Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Seismic strengthening of rigid steel frame with CFRP

Tafsirojjaman T., Fawzia S., Thambiratnam D., Zhao X. L.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 2

334--347

EN

Steel frames are a very popular choice in building construction and are used extensively in high seismic risk regions across the world. These existing and future constructed steel frames may need to undergo seismic strengthening to mitigate the high collapse risk during possible earthquakes in the future. In this study a finite element (FE) model was developed, analysed and the results compared with the present self-performed experimental study using shake table tests of steel frames strengthened with externally bonded carbon fibre reinforced polymers (CFRP) composites to validate the modelling techniques. The validated modelling technique are then used for a comprehensive parametric study on the effects of frequency of excitation, maximum acceleration, modulus of CFRP, thickness of CFRP, number of CFRP layers and adhesive type on the seismic response of the frame structure. The results indicate that externally bonded CFRP strengthening is very effective for seismic strengthening of steel frames. The CFRP strengthening technique reduced the lateral deflection by improving the stiffness and energy absorption capacity of the steel frames.

2

Określenie przyczyny wysokoenergetycznych wstrząsów górotworu na podstawie parametrów mechanizmu ognisk

Stec K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

19--32

PL

Celem badań było określenie przyczyny występowania wysokoenergetycznych wstrząsów (energia E ≥ 1,0E+05 J) w rejonie ściany A położonej pokładzie 405/2 w znajdującej się w zachodniej części siodła głównego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. W badaniach wykorzystano metodę inwersji tensora momentu sejsmicznego dającą w wyniku parametry mechanizmu ognisk (procentowy udział składowych: izotropowej, jednoosiowego ściskania lub rozciągania, składowej ścinającej; azymut i upad płaszczyzn nodalnych; kierunki osi naprężeń tensyjnych i kompresyjnych). Parametry te są wielkościami, które opisują procesy zachodzące w ogniskach wstrząsów i posiadają wyraźny związek z warunkami naprężeniowymi w danym rejonie. Na podstawie otrzymanych parametrów wyznaczono kierunki naprężeń głównych s1, s2, s3 oraz pozostałe parametry takie jak: parametr R = (s2 – s3)/s1 – s3); naprężenie normalne s i ścinania t przy założeniu, że s1 = 1 a s3 = 0; kierunek osi ściskania – rozciągana, kierunek naprężenia horyzontalnego. Przeprowadzone badania wykazały, że przyczyną występowania wysokoenergetycznych wstrząsów podczas eksploatacji ściany A w pokładzie 405/2 była dynamiczna destrukcja warstw stropowych, które uzyskały możliwość przemieszczenia się w kierunku przestrzeni powstałej po wyeksploatowaniu pokładu. Dodatkowym czynnikiem znacznie potęgującym ten proces był udział istniejących w górotworze naprężeń, które pochodziły od występujących w tym rejonie krawędzi i lokalnych uskoków. Wyniki badań stanowiły dodatkową informację dla określenia stanu zagrożenia tąpaniami w tym rejonie. Mianowicie, ze względu na niebezpieczne warunki (parametry naprężeniowe odpowiadające górotworowi o dużej wytrzymałości na ścinanie, w którym wstrząsy cechują się silniejszym oddziaływaniem dynamicznym) wykonane zostały w tym rejonie dodatkowe działania profilaktyczne – strzelania wstrząsowe.

EN

The aim of the research was to determine the cause of high-energy rock mass tremors (energy E ≥ 1,0E+05 J) in the area of longwall A located in seam 505/2, in the western part of the main saddle in the Upper Silesian Coal Basin. The research employed the method of seismic moment tensor inversion which provides parameters of focal mechanism (percentage share of its components: isotropic, uniaxial compression or tension, shear component; trend and dip of nodal planes, directions of tension axes and compression stress). The parameters describe processes occurring in focuses of tremors and they are clearly linked with stress conditions in a given area. Based on the obtained parameters, the directions of principal stresses σ1, σ2, σ3 were determined, as well as other parameters such as: parameter R = (σ2-σ3)/(σ1-σ3); normal stress σ and shear stress τ, assuming that σ1 = 1 and σ3 = 0; direction of Shortening/Extension axis; direction of horizontal stress. The research showed that the cause of the occurrence of high-energy tremors while exploitations longwall A mining seam 405/2, was the dynamic destruction of roof rocks which could displace towards the cavity created after mining the seam. An additional factor significantly magnifying the process was the share of stresses, which originate from the faults in the area, existing in the rock mass. The results of the research provided additional information to determine the degree of rockburst hazard in the area. Due to the very dangerous work conditions (stress parameters reflect the rock mass of high shear strength, where dynamic influence of tremors is stronger) additional preventive actions – distress blastings were made in this area.

