Ocena stopnia bezpieczeństwa wyrobisk korytarzowych zlokalizowanych na terenach pogórniczych

Transkrypt

1 ezyty Naukowe Intytutu Gopodarki Surowcami Mineralnymi i Energią olkiej Akademii Nauk rok 06 nr Staniław DUŻY* Ocena topnia bezpieczeńtwa wyrobik korytarzowych zlokalizowanych na terenach pogórniczych Strezczenie: Na terenach pogórniczych zlokalizowanych jet wiele wyrobik korytarzowych które nie zotały zlikwidowane poprzez ich podadzenie i niejednokrotnie w długim okreie czau itniały jako putki w górotworze. W okreie itnienia tych wyrobik w ich otoczeniu zachodzą procey degradacyjne pogarzające warunki utrzymania tateczności i w konekwencji mogą doprowadzić do ich zawału. Biorąc pod uwagę małą głębokość na jakiej ą one zlokalizowane itnienie wyrobik twarza częto poważne zagrożenie dla powierzchni terenu i jej inratruktury. drugiej trony należy brać pod uwagę wartość hitoryczną wyrobik które częto ą unikalnym dowodem rozwoju techniki na tych terenach. roblem ten przedtawiono na przykładzie Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej w abrzu. Do rozwiązania potawionego zadania wykorzytano wyniki badań właściwości kał i górotworu w otoczeniu przedmiotowego wyrobika parametry techniczne obudowy oraz przedtawiono analizę jego tateczności. Analizę tateczności wyrobika oparto na elementach probabilitycznej analizy kontrukcji uwzględniające zmienność budowy i parametrów charakteryzujących mayw kalny zmienność gabarytów przekroju poprzecznego wyrobika oraz jego obudowy. Na tej podtawie przedtawiono klayikację warunków utrzymania tateczności wyrobika opartą o prawdopodobieńtwo utraty tateczności. Granice pozczególnych kla utalono na poziomie: klaa I (p 005) klaa II (005 < p 05) klaa III (05 < p 030) i klaa IV (p > 030). aproponowana klayikacja może być podtawą do doboru ytemu ochrony wyrobika uwzględniającego warunki naturalne techniczne ekonomiczne i hitoryczne. Słowa kluczowe: górnictwo budownictwo podziemne wyrobika korytarzowe tateczność wyrobik korytarzowych Evaluation o the degree o aety o heading localized in potmining area Abtract: There are many heading in potmining area that were not liuidated by towing and repeatedly eited a empty pace in the rock ma. In the period o the heading eitence degradation procee take place in their neighborhood which woren tability maintenance condition and in coneuence may caue caving. Taking the act that the heading are localized at a mall depth into account their eitence oten caue eriou * Dr hab. inż. olitechnika Śląka Gliwice; tanilaw.duzy@poll.pl 7

2 danger or the urace and it inratructure. On the other hand it i neceary to take the hitorical value o the heading which are oten uniue evidence o technological advancement into conideration. The problem wa preented baed on the Główna Kluczowa Sztolnia Dziedziczna in abrze. Technical rock and rock ma property reearch reult and upport technical parameter were ued to olve the tak and an analyi o it tability wa preented. The analyi wa baed on element o a probabilitic contruction analyi which take into account the changeability o the upport and parameter that characterize the rock ma the changeability o the heading and it upport cro-ection gauge. On that bai a claiication o heading tability maintenance condition wa preented on the bai o tability lo probability. Border individual clae were etablihed on the ollowing level: cla I (p 005) cla II (005 < p 05) cla III (05 < p 030) and cla IV (p > 030). The propoed claiication may be the bai or a choice o heading protection ytem that take the natural technical economical and hitorical condition into account. Keyword: mining underground contruction heading heading tability Wprowadzenie Działalność górnicza prowadzona jet w złożu o określonej zaobności. o wyczerpaniu ię złoża lub gdy jego ekploatacja jet ekonomicznie nieeektywna zakłady górnicze zotają zlikwidowane. Częto jednak pod powierzchnią terenu pozotają wyrobika których likwidacja polegała tylko na odcięciu dojścia do nich przez co w górotworze pozotały putki w różnym układzie przetrzennym i o różnych gabarytach. o zakończeniu ekploatacji naturalne procey geologiczne i hydrogeologiczne oiągają tan równowagi który z biegiem lat może ulec zmianom wynikającym z potępujących proceów degradacji maywu a przede wzytkim zużycia technicznego pozotawionej w niepodadzonych wyrobikach obudowy. awał wyrobika może powodować kutki środowikowe pośród których do najitotniejzych zaliczyć można zagrożenie zapadlikowe utrudnienie naturalnego pływu wód podziemnych i wytąpienie podnieienia poziomu wody. Uwzględniając charakter i przebieg proceów zachodzących w górotworze na terenach pogórniczych trzeba ię liczyć z tym że kutki prowadzonej ekploatacji mogą wytąpić nawet po wielu latach od jej zakończenia (Chudek 00). Biorąc pod uwagę wymienione apekty w planach zagopodarowania przetrzennego terenów pogórniczych przy ocenie ich przydatności do zagopodarowania powinno ię uwzględniać topień naruzenia górotworu a w przypadku prowadzenia działalności inwetycyjnej uwzględnić roboty uzdatniające teren.. akre niezbędnych działań w zakreie zabezpieczenia wyrobik podziemnych na terenach pogórniczych Rewitalizacja terenów pogórniczych jet z reguły przedięwzięciem o bardzo zerokim zakreie technicznym i bardzo czaochłonnym. tego względu celowe jet opracowanie odpowiedniego harmonogramu robót uwzględniającego topień zagrożenia określający wymaganą kolejność zabezpieczania lub likwidacji itniejących wyrobik. Działania zmierzające do zabezpieczenia wyrobik podziemnych można podzielić na natępujące etapy (Duży 008; Duży i in. 0): inwentaryzacja oraz określenie tanów naprężeniowo-deormacyjnych w górotworze w analizowanym rejonie ze zczególnym uwzględnieniem budowy geologicznej górotworu właściwości kał truktury maywu zagrożeń naturalnych itp. 8

