Pomiary naturalnego zaciskania wyrobisk solnych na dużej głębokości, przekraczającej 900 m, prowadzone są od 20 lat przez OBR Chemkop w ZG Polkowice-Sieroszowice. Długi okres obserwacji baz w jednym z wyrobisk chodnikowych pozwolił uchwycić charakterystyczne fazy zjawiska konwergencji. Faza szybkiego zaciskania początkowego przechodzi poprzez trwające kilka lat wyhamowywanie ruchu do etapu wieloletniego zaciskania z niemal stałą szybkością, kilkakrotnie mniejszą od początkowej. Instalując nowe bazy pomiarowe, uwzględniono różne wielkości przekrojów poprzecznych wyrobisk: od kilkunastu do 200 m2, położonych na głębokościach od 894 m do 952 m i o różnym czasie istnienia od 1 tygodnia do ponad 19 lat. Zanotowano wartości konwergencji fazy początkowej: od ok. -100 mm/rok do ponad -600 mm/rok. Natomiast dla wyrobisk, których wiek wynosi kilkanaście lat, charakterystyczna jest średnia szybkość zaciskania od -30 mm/rok do -100 mm/rok.
EN
Measurements of the natural convergence of salt excavation at large depth exceeding 900 meters are conducted for 20 years by OBR Chemkop in Polkowice-Sieroszowice. In 2009 and 2010 the range of measurements increased to a dozen or so new stations. A long term observation of the excavation points revealed characteristic phases of the convergence phenomenon. In the first years of the salt excavations existence, values of linear convergence ranged from -100 mm/year to more than -600 mm/year. However, for excavations older than ten years, average speed of convergence varied from -30 mm/year to -100 mm/year. This is a typical graph of deformation for excavations on great depth in salt deposit.
OBR Chemkop Kraków od ponad 30 lat prowadzi specjalistyczne pomiary konwergencji wyrobisk w polskich kopalniach soli. W 1998 roku w jednej z typowych komór prostopadłościennych w Kopalni Soli w Kłodawie, na głębokości 630 m, zainstalowano układ znaków pomiarowych pozwalający obserwować zaciskanie jej pionowego przekroju poprzecznego. W ciągu 11 lat wykonano kilkanaście cykli obserwacyjnych 15 baz pionowych, poziomych i ukośnych w przekroju komory. Część znaków zniwelowano w lokalnym układzie odniesienia. Stwierdzono narastające skracanie baz konwergencyjnych o sumarycznych wielkościach od 68 do 107 mm w ciągu 11 lat. Pomiary niwelacyjne wykazały wypiętrzanie spągu komory wynoszące ok. 35 mm. Pozwoliło to obliczyć obniżenie stropu komory o wartości ok. 72 mm w jej środku i od 40 do 50 mm w 1/4 jej szerokości w omawianym okresie. Pomierzone liniowe wartości konwergencji baz przeliczono na ubytek pola powierzchni wynoszący ok. 2 m2 w stosunku do 180 m2 początkowego pola przekroju. Pozwoliło to ustalić względną szybkość zaciskania poprzecznego konturu komory na około 1 promil rocznie.
EN
For over 30 years Chemkop has researched convergence survey in Polish salt mines. In 1998 in one of typical salt chamber in Kłodawa installed unique measuring points system for convergence observation of vertical cross-section on 630 m depth. For 11 years measured multiple horizontal, vertical and oblique bases and levelled bench-marks. This measurements allowed determine relative velocity of area convergence about 1 per mille annually.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca przedstawia studium konwergencji w modularnej strukturze wielopoziomowej kopalni soli w oparciu o symulacje MES. Rozpoznano wpływ właściwości sprężystych i lepkich na wartości i rozkład przemieszczeń w komorach, wyrażonych przez konwergencje liniowe i powierzchniowe. Zbadano wpływ kształtu struktur i zmiany konwergencji w funkcji czasu. Praca stanowi podstawę do powiązania przemieszczeń w wyrobiskach z obniżeniami powierzchni.
EN
The paper is a result of FEM modelling of convergence (room closure) in multilevel salt mines. Influence of visco-elastic properties of salt on linear and areal closure values and distribution has been shown. Relation between convergence and shape of structure as well as time dependance of convergence were described.