3

New criteria to assess seismic and rock burst hazard in coal mines

Mutke G., Dubiński J., Lurka A.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 3

743--760

EN

The paper presents new criteria of seismic and rock burst hazard assessment in Polish hard coal mines where longwall mining system is common practice. The presented criteria are based on the results of continuous recording of seismic events and analysis of selected seismological parameters: spatial location of seismic event in relation to mining workings, seismic energy, seismic energy release per unit coal face advance, b-value of Gutenberg-Richter law, seismic energy index EI, seismic moment M0, weighted value of peak particle velocity PPVW. These parameters are determined in a moving daily time windows or time windows with fixed number of seismic tremors. Time changes of these parameters are then compared with mean value estimated in the analyzed area. This is the basis to indicate the zones of high seismic and rock burst hazard in specific moment in time during mining process. Additionally, the zones of high seismic and rock burst hazard are determined by utilization of passive seismic tomography method. All the calculated seismic parameters in moving time windows are used to quantify seismic and rock burst hazard by four level scales. In practice, assessment of seismic and rock burst hazard is used to make daily decision about using rock burst prevention activities and correction of further exploitation of monitored coal panel.

PL

Zagrożenie sejsmiczne i związane z nim genetycznie zagrożenie tąpnięciem w dalszym ciągu należą do najgroźniejszych zagrożeń naturalnych występujących w polskich kopalniach węgla kamiennego. W ostatnich latach w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) rocznie rejestrowano 1000÷1500 wstrząsów o energii sejsmicznej Es ≥ 1•105J (magnituda lokalna ML ≥ 1.7), a najsilniejsze z nich osiągały energię Es = 4 •109J (ML = 4.1). W latach 1991-2010 odnotowano w GZW 101 tąpnięć, z których około 66% miało miejsce w wyrobiskach chodnikowych, powodując ich uszkodzenia lub całkowite zniszczenie, a w niektórych przypadkach również wypadki śmiertelne. Przedstawiono podstawowe parametry sejsmologiczne stosowane w kraju i w świecie do oceny zagrożenia sejsmicznego. Opisano podstawowe zasady metody kompleksowej oceny stanu zagrożenia tąpnięciem, w skład której wchodzi metoda sejsmologiczna bieżącej (pomiarowej) oceny stanu zagrożenia. Od wielu lat, wraz z ciągłym rozwojem bazy aparaturowej i możliwości w zakresie cyfrowej rejestracji sejsmogramów oraz przetwarzania i interpretacji danych pomiarowych wzrasta znaczenie metod sejsmicznych, które są dzisiaj powszechnie stosowane w polskich kopalniach zagrożonych tąpaniami. Ciągła obserwacja zjawisk sejsmicznych indukowanych w trakcie rozwoju procesu eksploatacji pokładów węgla umożliwiła, w oparciu o zgromadzoną bazę danych, opracowywanie nowych kryteriów zagrożenia sejsmicznego oraz zagrożenia tąpnięciem, które winny wyraźnie poprawić efektywność metody sejsmologii górniczej. W artykule przedstawiono nowe kryteria oceny stanu bieżącego zagrożenia tąpaniami zaproponowane do stosowania w polskich kopalniach węgla kamiennego, które prowadzą eksploatację systemem ścianowym. Kryteria te są oparte na wynikach ciągłej rejestracji sejsmologicznej, połączonej z bieżącą analizą zarejestrowanych wstrząsów i obliczaniem wybranych parametrów sejsmologicznych. Parametry te to położenie ognisk wstrząsów w stosunku do wyrobisk eksploatacyjnych, energia sejsmiczna wstrząsów, suma energii sejsmicznej wyzwolona na każde 5m postępu ściany eksploatacyjnej, wartość wagowanego parametru amplitudy prędkości drgań PPVW, moment sejsmiczny M0, indeks energii EI oraz parametr b rozkładu wstrząsów według relacji Gutenberga-Richtera. Wartości powyższych parametrów są określane dla każdej doby