Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Strategic conditions for the future of brown coal mining in Poland

Kasztelewicz Z., Tajduś A., Cała M., Ptak M., Sikora M.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 4

155--178

EN

The national power industry is based primarily on its own energy mineral resources such as hard and brown coal. Approximately 80% of electrical energy production from these minerals gives us complete energy independence and the cost of its production from coal is the lowest in comparison to other sources. Poland has, for many decades had vast resources of these minerals, the experience of their extraction and processing, the scientific-design facilities and technical factories manufacturing machines and equipment for own needs, as well as for export. Nowadays coal is and should be an important source of electrical energy and heat for the next 25–50 years, because it is one of the most reliable and price acceptable energy sources. This policy may be disturbed over the coming decades due to the depletion of active resources of hard and brown coal. The conditions for new mines development as well as for all coal mining sector development in Poland are very complicated in terms of legislation, environment, economy and image. The authors propose a set of strategic changes in the formal conditions for acquiring mining licenses. The article gives a signal to institutions responsible for national security that without proposed changes implementation in the legal and formal process it, will probably not be possible to build next brown coal, hard coal, zinc and lead ore or other minerals new mines.

PL

Krajowa energetyka oparta jest w głównej mierze na własnych surowcach energetycznych takich jak węgiel kamienny i brunatny. Produkcja ponad 80% energii elektrycznej z tych kopalin daje nam pełną niezależność energetyczną, a koszty produkcji energii z tych surowców są najmniejsze w stosunku do innych technologii. Polska posiada zasoby tych kopalin na wiele dziesiątków lat, doświadczenie związane z ich wydobyciem i przeróbką, zaplecze naukowo-projektowe oraz fabryki zaplecza technicznego produkujące maszyny i urządzenia na własne potrzeby, a także na eksport. Węgiel jest i winien pozostać przez najbliższe 25–50 lat istotnym źródłem zaopatrzenia w energię elektryczną i ciepło, gdyż stanowi jedno z najbardziej niezawodnych i przystępnych cenowo źródeł energii. Polityka ta w okresie następnych dekad może być zachwiana z powodu wyczerpywania się udostępnionych zasobów węgla. Uwarunkowania dla budowy nowych kopalń, a tym samym dla rozwoju górnictwa w Polsce są bardzo złożone zarówno pod względem prawnym, środowiskowym, ekonomicznym, jak i wizerunkowym. Autorzy proponują zmiany, które rozwiązywałyby problemy w przedmiocie uzyskiwania koncesji wydobywczych. Artykuł sygnalizuje instytucjom odpowiedzialnym za bezpieczeństwo Polski, że bez wprowadzenia zaproponowanych istotnych zmian w procesie formalnoprawnym jest mało prawdopodobne, aby wybudowano, tak potrzebne kopalnie węgla brunatnego, kamiennego, rud cynku i ołowiu czy innych kopalin.

2

Seismicity and rock burst hazard assessment in fault zones: a case study

Tajduś A., Cała M., Tajduś K.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

747--765

EN

The coal exploitation in the Upper Silesia region (along the Vistula River) triggers the strata seismic activity, characterized by very high energy, which can create mining damage of the surface objects, without any noticeable damages in the underground mining structures. It is assumed that the appearance of the high energy seismic events is the result of faults’ activation in the vicinity of the mining excavation. This paper presents the analysis of a case study of one coal mine, where during exploitation of the longwall panel no. 729, the high energy seismic events occurred in the faulty neighborhood. The authors had analyzed the cause of the presented seismic events, described the methods of energy decreasing and applied methods of prevention in the selected mining region. The analysis concluded that the cause of the high energy seismic events, during the exploitation of the longwall panel no. 729 was the rapid displacements on the fault surface. The fault’s movements arose in the overburden, about 250 m above the excavated longwall panel, and they were strictly connected to the cracking of the thick sandstone layer.

PL

Eksploatacja pokładów węgla w rejonie nadwiślańskim Górnego Śląska wywołuje aktywność sejsmiczną górotworu przejawiającą się wstrząsami o bardzo wysokich energiach, które nie powodują szkód w wyrobiskach górniczych, lecz są silnie odczuwane na powierzchni terenu w postaci znacznych drgań powierzchni często prowadzących do uszkodzeń obiektów budowlanych. Prognozuje się, że występowanie wstrząsów o wysokich energiach jest wynikiem uaktywnienia się uskoków spowodowanych eksploatacją prowadzoną w ich pobliżu. Podczas eksploatacji ściany 729 w sąsiedztwie uskoku również wystąpiły wstrząsy o bardzo wysokich energiach. W artykule dokonano analizy przyczyn występowania tych wstrząsów, opisano sposoby zmniejszenia energii wstrząsów i zapobiegania wystąpieniu tąpnięcia w rejonie tej ściany. Z przeprowadzonych analiz wynika, że przyczyną występowania wstrząsów o bardzo wysokich energiach podczas eksploatacji ściany 729 są nagłe przemieszczenia na uskoku zachodzące w nadkładzie około 250 m nad eksploatowaną ścianą połączone z pękaniem grubej warstwy piaskowca.

3

Influence of the anhydrite interbeds on a stability of the storage caverns in the Mechelinki salt deposit (Northern Poland)

Cała M., Cyran K., Kowalski M., Wilkosz P.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 4

1007--1025

EN

This paper presents a complex study of anhydrite interbeds influence on the cavern stability in the Mechelinki salt deposit. The impact of interbeds on the cavern shape and the stress concentrations were also considered. The stability analysis was based on the 3D numerical modelling. Numerical simulations were performed with use of the Finite Difference Method (FDM) and the FLAC3D v. 6.00 software. The numerical model in a cuboidal shape and the following dimensions: length 1400, width 1400, height 1400 m, comprised the part of the Mechelinki salt deposit. Three (K-6, K-8, K-9) caverns were projected inside this model. The mesh of the numerical model contained about 15 million tetrahedral elements. The occurrence of anhydrite interbeds within the rock salt beds had contributed to the reduction in a diameter and irregular shape of the analysed caverns. The results of the 3D numerical modelling had indicated that the contact area between the rock salt beds and the anhydrite interbeds is likely to the occurrence of displacements. Irregularities in a shape of the analysed caverns are prone to the stress concentration. However, the stability of the analysed caverns are not expected to be affected in the assumed operation conditions and time period (9.5 years).

