Deformacje przypowierzchniowej warstwy górotworu, nawet spowodowane głęboką eksploatacją podziemną prowadzoną w dużej odległości od zaburzeń tektonicznych górotworu, nie są w istocie na ogół deformacjami ciągłymi. W warstwie osiągany jest stan równowagi granicznej, a jej deformacje odbywają się przez wzajemne przemieszczenia wyodrębnionych brył skał lub gruntów. Do opisu deformacji charakteryzującego nachylenia, krzywizny i poziome odkształcenia warstwy należałoby więc posługiwać się zależnościami różnicowymi i wskaźnikami średnimi, przyporządkowanymi przyjętej bazie pomiarowej. W praktyce stosuje się jednak zależności różniczkowe, a rozbieżności pomiędzy wartościami teoretycznymi, a wynikami pomiarów kompensuje się losowym rozproszeniem wartości wskaźników, przy czym jest to rozproszenie duże. Wskazano na potrzebę uwzględniania tego zjawiska w problemach szkód górniczych i przedstawiono koncepcję probabilistycznej metody oceny skutków eksploatacji w obiektach budowlanych.
EN
The deformations of the rock mass adjacent to the surface, even those produced by deep underground mining conducted at great distances from tectonic disturbances of the rock mass, in fact are not generally continuous deformations. In the layer, a boundary equilibrium condition is reached, and its deformations proceed through mutual displacements of separate rock bodies of soil. Therefore, in the description of deformations that characterises slopes, curvatures and horizontal deformations of the layer, one should use relationships based on differences and average indices, assigned to the adopted measuring base. In practice however, the relationships based on differentials are used, and the divergence between theoretical values and results of measurements is compensated by a random scatter of values of the indices, with the scatter being significant. It has been pointed at the need to include this phenomenon in the problems of mining damage, and the concept of a probabilistic method of assessment of the consequences of mining in building structures has been presented.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Treścią referatu jest analiza wyników geodezyjnych pomiarów deformacji powierzchni zaobserwowanych nad przemieszczającymi się frontami ścianowymi w kopalni Kazimierz-Juliusz dla eksploatacji drugiej z kolei warstwy grubego pokładu. Przedstawiono w nim: wyniki pomiarów, wyznaczone parametry teorii Budryka-Knothego, porównanie deformacji pomierzonych i obliczonych teoretycznie. Wykazano, że na parametry teorii do prognozowania deformacji powierzchni przy eksploatacji grubego pokładu mają istotny wpływ dodatkowe czynniki, w tym reaktywacja zrobów wcześniej wybranej warstwy, jak i sąsiedniej ściany eksploatacyjnej. Wyznaczono także parametry funkcji czasu, analogicznej do funkcji pełzania dla dwuelementowego szeregowego modelu Kelvina.
EN
The paper deals with an analysis of the results of surveying measurements observed above the advancing longwall fronts at Kazimierz-Juliusz mine, when extracting the second layer of a thick seam. Presented are results of measurements, parameters determined of Budryk and Knothe's theory, comparison of measured and theoretically calculated deformations. It has been shown that the parameters from the theory to forecast surface deformations when mining a thick seam are significantly influenced by additional factors, including reactivation of the goaf of the earlier extracted layer, and that of adjacent longwall. The time function parameters were also determined, the function being similar to the creep function for the two-element series Kelvin model.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Problem postawiony w niniejszym artykule sprowadzono do poszukiwania sieci neuronowej, która najdokładniej przeprowadzi prognozę obniżeń. Zestaw dostarczanych jej danych wejściowych, sposób ich przetworzenia i rodzaj zwracanych przez nią wyników ustalono a priori. Kierowano się przy tym istniejącymi już modelami, a zwłaszcza rozpowszechnionym w Polsce modelem Knothego. Zaproponowano dwa kształty siatki (tj. kwadratowy i kołowy) wykorzystanej do przekazania sieciom atrybutów określających wymiary przeprowadzonej eksploatacji. W pierwszej fazie badań, dla sprawdzenia poprawności przyjętego sposobu opracowania danych przed ich dostarczeniem do sieci, przeprowadzono trening i weryfikację na nieckach teoretycznych obliczonych zgodnie z teorią Knothego. Próby rozpoczęto na prostszej w budowie siatce atrybutów kołowej. Przetestowano ją dla 10 różnych rozdzielczości. Ze względu na zadowalające wyniki aproksymacji nie przeprowadzano testów na bardziej rozbudowanej kwadratowej siatce atrybutów. W drugiej fazie przeprowadzono badania na nieckach obserwowanych. Zbiór danych wykorzystanych do nauki i weryfikacji uzyskanych rezultatów obejmował wyniki obserwacji z 10 linii obserwacyjnych łącznie zawierających 385 obserwowanych punktów. Wykorzystane do badań złoża były względnie poziome i nie zaburzone tektonicznie. Testowano oba rodzaje zaproponowanych siatek atrybutów w trzech różnych rozdzielczościach. Uzyskane wyniki prognoz dały wyniki dokładnościowo porównywalne z prognozą wykonaną modelem Knothego. Ze względu na stosunkowo niewielki zbiór uczący wykorzystany w badaniach niezbędne jest potwierdzenie uzyskanych wyników po nauce na kilkakrotnie większym zbiorze uczącym. Celowe wydają się także próby zastosowania sieci do tworzenia modeli do prognozowania obniżeń dla pojedynczych obiektów.
