Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Numerical modelling for underground mining related geotechnical issues

100%

Florkowska L.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2013

|

tom Vol. 35, nr 3

13--24

EN

Issues presented in this work relate to geotechnical problems that are specific to the mining areas. The paper discusses the methodology of mathematical and numerical modeling of these problems. Examples contained in the paper include: predicting the influence of mining exploitation on a detached building and evaluating the effectiveness of the building protection with the trench. Possible applications of numerical modeling as a tool to aid the continuous monitoring of the building state during the exploitation have also been discussed.

2

Analysis of the impact of longwall mining on sacred historic building

100%

Florkowska L.

|

2013

|

tom Vol. 6, no. 2

15--27

EN

This paper presents an analysis of the impact of longwall mining on the Saint Wawrzyniec and Antoni’s church, located in the area of Upper Silesia (Wirek - Ruda Śląska). That century old historical monument has been exposed to mining influences since it was erected. For 40 years the structure, its protective slab and nearby area have all been under geodetic observations. Based on data obtained over the course of those observations, an analysis was carried out of how mining the 133 longwall of the 413/2 seam did influence the church building, which was located above the mining panel’s corner. This paper explores how the body of the church behaved during mining exploitation, based on theoretical computations and analysis of geodetic observations data. The subsidence process and linear strain over time were studied. Registered subsidence and deformations were plotted against individual measuring points attached to structural members inside the building. Significance of identified influences for the building’s supporting structure was discussed.

PL

Praca poświęcona jest analizie wpływu podziemnej eksploatacji górniczej, prowadzonej system ścianowym, na budynek kościoła pw. św. Wawrzyńca i Antoniego w Wirku (Ruda Śląska). Ten stuletni, zabytkowy obiekt narażony był na oddziaływania górnicze niemal od początku swojego istnienia. Od 40 lat prowadzone są obserwacje geodezyjne budynku, płyty zabezpieczającej oraz terenu wokół kościoła. Na podstawie wyników tych pomiarów przeprowadzono analizę oddziaływania eksploatacji ściany 133 w pokładzie 413/2 na budynek kościoła, który zlokalizowany był nad narożem pola eksploatacyjnego. Praca zawiera studium zachowania się bryły kościoła w trakcie prowadzenia eksploatacji przeprowadzone w oparciu o obliczenia teoretyczne oraz analizę rezultatów obserwacji geodezyjnych. Rozważono przebieg procesu osiadania oraz zmiany odkształceń liniowych zachodzące w czasie. Przedstawiono wykresy zarejestrowanych wartości osiadań i odkształceń dla poszczególnych punktów i baz pomiarowych umieszczonych na elementach konstrukcyjnych wewnątrz budynku oraz omówiono znaczenie stwierdzonych oddziaływań dla ustroju nośnego obiektu.

3

Building protection against the backdrop of current situation and growth perspectives for Polish mining industry

100%

Florkowska L.

|

2012

|

tom Vol. 57, no. 3

645--655

EN

This paper discusses issues involved in protecting buildings and utilities infrastructure located on areas affected by mining exploration. They have been presented against the backdrop of current situation and growth perspectives for Polish mining. Characteristics of Polish mineral deposits have been determined and the scale of mining-induced impact has been given as an aggregate mining areas and regions. Current situation and growth perspectives have been evaluated through analysing geological concessions granted by Ministry of the Environment. The nature of mining influences induced by underground coal - black coal being the most intensively explored mineral in the country - mining has been discussed. Building protection issues have also been presented from three angles: forecasting of mining influences, designing protections and structural health monitoring.