PL

W artykule przedstawiono kompleksowe studium wpływu wkładek anhydrytowych na stateczność kawern magazynowych w złożu soli kamiennej Mechelinki. Rozważany był także wpływ wkładek anhydrytowych na kształt kawern magazynowych i koncentrację naprężeń. Analizę stateczności przeprowadzono z wykorzystaniem metod modelowania numerycznego. W symulacjach numerycznych została zastosowana metoda różnic skończonych i program FLAC3D v. 6.00. W celu wykonania symulacji numerycznych zbudowano model numeryczny analizowanego obszaru. Model numeryczny w kształcie sześcianu i wymiarach 1400 × 1400 × 1400 m obejmował część złoża Mechelinki oraz trzy kawerny magazynowe (K-6, K-8, K-9). Siatka modelu składała się z 15 milionów teraedrycznych elementów. Występowanie wkładek anhydrytowych w obrębie pokładu soli kamiennej przyczyniło się do redukcji średnicy i nieregularności kształtu analizowanych kawern magazynowych. Wyniki modelowania numerycznego 3D wykazały, że strefy kontaktu pomiędzy warstwami soli kamiennej i wkładkami anhydrytowymi są podatne na występowanie przemieszczeń. Ponadto, obszary koncentracji naprężeń są związane z nieregularnością kształtu komór magazynowych. Symulacje numeryczne wykazały, że stateczność analizowanych komór w przyjętych warunkach eksploatacji i analizowanym 9.5-letnim okresie nie zostanie naruszona.

4

Koncepcja eksploatacji złoża rud miedzi w polu RU-XXIII/8 O/ZG Rudna

Cała M., Dębkowski R., Anderko A., Piasecki P.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2017

|

nr 1

17--32

PL

Przedstawiono koncepcję prowadzenia robót górniczych w polu RU-XXIII/8, zlokalizowanego w rejonie upadowych N-4÷N-6 O/ZG Rudna, w aspekcie uwarunkowań geologiczno-górniczych w tym polu i jego sąsiedztwie. Przedkładana koncepcja zakłada etapowe wybieranie złoża w rejonie ww. upadowych, z wykorzystaniem dotychczasowych doświadczeń kopalni z rejonów o zbliżonych warunkach geologiczno-górniczych. Scharakteryzowano aktywność sejsmiczną, towarzyszącą dotychczasowej eksploatacji w sąsiedztwie przedmiotowego pola. Przedstawiono kierunki prowadzenia robót górniczych w polu RU-XXIII/8 oraz prognozę aktywności sejsmicznej.

EN

The concept of mining works considering the geological and mining conditions in panel RU-XXIII/8 in “Rudna” mine, located in the vicinity of dips N-4 – N-6 of Rudna mine is presented in the paper. Described concept assumes mining of the deposit in the vicinity of above mentioned dips in three stages, using the experience to date from the areas of the mine with the similar geological and mining conditions. Seismic activity induced by mining works to date in the vicinity of the panel was described. Guidelines for conducting mining works and prediction of seismic activity in the panel RU-XXIII/8 were presented.

5

Analiza wpływu separowanych popiołów dennych na mrozoodporność betonu

Wałach D., Cała M., Ostrowski K., Jaskowska-Lemańska J.

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2017

|

nr 1(19)

47--54

PL

Zagospodarowanie ubocznych produktów spalania węgla (UPS) w postaci popio- łów pochodzących z elektrowni i elektrociepłowni stanowi dziś duże wyzwanie. W przypadku UPS z kotłów pyłowych zagadnienia wpływu ich dodatku do mieszanek betonowych są powszechnie znane w odniesieniu do właściwości reologicznych, wytrzymałości, trwałości, mrozoodporności i odporności na korozję betonu. Jednak w przypadku popiołów z kotłów fluidalnych ich wpływ na powyższe właściwości nie został w chwili obecnej jednoznacznie zdefiniowany. W artykule przedstawiono wyniki badań mrozoodporności betonów zawierających różne frakcje popiołów dennych z kotłów pyłowych i fluidalnych. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość zastąpienia części kruszywa bądź cementu popiołem przy zachowaniu wymagań stawianych betonom w odniesieniu do ich odporności na działanie mrozu.

EN

Management of coal combustion by-products in the form of ash from the power plant is currently big challenge. In the case of coal combustion by-products from pulverized-fuel boiler the effects of their addition to the concrete mixtures are well known in regard to the strength, durability, frost resistance and corrosion resistance of concrete. However, in the case of ashes from fluidized bed boilers, the impact of this ashes on these parameters is not deeply defined. The article presents the results of frost resistance of concrete containing various fractions of bottom ash from pulverized-fuel boilers and fluidized bed boilers. The results indicate that it is possible to replace part of the coarse aggregate or cement by ash from power plant, while requirements with regard to frost resistance of concrete are satisfied.

6

Long term analysis of deformations in salt mines: Kłodawa Salt Mine case study, central Poland

Cała M., Tajduś A., Andrusikiewicz W., Kowalski M., Kolano M., Stopkowicz A., Cyran K., Jakóbczyk J.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

565--577

EN

Located in central Poland, the Kłodawa salt dome is 26 km long and about 2 km wide. Exploitation of the dome started in 1956, currently rock salt extraction is carried out in 7 mining fields and the 12 mining levels at the depth from 322 to 625 meters below sea level (m.b.s.l.). It is planned to maintain the mining activity till 2052 and extend rock salt extraction to deeper levels. The dome is characterised by complex geological structure resulted from halokinetic and tectonic processes. Projection of the 3D numerical analysis took into account the following factors: mine working distribution within the Kłodawa mine (about 1000 rooms, 350 km of galleries), complex geological structure of the salt dome, complicated structure and geometry of mine workings and distinction in rocks mechanical properties e.g. rock salt and anhydrite. Analysis of past mine workings deformation and prediction of future rock mass behaviour was divided into four stages: building of the 3D model (state of mine workings in year 2014), model extension of the future mine workings planned for extraction in years 2015-2052, the 3D model calibration and stability analysis of all mine workings. The 3D numerical model of Kłodawa salt mine included extracted and planned mine workings in 7 mining fields and 14 mining levels (about 2000 mine workings). The dimensions of the model were 4200 m × 4700 m × 1200 m what was simulated by 33 million elements. The 3D model was calibrated on the grounds of convergence measurements and laboratory tests. Stability assessment of mine workings was based on analysis of the strength/stress ratio and vertical stress. The strength/stress ratio analysis enabled to indicate endangered area in mine workings and can be defined as the factor of safety. Mine workings in state close to collapse are indicated by the strength/stress ratio equals 1. Analysis of the vertical stress in mine workings produced the estimation of current state of stress in comparison to initial (pre-mining) conditions. The long-term deformation analysis of the Kłodawa salt mine for year 2014 revealed that stability conditions were fulfilled. Local disturbances indicated in the numerical analysis were connected with high chambers included in the mining field no 1 and complex geological structure in the vicinity of mine workings located in the mining fields no 2 and 3. Moreover, numerical simulations that projected the future extraction progress (till year 2052) showed positive performance. Local weakness zones in the mining field no 7 are associated with occurrence of carnallite layers and intensive mining which are planned in the mining field no 6 at the end of rock salt extraction.

