki dla EMULINIT PM oraz dla METANIT SPECJALNY E7H wskazują, że istnieje rozrzut otrzymanych wartości JP. W pierwszym przypadku wartość równoważnika pracy zawiera się w przedziale JP = 0,00919÷0,00961 MPa×s, a dla drugiego materiału wynosi ona JP = 0,00743÷0,01069 MPa×s, przy czym w obu przypadkach widoczna jest tendencja wzrostu tej wielkości wraz ze wzrostem ciśnienia wstępnego (okólnego). Wynika to z faktu, że wzrost ciśnienia wstępnego powoduje zwiększenie energii sprężystej całego układu hydraulicznego. Analiza prędkości przyrostu ciśnienia dla obu MW (Rys. 9 i 10) wskazuje, że istnieje duży rozrzut poszczególnych wartości. Trudno więc określić jednoznaczną zależność pomiędzy prędkością przyrostu ciśnienia, a ciśnieniem wstępnym. Charakterystyczne jest jednak, że wartości prędkości przyrostu ciśnienia dla bardziej energetycznego materiału, jakim jest EMULINIT PM, są nieznacznie wyższe (Vp = 0,62÷1,6 MPa/μs), niż w przypadku METANITU SPECJALNEGO E7H (Vp = 0,39÷1,54 MPa/μs) czyli materiału o znacznie niższych parametrach, które go charakteryzują. Uzyskane wyniki wstępnych badań są obiecujące i są kontynuowane dla innych rodzajów materiałów wybuchowych. Przedstawione prace otwierają nowe obszary badań środków strzałowych (materiałów palnych, pędnych i wybuchowych) dla opracowania nowych rodzajów ładunków oraz ich konstrukcji, co docelowo pozwoli zwiększyć efektywność działania ładunku MW w otworze wiertniczym i poprawi skuteczność stosowania metod profilaktyki tąpaniowej i metanowej.

8

Czujniki do monitoringu siły naciągu kotwi górniczych przy obciążeniu statycznym i dynamicznym

Pytlik A., Pytlik M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 11

38--47

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję mechaniczną i elektryczną prototypowych czujników siły naciągu kotwi górniczych oraz matematyczne zależności niezbędne do ich projektowania. Czujniki przeznaczone są do stosowania w układach pomiarowych wykorzystywanych do monitoringu naciągu kotwi przy obciążeniu statycznym i dynamicznym, w budownictwie górniczym i tunelowym. Czynnościom metrologicznym w postaci wzorcowania i sprawdzania poddano wybrane z typoszeregu czujniki przeznaczone szczególnie do monitoringu kotwi górniczych o nośności 500 kN, 750 kN i 1000 kN, w trudnych warunkach geologiczno-górniczych i klimatycznych, oraz w warunkach zagrożenia wstrząsami górotworu i tąpaniami. Ze względu na to, że czujniki te przewidziane są do stosowania w trudnych warunkach klimatycznych i przy zmiennych obciążeniach, zdecydowano się na rozbudowany sposób ich sprawdzania metrologicznego przy obciążeniu statycznym i udarowym. Wyniki wzorcowania czujników naciągów kotwi przy obciążeniu statycznym przedstawiono w postaci zależności siły w funkcji sygnału elektrycznego y=f(x). Sprawdzenie czujników przy obciążeniu dynamicznym o charakterze udarowym, symulującym tąpnięcie, przeprowadzono za pomocą bijaka o masie 20 000 kg z prędkością udaru w zakresie od 0,6 do 0,8 m/s. Wyniki sprawdzenia czujników naciągów kotwi ze wskazaniami wzorca pomiarowego, przy obciążeniu udarowym, przedstawiono w postaci porównania przebiegów wskazań siły w funkcji czasu. Do testów użyto kotwie samowiertne typu R32S, produkcji GONAR-Systems International Sp. z o.o., o nominalnym statycznym obciążeniu zrywającym żerdzie Fr=360 kN, które stosowane są głównie w geoinżynierii, budownictwie podziemnym i tunelowym. Otrzymane parametry mechaniczne i elektryczne typoszeregu czujników siły naciągu kotwi potwierdzają, że czujniki posiadają dobre własności sprężyste, małe gabaryty i wysoką czułość napięciową. Klasa dokładności czujników siły przy obciążeniu statycznym i udarowym wynosi 1%, co jest wystarczające do prawidłowego odwzorowania monitorowanych sił występujących w kotwiach. Czujniki zostały wykonane z materiałów odpornych na korozję, a ich konstrukcja zapewnia również wysoką odporność na obciążenia udarowe, które potwierdzone zostały podczas badań w kafarowym stanowisku badawczym.