EN
Problem which is considered in this article amounted to searching such a neural network which carries out the most exact prediction of surface depression. A set of used input data, a way of their transformation and kind of returned results were determined a priori. Those decisions were guided by existing models, especially by Knothe's model which is very common in Poland. Two kinds of grids were proposed (circular and square). Both of them are used to deliver dimensions of exploitation to networks. In first phase of research, correctness of data preparation had to be checked. In order to achieve that training and verification were conducted onto theoretical troughs. Knothe's model has been used during the training. First attempts were launched with simpler in structure circular grid. It was tested for 10 different resolutions. Because of good results of approximation no more tests were carried out with much more complicated square grid. In second phase, researches on observed troughs were conducted. Data set used for training and verification consisted of 10 observations lines. Deposits used in researches were relatively horizontal and weren't dislocated tectonically. Both types of attributes grid in 3 different resolutions have been tested. Obtained prognosis accuracies were comparable to prognosis made with Knothe's model. In consideration of rather small amount of training data used in researches it's necessary to confirm obtained results after learning on 3-5 times larger learning data set. Application of neural networks in a process of creation depression models for single objects seems to be reasonable.
W artykule poddano analizie wpływ oddziaływania eksploatacji rudnych na obiekt zlokalizowany na powierzchni terenu. Reaktywacja starych, płytko zalegających zrobów porudnych wywołała w bezpośrednim rejonie obiektu deformacje nieciągłe o charakterze liniowym oraz liczne uszkodzenia obiektu. W artykule uwzględniono również wpływy eksploatacji złóż węgla kamiennego prowadzonych od roku 1997.
EN
In the paper the analysis of the old shallow orey workings influence on the object located on the land surface has been presented. The reactivation of old shallow orey workings caused in surrounding land surface area discontinuous linear deformations. These deformations influenced the building located there. As the effect, damages occured to the building. Apart from old orey workings, the deep underground coal mining led from 1977 had impact on the considered area, which has been described in the paper too.
Observations of building structures in mining areas, reveal the occurrence of periodic and permanent excessive loading situations. These include ground deformations associated with the extraction of underground mineral deposits. In urban areas, these deformations significantly alter the operating conditions of building structures. For this reason, forecasts of ground transformation and analyses of possible changes in the technical condition of buildings on the ground surface are made in advance, even before mining is commenced. Taking into account previous in-house experience of the observed effects of mining impacts on building structures, an original method of monitoring changes in the condition of these structures has been developed. The aim of the monitoring is to record phenomena that change the operating conditions of the structures. In the developed method, measurements are made quasi-continuously using strain and deflection sensors mounted directly on structural elements. In the mining area affected by the mining operation being carried out in the years 2020 - 2022, and with a further one planned in the years 2023 - 2024, through the extraction of 14 coal parcels, three public utilities of special interest were monitored. The measurement results of deformation changes in the elements allow for an assessment of changes in the stress state of the structures, and the integration of sensors mounted on the structures into a wireless network fulfils the demands for maintaining public safety conditions in mining areas. It also contributes to the analysis of fatigue issues in masonry structures due to long-term multidirectional loads.