PL

Ochrona powierzchni i obiektów budowlanych przed niekorzystnym wpływem eksploatacji górniczej stanowi w naszym kraju istotny problem naukowy i inżynierski. Sytuacja ta związana jest z licznymi zasobami złóż kopalin użytecznych oraz z istniejącą strukturą pozyskiwania energii, której źródłem w ponad 80% jest węgiel (Gospodarka paliwowo-energetyczna..., 2009; Energetyka…, 2010) (rys. 1). Artykuł odnosi się do zagadnień związanych z ochroną zabudowy i infrastruktury technicznej na terenach objętych wpływami eksploatacji górniczej. Problematyka ta przedstawiona została na tle sytuacji i perspektyw rozwoju górnictwa w Polsce. W pracy wymieniono najważniejsze złoża kopalin występujących na terenie kraju oraz podano zasięg oddziaływania prowadzonego wydobycia. Zestawienie polskich zasobów bilansowych wybranych kopalin opracowane na podstawie danych zawartych w dokumencie Bilans Zasobów Kopalin i Wód Podziemnych w Polsce wg stanu na 31 XII 2010 r. podano w tabeli 1. Zasięg oddziaływania eksploatacji górniczej charakteryzuje sumaryczna powierzchnia zajmowana przez obszary górnicze w Polsce. Stanowi ona ponad 2,6% powierzchni całego kraju. Powierzchnia terenów górniczych wynosi natomiast ok. 5,3% (Sektorowy program..., 2005). Jest to ponad 17 200 km2 powierzchni objętej potencjalnymi szkodami górniczymi. Największa koncentracja wydobycia ma miejsce na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, gdzie występuje ok. 79% udokumentowanych zasobów bilansowych polskich węgli kamiennych - pozostających najintensywniej eksploatowaną w Polsce kopaliną. Sytuacja bieżąca oraz perspektywy rozwoju górnictwa w Polsce ocenione zostały na podstawie analizy koncesji geologicznych wydawanych przez Ministerstwo Środowiska. Zestawienia koncesji na wydobywanie złóż węgla kamiennego oraz koncesji na poszukiwanie i rozpoznawanie złóż gazu łupkowego w Polsce, wg stanu na dzień 1 czerwca 2012 r., podano w tabelach 2 i 3. Prowadzenie eksploatacji górniczej w tak dużej skali powoduje liczne problemy wynikające z jej oddziaływania na środowisko. W przypadku górnictwa podziemnego oddziaływanie to wynika przede wszystkim z naruszenia naturalnej struktury górotworu, co pociąga za sobą szereg następstw klasyfikowanych jako bezpośrednie i pośrednie skutki eksploatacji górniczej (Kwiatek, 1997; Florkowska, 2010a). Najbardziej odczuwalne pozostają niewątpliwie zmiany morfologii terenu i przekształcenia hydrogeologiczne, które powodują szkody w infrastrukturze technicznej oraz zabudowie a także wstrząsy (Firek & Wodyński, 2012; Walaszczyk i in., 2009). Podstawą ochrony zabudowy jest znajomość rodzaju i wielkości oddziaływań wywołanych planowaną eksploatacją. Ważne jest zatem, by umiejętnie prognozować skutki projektowanych robót górniczych, szczególnie w zakresie deformacji przypowierzchniowych warstw górotworu. Prawidłowe zabezpieczenie budynku zagrożonego wystąpieniem szkód górniczych wymaga spełnienia dodatkowych rygorów konstrukcyjnych, wynikających z konieczności zabezpieczenia konstrukcji przed niekorzystnymi deformacjami podłoża (Kawulok, 2005). Deformacje te mają swe źródło zarówno w bezpośrednim oddziaływaniu prowadzonych robót wydobywczych, jak i w zmianach właściwości podłoża następujących wskutek wielokrotnie powtarzających się procesów kształtowania się niecki górniczej. Prawidłowe wyznaczenie wielkości oraz rozkładów czasowo-przestrzennych tych oddziaływań ma podstawowe znaczenie dla profilaktyki szkód górniczych, bowiem stanowi zarówno podstawę projektowania zabezpieczeń jak i sprawdzania nośności konstrukcji istniejących. W przypadku obiektów o szczególnym znaczeniu, których koszty realizacji są pokaźne, zaś ewentualna awaria przynieść może ogromne straty, wskazane jest dokonanie indywidualnej, szczegółowej analizy, uwzględniającej specyficzne warunki geotechniczne, górnicze i konstrukcyjne inwestycji. Dobrym narzędziem tego rodzaju analiz jest modelowanie numeryczne. Istotnym elementem profilaktyki jest również stały nadzór i obserwacja stanu obiektu w trakcie ujawniania się głównych wpływów eksploatacji. Monitoring automatyczny jest w tym przypadku użytecznym narzędziem wspomagania nadzoru technicznego. W Instytucie Mechaniki Górotworu PAN opracowywana jest metodyka, która, poprzez połączenie symulacji numerycznej z systemem pomiarowym, umożliwia bieżące i zdalne śledzenie zmian stanu konstrukcji w trakcie oddziaływania górniczych deformacji podłoża (Florkowska, 2010; Kanciruk, 2005). Problem ochrony obiektu budowlanego przed oddziaływaniami wywoływanymi eksploatacją górniczą należy niewątpliwie do klasy trudnych zagadnień geotechnicznych. Wymaga zarówno opracowania trafnej prognozy tych oddziaływań, jak i prawidłowego wyznaczenia wywołanych nimi naprężeń w konstrukcji obiektu oraz zaprojektowania i wykonania skutecznych zabezpieczeń. Warto zauważyć, że problem ten pozostaje aktualny także w przypadku ograniczenia bądź zaprzestania działalności wydobywczej. Zagospodarowanie tzw. terenów pogórniczych już dzisiaj wymaga podejmowania odpowiednich działań i stosowania rozwiązań chroniących powstające obiekty przed procesami deformacyjnymi, które zachodzić będą w silnie naruszonym górotworze jeszcze w długim okresie czasu. Koszty szkód powodowanych przez górnictwo w obiektach budowlanych są w skali kraju niebagatelne. W roku 2010 wyniosły one ponad 350 mln złotych (Raport GUS „Ochrona środowiska 2011“). Niestety, niemal całość nakładów skierowana była na naprawę powstałych uszkodzeń. Zabezpieczenia i profilaktyka to, według wspomnianego raportu, niecałe 8% wymienionej kwoty. Z całą pewnością nie są to dobre proporcje. Wydaje się, że należałoby skierować więcej wysiłków w stronę poprawy procedur profilaktyki oraz prowadzenia badań naukowych mających na celu opracowywanie odpowiednich narzędzi prognozowania i monitorowania oddziaływań górniczych w obiektach budowlanych.