EN

This paper presents mechanics and electrical construction of prototype sensors for mining rock bolt tension force, and mathematical relations that are necessary to design these elements. The sensors are intended for application in measuring systems used to monitor the tension of rock bolts while statically and dynamically loaded, in mining and tunnel construction. Metrological operations in the form of calibration and verification were selected from a series of types of sensors designed specifically for monitoring the rock bolts with a capacity of 500 kN, 750 kN and 1,000 kN, in difficult geological, mining and climatic conditions, and in hazardous conditions of tremors and rock burst. Due to the fact that these sensors are designed for use in harsh climatic conditions and at varying loads, it was decided to expand the means of metrological verification for static load and impact. The results of calibration of sensors for anchors’ tension at static load are shown as a function of force versus the electrical signal y = f(x). The tests on sensors at dynamic impact, simulating a tremor, were carried out with an impact hammer of a weight of 20,000 kg at a rate of the impact between 0.6 to 0.8 m/s. The results of the tests on rock bolt tension including an indicated measurement pattern, and at impact load, are shown in the form of comparison of waveform display of force versus time. The tests used self-drilling anchors, type R32 s, manufactured by GONAR-Systems International Sp. z.o.o., with a nominal ultimate load of Fr = 360 kN. They are mainly used in geo-engineering, underground construction and tunnelling. Resulting mechanical and electrical parameters of series of types of sensors for rock bolts’ tension confirm that the sensors have good elastic properties, small size and high voltage sensitivity. Accuracy class of force sensors at static and impact load is 1%, which is sufficient for proper mapping of monitored forces of the rock bolts. The sensors are made of corrosion-resistant materials and their design provides high impact resistance which has been confirmed during test carried out in a pile-driving station.

9

Badania wpływu prędkości kolejek podwieszonych na siły w wybranych elementach trasy

Pytlik A., Rotkegel M., Szot Ł.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 11

30--37

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań, prowadzonych w ramach pracy statutowej pt. „Analiza wpływu prędkości transportu kolejkami podwieszonymi na obciążenie trasy”, realizowanej w GIG w roku 2015. Przedmiotem prac badawczych było m.in. zbadanie wpływu sił hamowania awaryjnego na wybrane elementy toru jezdnego kolejek podwieszonych, jak również na elementy obudowy chodnikowej. Badania realizowano w oparciu o testy stanowiskowe, jak również obliczenia numeryczne.

EN

This paper presents selected results of research conducted within the statutory work: “Analysis of impact of transport velocity of suspended monorails on load exerted on a track,” carried out by The Central Mining Institute in 2015. The research included such aspects as the impact of emergency braking force on selected elements of the suspended monorail’s track and elements of the roof support. The research was based on bench tests and numerical calculations.

10

Badania porównawcze stalowych i kompozytowych siatek górniczych

Pytlik A., Lankocz T., Cieślik J., Pelc R.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 7

78--86

PL

W warunkach silnie agresywnego środowiska atmosferycznego i wodnego działającego na elementy obudowy górniczej, a szczególnie na stalowe okładziny siatkowe, wzrasta ryzyko utraty stateczności obudowy górniczej w wyniku utraty nośności jej elementów. Od kilku lat w polskich kopalniach stosowane są okładziny siatkowe wykonane z tworzywa sztucznego, najczęściej w postaci kompozytów. Siatki kompozytowe z tworzywa sztucznego, ze względu na swoją odporność na korozję są szczególnie przydatne do zastosowania w warunkach zagrożenia korozyjnego. Siatki takie są przykładem geosyntetyków stosowanych w naziemnych konstrukcjach inżynierskich, szczególnie w drogownictwie, do powierzchniowego wzmacniania gruntu. Działanie wzmacniające polega głównie na przejęciu przez geosyntetyk części obciążenia pochodzącego od: – ciężaru materiału nasypowego, – zewnętrznej siły statycznej (konstrukcji) i dynamicznej (obciążenia ruchomego). W przypadku konstrukcji okładzin siatkowych stosowanych w górnictwie podziemnym, jej zadaniem jest także przejęcie obciążenia zewnętrznego. W stosunku do takich konstrukcji brak jest jednak procedur badawczych oraz wymagań wytrzymałościowych, które by były ujęte w polskich normach. W artykule przedstawiono wyniki badań porównawczych nośności stalowych i kompozytowych okładzin siatkowych stosowanych obecnie w kopalniach węgla kamiennego i rud miedzi, na podstawie metodologii stosowanej w Głównym Instytucie Górnictwa. Zaprezentowano również przykładowe zastosowania praktyczne siatek kompozytowych w obudowie podporowej i kotwowej.

EN

The risk of loss of stability of the mining support as a result of the loss of bearing capacity of its components increases under the conditions of strongly aggressive atmospheric and water environment affecting the parts of the mining support, in particular the steel mesh linings. Mesh linings made of plastic (mostly in the form of a composite) have been used for several years in Polish collieries. Plastic composite meshes are particularly useful under corrosive conditions due to their corrosion resistance. This type of mesh is known as geosynthetic used in surface engineering structures, in particular in road industry where meshes are used for surface strengthening of the ground. Strengthening is based mainly on bearing by geosynthetic a part of the load resulting from: – the weight of filled material, – external static (of the structure) and dynamic (moving load) force. In case of structure of mesh linings used in underground mining, there are currently no test procedures or strength requirements in the Polish standards. This paper presents the results of comparative studies concerning the bearing capacity of steel and composite mesh linings currently used in coal and copper ore mines. Examples of practical application of composite meshes are also presented.

11

Research on tightness loss of belt conveyor's idlers and its impact on the temperature increase of the bearing assemblies

Pytlik A., Trela K.