Wzajemne oddziaływania fundamentów i gruntu w warunkach górniczej deformacji terenu są uzależnione od różnicy przemieszczeń deformującego się gruntu i podatnie posadowionych fundamentów układu obciążonego ciężarem własnym, wpływami klimatycznymi i tymi oddziaływaniami gruntu na fundament. Dla takich przypadków obciążenia w artykule przedstawiono sprężysto-plastyczny model obliczeniowy z poziomą półką plastyczną układu fundamenty-podłoże gruntowe, który można łatwo wprowadzić do inżynierskich programów komputerowych i wykonać analizę statyczną układów ramowych podatnie posadowionych na terenach narażonych na ciągłe wpływy górnicze. Korzystając z tych modeli, w rozwiązaniu iteracyjnym oceniono wpływ podatnego posadowienia fundamentów jednonawowej hali stalowej w deformującym się gruncie na rozkład sił wewnętrznych układu.
EN
Interactions between foundations and ground subjected to deformations in mining area depend on the difference between displacements of the ground and flexible settled structure, subjected to dead load, climatic loads and soil action on its foundation. For such load cases, elastic-plastic computational model of the foundation-ground system with a horizontal plastic yield plateau easily implementable into engineering computer programs to perform static analysis of frame systems flexible settled in areas exposed to the continuous mining deformations were described. Based on these models, an iterative solution was used to evaluate the impact of the flexible foundation of a single-storey industrial building in deforming soil on the internal forces distribution.
Odkształcenia poziome towarzyszące deformacjom górniczym mają istotne znaczenie w aspekcie bezpieczeństwa zarówno infrastruktury technicznej, zabudowy powierzchniowej, jak i jakości życia osób żyjących na terenach podlegających przekształceniom. O ile kierunkowe odkształcenia poziome można łatwo wyznaczać wykorzystując klasyczne pomiary geodezyjne, o tyle brak jest metod obserwacji pełnego tensora odkształceń. W prezentowanych badaniach autorzy proponują nową metodę wyzna-czania tensora odkształceń poziomych, w której wykorzystywane są obserwacje satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR). W pierwszej kolejności sprawdzono poprawność działania metody na danych teoretycznych, modelowych. Błąd względny wyznaczony dla wartości ekstremalnych odkształceń nie przekroczył 0,02 przy odchyleniu σ = +/-0,003. W dalszej kolejności zastosowano proponowaną metodę na rzeczywistym poligonie badawczym. Przemieszczenia kierunkowe (LOS) wyznaczono metodą Multi-Temporal InSAR, w wariancie małych baz (SBAS), dla danych z misji Sentinel-1. Dla przedstawionego przypadku uzyskano przemieszczenia pionowe powierzchni terenu wynoszące do -167 mm i składową przemieszczeń poziomych w zakresie od -110 mm do +62 mm. Dla tak wykształconego pola przemieszczeń, ekstremalne wartości odkształceń poziomych wahały się od -0,52 mm/m do +0,36 mm/m przy σ = +/-0,050 mm/m. Uzyskane wyniki świadczą o wysokiej i wystarczającej dla celów praktycznych dokładności metody wyznaczania tensora odkształcenia poziomego. Nowa metoda analizy wyników satelitarnych obserwacji radarowych rozszerza istniejące dotychczas możliwości geodezyjnego wyznaczania odkształceń.
EN
Horizontal strain accompanying mining deformations have significant importance in terms of the safety of both technical infrastructure and the quality of life of people living in the areas undergoing transformation. While directional horizontal strain can be easily determined using classical geodetic measurements, there are no methods of observing the full deforma-tion tensor. In the presented research, the authors propose a new method for determining the horizontal strain tensor, which uses satellite radar interferometry (InSAR) observations. First, the correctness of the method was checked on theoretical and model data. The relative error determined for the extreme deformation values did not exceed 0.02 with the deviation σ = +/- 0.003. Subsequently, the proposed method was applied on a real cause study example. Directional displacements (LOS) were determined using the Multi-Temporal InSAR method, in the small baseline variant (SBAS), for the data from the Sentinel-1 mission. For the presented case, vertical displacements of the terrain surface were obtained, amounting to -167 mm, and the component of horizontal displacements ranging from -110 mm to +62 mm. For such a developed displacement field, the extreme values of horizontal deformations ranged from -0.52 mm/m to +0.36 mm/m with σ = +/-0.050 mm/m. The obtained results prove a high and sufficient for practical purposes the accuracy of the method of determining the horizontal strain tensor. The new method of analyzing the results of satellite radar observations extends the existing possibilities of geodetic determination of deformations.