lub w przesuwających się co dobę oknach czasowych lub oknach zawierających określoną liczbę wstrząsów, a następnie porównywane, raz na dobę, z ich wartościami średnimi wyznaczonymi dla obserwowanego rejonu eksploatacji lub z opracowanymi wartościami kryterialnymi. W ten sposób wyznaczane są, dla danego momentu czasu, strefy w których możne wystąpić potencjalnie wysokie zagrożenie sejsmiczne i zagrożenie tąpaniami. Ponadto, w strefach o podwyższonym naprężeniu oraz w strefach o skomplikowanej sytuacji górniczo-geologicznej, charakteryzujących się zaszłościami starej eksploatacji oraz zaburzeniami geologicznycmi, wykonywane są dodatkowo doraźne obliczenia pola prędkości fal sejsmicznych z wykorzystaniem metody tomografii pasywnej. Należy podkreślić, że wszystkie obliczane wartości powyższych parametrów są skwantyfikowane i określają wartości kryterialne w czterostopniowej skali oceny stanu zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpnięciem (tabela 2). Stopnie zagrożenia zostały skwantyfikowane w oparciu wyniki pomiarów sejsmologicznych wykonywanych na bieżąco w sposób ciągły i są wyrażone w formie kryteriów empirycznych, opracowanych na podstawie analizy dużego zbioru danych sejsmicznych oraz obserwacji makroskopowych w wyrobiskach górniczych. Należy podkreślić, że w czasie występowania wysokich stanów zagrożenia sejsmicznego lub zagrożenia tąpnięciem, opracowana metoda pozwala wyznaczyć obszary o podwyższonym stanie zagrożenia, umożliwiając zaprojektowanie i zastosowanie odpowiedniej w miejscu i czasie profilaktyki tąpaniowej. Ważnym aspektem w ocenie stanu zagrożenia sejsmicznego i tąpaniami jest problem ciągłego przemieszczania się stref zagrożenia (stref podwyższonych naprężeń) w czasie prowadzonej eksploatacji. Dla uchwycenia nie tylko miejsc potencjalnego zagrożenia, ale również określenia w jakim momencie czasu pojawia się strefa potencjalnego zagrożenia, zaproponowano analizę parametrów kryterialnych w przesuwających się oknach czasowych z dobowym raportowaniem wyników. W artykule przedstawiono dotychczasowe kryteria oceny stanu zagrożenia tąpnięciem – tabela 1 (Barański i in., 2007), stosowane aktualnie przez większość kopalń w polskim górnictwie węglowym. Kryteria te w części przypadków nie prowadziły do zadawalających i w pełni wiarygodnych wskazań, ze względu na małą liczbę analizowanych parametrów sejsmologicznych oraz brak sekwencyjnej analizy ich zmian w czasie prowadzonej eksploatacji. Wady te uwzględnia nowe podejście metodyczne do oceny stanu zagrożenia. Nowe kryteria oceny stanu zagrożenia sejsmicznego i zagrożenia tąpnięciem przedstawiono w tabeli 2. Zakwalifikowanie do określonego stanu zagrożenia wymaga spełnienia wartości kryterialnych przez więcej niż połowę parametrów sejsmicznych, przypisanych do określonego stanu zagrożenia i rodzaju wyrobiska. Skuteczność przedstawionych nowych kryteriów oceny stanu sejsmicznego i zagrożenia tąpnięciem, opartych o sekwencyjną analizę wybranych parametrów kryterialnych w przemieszczających się co dobę oknach czasowych, została pokazana na przykładach obliczeniowych rzeczywistych sytuacji pomiarowych uzyskanych podczas eksploatacji pokładu węgla 510 ścianą nr. 6 oraz pokładu 503 ścianą nr. 3 w KWK Bobrek-Centrum. Przeprowadzono dyskusję opracowanych kryteriów dowodząc, że stosowanie do oceny stanu zagrożenia tąpaniami różnych parametrów wstrząsów jest niezbędne, aby na bieżąco obserwować to zagrożenie w zależności od różnych mechanizmów wstrząsów i dla różnych sytuacji górniczo-geologicznych. Analiza jednego parametru kryterialnego może często doprowadzić do błędnych wniosków i niskiej wiarygodności wykonanej oceny stanu zagrożenia. Z tej przyczyny w najnowszej wersji metody sejsmologicznej zaproponowanej do stosowania w polskich kopalniach węgla kamiennego, uwzględniono pięć niezależnych parametrów sejsmologicznych opisanych w tabeli 2.