This work presents an innovative shaft-lining solution which, in accordance with a patent of the Republic of Poland, allows successive, periodic leaching of excess rock salt migrating to the shaft opening. As is commonly known, all workings in rock salt strata are exposed to an increased convergence of sidewalls, making it very difficult to use shafts properly. Rocks migrating towards the shaft opening cause very high stress on the shaft liner. As a result, if the lining does not show substantial deformability, it fails. Lining failure due to insufficient deformability has been extensively described in the literature. Also, throughout the history of mining construction, a number of solutions have been proposed for different types of lining-deformability enhancement. For instance, the KGHM mining corporation applied a deformable steel lining – a solution used in the mining construction of galleries – along a 155-m-long section of the SW-4 shaft with diameters of 7,5 m that passes through a rock salt strata. At KGHM, the SW-4 shaft passes through a rock salt strata along a section of 155 m, in which a deformable enclosed steel lining was made. After several years, the convergence of shaft sidewalls stabilised at a rate of 0.5 mm/day. This enormous activity of the rock mass made it necessary to reconstruct the entire shaft section after only four years. According to further predictions, it will be necessary to reconstruct this section at least four times by 2045. This paper discusses in short form the underlying weaknesses of the technology in question. As a solution to the problems mentioned above, the authors of this work present a very simple design of a shaft lining, called the tubing-aggregate lining, which utilises the leachability of salt rock massifs. The essential part of the lining is a layer of coarse aggregate set between the salt rock sidewall and the inner column of the tubing lining. One the one hand, coarse aggregate supports the salt rock sidewall and is highly deformable due to its compressibility, but on the other hand it allows water or low saturated brine to migrate and dissolve salt rock sidewalls. This paper presents the first stage of works on this subject. Patent No. PL 223831 B had been granted before these works commenced.
PL
Praca niniejsza prezentuje innowacyjne rozwiązanie obudowy szybu, która zgodnie z patentem RP umożliwia sukcesywne okresowe ługowanie nadmiaru soli migrującej w światło szybu. Powszechnie wiadomo, że każde wyrobisko górnicze w górotworze solnym narażone jest na zwiększoną konwergencję ociosów, co w przypadku szybów jest dużym utrudnieniem prawidłowego ich wykorzystywania. Migracja skał w światło szybu powoduję bardzo wysokie obciążenie deformacyjne obudowy. Jeżeli ta nie ma zdolności do znaczącego odkształcania się to ulega zniszczeniu. Literatura fachowa dysponuje wieloma opisami zniszczenia obudowy zbyt mało podatnej. W historii budownictwa górniczego zaproponowano też kilka rozwiązań w postaci różnego rodzaju upodatnienia obudowy. Przykładowo, przenosząc z budownictwa górniczego wyrobisk korytarzowych konstrukcję obudowy stalowej podatnej w KGHM w szybie SW-4 na odcinku o długości 155 m, przechodzącym przez górotwór solny, zastosowano podatną obudowę stalową zamkniętą. Konwergencja ociosów szybowych w tym przypadku po kilku latach ustabilizowała się na poziomie 0,5 mm/dobę. Efektem tak wielkiej aktywności górotworu była konieczność przebudowy całego odcinka szybu już po 3 latach. Dalsze prognozy przewidują, że do roku 2045 konieczna będzie jeszcze co najmniej 4 krotna przebudowa tego odcinka. W pracy przedstawiono zasadnicze słabości tego rozwiązania technicznego. W odpowiedzi na tego typu przypadki Autorzy niniejszej pracy prezentują bardzo prostą konstrukcje obudowy zwanej obudową „tubingowo-kruszywową”, która wykorzystuje zdolność górotworu solnego do procesu ługowania. Istotą tej obudowy jest warstwa kruszywa gruboziarnistego, umieszczona pomiędzy ociosem solnym i wewnętrzna kolumną obudowy tubingowej. Kruszywo gruboziarniste z jednej strony podpiera ocios solny z możliwością znacznego odkształcania się bo jest ściśliwe, ale z drugiej strony pozwala na migrację wody słodkiej, która będzie oddziaływać na ociosy solne rozpuszczającje. Niniejsza praca poprzedzona przyznanym patentem nr PL 223831 B, prezentuje pierwszy etap prac nad tym zagadnieniem. Etapem drugim były badania intensywności ługowania i możliwości zastosowania tego rozwiązania w budownictwie szybowym. Etapem finalnym winien być odcinek badawczy szybu w górotworze solnym z obudową pozwalającą na okresowe ługowanie calizny solnej.
Pomiary konwergencji stosowane są w górotworze celem badania i lokalizacji miejsc szczególnie zagrożonych naprężeniami występującymi wskutek koncentracji eksploatacji w danym rejonie lub szczególnych właściwości geologicznych górotworu. Wyniki takich pomiarów mają zatem kluczowe znaczenie dla oceny zagrożeń geomechanicznych w kopalniach głębinowych. Stanowią również podstawę dla budowy i estymacji parametrów modeli teoretycznych. Analiza wyników pomiarów konwergencji w odniesieniu do całego masywu naruszonego górotworu jest niezwykle złożona i może być obarczona znacznymi błędami. Zebrano i przeanalizowano wyniki wieloletnich wysokościowych pomiarów geodezyjnych. Zgromadzono także wyniki dostępnych pomiarów konwergencji z kilku komór solnych. W artykule podjęto próbę prowadzenia analizy łącznie z oceną ruchów punktów wysokościowych w wyrobiskach kopalnianych i rurze szybowej. Analiza przestrzenna zestawiająca całość wyników z sytuacją górniczo-geologiczną pozwala na łatwiejsze i obarczone mniejszą niepewnością wnioskowanie. Tego typu analizy pozwalają na lokalizację związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy konwergencją komór a przemieszczeniami punktów, a tym samym na lokalizację zagrożonych rejonów kopalni. Wdrożenie geograficznych systemów informacyjnych (GIS) pozwoliło na wykazanie celowości tego typu analiz.