4

Modelowanie numeryczne wpływu górniczych deformacji podłoża na grupę budynków w zwartej zabudowie miejskiej

100%

Florkowska L.

|

tom R. 33, z. 1

179-186

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego wpływu podziemnej eksploatacji górniczej na grupę budynków w XIX-wiecznej zabudowie miejskiej. Celem prezentowanych badań było rozpoznanie możliwości wyznaczenia zmian stanu naprężenia, odkształcenia i przemieszczenia konstrukcji w oparciu o standardowe pomiary geodezyjne w połączeniu z symulacją komputerową. Na podstawie udostępnionych przez kopalnię danych pomiarowych oraz materiałów dotyczących samych budynków opracowano model numeryczny zagadnienia. Za pomocą przemieszczeniowych warunków brzegowych (zmieniających się w czasie i przestrzeni) narzucano podłożu budynków deformacje, jakie zostały pomierzone na linii geodezyjnej w terenie, w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów. Uzyskane wyniki pozwoliły na śledzenie zachodzących w konstrukcji zmian i obserwowanie, w jaki sposób deformacje podłoża oddziaływają na fundamenty i całość konstrukcji budynków. Pomimo, że zastosowany model numeryczny był modelem najprostszym, głównie ze względu na brak możliwości dokładniejszego rozpoznania, rezultaty eksperymentu okazały się bardzo interesujące. Zarówno charakter geometryczny, jak i rezultaty ilościowe wyznaczonych przemieszczeń wykazały dobrą zgodność z wynikami pomiarów.

EN

The prediction of the influence of subsoil deformations on the condition of a building system is of great importance as, among other things, it helps prevent mining damages. Results of the numerical modelling influence of the underground mining on the buildings in the high-density housing were introduced at work. Recognizing the possibility of calculating stress and strain state on the base of standard geodetic measurements and numerical simulation was the purpose of this the work. Although the applied numerical model was simplest model, results of experiment showed themselves very much interesting.

5

O możliwościach komputerowego modelowania współpracy budowli z deformującym się podłożem górniczym

63%

Florkowska L. , Walaszczyk J.

|

tom Vol. 49, nr spec

83-98

PL

Prognozowanie wpływu eksploatacji górniczej na stan powierzchni terenu oraz na stan obiektów budowlanych, jest dziedziną, w której wciąż poszukuje się coraz lepszych rozwiązań. W Instytucie Mechaniki Górotworu PAN podjęto studia nad wykorzystaniem do tego celu najnowszych technik obliczeń i technologii komputerowych. W artykule podano zwięzły przegląd kilku lat pracy nad metodyką komputerowej symulacji współpracy budynku z deformującym się podłożem. Opisano ważniejsze problemy, z jakimi przyszło się zmierzyć w trakcie jej realizacji. Były to m.in.: -dobór właściwego dla gruntu prawa materiałowego; -odpowiednie sformułowanie geometrii zagadnienia; -czasowo-przestrzenną symulację niecki. Zaprezentowano także rezultat tych prac, jakim jest nowoczesna metoda symulowania wpływu niecki na stan obiektu budowlanego i jego podłoża. Metodyka ta opracowana została w oparciu o pakiet programów inżynierskich MES ABAQUS. W porównaniu z tradycyjnymi sposobami przewidywania posiada ona znacznie lepsze możliwości dopasowania prognozy do rozpatrywanego przypadku. Jest przy tym wygodna dla użytkownika, a forma prezentacji wyników ułatwia ich analizę. W pracy znajdują się przykładowe wyniki obliczeń ilustrujące działanie przedstawionej metody.

EN

A soil surface as well as any structure located on it is often influenced by mining processes conducted in the rock mass. Therefore predicting of soil surface deformation caused by underground mining works seems to be a serious problem and new and improved methods are still requested in this field of knowledge. Some studies on this topic were also undertaken in the Strata Mechanics Research Institute with taking into account the newest computation techniques and computer technologies. In the paper a brief review of experiences gathered during some years of studies on computer modelling of interaction between a structure and deforming subsoil was presented. The following problems turned out necessary to resolve in modelling process: -a selection of a material low appropriate for soil; -an adequate formulation of the task geometry; -an adequate method for trough shaping simulation in time and space. As a result of researches mentioned above a modern method of modelling of interaction between a structure and deforming subsoil was proposed and presented in the paper. The method uses a set of FEM computer programs named ABAQUS. It gives a much better fit of computer model to a certain case than traditional methods used for predicting the mining damages. It is also convenient for a user and a visualisation method established for calculation results makes their analysis very easy. The paper contains some exemplary calculation results, illustrating effects of the proposed method.