Journal of Sustainable Mining

|

2016

|

Vol. 15, iss. 2

57--65

EN

The temperature of idlers' bearing assemblies is the basic indicator of their technical condition. The main aim of this article is to present the impact of decreased tightness of the conveyor belts' idlers which results in the higher temperature of bearing assemblies, which in turn is the main factor influencing their level of durability. This article includes research methodology of idlers, which was designed to determine the direct impact of lower tightness of bearing assemblies, at a determined load, on the temperature of bearing assemblies. Research results are presented in the form of dependence of DT temperature increase, in t time function, and at the determined F radial load. The characteristics set during the tests included the temperature of bearing assemblies and were analysed in terms of the possible or potential risk of bearing assembly seizure. The research carried out showed the significant impact of load on the temperature increase of bearing assemblies. Constant recording of temperature increases and the nature of changes allowed conclusions to be drawn concerning the seizure of bearings or idler's seals. A thermographic (infrared) camera enabled pivotal areas located in the bearing assembly to be determined, which may indicate the seizure, and helped to present thermography images showing the distribution of the temperature in the idler which occurred during testing.

12

Nowoczesne betony natryskowe dla górnictwa

Pytlik A.

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2016

|

nr 1

74--79

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych betonu natryskowego wykonanego na bazie spoiw cementowo-mineralnych typu TSM 70, TSM 70F oraz spoiwa anhydrytowego TSM-A30. Przedstawiono również wyniki badań membrany typu MSM, działającej jako powłoka pracująca w układzie hybrydowym – torkret + membrana.

EN

The article is to present the results of strength tests of sprayed concrete made on the basis of TSM 70 and TSM 70F cement and mineral binders, and TSM-A30 anhydrite binders. The test results of an MSM (Manager Sprayable Membranes) membrane which works as a coating in a grout-membrane hybrid system have also been presented. The tests conducted showed a difference as to the character of work of the coatings without the membrane and the coatings with the MSM flexible membrane. Damage of the TSM 70 and TSM 70F binder coatings in a „box-test” consisted in gradual fracture of the coating, and subsequent coming off of its parts until the loss of the coating continuity, which led to aggregate being spilt.

13

Evaluation of climate conditions on rock mass energy balance in the VŠB -TU Ostrava Research Polygons

Bujok P., Klempa M., Porzer M., Janečková N., Pytlik A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2016

|

nr 467

1--7

EN

VŠB – Technical University of Ostrava (VŠB-TU Ostrava) has unique conditions for analysing temperature changes in the rock mass while borehole heat exchangers have been operational for a long time. The Auditory building is heated with a system of heat pumps (borehole heat exchangers). It is one of the largest such objects in the Czech Republic. The heat of the rock mass is provided by a system of technological boreholes. The research boreholes are used for monitoring temperature changes in the rock mass while using the Auditory’s heating system. The system for monitoring boreholes within the area of technological borehole activity is called Large Research Polygon (LRP). Apart from LRP, the university also possesses another research polygon – Small Research Polygon (SRP) located at a distance from the LRP near the Energy Research Centre (ERC). All boreholes performed within both research fields are equipped with sensors monitoring the temperature changes while the Auditory building is being heated (thermal energy is recovered from the rock mass in winter) or cooled (thermal energy is transmitted to the rock mass in summer). The main objective of the research carried out in both research fields is checking the functionality and efficiency of the entire system. Certain aspects of thermal energy recuperation from the rock mass are described. The paper is closed with the results of monitoring and calculation of temperature in the surface layers to about 20 m of depth.

PL

Wyższa Szkoła Górnicza w Ostrawie ma niepowtarzalną możliwość badania zmian temperatury w górotworze podczas eksploatacji pomp ciepła. Budynek audytorium jest ogrzewany właśnie za pomocą systemu pomp ciepła. Obiekt ten jest największym w Republice Czeskiej z punktu widzenia liczby otworów (110) i mocy pomp ciepla (700 kW). Na obszarze zestawu otworów głębinowych w okolicy audytorium znajdują się otwory monitoringowe wyposażone w czujniki temperatury, które umożliwiają zapis zmiany temperatury górotworu podczas działania systemu pomp ciepła w otworach wiertniczych. Instalacja ta jest nazywana Wielkim Poligonem Badawczym, a jej głównym celem jest badanie zmian stanu cieplnego górotworu podczas eksploatacji tak dużego systemu. Druga instalacja jest nazywana Małym Poligonem Badawczym, który jest umieszczony w pobliżu audytorium. Składa się z dwóch pomp ciepła oraz pięciu otworów monitoringowych umieszczonych w okolicy otworów wykonanych pod pompy ciepła. Wszystkie otwory zostały wyposażone w czujniki temperatury (analogicznie jak na poligonie Wielkim). Mały poligon jest wykorzystywany do monitorowania zmian temperatury w górotworze podczas ogrzewania (magazynowania nadmiaru ciepła z klimatyzacji podczas lata) oraz chłodzenia (odbioru ciepła z górotworu za pomocą pompy ciepła w zimie). Głównym celem badań jest weryfikacja parametrów pracy tego systemu. Autorzy niniejszego artykułu posiadają bogate doświadczenia w budowie i eksploatacji poligonów badawczych eksploatowanych na VŠB. W artykule zaprezentowano możliwości działania obu poligonów badawczych oraz zachowanie górotworu na głębokości 20 m w otworze monitoringowym, na który oddziaływały zewnętrzne warunki klimatyczne.