PL

Wydobycie soli kamiennej w Kopalni Soli Kłodawa prowadzone jest obecnie w 7 polach eksploatacyjnych na 12 poziomach kopalniach (głębokość 322 - 625 m p.p.m.). Planowane przedłużenie eksploatacji do roku 2052, wiąże się z udostępnieniem zasobów na kolejnych (niższych) poziomach kopalnianych. Kopalnia Soli Kłodawa eksploatuje sól kamienną w wysadzie solnym, który charakteryzuje się skomplikowaną budową geologiczną. W modelu numerycznym Kopalni Soli Kłodawa odwzorowano przestrzenny układ wyrobisk kopalnianych (około 1000 komór i 350 km wyrobisk chodnikowych), złożoną geometrię wyrobisk, skomplikowaną budowę geologiczną wysadu oraz uwzględniono zróżnicowanie własności mechanicznych skał. Analizę numeryczną deformacji wyrobisk kopalnianych (dotychczas wybranych i planowanych do wybrania) podzielono na 4 etapy, które obejmowały: budowę modelu 3D kopalni (za bazowy przyjęto stan wyrobisk w roku 2014), rozszerzenie modelu o wyrobiska planowane do wykonania w latach 2015-2052, kalibrację modelu 3D, analizę stateczności. Model numeryczny 3D obejmował wycinek górotworu o wymiarach 4200 m × 4700 m × 1200 m. Model buduje około 33 miliony elementów. Kalibrację modelu wykonano na podstawie pomiarów konwergencji (prowadzonych w kopalni) oraz wyników testów laboratoryjnych skał budujących złoże. Ocenę stateczności wyrobisk kopalnianych przedstawiono na podstawie analizy stanu wytężenia oraz analizy stanu naprężenia w górotworze. Wyniki przeprowadzonej analizy numerycznej wykazały, że warunek stateczności wyrobisk Kopalni Soli Kłodawa jest spełniony dla stanu na rok 2014. Lokalnie występujące strefy wytężenia związane są z wysokimi komorami w polu eksploatacyjnym nr 1 oraz złożoną budową geologiczną w otoczeniu wyrobisk zlokalizowanych w polach eksploatacyjnych nr 2 i 3. Prognoza dla projektowanego stanu wyrobisk w roku 2052 (zakończenie eksploatacji) wykazała pozytywne rezultaty. Lokalne strefy osłabienia, które zidentyfikowano w polu eksploatacyjnym nr 7, związane są z występowaniem warstw karnalitu oraz intensywnymi pracami górniczymi, które w ostatniej fazie eksploatacji będą skoncentrowane w polu eksploatacyjnym nr 6.

7

Location of opening-out cross-cuts in relation to rockburst hazard conditions along the face in the light of model testing

Chlebowski D., Zorychta A., Burtan Z., Cała M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 1

121--130

EN

The paper outlines the main objectives of the method used for assessment of rockburst hazard during longwall mining operations taking into account factors expressing the confined work conditions. Relying on analytical approach, the conditions are examined that are likely to trigger the rockburst occurrence along the face, with regards to the location of cross-cuts and taking into account the presence of past excavation and geological disorders in the overlying strata. Simulation data apply to three cases of model loading, representing the impacts of residual pillars, gobs surrounded by undisturbed blocks of coal and the presence of faults, whilst the procedure involves five possible locations of opening-out cross-cuts in relation to characteristic points in the model. Results are examined basing on variability patterns of stress concentration and energy density distribution in the proximity of the workface in the course of progressing mining operations.

PL

W artykule przedstawiono główne założenia wykorzystanej metody oceny stanu zagrożenia tąpaniami towarzyszącego wybieraniu złoża pokładowego systemem ścianowym z uwzględnieniem oddziaływania elementów opisujących skrępowane warunki prowadzenia robót. Wychodząc z rozważań analitycznych analizie poddano kwestie związane z możliwością wystąpienia tąpnięcia na wybiegu frontu eksploatacyjnego w funkcji usytuowania wyrobisk startowych względem pozostawionych w warstwach nadbudowy typowych zaszłości eksploatacyjnych lub zaburzeń geologicznych. Zaprezentowano rezultaty symulacji komputerowych dla trzech schematów obciążenia modelowego ilustrującego wpływ filara resztkowego, zrobów otoczonych caliznami i uskoku o dużym zrzucie z uwzględnieniem pięciu różnych lokalizacji przecinek ścianowych w stosunku do punktów charakterystycznych modelu. Dyskusję wyników prowadzono w oparciu o rozkłady zmienności współczynnika koncentracji naprężeń oraz gęstości energii generowanej w otoczeniu frontu w konsekwencji rozwoju eksploatacji.

8

The influence of normal fault on initial state of stress in rock mass

Tajduś A., Cała M., Tajduś K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

109--120

EN

Determination of original state of stress in rock mass is a very difficult task for rock mechanics. Yet, original state of stress in rock mass has fundamental influence on secondary state of stress, which occurs in the vicinity of mining headings. This, in turn, is the cause of the occurrence of a number of mining hazards, i.e., seismic events, rock bursts, gas and rock outbursts, falls of roof. From experience, it is known that original state of stress depends a lot on tectonic disturbances, i.e., faults and folds. In the area of faults, a great number of seismic events occur, often of high energies. These seismic events, in many cases, are the cause of rock bursts and damage to the constructions located inside the rock mass and on the surface of the ground. To estimate the influence of fault existence on the disturbance of original state of stress in rock mass, numerical calculations were done by means of Finite Element Method. In the calculations, it was tried to determine the influence of different factors on state of stress, which occurs in the vicinity of a normal fault, i.e., the influence of normal fault inclination, deformability of rock mass, values of friction coefficient on the fault contact. Critical value of friction coefficient was also determined, when mutual dislocation of rock mass part separated by a fault is impossible. The obtained results enabled formulation of a number of conclusions, which are important in the context of seismic events and rock bursts in the area of faults.

9

Stability analysis of underground mining openings with complex geometry

Cała M., Stopkowicz A., Kowalski M., Blajer M., Cyran K., d'Obryn K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

25--32

EN

Stability of mining openings requires consideration of a number of factors, such as: geological structure, the geometry of the underground mining workings, mechanical properties of the rock mass, changes in stress caused by the influence of neighbouring workings. Long-term prediction and estimation of workings state can be analysed with the use of numerical methods. Application of 3D numerical modelling in stability estimation of workings with complex geometry was described with the example of Crystal Caves in Wieliczka Salt Mine. Preservation of the Crystal Caves reserve is particularly important in view of their unique character and the protection of adjacent galleries which are a part of tourist attraction included in UNESCO list. A detailed 3D model of Crystal Caves and neighbouring workings was built. Application of FLAC3D modelling techniques enabled indication of the areas which are in danger of stability loss. Moreover, the area in which protective actions should be taken as well as recommendations concerning the convergence monitoring were proposed.