6

Modelowanie numeryczne stanu naprężenia w sąsiedztwie przodka wyrobiska ścianowego z uwzględnieniem obecności metanu

63%

Florkowska L. , Walaszczyk J.

|

2011

|

tom R. 35, z. 2

225-233

PL

Znajomość stanu naprężenia górotworu w sąsiedztwie wyrobiska jest istotnym elementem planowania robót górniczych, zwłaszcza w warunkach występowania metanu, często towarzyszącego pokładom węgla kamiennego. Jednym ze sposobów rozwiązywania tego zagadnienia jest modelowanie numeryczne. W pracy zaprezentowano sposób wyznaczania zmian stanu naprężenia w otoczeniu wyrobiska ścianowego oparty na symulacji numerycznej MES. Zastosowany model matematyczny, traktujący węgiel jako ściśliwy ośrodek porowaty, uwzględnia obecność metanu w pokładzie oraz jego przepływ wywołany eksploatacją. Pozwala to na śledzenie zmian stanu naprężenia oraz zmian ciśnienia porowego metanu w pokładzie. Uzyskane wyniki obliczeń porównano z dostępnymi w literaturze wynikami pomiarów ciśnienia metanu.

EN

Knowing the state of stress within rock mass near the exploitation area is a crucial element of planning mining works, especially in areas containing methane, which often happens in case of coal exploitation. One of the solutions to this problem is numerical modeling. This paper presents a method of estimating the changes of the state of stress around long wall exploitation area, based on MES numerical simulation. Mathematical model used here, treating coal as porous compressible medium, considers the presence of methane within rock mass and its flow caused by exploitation. It allows to observe both the changes of the state of stress and of methane porous pressure within rock mass. The results obtained were compared to the results of methane pressure tests available in literature.

7

Rozwój metod prognozowania górniczych deformacji terenu. Część 1

63%

Cygan J. , Florkowska L.

|

2016

|

tom T. 18, nr 2

53--61

PL

Poszukiwania skutecznych metod prognozowania górniczych deformacji terenu związane były z rozwojem górnictwa podziemnego na skalę przemysłową. Wynikały one bezpośrednio z konieczności ochrony najbardziej zurbanizowanych ośrodków przemysłowych przed szkodami wywoływanymi działalnością wydobywczą. Rozwój badań naukowych nad zachowaniem się naruszonego eksploatacją górotworu miał i ma wymiar aplikacyjny. Zagadnienia te z jednej strony charakteryzują się znaczą (fizyczną i matematyczną) złożonością z drugiej zaś ich praktyczne zastosowanie pociąga za sobą poważne konsekwencje. W pracy przedstawiony został rozwój naukowych metod predykcji wpływu podziemnej eksploatacji złóż. Metody te formułowane były zarówno na gruncie matematycznych metod mechaniki ciała stałego, jak też z wykorzystaniem teorii ośrodków stochastycznych. Najlepiej zweryfikowane pomiarowo okazały się, jak dotychczas, metody podające geometryczno-całkowe zależności pomiędzy parametrami eksploatacji i parametrami deformacji powierzchni (mowa tu przede wszystkim o teorii Budryka-Knothego). Rozwój numerycznych metod obliczeniowych przyniósł próby zastosowania ich również w rozwiązywaniu zagadnień związanych z oddziaływaniem górnictwa na stan masywu skalnego oraz powierzchni terenu. Postęp technologii informatycznej, pozwalający na prowadzenie zaawansowanych obliczeń, umożliwia wykorzystanie bardziej złożonych matematycznych opisów zachowania się górotworu. Dzięki temu możliwe stało się uwzględnienie właściwości plastycznych i reologicznych skał a także wyjście poza obszar mechaniki ośrodków ciągłych i wprowadzenie opisów kruchego niszczenia. Tworzone są także modele wykorzystujące właściwości sieci neuronowych. Część I artykułu przedstawia systematykę podziału oraz podstawy formalizmu opisu, na bazie wybranych metod prognozowania. Zagadnienia dotyczące wykorzystania nowoczesnych technik obliczeniowych zawarte zostały w II części artykułu.