3 diagnotyka techniczna wyrobik w przedmiotowym rejonie makrokopowa ocena tanu technicznego kontrukcji (obudowy obiektów powierzchniowych) badania właściwości materiałów w analizowanych kontrukcjach określenie nośności kontrukcji topnia zużycia technicznego kontrukcji oraz zapau bezpieczeńtwa określenie wpływu prowadzenia robót górniczych na itniejące obiekty podziemne powinno obejmować zagadnienia związane z wywoływaniem okreowych (np. wpływ przodka drążonego (przebudowywanego) wyrobika wtrząy generowane przez roboty górnicze okreowe zawodnienie lub ouzenie górotworu itp.) oraz tałych (zmiana wielkości i kztałtu przekroju poprzecznego kontrukcja obudowy rozwój tre pękań maywu zmiana warunków hydrogeologicznych itp.) zmian warunków utrzymania tateczności wyrobika w wyniku podjęcia działalności inwetycyjnej określenie warunków bezpiecznego prowadzenia robót określenie warunków bezpiecznego użytkowania wyrobika.. aady oceny topnia bezpieczeńtwa wyrobik korytarzowych Na wielkość prawdopodobieńtwa wytąpienia awarii kontrukcji obudowy wyrobika korytarzowego decydujący wpływ mają obciążenie kontrukcji i jej nośność. W celu uwzględnienia zmienności warunków geologicznych i górniczych dane przyjmowane do obliczeń obciążenia obudowy można traktować jako zmienne loowe co powoduje że oddziaływanie górotworu na obudowę również traktować można jako zmienną loową wielowymiarową (Duży 007). W eekcie przeprowadzonej analizy rozkładu właściwości maywu jako dane wejściowe do obliczeń obciążenia obudowy uzykuje ię m.in. (Duży 007): wartość średnią i odchylenie tandardowe wytrzymałości na ścikanie kał R c Rc wartość średnią i odchylenie tandardowe modułu prężytości kał E E wartość średnią i odchylenie tandardowe naprężeń w górotworze otaczającym wyrobiko σ z z wartości średnie i odchylenia tandardowe gabarytów przekroju wyrobika S W S W WW W W. Nośność obudowy określana jet w oparciu o analizę rozkładu i wielkości ił wewnętrznych w obudowie ścikanej mimośrodowo metodą tanów granicznych. Analogicznie jak w przypadku obciążenia kontrukcji dane wejściowe do określenia nośności obudowy można określić jako (Duży ): wartość średnią i odchylenie tandardowe wytrzymałości obliczeniowej na ścikanie materiału w kontrukcji obudowy d d wartość średnią i odchylenie tandardowe makymalnego momentu zginającego wytępującego w najbardziej wytężonym przekroju obudowy M ma M ma wartość średnią i odchylenie tandardowe wkaźnika zginania przekroju obudowy W W wartość średnią i odchylenie tandardowe iły oiowej wytępującej w najbardziej wytężonym przekroju obudowy N 0 N 0 wartość średnią i odchylenie tandardowe wpółczynnika wyboczeniowego dla danego elementu obudowy ϕ ϕ 9