10

Inclinometer monitoring system for stability analysis: the western slope of the Bełchatów field case study

Cała M., Jakóbczyk J., Cyran K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 2

3--13

EN

The geological structure of the Bełchatów area is very complicated as a result of tectonic and sedimentation processes. The long-term exploitation of the Bełchatów field influenced the development of horizontal displacements. The variety of factors that have impact on the Bełchatów western slope stability conditions, forced the necessity of complex geotechnical monitoring. The geotechnical monitoring of the western slope was carried out with the use of slope inclinometers. From 2005 to 2013 fourteen slope inclinometers were installed, however, currently seven of them are in operation. The present analysis depicts inclinometers situated in the north part of the western slope, for which the largest deformations were registered. The results revealed that the horizontal displacements and formation of slip surfaces are related to complicated geological structure and intensive tectonic deformations in the area. Therefore, the influence of exploitation marked by changes in slope geometry was also noticeable.

11

What were the reasons for the rapid landslide occurrence in “Piaseczno” open pit? – analysis of the landslide process

Jakóbczyk J., Cała M., Stopkowicz A.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2015

|

Vol. 37, nr 1

25--35

EN

Landslides are major natural hazards occurring in opencast mining. The problem of slope stability failure in the existing open pit mines as well as in those which are at a stage of technical closure is current issue in Poland and all over the world. This problem requires conducting in-depth and meaningful analysis which will identify the causes of processes characterized by a very rapid course and large extent. The paper presents the analysis of the landslide causes, which took place on May 11, 2011 on the western slope of the internal dump in “Piaseczno” sulphur mine (at a stage of technical closure). It was the first native sulphur open pit mine in Poland in which the exploitation was carried out from 1958 untill 1971. Reclamation works have been ongoing since 2005. The aim of these works is to create water body which will be used for recreational purposes. During the reclamation works on the western slope of “Piaseczno” reservoir the landslide processes were activated. A detailed description of geology and preliminary analyses of landslide processes are given in [1]. The development of landslide took place in a very violent manner. Moreover, the occurrence of the landslide caused the movement of the reservoir shoreline by about 350 meters and created a bay with the area of approximately 6 hectares. Displacement of 600 000 m3 of soil masses under the water resulted in its level rising by 56 cm. The total volume of ground masses was over 1 million m3. The analysis of the landslide process activation was carried out for two representative cross-sections of the internal dump. Numerical calculations were performed using the Limit Equilibrium Method (SLOPE/W GeoStudio) and the Finite Difference Method using the Shear Strength Reduction Method (FLAC Slope). They were aimed at determining the shape and extent of potential slip surface, which would correspond to the observed landslide. The purpose of the analysis, the results of which are presented in the article, was to define how the process proceeded and what factors contributed to its activation.

12

Metro w Krakowie niezbędne i wcale nie tak drogie, jak się to przedstawia

Karpiński-Rzepa M., Miciak J., Tajduś A., Cała M.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2015

|

Nr 3

34--37

PL

Z prof. dr. hab. inż. ANTONIM TAJDUSIEM, rektorem AGH w latach 2005–2012, obecnie kierownikiem Katedry Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki na Wydziale Górnictwa i Geoinżynierii, przewodniczącym Centralnej Komisji do Spraw Stopni i Tytułów w kadencji 2013–2016, oraz z dr. hab. inż. MARKIEM CAŁĄ, prof. AGH, sekretarzem Sekcji Mechaniki Górotworu PAN, członkiem International Society for Rock Mechanics, przewodniczącym małopolskiego oddziału Polskiego Komitetu Geotechniki, rozmawiają MARIUSZ KARPIŃSKI-RZEPA i JOANNA MICIAK, Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

EN

Mariusz Karpiński-Rzepa, Joanna Miciak talk to Professor Antoni Tajduś, Rector of AGH (University of Science and Technology in Krakow) in 2005-2012, currently the head of the Chair of Georrtechanics, Civil Engineering and Geotechnics at the Faculty of Mining and Geoengineering, Chairman of the Central Commission for Academic Degrees and Titles during the term of 2013-2016, and to Professor Marek Cala, Secretary of the Section for Rock Mass Mechanics of the Polish Academy of Sciences, member of the International Society for Rock Mechanics.

13

Evaluation of load capacity of shaft collar subject to unintended exceptional loads

Wałach D., Dybeł P., Cała M., Jaskowska-Lemańska J.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 2

613--624

EN

The article presents an evaluation of the technical conditions of the shaft collar as well as its load capacity in which the consequences of uncontrolled displacement of part of the ventilation drift could have caused additional stress to occur. On the basis of comprehensive diagnostic examination undertaken by the authors, a comprehensive analysis of the static resistance of the shaft collar, which takes into consideration the exceptional unintended load. Examinations as well as calculations carried out have allowed for the evaluation of the practical degree of danger for shaft objects (constructions) as well as their infrastructure.