14

Graniczne wartości obciążenia dynamicznego powodujące niszczenie okładzin górniczych

Pytlik A.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 5

78--84

PL

W związku z pogarszaniem się warunków geologiczno-górniczych spowodowanych eksploatacją pokładów węgla kamiennego na coraz większych głębokościach, wzrasta ryzyko zagrożeń związanych z utratą stateczności obudowy górniczej w wyniku nadmiernych obciążeń statycznych i dynamicznych. Na podstawie obserwacji wyrobisk górniczych zniszczonych na skutek zawału lub tąpnięcia wynika, że okładziny górnicze są jednym z najsłabszych elementów obudowy. Aktualnie w wyrobiskach górniczych narażonych na działanie obciążeń dynamicznych ze strony górotworu, indukowanych działalnością górniczą, stosowane są najczęściej okładziny siatkowe. W zakresie obciążeń statycznych wymagania dla siatek określone są w polskiej normie, natomiast dla obciążeń dynamicznych brak jest metod, które już na etapie badań laboratoryjnych oceniałyby przydatność okładzin do stosowania w warunkach zagrożenia wstrząsami górotworu. W artykule przedstawiono wyniki badań granicznych wartości obciążenia dynamicznego powodujące niszczenie wybranych typów okładzin siatkowych stosowanych obecnie w kopalniach węgla kamiennego oraz wstępne wyniki badań okładziny poliestrowej.

EN

Due to the deterioration of geological and mining conditions resulting from the operation within the coal seams at lower and lower depths, the risk of hazards associated with a loss of stability of a mining support as a result of excessive static and dynamic loads inereases. Based on the observations of mining excavations destroyed by caving or rock burst, it can be stated that mining linings constitute one of the weakest elements of the support. Currently, mesh linings are most often used in mining excavations exposed to dynamic loads of the rock mass induced by mining operations. In terms of static loads, the requirements for the meshes have been specified in the Polish Standard, however for the dynamic loads there are no methods which would assess (at the stage of laboratory tests) the efficiency of linings to be used in conditions of rock mass shocks hazard. This paper presents the research results of limit values for a dynamie load which result in destruction of selected types of mesh linings currently used in coal mines as well as the preliminary results of testing a polyester lining.

15

Odporność dynamiczna kotwi górniczych

Pytlik A.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2015

|

nr 4

28--35

PL

W artykule przedstawiono metodykę badań pozwalającą symulować pracę kotwi mocowanych w górotworze punktowo lub odcinkowo, która jest bliższa modelowi tąpnięcia wynikającego z ruchu bardzo dużych mas górotworu z prędkością początkową udaru mas skalnych. Przedstawiono również przykładowe wyniki badań odporności dynamicznej kotwi strunowych, analizę ich pracy przy obciążeniu dynamicznym oraz porównanie pracy kotwi przy różnych wartościach prędkości udaru, energii oraz pędu.

EN

The essential issue in mines of Upper Silesian Coal Basin the roof support’s stability in mining excavations operating in conditions of dynamic loads caused by mining works is. The most common is a chock support whereas an anchored chock support is used mainly for reinforcement. In order to evaluate dynamic resistance of various mining anchors, Central Mining Institute has developed research methodology that allows to simulate momentum of large rock masses dynamically loading an anchor. The test enables to evaluate a mechanical part of the anchor: a rod, a washer and a nut; as well as the anchor attached to a previously adjusted test roll filled with concrete or cement-mineral binder with high compressive strength. The research includes measurement of parameters such as dynamic strength of forces tearing the anchor off or causing the deformation of anchors, which influence the stability level of the roof support. Knowledge of these parameters may be useful while developing a design of an individual anchored chock support or a reinforced chock support. The article presents research methodology that enables to simulate operation of anchors mounted pointwise or section wise in rock mass. The methodology is similar to a model of mining tremor caused by movement of large rock mass with initial velocity of impact mass. The article also includes test results of dynamic support of string anchors and an analysis of their operation while dynamically loaded. Moreover, the research covered comparison of anchors operation with various velocities of impact mass, energy or momentum.

16

Process characteristics of hydraulic legs equipped with safety valves at dynamic load caused by a mining tremor