4 30 wartość średnią i odchylenie tandardowe przekroju poprzecznego obudowy A A. akładając że obciążenie obudowy 0 (ω) oraz jej nośność 0 (ξ) jet zmienną loową wielowymiarową określaną na podtawie n i m odpowiednio przyjmowanych danych traktowanych jako zmienne loowe o rozkładach normalnych i (ω) i y i (ξ) zależności obciążenia i nośności obudowy można określić za pomocą wzorów (Biegu 999): ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ξ ξ ξ ω ω ω ω ω n n y y y () Wartości średnie obciążenia i nośności obudowy można określić jako wartości obciążenia i nośności obudowy obliczone dla średnich wartości pozczególnych danych: ) ( ) ( n n y y y () Odchylenia tandardowe obciążenia i nośności obudowy obliczyć można ze wzorów: (3) rzyjmując dane wejściowe do obliczeń jako zmienne loowe o rozkładzie normalnym uzykuje ię wielkości loowe nośności obudowy i jej obciążenia o normalnym rozkładzie prawdopodobieńtwa w potaci (Duży 007) (ry. ): (4) gdzie: () () gętość prawdopodobieńtwa nośności i obciążenia obudowy średnie wartości nośności obudowy i jej obciążenia odchylenia tandardowe wartości nośności obudowy i jej obciążenia. Bezpieczeńtwo kontrukcji opierające ię na idei najłabzego ogniwa pozwala przyjąć za progowe wartości obliczeniowe nośności 0 i obciążenia 0 obudowy w potaci: m i y i n i i i i ( ) ( ) ep ep π π

5 Ry.. rzykład rozkładu obciążenia i nośności obudowy jako zmiennych loowych o normalnym rozkładzie prawdopodobieńtwa Fig.. Eemplary ditribution o loading and bearing capacity o the lining a random variable o normal ditribution o probability gdzie t p t t 0 + t 0 wpółczynniki zależne od przyjętego poziomu prawdopodobieńtwa. (5) Wykorzytując metodę probabilitycznej analizy kontrukcji poziomu II jako miarę bezpieczeńtwa przyjmuje ię probabilityczny wkaźnik niezawodności β obliczany ze wzoru: β (6) Wartość wkaźnika niezawodności β odpowiada wartości wpółczynnika niezawodności Cornella. Wartość dytrybuanty wkaźnika niezawodności p(β) oznacza prawdopodobieńtwo bezpieczeńtwa kontrukcji obudowy a wartość [ p(β)] prawdopodobieńtwo awarii kontrukcji (utraty tateczności przez obudowę) (Biegu 999; Duży 007)... rawdopodobieńtwo utraty tateczności wyrobika utrzymywanego bez obudowy Na wielkość prawdopodobieńtwa wytąpienia utarty tateczności wyrobika korytarzowego utrzymywanego bez obudowy decydujący wpływ mają gabaryty przekroju poprzecznego właściwości wytrzymałościowe górotworu oraz panujący w nim tan naprężenia. 3

6 rzyjmując dane wejściowe do analizy tateczności wyrobika jako zmienne loowe o rozkładzie normalnym analogicznie jak w (4) uzykuje ię wielkości loowe wytrzymałości maywu i naprężeń w nim wytępujących jako zmienne loowe o normalnym rozkładzie prawdopodobieńtwa w potaci: 3 4 ( σ ) σ σ σ ep π σ C C ( R ) C ep Rc π Rc gdzie: 3 ( ) 4 (R C ) gętość prawdopodobieńtwa naprężeń i wytrzymałości maywu σ R C średnie wartości naprężeń i wytrzymałości maywu z Rc odchylenia tandardowe wartości naprężeń i wytrzymałości maywu. Wykorzytując metodę probabilityczną poziomu II jako miarę bezpieczeńtwa można przyjąć probabilityczny wkaźnik niezawodności β obliczany ze wzoru: R (8) C σ β0 Rc σ Rc σ Wartość dytrybuanty wkaźnika niezawodności p(b 0 ) oznacza prawdopodobieńtwo bezpieczeńtwa wyrobika natomiat wartość [ p(b 0 )] oznacza prawdopodobieńtwo utraty tateczności przez wyrobiko. Rc R R σ (7).. Klayikacja warunków utrzymania tateczności wyrobika Na podtawie analizy zależności zachowania ię wyrobik korytarzowych od prawdopodobieńtwa utraty tateczności opracowano klayikację rozróżniającą 4 klay warunków utrzymania tateczności. Granice pozczególnych kla utalono na podtawie metody tanu granicznego nośności przy założeniu że zachowanie wyrobika określone dla danej klay wytąpi z prawdopodobieńtwem 095 na natępujących poziomach: klaa I p 005 dobre warunki utrzymania tateczności wyrobika wyrobiko może być użytkowane bez dodatkowych warunków klaa II 005 < p 05 zadowalające warunki utrzymania tateczności wyrobika wyrobiko może być użytkowane bez ograniczeń zalecony monitoring wyrobika klaa III 05 < p 030 dopuzczalne warunki utrzymania tateczności wyrobika wyrobiko może być użytkowane w ograniczonym zakreie wymaga zabezpieczenia klaa IV p > 030 tan niebezpieczny niedopuzczalne warunki utrzymania tateczności wyrobika wyrobiko nie może być użytkowane. 3