PL

Obiekty szybowe stanowią bardzo istotną rolę w całym procesie wydobywczym każdej kopalni. Ze względu na swoje znaczenie obiekty szybowe oraz ich infrastruktura wymagają szczególnego dozoru w zakresie ich stanu technicznego, który wpływa nie tylko na bezpieczeństwo ich użytkowników ale przede wszystkim na możliwość prowadzenia, niejednokrotnie w sposób ciągły, procesów technologicznych umożliwiających wydobycie. Nawet niewielkie zakłócenia w zakresie użytkowania obiektów szybowych mogą spowodować całkowity paraliż w zakresie prowadzonych prac eksploatacyjnych. Stąd istotnym jest utrzymywanie takich obiektów w odpowiednim stanie technicznym, co niejednokrotnie wymaga stałego monitoringu ich zachowania się pod wpływem działających na nie obciążeń statycznych jak i dynamicznych. W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek nieprawidłowości mogących doprowadzić analizowane obiekty do awarii, należy podjąć natychmiastowe działania naprawcze umożliwiające ich prawidłowe użytkowanie. Brak odpowiednich działań naprawczych i zabezpieczających może skutkować katastrofą budowlaną o ogromnych zasięgu. W niniejszym artykule przedstawiono jeden z takich przypadków, gdzie w jednej z kopalni węgla kamiennego wskutek niekontrolowanego przemieszczenia się części lunety wentylacyjnej, która jednocześnie stanowiła posadowienie dla dwóch słupów ram budynku nadszybia, mogło dojść do powstania dodatkowych naprężeń w elementach głowicy szybowej oraz samej obudowy szybowej. Przeprowadzone przez autorów badania obejmujące opis i analizę stanu istniejącego wraz z dokumentacją fotograficzną oraz kontrolne obliczenia statyczno-wytrzymałościowe głowicy szybowej uwzględniające niezamierzone obciążenia wyjątkowe pozwoliły ocenić realny stopień zagrożenia dla obiektów szybowych oraz jego infrastruktury. Na podstawie przeprowadzonej wizji lokalnej, która obejmowała swoim zakresem obszar bezpośredni wokół analizowanego szybu, kanału wentylacyjnego i głowicy szybowej, stwierdzono niewielkie przemieszczenia z rotacją części L-2 lunety wentylacyjnej zauważalne na łączeniach dylatacyjnych, pionowe pęknięcia na łączach dylatacyjnych poszczególnych części lunety wentylacyjnej, przemieszczenie pionowe części L-1 lunety wentylacyjnej względem głowicy szybowej. Na podstawie przeprowadzonej analizy uszkodzeń założono, że czynniki wywołujące przemieszczania się poszczególnych elementów kanału wentylacyjnego ustabilizowały się czego potwierdzeniem był brak uszkodzeń plomb. Dodatkowym potwierdzeniem stabilizacji ewentualnych zjawisk wywołujących przemieszczenia się kanału wentylacyjnego były wyniki prowadzonych cyklicznie pomiarów geodezyjnych wychyleń trzonu prowadniczego i wieży szybowej. Z obudowy głowicy szybu oraz lunety wentylacyjnej pobrano 5 rdzeni, z których wycięto łącznie 11 próbek poddanych następnie badaniom wytrzymałościowym w prasie hydraulicznej. Na podstawie uzyskanych wyników badań laboratoryjnych stwierdzono, że parametry materiału kanału wentylacyjnego są znacznie gorsze od własności wytrzymałościowych materiału obudowy szybowej. Średnie wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie materiału kanału wentylacyjnego wyniosły odpowiednio 12,07 MPa i 2,23 MPa. Natomiast średnie wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie materiału obudowy szybowej wyniosły odpowiednio 25,42 MPa i 2,28 MPa. Zaznaczyć należy, że ze względu na niewielką liczbę próbek uzyskane wartości wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie materiału należy traktować jako szacunkowe. Ponadto podkreślić należy, że konstrukcja głowicy szybowej jak i kanału wentylacyjnego według archiwalnej dokumentacji wykonana zostało jako konstrukcja żelbetowa, zatem uzyskane wyniki nie można odnosić do wytrzymałości całej konstrukcji. W celu określenia wpływu obciążenia pochodzącego od kanału wentylacyjnego na głowicę szybu zostały przeprowadzone obliczenia numeryczne metodą elementów skończonych przy użyciu programu Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2013. Obliczenia te pozwoliły określić rozkład naprężeń w głowicy i obudowie szybowej wywołany obciążeniami oddziałującymi podczas normalnej eksploatacji w/w obiektów oraz obciążeniem wyjątkowym. Obliczenia te przeprowadzono w dwóch etapach: etap I – obejmujący głowicę szybową, etap II – obejmujący obudowę szybową. Uzyskane wyniki rozkładu naprężeń normalnych w kierunkach x, y, z pozwoliły określić mapę zredukowanych naprężeń występujących w głowicy i obudowie szybowej według hipotezy niezmiennika tensora […]. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że maksymalne wartości zredukowanych naprężeń ściskających w głowicy szybowej nie przekraczają 1,35 MPa, natomiast maksymalne wartości zredukowanych naprężeń rozciągających wynoszą 3,21 MPa. Naprężenia rozciągające o tej wartości występują tylko lokalnie w miejscu oparcia kanału wentylacyjnego na głowicy szybowej. W przypadku obudowy szybowej maksymalne wartości zredukowanych naprężeń ściskających wynoszą 1,1 MPa. Z kolei zredukowane wartości naprężeń rozciągających nie przekraczają 0,61 MPa. Należy podkreślić, że uzyskane wartości zredukowanych naprężeń zarówno ściskających jak i rozciągających nie przekroczyły wytrzymałości materiału z jakiego jest wykonana obudowa szybowa. Na podstawie przeprowadzonej analizy obejmującej opis i ocenę stanu istniejącego wraz z dokumentacją fotograficzną oraz kontrolne obliczenia statyczno-wytrzymałościowe głowicy szybowej uwzględniające niezamierzone obciążenia wyjątkowe pozwoliły stwierdzić, że zarówno głowica jak i obudowa szybowa są w stanie przenieść dodatkowe obciążenie pochodzące od kanału wentylacyjnego. Należy jednak prowadzić stały monitoring przemieszczania się poszczególnych elementów kanału wentylacyjnego poprzez obserwację zamontowanych plomb oraz analizę wyników pomiarów geodezyjnych wychylenia trzonu prowadniczego i wieży szybowej. Zaleca się również prowadzenie stałego monitoringu odkształceń gruntu.

14

Modelowanie zjawisk termicznych w masywie skalnym w otoczeniu georeaktora

Cała M., Stopkowicz A., Kowalski M., Blajer M.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 11

76--85

PL

Podziemne zgazowanie węgla jest zagadnieniem szeroko badanym w kontekście możliwości wykorzystania pokładów węgla, których klasyczna eksploatacja jest ekonomicznie nieuzasadniona bądź technologicznie trudna. Ze względu na złożoność procesu zgazowania węgla, brak doświadczeń praktycznych, prognozowanie jego wpływu na otaczające geośrodowisko jest zagadnieniem trudnym. W artykule analizie poddano możliwości modelowania procesów termicznych oraz prognozowania ich wpływu na otaczający masyw skalny. W tym celu wykorzystano program metod różnic skończonych FLAC 3D, w którym odwzorowano warunki doświadczeń ex situ prowadzonych dla różnych układów kanałów ogniowych. Uzyskane rezultaty z symulacji numerycznych porównywano z rzeczywistymi pomiarami. Pozwoliło to na ocenę możliwości wykorzystania narzędzi numerycznych do oceny i prognozowania wpływu procesów termicznych towarzyszących podziemnemu zgazowaniu węgla na otaczające geośrodowisko.

EN

Underground coal gasification is usually widely studied for possibilities of underground coal utilisation in places where normal underground excavation is economically undesirable or technologically difficult. Due to the complexity of coal gasification process and lack of practical experience, forecasting of its environmental impact is quite a hard task. This paper shows the options of numerical modelling of thermal phenomena and forecasting its influence on the surrounding rock mass. The finite difference method software FLAC3D was used for this purpose. The various ex-situ experiments for different fire channels were modelled. The results of numerical simulations were compared with data from ex-situ experiments. It allowed to estimate the possibilities of using numerical methods for the evaluation and forecasting environmental impacts of thermal processes which accompany the underground coal gasification.

15

Pełnoskalowe testy systemów stabilizacji skarp z użyciem siatek elastycznych

Cała M., Stolz M., Baraniak P., Rist A., Roduner A.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2014

|

Nr 6

66--69

PL

Elastyczne systemy stabilizacji wykonane z siatki stalowej w połączeniu z gwoździowaniem podłoża są szeroko stosowane w praktyce stabilizacji skarp gruntowych i skalnych (ryc. 1). Stanowią one ekonomiczną i skuteczną alternatywę dla rozwiązań opartych na betonowych ścianach oporowych lub ciężkich konstrukcjach podporowych. Oprócz zastosowań wykorzystujących konwencjonalne siatki stalowe na rynku dostępne są również geosiatki wykonane z drutu stalowego o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Siatki tego typu mogą przejmować znacznie większe siły i przenosić je na gwoździe kotwiące.