EN

The search for effective methods of forecasting mining ground deformation were associated with the development of underground mining on an industrial scale. They resulted directly from the need to protect the most urbanized industrial centers against damage caused by mining activities. Research into the behavior of the rock mass, which has been disturbed by the exploitation was and is of application. These issues are on the one hand characterized by a mean (physical and mathematical) complexity on the other hand their practical application involves serious consequences. In this work the development of scientific methods for predicting the impact of underground mining has been presented. These methods were both formulated on the basis of mathematical methods of solid mechanics, as well as using the theory of stochastic media. The best verified by measurements proved, so far, the method of giving the geometric integral relationship between the operating parameters and parameters of surface deformation (we are talking mainly about the Budryk-Knothe theory). The development of numerical calculation methods brought attempts to apply them also in solving issues related to the impact of mining on the state of the rock mass and surface of land. The progress of information technology, which allows for advanced calculations, enables the use of more complex mathematical description of the behavior of the rock mass. This made it possible to include plastic and rheological properties of the rocks and go beyond the area of continuum mechanics and the use brittle damage descriptions. Models using the properties of neural networks are also created. Issues relating to the use of modern computational techniques were included in the second part of this article.

8

Obserwacja oddziaływania wyrobisk na powierzchnię terenu w warunkach kopalń soli

63%

Maj A. , Florkowska L.

|

tom Vol. 15, no. 3-4

107--113

PL

Praca służy wyłonieniu zasad, celów i sposobu obserwacji wpływów wyrobisk kopalń soli na powierzchnię terenu, wskazując że obok wyznaczenia obniżeń terenu, wyniki tych pomiarów wykorzystywane mogą być pośrednio do określania stanu górotworu w otoczeniu wyrobisk. Na podstawie przeanalizowanego materiału pomiarowego z szeregu polskich kopalń soli, wskazano na różnorodności oddziaływań wyrobisk na górotwór, które można identyfi kować poprzez obserwacje osiadań. Poddano systematyzacji warunki i sposób prowadzenia pomiarów. W wykształcających się nieckach osiadań wyróżniono kilka stref obniżeń terenu, zależnych od warunków geologiczno- górniczych, wskazując na celowość zróżnicowania w tych strefach gęstości punktów pomiarowych. Natomiast częstotliwość obserwacji powinna być powiązana z dokładnością pomiaru. Wynikają z tego warunki zakładania, badania zdolności obserwacyjnych sieci i jej podtrzymywania.

EN

This study concerns identification of the principles, objectives, and methods of observation of the influence of salt mine workings on the land surfaces, indicating that in addition to the determination of land subsidence inspections, the measurement results can be used directly to determine the rock mass condition around the workings. Based on the analysed measurement data originating from several Polish salt mines, the diversity of rock mass effects caused by workings were specified. They can be identified by subsidence observations. The measurement conditions and methods were also categorized. Several types subsidence zones were distinguished in developing troughs, depending on the geological and mining conditions, with specification of the justification of diverse density of measurement station placement. However, the frequency of observations should be associated with the accuracy of measurements. Those conclusions contribute to the assumptions for the network placement, network observation capacity examination, and network maintenance.

9

Istotne problemy modelowania numerycznego oddziaływania eksploatacji podziemnej na obiekty budowlane

51%

Florkowska L. , Walaszczyk J. , Maj A. , Cygan J.

|

tom Vol. 15, no. 3-4

89--94

PL

Modelowanie matematyczne i numeryczne zagadnień związanych z oddziaływaniem podziemnej eksploatacji górniczej na obiekty budowlane jest, z uwagi na ogromną złożoność zawartych w nim zjawisk i procesów, zadaniem trudnym w realizacji. Zarówno budowa modelu, jak i prowadzenie obliczeń i interpretacja wyników wymagają szerokiej wiedzy oraz dużego doświadczenia. W pracy przedstawione zostały w sposób syntetyczny najistotniejsze problemy modelowania numerycznego powyższych zagadnień. Omówione zostały zarówno metody poznania, idealizacji jak i pozyskiwania danych niezbędnych do prawidłowego skonstruowania modelu oraz jego walidacji i ewaluacji.

EN

Numerical modelling has become an important tool allowing the impacts of mining exploitation on the existing and designed engineering structures to be thoroughly investigated. The interactions between engineering structures and subsiding grounds is are most complex phenomena and in some cases numerical simulation is the only available research method allowing the co-occurrence of a multitude of factors to be taken into account. Because of the complexity of this issue, the development of a full mathematical model is a difficult task, requiring the knowledge of the geological and mining conditions in the area as well as the constructional parameters of the engineering structure being erected. This paper addresses the major issues involved in development of a mathematical model of the engineering structure-ground system. These problems are summarised on the basis of the authors’ extensive experience in the field of monitoring of rock strata subsidence and structural deformation and in mathematical modelling and numerical simulations. Basing on the examples of buildings subjected to the impacts of mining exploitation, the authors identify the major determinants of the type and extent of structural damage and the key elements for model development.