Pytlik A.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 2

595--612

EN

The article presents process characteristics of hydraulic legs, a powered roof support and an individual roof support that are equipped with pressure relief valves and additional safety valves protecting the legs against dynamic loads caused by mining tremors. A two-telescopic hydraulic leg 330 type was tested using dynamic pile testing, equipped with a valve bank with pressure relief valve and an additional safety valve. The tests included the following models of safety valves described in references (Gwiazda, 1997; Irresberger et al., 2008) : slide-piston with a roller spring, seat-cone with gas spring, slide-piston with a roller spring, two-stage valve (a control valve and a main valve connected in one support). Using pressure charts in time function it is possible to determine how fast the amplitudes of pressure increase with the h height of a ram increase, thereby, Ek kinetic energy of ram’s stroke and p momentum impacting the leg equipped with the valve. Maximum pressure in the leg with the slide-piston valve raised to 64 MPa (with impact mass drop at h = 0.25 m) up to 129 MPa (h = 0.3 m) i.e. by 100%. Pressure increase to pmax = 158 MPa was noted during a test of the slide-piston leg equipped with the valve and with a drop of h = 0.5 m This poses a great hazard that can destroy the valve and therefore cause a loss of load-bearing capacity. Conducted research of SHC hydraulic legs of an individual roof support showed that (Pytlik & Pacześniowski, 2012; Pytlik & Rabsztyn, 2011) quick relief valves had higher efficiency than standard valves mounted in SHC legs, which resulted in lower pressure in the leg by 7 MPa. It has an essential importance for stability of leg’s cylinder and its sealing. The test of the leg with a valve battery was based on its dynamic load impacted by a ram (impact mass) of m1 = 4,000 kg relieved at the leg placed between a cross-bar of m2 = 3,300 kg and post’s foundation. Recording of p pressure of the fluid in its space under piston was made with sampling frequency of 9.6 kHz, Moreover, the research also included test of the same type of SHC leg with BZG-2FS battery (equipped with gas spring) using ram’s mass of m1 = 2,0000 kg and the cross-bass of m2 = 6,600 kg. The leg transferred the load, stroke type, of Ek = 29,5 kJ kinetic energy without any damages. A time-lapse analysis of photos showing the opening moment of the safety valve indicated that its opening had taken place 8 ms after the moment when the leg was impacted and indicated propagation of the hydraulic fluid stream’s front with maximum velocity of about 60 m/s, and maximum momentary intensity of fluid flowing through a bypass valve amounted to Qcmax = 683 l/min. The tests of work characteristics of safety valves (Pytlik, 2013, 2014) included valves with M40×2 terminal thread of the following designs: slide-piston – with three rows of fluid outlets, slide-piston – with two rows of fluid outlets, seat-cone – with a single row of fluid outlets. The tests of valves were conducted on the basis of capacity research methodology based on fluid increase of fluid stream caused by mass stroke impacting the leg equipped with the valve, up to twice the working pressure adjusted value of the valve. Such test simulates dynamic load of the hydraulic leg with the valve during mining tremors. Tests results of capacity and valve opening time may be used to determine yielding of an individual powered roof support and to optimize valve construction in order to improve capacity and working time. On the basis of carried out research concerning momentary intensity of Qc flow of safety valves with M40×2 terminal, it may be stated that the valves are characterised by a high level of capacity, presented on charts, and short working time – 3 up to 5 ms. The best technical parameters had a prototype seat-cone valve.