EN

Armin Rist, Armin Roduner Flexible stabilization systems made of stainless steel mesh combined with soil nailing are widely used in the practice of stabilization of soil and rock slopes. They provide economical and efficient alternative to solutions based on concrete retaining walls or heavy supporting structures. In addition to the applications that use conventional steel mesh, the market offers also geogrids made of steel wire of high tensile strength. Grids of this type can take much larger forces and transfer them to anchoring nails.

16

Sposób kompleksowej oceny stanu technicznego wyrobisk komorowych w kopalniach soli

Butra J., Cała M., Dębkowski R., Szpak M.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2014

|

nr 2

5--16

PL

W artykule zaprezentowano sposób oceny stateczności wyrobisk komorowych w warunkach górnictwa soli kamiennej. Zadania geomechaniczne zostały sformułowane numerycznie dla warunków charakterystycznych dla Kopalni Soli „Wieliczka”, z wykorzystaniem wyników przeprowadzonych badań laboratoryjnych oraz obserwacji i pomiarów dołowych. Na podstawie uzyskanych wyników opracowano model geologiczno-inżynierski dla wybranych komór, co pozwoliło następnie sformułować przestrzenny model numeryczny górotworu, oparty na metodzie różnic skończonych, którego struktura umożliwia modelowanie stanu wytężenia i procesów deformacyjnych. Wyniki przeprowadzonych symulacji wskazują, że opracowana metoda może być wykorzystywana do oceny stateczności wyrobisk komorowych w górnictwie soli.

EN

The results of two-year research program conducted in Wieliczka Salt Mine were presented in the paper. Based on numerical simulations in FLAC3D software, laboratory rock testing results and underground rock strata measurements of technical conditions in salt chambers were described. Finally, results of comparison of technical evaluations obtained from different sources allowed to develop a comprehensive method of technical assessment of salt chambers in underground salt mines.

17

The three-dimensional (3D) numerical stability analysis of Hyttemalmen open-pit

Cała M., Kowalski M., Stopkowicz A.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 3

609--620

EN

The purpose of this paper was to perform the 3D numerical calculations allowing slope stability analysis of Hyttemalmen open pit (location Kirkenes, Finnmark Province, Norway). After a ramp rock slide, which took place in December 2010, as well as some other small-scale rock slope stability problems, it proved necessary to perform a serious stability analyses. The Hyttemalmen open pit was designed with a depth up to 100 m, a bench height of 24 m and a ramp width of 10 m. The rock formation in the iron mining district of Kirkenes is called the Bjornevaten Group. This is the most structurally complicated area connected with tectonic process such as folding, faults and metamorphosis. The Bjornevaten Group is a volcano-sedimentary sequence. Rock slope stability depends on the mechanical properties of the rock, hydro-geological conditions, slope topography, joint set systems and seismic activity. However, rock slope stability is mainly connected with joint sets. Joints, or general discontinuities, are regarded as weak planes within rock which have strength reducing consequences with regard to rock strength. Discontinuities within the rock mass lead to very low tensile strength. Several simulations were performed utilising the RocLab (2007) software to estimate the gneiss cohesion for slopes of different height. The RocLab code is dedicated to estimate rock mass strength using the Hoek-Brown failure criterion. Utilising both the GSI index and the Hoek-Brown strength criterion the equivalent Mohr-Coulomb parameters (cohesion and angle of internal friction) can be calculated. The results of 3D numerical calculations (with FLA3D code) show that it is necessary to redesign the slope-bench system in the Hyttemalmen open pit. Changing slope inclination for lower stages is recommended. The minimum factor of safety should be equal 1.3. At the final planned stage of excavation, the factor of safety drops to 1.06 with failure surface ranging through all of the slopes. In the case of a slope angle 70° for lower stages, FS = 1.26, which is not enough to provide slope stability. Another series of calculations were therefore performed taking water table lowering into consideration, which increases the global safety factor. It was finally evaluated, that for a water table level of 72 m the factor of safety equals 1.3, which is enough to assure global open-pit stability.