10

Analiza oddziaływania eksploatacji podziemnej na budynek kościoła pw. św. Wawrzyńca i Antoniego w Wirku(Ruda Śląska)

51%

Florkowska L. , Maj A. , Cygan J. , Walaszczyk J.

|

tom Vol. 12, no. 1-4

67--78

PL

Prowadzenie podziemnej eksploatacji górniczej na obszarach miejskich wiąże się nie tylko z degradacją powierzchni, ale powoduje przede wszystkim szkody w istniejącej zabudowie i infrastrukturze technicznej. Uszkodzeniom ulegają także obiekty zabytkowe, które, ze względu na ich wartość historyczną, podlegają szczególnej ochronie. W wyniku eksploatowania kolejnych pokładów, znajdujące się na powierzchni obiekty budowlane narażone są na wielokrotne oddziaływania górnicze, co przy braku odpowiednich zabezpieczeń, prowadzi do systematycznego narastania uszkodzeń konstrukcji. Analiza historii oddziaływań górniczych jest niezbędnym elementem oceny stanu konstrukcji. Odtworzenie przebiegu obciążeń, jakim poddawany był obiekt wskutek deformacji podłoża stanowi podstawę analizy stanu naprężeń występujących w ustroju nośnym budynku. W powiązaniu z obserwacją obiektu analiza tego rodzaju stanowi również źródło wiedzy o zachowaniu się budowli poddanych wielokrotnym obciążeniom górniczym i deformacjom podłoża. W pracy zaprezentowano analizę oddziaływania eksploatacji podziemnej na zabytkowy budynek kościoła pw. św. Wawrzyńca i Antoniego, znajdujący się na terenie Rudy Śląskiej. Przedstawiono rezultaty pomiarów geodezyjnych prowadzonych na punktach obserwacyjnych zainstalowanych na filarach kościoła oraz na okalającej budowlę żelbetowej płycie zabezpieczającej. Materiał pomiarowy uzupełniono dokumentacją fotografi czną obiektu. Przeprowadzona analiza wykazała niekorzystny wpływ podziemnej eksploatacji górniczej na stan konstrukcji kościoła. Zauważono, że wykonany ustrój zabezpieczający w niewystarczającym stopniu chronił budowlę przed oddziaływaniem górniczych deformacji podłoża.

EN

Conducting an underground mining in urban areas is not only associated with the degradation of the surface. Primarily it causes damage to the existing buildings and technical infrastructure. Damage to the historical buildings is the subject of the special protection. As a result of subsequent exploitation of deposits, the buildings located on the surface are exposed to repeated impact of mining activities, which leads to a systematic accumulation of structural damage. The analysis of the history of the mining impacts is essential for assessing the condition of the structure. The reconstruction of the process of load is the basis for the analysis of stress in the structure of the building. The analysis of this type in conjunction with the observation of the object is also a source of knowledge about the behaviour of structure exposed to repeated mining loads. The paper presents the analysis of the impact of underground exploitation on the historic building of the Church of Sts. Lawrence and Anthony, located in Ruda Śląska.

11

Dobór i kalibracja praw konstytutywnych dla podłoża obiektów budowlanych

51%

Florkowska L. , Walaszczyk J. , Maj A.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

tom Vol. 13, no. 1-4

95--104

PL

W pracy przedstawiono metodykę doboru praw materiałowych dla podłoża budowlanego opracowaną pod kątem modelowania numerycznego. Zawarta w pracy problematyka związana jest z symulacją numeryczną oddziaływania podziemnej eksploatacji górniczej na obiekty budowlane. W zagadnieniach tego typu prawidłowe określenie właściwości podłoża ma szczególnie istotne znaczenie, z uwagi na fakt, że generowane przez procesy eksploatacji górniczej deformacje gruntu stanowią źródło dodatkowych obciążeń budowli. Dobór i kalibrację modelu materiałowego omówiono na dwóch przykładach – piaskowca oraz gliny piaszczystej. Przedstawiono także analizę wpływu wybranych wartości parametrów materiałowych na wyznaczanie stanu naprężenia w gruncie pod ławą fundamentową.

EN

The article describes the selection methods of material laws for a building foundation, developed with respect to numerical modelling. The issues presented concern the numerical simulation of the impact of underground mining activity on buildings. In such cases, it is particularly important to properly determine the properties of the foundation, due to the fact that soil deformations generated by the processes connected with mining activity cause further strain to building structures. The selection and calibration of the material model was discussed with regard to two examples, i.e. sandstone and sandy clay. Additionally, the paper provides an analysis of the effect of selected values of the material parameters on determining strain in the soil underneath the continuous footing.

12

Możliwości opracowanej w IMG PAN metodyki modelowania numerycznego w zakresie oceny stanu obiektu budowlanego poddanego oddziaływaniu eksploatacji górniczej

51%

Florkowska L. , Cygan J. , Tajduś K. , Walaszczyk J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2008

|

tom Vol. 10, no. 1-4

17--23

PL

Ocena stanu obiektu budowlanego, głównie pod względem jego bezpieczeństwa, jest bardzo ważnym zagadnieniem na obszarach objętych oddziaływaniem podziemnej eksploatacji górniczej. Obszarów takich jest w Polsce prawie 17 tys. km2. Problemy z zabezpieczeniem istniejącej, często zabytkowej, zabudowy, wciąż narastają. Coraz trudniej jest postawić poprawną prognozę skutków eksploatacji w odniesieniu do budowli. Modelowanie numeryczne jest narzędziem, dzięki któremu przeprowadzić można analizę zachowania się konstrukcji, w warunkach, wymuszonych eksploatacją, deformacji podłoża. W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego wpływu eksploatacji ścianowej na grupę budynków, usytuowanych wzdłuż jednej ulicy. Symulację przeprowadzono, opierając się na geodezyjnych pomiarach deformacji terenu. Mimo zastosowania bardzo uproszczonego modelu numerycznego, uzyskano wyniki zbieżne z pomiarami przemieszczeń ścian budynków.