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki pracy stojaków hydraulicznych, obudowy zmechanizowanej i indywidualnej, wyposażonych w zawory przelewowe oraz dodatkowe zawory bezpieczeństwa chroniące stojaki przed przeciążeniami dynamicznymi spowodowanymi wstrząsami górotworu. Badaniom przy obciążeniu dynamicznym, w kafarowym stanowisku badawczym, poddano dwuteleskopowy stojak hydrauliczny 320, wyposażony w stojakowy blok zaworowy z zaworem przelewowym oraz dodatkowym zaworem bezpieczeństwa. W badaniach wykorzystano zawory bezpieczeństwa opisane w literaturze (Gwiazda, 1997; Irresberger i in., 2008) o konstrukcji: suwakowo-tłokowej ze sprężyną walcową, gniazdowo-stożkowej ze sprężyną gazową, suwakowo-tłokowej ze sprężyną walcową, zaworu dwustopniowego (zawór sterujący oraz zawór główny połączone w jednej obudowie). Na podstawie wykresów ciśnienia w funkcji czasu można określić jak szybko rosną amplitudy pików ciśnienia ze wzrostem wysokości h spadku bijaka, a tym samym energii kinetycznej Ek udaru bijaka i pędu p w stojak z zaworem. Maksymalne ciśnienie w stojaku z zaworem o konstrukcji suwakowo-tłokowej wzrosło z ciśnienia o wartości 64 MPa (przy wysokości spadku masy udarowej h = 0,25 m) do 129 MPa (przy h = 0,3 m) – tj. o 100%. Podczas badanie stojaka z zaworem o konstrukcji suwakowo-tłokowej, przy wysokości spadku h = 0,5 m stwierdzono wzrost ciśnienia do wartości pmax = 158 MPa. Stanowi to poważne zagrożenie zniszczenia konstrukcji zaworu, a tym samym utraty podporności przez stojak obudowy. Na podstawie analizy charakterystyk pracy p = f(t) zaworów bezpieczeństwa, obrazujących zmiany wartości ciśnienia w podtłokowej przestrzeni dwuteleskopowego stojaka hydraulicznego 320 podczas obciążania dynamicznego można stwierdzić, że jedynie zawory o konstrukcji suwakowo-tłokowej (z dwoma rzędami otworów wylotowych) oraz gniazdowo-stożkowej, pracowały prawidłowo podczas wszystkich prób i nie wykazywały pulsacji ciśnienia. W przypadku zaworów o konstrukcji suwakowo-tłokowej (z jednym rzędami otworów wylotowych) oraz dwustopniowej, stwierdzono znaczne pulsacje ciśnienia, których skutkiem może być cykliczne przerywanie strugi cieczy w wyniku drgań tłoczka podlegającego z jednej strony naciskowi sprężyny, a z drugiej strony naciskowi wywołanemu ciśnieniem cieczy na wlocie strugi cieczy do zaworu. W przypadku zaworu dwustopniowego, przyczyna pulsacji może być związana z różnymi stałymi czasowymi dwóch zaworów – sterującego i głównego – umieszczonych w jednej obudowie. Prowadzi to do opóźnienia otwarcia zaworu (Sosnica, 2008), co jest główną przyczyną tego, że zawory dwustopniowe wykazują w badaniach dynamicznych dłuższe czasy otwarcia od zaworów konstrukcji jednostopniowej. Stwierdzone zjawisko powstawania pulsacji ciśnienia może w znacznym stopniu przyczyniać się do obniżenia trwałości stojaka oraz hydraulicznych elementów sterowania sekcji obudowy zmechanizowanej, podczas jej pracy w wyrobisku ścianowym, gdzie obciążenie dynamiczne sekcji wynika nie tylko ze wstrząsów górotworu, ale i z technologii wydobycia. Przeprowadzone badania stojaków hydraulicznych typu SHC obudowy indywidualnej wykazały (Pytlik i Pacześniowski, 2012; Pytlik i Rabsztyn, 2011), że szybkoupustowe baterie zaworowe miały większą skuteczność działania od standardowych baterii montowanych w stojakach SHC, co skutkowało zmniejszeniem ciśnienia w stojaku o 7 MPa. Ma to istotne znaczenie dla wytrzymałości cylindra stojaka oraz jego uszczelnień. Badanie stojaka z baterią zaworową polegało na jego dynamicznym obciążeniu poprzez opuszczenie bijaka (masy udarowej) o masie m1 = 4000 kg na stojak rozparty w stanowisku pomiędzy trawersą o masie m2 = 3300 kg, a podstawą stanowiska. Rejestrację ciśnienia p cieczy w jego przestrzeni podtłokowej wykonywano z częstotliwością próbkowania 9,6 kHz, Przeprowadzono również badanie tego samego typu stojaka SHC z baterią typu BZG-2FS (ze sprężyną gazową) przy użyciu masy bijaka m1 = 20000 kg i trawersy o masie m2 = 6600 kg. Stojak przeniósł bez zniszczenia obciążenie o charakterze udarowym o wartości energii kinetycznej równej Ek = 29,5 kJ. Analiza poklatkowa zdjęć obrazujących moment otwarcia zaworu bezpieczeństwa wykazała, że jego otwarcie nastąpiło po czasie 8 ms od momentu obciążania stojaka oraz propagację czoła wypływającej strugi cieczy hydraulicznej z prędkością maksymalną ok. 60 m/s, a maksymalne chwilowe natężenie przepływu cieczy przepływającej przez zawór przelewowy wyniosło Qcmax = 683 l/min. Podstawowym środkiem zabezpieczającym sekcję obudowy zmechanizowanej podczas zjawisk sejsmicznych, indukowanych działalnością górniczą, jest zawór bezpieczeństwa ograniczający ciśnienie w stojakach i podporach hydraulicznych (Gwiazda, 1997; Jacobi, 1981; Klishin i Tarasik, 2002; Stoiński, 1998;). Głównymi parametrami zaworów bezpieczeństwa są czas jego otwarcia oraz przepustowość, która rozumiana jest jako objętościowe natężenie przepływu (Pospolita, 204) cieczy przepływającej przez zawór. Do badań charakterystyk pracy zaworów bezpieczeństwa (Pytlik, 2013; Pytlik, 2014), wytypowano zawory z przyłączem gwintowym M40×2 o następujących konstrukcjach: suwakowo-tłokowej – z trzema rzędami otworów wylotowych cieczy, suwakowo-tłokowej – z dwoma rzędami otworów wylotowych cieczy, gniazdowo-stożkowej – z jednym rzędem otworów wylotowych cieczy. Badania zaworów przeprowadzono na podstawie metodyki badań przepustowości, która polega na impulsowym wzroście ciśnienia strumienia cieczy, wywołanym udarem masy w stojak z zaworem, do wartości 2 krotności ciśnienia roboczego na które nastawiony jest zawór. Taki rodzaj badania symuluje obciążenie dynamiczne stojaka hydraulicznego z zaworem podczas zjawiska tąpnięcia. Wyniki badań przepustowości i czasu otwarcia zaworów mogą być wykorzystane do wyznaczania upodatnienia sekcji obudowy zmechanizowanej oraz do optymalizacji konstrukcji zaworów w celu poprawy przepustowości i szybkości działania. Na podstawie przeprowadzonych badań chwilowego natężenia przepływu Qc zaworów bezpieczeństwa z przyłączem M40×2 można stwierdzić, że zawory te posiadają dużą przepustowość, którą zobrazowano na wykresach oraz krótki czas działania – od 3 do 5 ms. Najlepszymi parametrami technicznymi wykazał się prototypowy zawór konstrukcji gniazdowo-stożkowej.