PL

Kopalnia Hyttemalmen, zlokalizowana w północno-wschodniej części Norwegii, powyżej północnego koła podbiegunowego, w rejonie miejscowości Kirkenes, prowincji Finnmark, prowadzi wydobycie rudy żelaza metoda. odkrywkowa. przy zastosowaniu techniki strzałowej. Docelowo wyrobisko zostało zaprojektowane do głębokości 100 m ze skarpami o wysokości 24 m, z pólkami o szerokości 10 m i kącie nachylenia 80 stopni. Jednostka geologiczna rejonu Kirkenes, w obrębie której eksploatację prowadzi kopalnia Hyttemalmen, nosi nazwę Bjornevaten Group. Jest to rejon geologiczny charakteryzujący się znacznym zaburzeniem strukturalnym, co jest efektem procesów tektonicznych, pofałdowań, z uskokowania oraz przeobrażeń metamorficznych. Utwory Bjornevatan Group to skały osadowo - metamorficzne, zapadające w kierunku z N-S na NW-SE. Bjornevatan Group składa się z sześciu formacji skalnych, a mianowicie: Gamvatn Formation, Fisketind Formation, Bjornefjellet Formation, Pesktind Conglomerate Formation, Hogfjellet Formation, Nosfjellet Formation. Warunki geologiczne przedmiotowego rejonu, a także stosowana technika eksploatacji w połączeniu z warunkami klimatycznymi skutkuje wysokim stopniem spękania i naruszenia skał w rejonie wyrobiska odkrywkowego. Występujące nieciągłości cechuje duża zmienność rozstawu i przebiegu. Dodatkowo wyodrębnić można nieciągłości główne, których przebieg zarysowuje się wyraźnie na powierzchni odsłoniętych skał. Wpływ nieciągłości głównych na stateczność wyrobiska był przedmiotem analizy przeprowadzonej przez firmę Wardell Armstrong. Kopalnia śledzi ich przebieg wraz z postępującą eksploatacją. W artykule zaprezentowano stwierdzone główne nieciągłości występujące w obrębie wyrobiska odkrywkowego. W kopalni Hyttemalmen warunki stateczności zboczy determinują mechaniczne właściwości utworów skalnych i systemu spękań, warunki hydrologiczne i atmosferyczne, nachylenie skarp oraz aktywność sejsmiczna wynikająca ze stosowania techniki strzałowej do urabiania złoża. Jednakże istotnym czynnikiem wpływającym na stateczność skarp będzie tu charakter systemów spękań. Spękania, lub ogólnie mówiąc nieciągłości są to płaszczyzny w obrębie utworów skalnych przyczyniające się do zmniejszenia ich wytrzymałości. Stopień redukcji właściwości masywu skalnego w odniesieniu do nieciągłości zależeć będzie od ich długości, rozwarcia, szorstkości, materiału wypełniającego, zwietrzenia oraz orientacji. System spękań utworów skalnych w kopalni Hyttemalmen powiązany jest z charakterem utworów skalnych należących do Bjornevatan Group, a mianowicie znacznego przeobrażenia na skutek procesów tektonicznych i metamorficznych. Dodatkowo eksploatacja prowadzona przy użyciu materiałów wybuchowych prowadzi do propagacji istniejących spękań, a także powstania nowych. Występujące spękania sprzyjają. rozwojowi procesów wietrzenia. W warunkach kopalni Hyttemalmen dominuje wietrzenie mechaniczne, co jest efektem występujących tu warunków klimatycznych, a w tym okresowego zamarzania i rozmarzania oraz warunków hydrogeologicznych związanych z poziomem wód gruntowych i zawodnieniem spękań. Szczegółowy opis właściwości nieciągłości charakterystycznych dla rejonu kopalni Hyttemalmen omówiono w artykule. Dla uwzględnienia charakteru wyrobiska odkrywkowego kopalni Hyttemalmen opracowano model przestrzenny uwzględniający aktualny stan eksploatacji. Do kalibracji modelu numerycznego wykorzystano zaobserwowane przejawy procesów osuwiskowych. Zatem dążono do określenia takich założeń, które pozwolą. uzyskać jak najlepszą zgodność wyników z analiz numerycznych z rzeczywistymi warunkami występującymi w wyrobisku kopalni Hyttemalmen. W modelu numerycznym uwzględniono zwierciadło wód gruntowych oraz osłabienie ośrodka na skutek występujących spękań oraz niekorzystnego oddziaływania stosowanej techniki eksploatacji. Uwzględniono także poprawę właściwości mechanicznych skał otaczających (gnejsu) utwory złożowe wraz z rosnącą głębokością. Na podstawie programu RockLab określono wartości parametrów wytrzymałościowych warstwy gnejsu dla poszczególnych głębokości zakładając, że kąt tarcia nie ulega zmianie, a rośnie jedynie spójność. W ten sposób uwzględniono osłabienie warstw wierzchnich wyrobiska odkrywkowego na skutek wietrzenia i naruszenia robotami strzałowymi. Dla tak określonych parametrów skał otaczających i utworów złożowych przeprowadzono obliczenia numeryczne. Analizy stateczności wykonane zostały w programie metody różnic skończonych FLAC 3D, w którym do określenia wartości wskaźnika stateczności stosuje metodę redukcji wytrzymałości na ścinanie. Rozwój procesów osuwiskowych odwzorowano poprzez zastosowanie zmodyfikowanej metody redukcji wytrzymałości na ścinanie. W artykule zaprezentowano założenia zastosowanej metodyki obliczeniowej. Wyniki z obliczeń numerycznych odnoszono do zaobserwowanych przejawów ruchów osuwiskowych, które miały miejsce w obrębie analizowanego wyrobiska. W ten sposób weryfikowano przyjęte założenia, a szczególnie wprowadzone do modelu numerycznego właściwości wytrzymałościowo-odkształceniowe utworów skalnych. Dla parametrów zaprezentowanych w artykule uzyskano zgodność wyników z obliczeń numerycznych z przejawami rzeczywistych ruchów osuwiskowych. Stwierdzono także, że przemodelowane zbocze wyrobiska odkrywkowego, na skutek procesów osuwiskowych charakteryzuje się zadawalającą wartością wskaźnika stateczności. Opracowany model numeryczny wyrobiska odkrywkowego kopalni Hyttemalmen posłużył do dalszych analiz przeprowadzonych dla docelowej geometrii. Analizy numeryczne pozwoliły ocenić stateczność projektowanego docelowego wyrobiska. Przeprowadzono także serię obliczeń numerycznych dla określenia optymalnego poziomu zwierciadła wód gruntowych i wpływu jego obniżenia na stateczność docelowego wyrobiska. W rezultacie przeprowadzone analizy numeryczne pozwoliły sformułować zalecenia odnośnie docelowej geometrii wyrobiska i poziomu zwierciadła wód gruntowych, zapewniających optymalne wykorzystanie złoża i bezpieczną jego eksploatację.

18

Slope stability analysis of waste dump in Sandstone Open Pit Osielec

Adamczyk J., Cała M., Flisiak J., Kolano M., Kowalski M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2013

|

Vol. 35, nr 1

3--18

EN

This paper presents the slope stability analysis for the current as well as projected (final) geometry of waste dump Sandstone Open Pit “Osielec”. For the stability analysis six sections were selected. Then, the final geometry of the waste dump was designed and the stability analysis was conducted. On the basis of the analysis results the opportunities to improve the stability of the object were identified. The next issue addressed in the paper was to determine the proportion of the mixture containing mining and processing wastes, for which the waste dump remains stable. Stability calculations were carried out using Janbu method, which belongs to the limit equilibrium methods.

19

Symulacja procesów fizycznych towarzyszących podziemnemu zgazowaniu węgla na podstawie modelowania numerycznego

Cała M., Stopkowicz A., Kowalski M.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

72--79

PL

W artykule omówiono procesy fizyczne towarzyszące podziemnemu zgazowaniu węgla. Dla wybranych zjawisk przeprowadzono symulacje numeryczne w celu oceny ich wpływu na otaczający górotwór. Obliczenia numeryczne przeprowadzono przy wykorzystaniu programów metody różnic skończonych FLAC 2D i FLAC 3D. Symulacje przeprowadzono dla modeli numerycznych opracowanych dla warunków zbliżonych do rejonu pilotowej instalacji georeaktora. Przeprowadzone obliczenia numeryczne pozwoliły na ocenę możliwości wykorzystania dostępnych programów do prognozy oddziaływania procesu zgazowania na otaczający górotwór.

EN

This paper presents the physical processes associated with underground coal gasification (UCG). In order to assess the impact of the selected processes on the surrounding rock mass, several numerical calculations were performed for them. The numerical calculations were carried our by means of The Finite Difference Method Codes FLAC 2D and FLAC 3D. The simulation was performed for numerical models which were developed for conditions that resemble the location of the georeactor’s pilot installation. The numerical calculations allowed to estimate the applicability of the computer programs which enable to make forecasts for the interaction of UCG and the surrounding rock mass.