EN

The paper contains some results of numerical modelling of the influence of mining exploitation onto a group of buildings situated longwise the street. Values of the terrain surface displacements obtained from survey measurements were used as boundary conditions for numerical calculations. However the numerical model was very simplified the calculated values of building displacements were very closed to the values measured at the same time on certain points of the buildings.

13

Wpływ podziemnej eksploatacji górniczej na grupę budynków. Modelowanie fizyczne i numeryczne 2D

51%

Cygan J. , Florkowska L. , Leśniak J. , Walaszczyk J.

|

tom Vol. 9, no. 1-4

197--204

PL

Oddziaływanie podziemnej eksploatacji złóż na budynki pozostające w gęstej zabudowie stanowi istotny problem na terenach górniczych. W IMG PAN od lat prowadzone są badania nad metodyką numerycznego modelowania tego typu zagadnień. Obecnie rozpoczęto stadium eksperymentów testujących i weryfikujących opracowaną metodykę w oparciu o wyniki pomiarów na istniejących obiektach. W pracy zaprezentowano rezultaty badań wstępnych tego etapu. Objęły one eksperymenty fizyczne i numeryczne. Obserwacje prowadzone na modelu fizycznym obrazowały zachowanie się zespołu obiektów usytuowanych na powierzchni deformującej się na kształt niecki górniczej. Symulacje numeryczne w tym stadium miały charakter szacunkowy i prowadzone były na modelach dalece wyidealizowanych. Uzyskane na tej drodze wyniki staną się podstawą opracowania modelu szczegółowego, umożliwiającego analizę stanu naprężeń, odkształceń i przemieszczeń konstrukcji budynków.

EN

The influence of underground mining excavation on buildings in the high-density housing is a significant problem on a mining areas. The research into methodic of numerical modelling of this kind of issues is being conducted for years in Strata Mechanics Research Institute of PAS. The phase of experiments which tested and verify this methodic based on results of measurements of buildings displacements were begun at present. This paper presents results of preliminary research which enclose physical and numerical experiments.

14

Przepisy, odniesienia normowe oraz instrukcje dotyczące projektowania i realizacji budynków narażonych na górnicze oddziaływania deformacyjne

51%

Florkowska L. , Walaszczyk J. , Cygan J.

|

2012

|

tom Vol. 14, no. 1-4

93--102

PL

W pracy zawarty został przegląd przepisów i wymagań odnoszących się do kwestii projektowania i wznoszenia budynków narażonych na oddziaływanie eksploatacji górniczej, znajdujących się w ustawach, rozporządzeniach oraz normach krajowych i Eurokodach. Przedstawione zostały odwołania dotyczące ustalania kategorii geotechnicznej obiektu, wyznaczania oddziaływań deformacyjnych, sprawdzania nośności i komfortu użytkowania budynków. Wymieniono także materiały pomocnicze do projektowania i oraz omówiono najważniejsze kwestie związane z przyjmowaniem warunków wstępnych do obliczeń.

EN

The paper contains an overview of the provisions contained in laws, orders, national standards and Eurocodes relating to a question of designing and erecting buildings exposed to mining exploitation effects. Presented references for determining geotechnical category of the object, determining the deformational influences, checking load capacity and comfort of using of buildings. Mentioned auxiliary materials for design and discusses the major issues associated with taking the initial conditions for calculations.

15

Oddziaływanie eksploatacji górniczej na powierzchnię i zabudowę miejską na przykładzie południowej części OG Wirek I

51%

Florkowska L. , Maj A. , Walaszczyk J. , Cygan J.

|

2009

|

tom Vol. 11, no. 1-4

21--31

PL

Prognozowanie rodzaju i wielkości oddziaływania eksploatacji w górotworze silnie naruszonym robotami górniczymi jest zagadnieniem niezwykle trudnym. Tymczasem niemal cała eksploatacja węgla kamiennego w naszym kraju przebiega obecnie w takich właśnie warunkach. Bardzo cenne jest więc prowadzenie analiz oddziaływania wybierania złoża w oparciu o materiał pomiarowy. Na tej drodze można bowiem uzyskać praktyczne informacje o zachowaniu się powierzchni naruszonego górotworu. W pracy przedstawiono analizę materiału pomiarowego z obserwacji geodezyjnych powierzchni terenu i budynków w dzielnicy Wirek, w Rudzie Śląskiej. Jej celem była ocena wpływu eksploatacji prowadzonej w latach 2005-2006 przez KWK Pokój na wymieniony obszar starej, miejskiej zabudowy. Przeanalizowano pomiary prowadzone dla linii i punktów rozproszonych na powierzchni terenu oraz na punktach zastabilizowanych na budynkach.