EN
One of the main goals of convergence measurements in underground mining is assessing the risks related to caves deformations. Those deformations might be caused by the concentration of mining activities in a given region or by specific geological conditions. The results of such measurements are crucial for assessing the stability of caves in underground mines. The results of measurements are also used for improving the parameters and accuracy of theoretical models. The analysis of the convergence measurements and underground leveling is an extremely complex process, burdened with significant error. The results of the leveling and convergence measurements were gathered in the database. The presented research was focused on the analysis of the movements in mine chambers and in the shaft. The spatial analysis based on mining and geological factors can be used for defining the cause-and-effect relationships between the convergence of the chambers and the displacements of the measurement point. In this way the endangered areas could be established. Implementing of the geographical information systems (GIS) in the research enabled to work out complex analysis.
Stropowa półka ochronna o grubości 150 m nad polem nr 1 jest istotnym elementem bezpieczeństwa eksploatacji w kopalni Kłodawa. Pole eksploatowano w latach 1958-1985 na głębokościach 450-600 m. Obserwacje sieci niwelacyjnej na poziomie 450 rozpoczęto w 1962. Po 2005 roku uzupełniono sieć pomiarów niwelacyjnych i dołączono obserwacje konwergencyjne w sześciu komorach najwyższego poziomu (poziom 475). W 2010 r. rozpoczęto pomiary przemieszczeń poziomych na linii pomiarowej prostopadłej do dłuższej osi pola nr 1. Zainstalowano dwa stanowiska reperów wgłębnych poza granicą wpływów poeksploatacyjnych jako repery nawiązania sieci lokalnej. Pomiary niwelacyjne w latach 2006-2010 wykazały szybkość osiadań nad centrum pola ok. -3 mm/rok, kilkakrotnie mniejszą niż w trakcie wybierania pola. Wyniki pięcioletnich obserwacji konwergencyjnych pokazują powolne, jednostajne zaciskanie komór pod półką ochronną ze średnią szybkością ok. -5 mm/rok. Uzyskano pierwsze wyniki pomiarów przemieszczeń poziomych.
EN
Roof protective zone over field no. 1 in Kłodawa is the essential unit of safety of exploitation in salt mine. Field no. 1 was exploited from 1958 to 1985 on depths from 450 m to 600 m. Levelling observations on horizon 450 over field no. 1 was begun in 1962. From 2005 levelling was modified and news observations were added. In six chambers excavations of the highest horizon 475 to start measurements of convergence. From 2010 start measurements of horizontal dislocations. On horizon 450 two deep-seated levelling marks out of border of mine influences were installed. The new levelling measurements on 2006-2010 showed to accumulate subsiding trough with speed of vertical deformations about -3 mm/year. Results of five years of convergence observation show slow, monotonous the tightening with average the vertical speed about -5 mm/year.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kopalniane wyrobiska generują zagrożenia. Zapewnienie bezpieczeństwa jest głównym zadaniem nadzoru górniczego. W podziemnych kopalniach soli jednym z głównych zagrożeń jest zagrożenie zawałowe. Jego opanowaniu służy znajomość zachowania się górotworu. Wiedzę tę nabywa się analizując ruch górotworu. W polskich kopalniach soli monitorowany jest on różnymi metodami. Prowadzone są obserwacje niecki osiadań na powierzchni, zaciskania wyrobisk oraz deformacji półek i filarów. W artykule opisano sposoby pomiarów ruchu górotworu z podaniem przykładowych wyników i przedstawiono przykładowe efekty analiz wyników obserwacji.
EN
Excavation voids generate hazards in mines. Ensuring safety is the primary task of mining supervision. One of the main hazards in underground salt mines is the risk of collapse. The analysis of the rock mass movement, through the knowledge of its behaviour, helps to control the collapse hazards. In Polish salt mines, the various methods of the rock mass movements have been used. Observations of subsidence trough on the surface, room closure and deformations of shelves and pillars are carried out. The methods of rock mass motion measurements with the examples of results and the exemplary effects of the analysis of observation results are presented in the article.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.