4

Uszkodzenia obudowy i wyrobiska zaistniałe w wyniku wstrząsu sejsmicznego

Nierobisz A.

Wiadomości Górnicze

|

2011

|

R. 62, nr 12

717-724

PL

W artykule zaprezentowano wybrane dwa zagadnienia z monografii o roli obudowy i jej wzmocnień w bezpiecznym utrzymaniu wyrobisk korytarzowych w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w warunkach zagrożenia tąpaniami. Składać się ona będzie z dwunastu rozdziałów poświęconych m.in.: ocenie stanu zagrożenia wstrząsami górotworu i tąpaniami, odporności obudowy wyrobisk korytarzowych na obciążenia dynamiczne, analizie zasad doboru obudowy do wyrobisk zagrożonych tąpaniami, analizie statystycznej za lata 1990-2010, metodzie prognozowania, metodzie projektowania systemów obudowy w górotworze skłonnym do tąpań.

EN

The article presents selected problems from a monograph on the role of a support and its reinforcement in safe maintaining of roadways in coal mines of the Upper Silesian Coal Basin under the conditions of rock burst hazard. The monograph will consist of twelve chapters devoted, among others, to: the assessment of the risk of rocks shocks and rock bursts, and rock burst, resistance of roadways' supports to dynamic loads, analysis, of the principle applied in selection of support for workings prone to rock burst hazard, a statistical analysis for the years of 1990-2010, the method of forecasting, the method of designing of support systems in the strata prone to rockbursts.

5

Komory dyfuzyjne-przykład zróżnicowanej reologicznie reakcji osadu ziarnistego na wstrząs sejsmiczny

Wojewoda J.

Przegląd Geologiczny

|

2008

|

Vol. 56, nr 9

842-847

EN

Frontally fluidized slump sheet containing water-and-sediment escape structures, interpreted as earthquake-driven deposit occur in Permian conglomerates in Golińsk (Saxonian, Mieroszów Conglomerate Member) in the Intrasudetic Synclinorium. Their internal architecture, lithology and position within the slump sheet suggest a rheologically differentiated reaction of sediment to the seismic shock - from brittle failure to liquefaction. The onset of the latter involved diffusional grain displacement in zones of contrasting density resulted from brittle fracture in unconsolidated sediment.

6

Analiza odpowiedzi dynamicznej zapory ziemnej w Czorsztynie-Niedzicy na nierównomierne wymuszenie kinematyczne

Dulińska J.

Inżynieria i Budownictwo

|

2005

|

R. 61, nr 7

378-382

PL

Przeanalizowano odpowiedź dynamiczną na wstrząs sejsmiczny, który wystąpił na Podhalu w grudniu 2004 roku. Porównano wyniki uzyskane przy założeniu o nierównomiernym wymuszeniu kinematycznym z rezultatami uzyskanymi w przypadku modelu klasycznego, zakładającego równomierne wymuszenie kinematyczne. Analizowano odpowiedź dynamiczną obiektu przyjmując różne prędkości propagacji fali wstrząsowej na podłożu skalnym, na którym jest posadowiona zapora.

EN

The paper presents the analysis of dynamic response of earth dam Czorsztyn-Niedzica to seismic event which took place in Southern Poland - Podhale - in December 2004. Results obtained for non-uniform kinematic excitation were compared to results obtained for classic model in which differences in excitation along the structure were neglected. Various velocities of wave propagation in bedrock were analysed as well.

7

Sposób zwiększenia skuteczności odprężania górotworu wraz z oceną strzelań przodkowych w kopalniach rud miedzi.

Jaśkiewicz K., Lehmann J., Szczepanik C., Szpaczyński L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1998

|

R. 43, nr 12

691-695

PL

Przedstawiono nowy sposób inicjowania silnych wstrząsów sejsmicznych robotami strzałowymi urabiajaco-odprężającymi z wykorzystaniem skoncentrowanego ładunku materiałów wybuchowych (MW) umieszczonego w wielkośrednicowym otworze strzałowym. Dokonano wstępnej oceny skuteczności zaproponowanej metody w warunkach geologiczno-górniczych oddziału G-6 Kopalni RUDNA oraz oddziału G-6 Kopalni LUBIN.

EN

There is presented a new method initiating strong seismic tremors by means of blastings with use of concentrated MW charge placed in a blast-hole of great diameter. The effectiveness of the proposed method was temporarily evaluated in the geological mining coditions of G-6 flats of the Mines RUDNA and LUBIN.