17

Badania metodą „testu skrzyniowego" statycznej nośności siatek okładzinowych stosowanych w obudowie podporowej i kotwiowej

Pytlik A.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 5

91--96

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań statycznej nośności siatek okładzinowych metodą „testu skrzyniowego". Test skrzyniowy pozwala określać nośność i odksztalcalność torkretu i membran [9] oraz różnego rodzaju okładzin górniczych np. stalowych siatek zgrzewanych, a także obliczać pracę jaką wykonują podczas ich obciążania. Zaproponowany sposób badania jest bardziej zbliżony do rzeczywistej pracy okładzin górniczych i powłok natryskowych w wyrobisku górniczym, niż dotychczas stosowane testy wykonywane w oparciu o normy dotyczące: okładzin siatkowych - PN-G-15050:1996 [6], okładzin żelbetowych - PN-G-06021:1997 [4] oraz betonu natryskowego - PN-G-14100:1997 [5]. Badaniom poddano siatki okładzinowe łańcuchowo-węztowe typu ciężkiego, siatkę zaczepową typu ciężkiego oraz siatkę osłonową zwijaną, lekką, stosowaną w obudowie kotwiowej.

EN

This paper presents the results of the study on static load-capacity of mining grids by use of the "box test". The box test allows to determine the load-capacity and deformability of the gunite and membranes [9] as well as different types of mining grids, such as the welded wire mesh, and to calculate work it performs when loaded. The proposed method of testing is closer to the actual work of mine lining and spray coats in excavations than it was with the test performed on the basis of the standards of mesh linings - PN-G-15050:1996 [6], ferroconcrete linings - PN-G-06021:1997 [4] and shotcrete - PN-G-14100:1997 [5]. This study includes the heavy chain-nodal meshes, a heavy detent mesh and a light shield folding mesh which is applied in the roof bolting.

18

Badania szczelności krążników oraz dynamicznego oporu obracania przy zmiennej prędkości obrotowej

Pytlik A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2014

|

nr 3

83--94

PL

Z praktyki laboratoryjnej i doświadczeń ruchowych z kopalń węgla kamiennego wynika, że jakość obecnie produkowanych standardowych krążników jest niska. Już na etapie produkcji, co potwierdzają badania w Laboratorium GIG, często nie spełniają one wymagań określonych w normie PN-M-46606:2010 [6]. Szczególnie dotyczy to braku szczelności krążników na wodę i pył, co bezpośrednio przekłada się na obniżenie trwałości krążników [1-4]. W związku z powyższym, zaprojektowano i wykonano w GIG stanowiska badawcze, pozwalające, między innymi, na badanie szczelności krążników na wodę i pył zgodnie z normą PN-M-46606:2010, jak również takich parametrów, jak statyczne i dynamiczne opory ruchu krążników, które służą analizie ekonomicznej do obniżenia kosztów transportu. Wspomniane stanowiska badawcze rozbudowano o dodatkowe funkcje w stosunku do wymagań ww. normy, pozwalające na mierzenie temperatury wzów łożyskowych oraz na badanie wpływu prędkości obrotowej i obciążenia krążnika na opory obracania. Badania przeprowadzono na krążnikach o średnicach 133 i 159 mm [9], z węzłem łożyskowym, wyposażonym w łożysko kulkowe jednorzędowe. W krążniku 133 zastosowano nowego typu uszczelnienie hybrydowe (labiryntowo-wargowe) [8], natomiast w krążniku 159 typowe uszczelnienia labiryntowe.

EN

Laboratory practice and tests on motion from coal mines indicate that the quality of currently produced standard rollers is low. The rollers often do not meet the requirements specified in the PN-M-46606: 2010 standard [6] even at the stage of production, which is confirmed by studies carried out in the laboratory at Central Mining Institute (GIG) in Katowice, Poland. This particularly concerns the lack of water and air tightness of rollers, which directly causes a reduction in the rollers durability [1- 4]. Therefore, the research team designed and manufactured test stands in GIG that allow, inter alia, to conduct tests on water tightness and air tightness of rollers in accordance with the PN-M-46606: 2010 standard. Moreover, the test stands measure parameters such as static and dynamic rotational resistance of rollers, which can be used for economic analysis to reduce transport costs. These test stands have been expanded by additional functions in relation to the requirements of the above mentioned standards, in order to measure the temperature of a bearing unit and examine the impact of velocity and rollers load on rotational resistance. The tests included the rollers with diameter of 133 and 159 mm [9], with a bearing unit equipped with single-thrust ball bearing. The roller 133 was equipped with a new type of hybrid sealing (labyrinthine and lip type) [8]. Typical labyrinth seal was used in the roller 159.