Przedstawiono problematykę projektowania obiektów budowlanych przystosowanych do rektyfikacji na terenach eksploatacji górniczej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW). Na podstawie przeglądu tradycyjnych metod posadowienia budynków na terenach szkód górniczych i ich porównania z zaproponowanym nowym sposobem sformułowano wnioski dotyczące możliwości jego wykorzystania w praktyce inżynierskiej.
XX
The paper presents the problems of designing of structures prepared to straightening process in the mining exploitation areas of the Upper Silesian Coal Basin (USCB). Based on the review of traditional methods of founding buildings in mining damage areas and comparing them with the proposed new method, conclusions were formulated regarding the possibility of its use in engineering practice.
Deformacje zachodzące w podłożach górniczych stanowią przyczynę możliwych dodatkowych osiadań obiektów budowlanych, wpływających na stan bezpieczeństwa całego układu budowla - podłoże gruntowe. Wraz z rozwojem infrastruktury transportu rośnie zapotrzebowanie na wiarygodny opis (z zastosowaniem odpowiednich modeli konstytutywnych) zachowania układów symulujących współpracę konstrukcji liniowych z deformującym się podłożem górniczym.
EN
Observations and analysis of soil behavior subjected to mining deformations were applied in -presented in the paper - proposal of linear construction - mining subsoil system interaction safety in numerical model. Estimation (made as a limiting) of danger of appearance of: - discontinuous deformation in the upper layer of soil massif, and - loss of stability of the whole linear construction - mining subsoil systemis based on simplified analysis using just loosening state in the soil, which creation in the numerical model of mining subsoil was simulated by means of critical state model Modified Cam-Clay.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania dotyczące stosowania georusztów o sztywnych monolitycznych węzłach do wzmocnienia warstw wykonanych z mieszanek niezwiązanych. Celem badań było sprawdzenie skuteczności funkcji stabilizującej, którą przypisuje się georusztom współpracującym z ziarnami kruszywa, w warunkach osłabienia podłoża. Podłoże zostało osłabione przez rozluźnienie najniższej warstwy wykonanej z piasku, co symulowało oddziaływanie eksploatacji górniczej. Uzyskane wyniki potwierdziły, że wzmocnienia georusztem znacznie ograniczają degradację sztywności warstwy z niezwiązanej mieszanki poddanej deformacjom górniczym.
EN
The article presents the research works focus on geogrids with rigid monolithic nodes to reinforce layers made of unbound mixes. The aim of the research was to check the effectiveness of the stabilizing function, which is attributed to geogrids cooperating with aggregate grains, in conditions of subgrade weakening. The subgrade was weakened by loosening the lowest layer made of sand, which simulated mining impact. The obtained results confirmed that the reinforcement with a geogrid significantly reduces the degradation of the stiffness of the unbound mix layer subjected to mining deformations.
Wobec założeń upraszczających stosowanych w tradycyjnych metodach oceny bezpieczeństwa konstrukcji na podłożach ulegających deformacjom górniczym wielokrotnie podejmowano próby pełniejszego sformułowania rozważanego zagadnienia brzegowego. Uzyskany rozwój w tej dziedzinie jest wynikiem badań nad reologią zjawiska deformacji poeksploatacyjnych oraz prac dotyczących rozbudowy modeli opisujących zachowanie deformującego się podłoża gruntowego oraz współpracującej z nim budowli. W artykule przedstawiono współczesne tendencje rozwoju numerycznego modelowania zagadnień brzegowych budowla-podłoże górnicze z odniesieniem do doświadczeń własnych autorów oraz przeprowadzonych analiz obliczeniowych wykorzystujących w opisie zaawansowane związki konstytutywne. Pokazano, w jaki sposób jakość i dokładność analiz obliczeniowych związana jest z budową geometryczną modelu MES oraz sprzęgnięta z wymogami parametrycznymi stosowanych modeli konstytutywnych.
EN
In view of the simplifying assumptions used in traditional methods of assessing the safety of structures in mining areas, many attempts have been made to formulate the boundary problem under consideration. The development obtained in this field results from research on the rheology of the post-exploitation deformations and works on the models describing the behavior of the deforming subsoil and structures cooperating with it. The article presents contemporary trends in the development of numerical modeling of boundary issues: building-mining subsoil; with reference to the authors' own experiences and the computational analyzes carried out, using advanced constitutive relationships in the description. It shows how the quality and accuracy of computational analyzes is related to the geometric structure of the FEM model and coupled with the parametric requirements of the constitutive models used.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.