EN

Forecasting the extent and scale of mining impacts in the disturbed rock strata is extremely difficult and yet most mining operations nowadays are continued in such adverse conditions. It is reasonable, therefore, to investigate the impacts of mining activities on the basis of measurement data, which provide valuable practical information about the behaviour of the soil on the surface of the disturbed rock strata. This study provides the analysis of measurement and mine surveying data of the surface and buildings in Wirek, a district of Ruda Śląska (Poland). The aim of the study is to evaluate the impacts of mining operations continued from 2005 to 2006 in the colliery Pokój, on the condition of the old town buildings. Of particular importance are measurements taken at points and base lines on the surface and at control points stabilised on top of buildings.

16

Determining mechanical properties and material models of subsoil for buildings in mining areas

51%

Florkowska L. , Walaszczyk J. , Maj A.

|

2012

|

tom Vol. 36, no. 1

165-178

EN

This paper discusses issues related to determining impact of mining exploitation on buildings - the analytical process supported by numerical modelling. Numerical simulation tools are used to analyze the interaction between buildings and deforming soil i.a. to accurately forecast the impact of mining work. In order to carry out those analyses correctly, mining, geological and construction conditions have to be investigated reliably. In this paper, issues related to modelling soil have been presented. Particularly in terms of determining mining influences, investigating foundation conditions and assuming a material model. Deformation processes taking place in soil and caused by mining exploitation have been characterized, and forecasting the impact of mining exploitation on surface has been generally discussed. Moreover, requirements concerning identification of subsoil beneath buildings founded on mining areas have been cited and the most important methods have been listed. Then, by concentrating on issues related to accurate analysis of mining influences, numerical modelling has been proposed as a tool to carry out such analysis. In that respect, examples of selecting constitutive equations and determining their values have been presented. Those examples concern two geologic materials: sandy loam and sandstone. Laboratory experiments were carried out for each. Their results and selected constitutive equations have been presented along with determined parameter values. The impact of basic mechanical parameters of soil: elastic modulus and Poisson's ratio on stress distribution beneath wall footing have also been presented.

PL

Zawarta w artykule problematyka związana jest z wyznaczaniem wpływu eksploatacji górniczej na obiekty budowlane przy zastosowaniu metod modelowania numerycznego. Narzędzia symulacji numerycznych stosowane są w analizie współpracy budynku z deformującym podłożem m.in. w celu opracowania szczegółowej prognozy oddziaływania robót górniczych. Warunkiem prawidłowego przeprowadzenia tego rodzaju analizy jest rzetelne rozpoznanie warunków górniczych, geologicznych i konstrukcyjnych. W pracy przedstawione zostały zagadnienia związane z modelowaniem podłoża obiektu w aspekcie wyznaczania oddziaływań górniczych, rozpoznania warunków posadowienia i przyjęcia modelu materiałowego. W tym zakresie scharakteryzowano procesy deformacyjne zachodzące w podłożu wskutek oddziaływania eksploatacji, omówiono ogólnie zagadnienie sporządzania prognozy wpływów eksploatacji górniczej na powierzchnię, przytoczono wymagania dotyczące rozpoznania podłoża obiektów posadowionych na terenach górniczych oraz wymieniono ważniejsze metody tego rodzaju rozpoznania. Koncentrując się następnie na zagadnieniach związanych z opracowaniem szczegółowej analizy oddziaływania eksploatacji zaproponowano zastosowanie modelowania numerycznego, jako narzędzia tego typu analiz. Pod tym kątem przedstawiono przykłady doboru prawa materiałowego podłoża oraz wyznaczenia wartości jego parametrów. Przykłady te dotyczą dwóch materiałów geologicznych: gliny piaszczystej oraz piaskowca. Dla każdego z nich omówiono zakres przeprowadzonych badań laboratoryjnych, przytoczono wyniki oraz przedstawiono wybrane prawo materiałowe z wyznaczonymi wartościami parametrów. Przedstawiona została także analiza wpływu wartości podstawowych parametrów mechanicznych podłoża: modułu sprężystości podłużnej, i współczynnika Poissona na rozkład naprężeń pod ławą fundamentową.

17

Modelowanie trajektorii otworu kierunkowego z uwzględnieniem budowy geologicznej i właściwości fizyko-mechanicznych skał (na przykładzie złoża gazu Mirocin)

51%

Florkowska L. , Maj A. , Nowakowski A. , Tajduś K.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2009

|

tom nr 158

69-114