19

Stanowiskowe badania przepustowości zaworów bezpieczeństwa stojaków obudowy zmechanizowanej przy impulsowym wzroście ciśnienia symulującym tąpnięcie

Pytlik A.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 7

28--34

PL

Podstawowym środkiem upodatniającym sekcję obudowy zmechanizowanej podczas wstrząsu górotworu jest zawór ograniczający ciśnienie w stojakach i podporach hydraulicznych. Jednym z ważnych parametrów zaworów ograniczających ciśnienie, wpływającym na upodatnienie obudowy, jest jego przepustowość, która rozumiana jest jako natężenie przepływu cieczy przepływającej przez zawór przy zadanym ciśnieniu. W artykule przedstawiono opracowaną przez autora metodykę badań przepustowości (natężenia przepływu) zaworów ograniczających ciśnienie, oznaczonych w normie PN-EN 1804-3+A1:2012 jako typu A oraz zaworów bezpieczeństwa (zwanych upustowymi lub szybkoupustowymi), przeznaczonych szczególnie do pracy w warunkach zagrożenia tąpaniami. Metodyka ta uwzględnia możliwość występowania znacznie wyższych ciśnień niż ww. norma, tj. do 2-krotności ciśnienia roboczego, na które nastawiony jest zawór typu A (norma przewiduje maksymalny wzrost ciśnienia o wartości: 1,5-krotności dla kategorii zaworów 1a – do 60 l/min – oraz 1,2-krotności dla kategorii zaworów IV – powyżej 1000 l/min). Przepustowość zaworu wyznacza się na podstawie badania natężenia przepływu cieczy przy impulsowym wzroście ciśnienia o charakterze udarowym. Taki rodzaj badania symuluje obciążenie dynamiczne stojaka hydraulicznego z zaworem podczas tąpnięcia, dlatego wyniki badań przepustowości zaworów mogą być wykorzystane do wyznaczania upodatnienie sekcji obudowy zmechanizowanej. W artykule przedstawiono również wynika badań przepustowości zaworu bezpieczeństwa z przyłączem gwintowym M40×2 do mocowania w stojaku hydraulicznym.

EN

The basic medium to increase the flexibility of a powered support section during rock mass tremor is a valve which limits the pressure in hydraulic props and bearings. One of the most important parameters of pressure-limiting valves which increases the support flexibility is its flow capacity in the meaning of flow rate of liquids through the valve with a given pressure. This article presents the author’s methodology for research on flow capacity (flow rate) of the pressure-limiting valves marked in the PN-EN 1804-3+A1:2012 standard as A-type as well as safety valves (also called release or quick-release valves) particularly applied in conditions of tremor hazard. Contrary to the abovementioned standard, this methodology allows to expand the range of pressure values twice the working pressure adjusted for A-type valve (the standard provides the maximum increase of pressure by: 1.5 multiplicity of the permitted value for valve category 1a – to 601/min – 1.2 multiplicity of the value for valve category IV – over 1000 l/min). This methodology consists in the indication of valve flow capacity on the basis of the test on liquid flow rate by impulsive increase of the pressure with impact properties. This type of research can simulate the dynamic load of the hydraulic prop with a valve during a tremor. Therefore, the results of the valve flow capacity tests may be used for the indication of increased flexibility of the powered support.

20

Badania torkretu oraz cienkościennych membran natryskowych metodą testu skrzyniowego

Pytlik A.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 12

126--133

PL

W artykule przedstawiono metodykę badań w postaci „testu skrzyniowego”, który pozwala określać nośność i odkształcalność powłok natryskowych, membran oraz różnego rodzaju okładzin górniczych np. stalowych siatek zgrzewanych, a także obliczać pracę jaką wykonują podczas ich obciążania. Zaproponowany sposób badania jest bardziej zbliżony do rzeczywistej pracy obudowy powłokowej i okładzin górniczych w wyrobisku, niż dotychczas stosowane testy wykonywane w oparciu np. o normy na okładziny siatkowe i żelbetowe. Rozpowszechnienie badań wg zaproponowanej metodyki pozwoli na stworzenie bazy wiedzy dotyczącej powłok i okładzin, która w przyszłości pozwoli na opracowanie ilościowych kryteriów ich oceny oraz przydatności do stosowania w określonych warunkach geologiczno-górniczych. W artykule przedstawiono wyniki „testu skrzyniowego” powłok z torkretu wykonanego na bazie spoiw cementowo-mineralnych typu TSM 70 i TSM 70F, produkowanych przez firmę COMPLEX Sp. z o.o. ze Środy Wielkopolskiej, której dystrybutorem jest firma MAS Sp. z o.o. z Katowic, będąca również właścicielem certyfikatu. Wykonano również badania membrany pracującej jako powłoka natryśnięta bezpośrednio na spękaną skałę oraz jako powłoka pracująca w układzie hybrydowym - współpracująca bezpośrednio z torkretem.

EN

This paper presents a research methodology in the form of “boxed test” which allows to determine the load-capacity and deformability of shower covers, membranes and different mine linings i.e. welded steel mesh as well as calculate their operation parameters while loading. The research method proposed in the above mentioned test is closer to the real operation of coating support and mine linings in the excavation than tests performed on the basis of i.e. standards for mesh and ferroconcrete linings applied so far. Dissemination of the research acc. to the proposed methodology may allow to create a knowledge base concerning the above coatings and linings for devising quantitative criteria of their assessment and usability to be applied in particular geological-mining conditions in the future. This paper presents the results of the “boxed test” on coatings from grout made on the basis of cement-mineral binders, type TSM 70 and TSM 70F manufactured by COMPLEX Sp. z o.o. company in Sroda Wielkopolska. Its distributor is the MAS Sp. z o.o. company in Katowice, an owner of the certificate. The research was also performed on the operation membrane in the form of coating showered directly on the cracked rock as well as the coating operating in a hybrid system – directly cooperating with the grout.