20

Geotechnical aspects of revitalisation of post-mining areas - an example of the adaptation of Katowice Hard Coal Mine for the New Silesian Museum

Cała M., Ostręga A.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

361--374

EN

The article presents the history of the Katowice Hard Coal Mine and the concept of revitalisation taking into consideration the historical development of the mine which today is closed. The concept accepted for realisation assumes adaptation of the post-mining area with its historical infrastructure for cultural functions, and namely for the construction of the New Silesian Museum. Basing the concept on the idea of minimum interference into the existing spatial layout of the former mine has had the result that the museum areas and garages have been designed under the surface of the area adjacent to the historic facilities of the mine. In relation therewith, it was necessary to carry out the works aimed at reinforcing foundations of the historic buildings and protecting the geotechnical pit slopes. The article presents the technological solutions applied to protect the historic buildings, the lift tower, and the excavations for new facilities of the Silesian Museum. Attention was drawn to the instability of the subsoil and of the rock mass due to previous mining operations conducted in the area, the need to adapt the protection technology to the existing conditions as well as the need of constant monitoring of geotechnical works underway. It is emphasised that the presented investment is part of an ongoing process aimed at preserving the industrial part of the material cultural heritage of Upper Silesia, for centuries connected with hard coal mining and as such it stands a chance to become a showcase not only for Katowice but for the entire region of Silesia.

PL

W artykule przedstawiono historię Kopalni Węgla Kamiennego „Katowice” oraz koncepcję rewitalizacji uwzględniającą historyczną zabudowę nieczynnej już dziś kopalni. Przyjęta do realizacji koncepcja zakłada przystosowanie pogórniczego terenu wraz z zabytkową infrastrukturą dla funkcji kulturowych, a mianowicie budowy Nowego Muzeum Śląskiego. Siedziba Nowego Muzeum Śląskiego lokalizowana jest w południowej części terenu dawnej Kopalni “Katowice”, na którym znajdują się zabytkowe obiekty przeznaczone do odrestaurowania i adaptacji dla nowych funkcji. Są to: - budynek maszyny wyciągowej Szybu „Warszawa” (MS-8), adaptowany dla celów gastronomicznych, - magazyn odzieżowy (MS-15), adaptowany dla celów wystawienniczych-Centrum Scenografii Polskiej, - wieża wyciągowa Szybu „Warszawa” (MS-79), adaptowana dla funkcji widokowych. Pozostała część terenu dawnej KWK „Katowice” wraz zabytkowymi obiektami, w miarę możliwości finansowych włączana będzie w kompleks Muzeum Śląskiego. Oparcie koncepcji na idei minimalnej ingerencji w urbanistyczny układ zabytkowej kopalni, a jednocześnie potrzeba zapewnienia odpowiednich przestrzeni wystawienniczych, administracyjnych i miejsc postojowych znalazły odzwierciedlenie w zastosowaniu następujących rozwiązań: - adaptacji historycznych obiektów dla funkcji wystawienniczych, gastronomicznych i widokowych; - ulokowania nowobudowanych obiektów pod powierzchnią terenu w bezpośrednim sąsiedztwie zabytkowych obiektów. W związku z powyższym koniecznym było wykonanie prac wzmacniających posadowienie historycznych budynków oraz geotechnicznych zabezpieczeń skarp wykopu. W artykule pokazano technologiczne rozwiązania jakie zastosowano dla zabezpieczenia zabytkowych budynków, wieży wyciągowej oraz wykopu pod nowe obiekty Muzeum Śląskiego. Geotechniczne metody zabezpieczenia poszczególnych obiektów zaprojektowano na podstawie rozpoznania warunków geologiczno-inżynierskich oraz wykonanych analiz, co pozwoliło na zaproponowanie rozwiązań optymalnych zarówno pod względem technicznym jak i ekonomicznym. Z uwagi na skomplikowane uwarunkowania geotechniczne i wartość obiektów znajdujących się w strefie oddziaływania wykopu, przewidziano zastosowanie technologii pozwalającej uzyskać efekt maksymalnego wzmocnienia wgłębnego masywu. Zaprojektowane technologie zabezpieczenia mają na celu: - wzmocnienie posadowienia zabytkowych obiektów i przeniesienie obciążeń na grunt poniżej dna wykopu; - umożliwienie wykonania wewnętrznego poziomu -1 poprzez pogłębienie części budynku maszynowni (MS-8) o jeden poziom; - zabezpieczenie geotechniczne ścian wykopu w rejonie historycznych budynków, - zapewnienie bezpieczeństwa pracy przez okres realizacji podziemnych części Nowego Muzeum Śląskiego jak również funkcjonowania obiektu po zakończeniu procesu rewitalizacji - konstrukcje oporowe przy budynku magazynu odzieży MS-15 i wieży wyciągowej MS-79 będą pełniły rolę docelowych ścian segmentów podziemnych. W artykule zwrócono uwagę na zróżnicowaną budowę geologiczną w rejonie inwestycji, różne obciążenie naziomu, a przede wszystkim na niepewność podłoża i masywu ze względu na wcześniej prowadzone roboty górnicze. Prowadzona przez 176 lat podziemna eksploatacja złóż węgla kamiennego spowodowała osłabienie masywu poprzez m.in. występowanie wkładek węgla kamiennego i stref uskokowych oraz prawdopodobnie starych zrobów. W zależności od rodzaju obiektu będącego przedmiotem zabezpieczenia, jak również konieczności dostosowania technologii zabezpieczenia do zastanych warunków zastosowano kilka rodzajów konstrukcji takich jak palisady czy też bariery mikropalowe stabilizowane kotwiami lub gwoździami. Z uwagi na charakter prac zabezpieczających, dokładność rozpoznania geologiczno-inżynierskiego oraz skalę zadania, projekt zabezpieczeń geotechnicznych miał charakter aktywny. Oznacza to, że rozwiązanie projektowe dostosowywano na bieżąco do faktycznie napotkanych warunków geologicznych. Ponadto podczas realizacji wszystkich prac zabezpieczających wykonywany był monitoring geotechniczny. Ze względu na zabytkowy charakter obiektów sąsiadujących z wykopem konieczny był również monitoring ich konstrukcji. Przedsięwzięcie realizowane jest przy wparciu Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Śląskiego na lata 2007-2013 oraz środków Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego. Zakończenie realizacji planuje się na 2013 r. Wartością dodaną opisanego przedsięwzięcia jest fakt ulokowania nowej siedziby Muzeum Śląskiego na terenie dawnej Kopalni „Katowice”. Zabytkowa zabudowa dawnej Kopalni sama w sobie tworzy „żywe muzeum” górnictwa węglowego. Poza ekspozycjami związanymi z malarstwem, rzeźbą itp., w muzeum planuje się prezentować również przemysłowe dziedzictwo kulturowe Górnego Śląska. Rozpoczęto już gromadzenie eksponatów. Dlatego w artykule podkreślono, że opisana inwestycja wpisuje się w działania na rzecz zachowania przemysłowej części materialnego dziedzictwa kulturowego Górnego Śląska, od wieków związanego górnictwem węgla kamiennego i ma szansę stać się wizytówką nie tylko Katowic, ale i regionu śląskiego.