7 Badania nad warunkami utrzymania tateczności wyrobik korytarzowych wkazały że wyrobiko górnicze aby mogło bezpiecznie pełniać woje unkcje technologiczne powinno zotać klayikowane możliwie w jak najwyżzej klaie (I II lub warunkowo III klaa). W przypadku wytąpienia klay III zalecone mogą być warunki ograniczające zakre użytkowania wyrobika. Aby podnieść klaę warunków utrzymania tateczności wyrobika konieczne jet zwiękzenie zapau bezpieczeńtwa kontrukcji które można uzykać dzięki zwiękzeniu nośności obudowy lub zmniejzeniu jej obciążenia. oprawa warunków utrzymania tateczności wyrobika może wytąpić również poprzez naprawę obudowy zmniejzającą zmienność jej nośności lub zmniejzenie zmienności jej obciążenia poprzez prowadzenie określonych działań proilaktycznych. 3. rzykłady probabilitycznej analizy tateczności wyrobika pogórniczego 3.. Ogólna charakterytyka wyrobika Główna Sztolnia Dziedziczna Królowa Luiza o długości 45 km od kopalni Król w Chorzowie do połączenia z Kanałem Gliwickim tj. wylotu w abrzu wraz z obiektami towarzyzącymi zbudowana zotała w latach (ry. ). punktu widzenia możliwości odtworzenia Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej najbardziej atrakcyjnym jet odcinek od jej wylotu do zybu Carnall Kopalni Królowa Luiza w abrzu co tanowi odcinek o długości około 35 km (Duży i in. 005). Ry.. Lokalizacja Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej według S. Koutha (Duży i in. 005) Fig.. Localization o the Główna Kluczowa Sztolnia Dziedziczna according to St. Kouth (Duży et al. 005) Sztolnia ma przebieg w kierunku południowo-wchodnim i w rejonie zybu Carnall jet zlokalizowana na głębokości około 38 m. Wyokość ztolni wynoiła ok. 6 m a zerokość 6 m. Sztolnia wydrążona zotała tak że różnica poziomów między wylotem w abrzu a zybem Krug w Chorzowie wynoiła 34 m. Na odcinkach w kałach łabo zwięzłych i luźnych ztolnia poiadała obudowę klepieniową wykonaną z kamienia naturalnego lub 33

8 z cegły. Na odcinkach w kałach zwięzłych ztolnia wykonana zotała bez obudowy. Na początkowym odcinku o długości ok. 350 m wykonano ją jako pławno-odwadniającą. Na przedłużeniu ujścia ztolni wybudowano kanał pławny z abrza do Gliwic. Wkutek wybrania płytko zalegających złóż węgla oraz odwodnienia górotworu robotami górniczymi prowadzonymi na coraz więkzych głębokościach ztolnia utraciła woją unkcjonalność z końcem XIX wieku (Duży i in. 005; Duży i in. 006). W latach 50. XX wieku zotała zlikwidowana w poób adminitracyjny jak przeciętny obiekt górniczy który tracił wą przydatność. Wylot ztolni zaypano rozebrano ozdobny portal na jej wylocie i zaypano również kanał kłodnicki na odcinku wzdłuż rzeki Bytomki. Szyby łączące ztolnię z powierzchnią zlikwidowano w trakcie likwidacji kopalń na obzarach górniczych na których ię znajdowały. 3.. Analiza topnia bezpieczeńtwa odcinka ztolni utrzymywanego bez obudowy Do analizy przyjęto odcinek nitki północnej ztolni w rejonie wchodnim na terenie miata abrza w rejonie rozwidlenia ztolni na dwa równoległe wyrobika (Duży red. 05). rzyjęty do analizy odcinek wykonany jet na głębokości około 38 m w wartwie piakowców zaliczanych do wartw iodłowych. Na znacznej długości wyrobika wykonano murowane koryto wodne z cegły o zerokości 5 6 m i wyokości ok. 0 m. Od momentu wykonania wyrobiko utrzymywane było bez obudowy. rzeprowadzone badania wykazały że: kztałt przekroju poprzecznego jet nieregularny w tropie i w ocioach można zaoberwować liczne krzyżujące ię trey pękań związane z litologiczną budową maywu kalnego oraz jego cechami trukturalnymi więkzość widocznych płazczyzn nieciągłości w obrębie piakowca w którym wykonano wyrobiko jet zwarta natomiat płazczyzny pierwotnie rozwarte ą wypełnione głównie materiałem ilatym lub drobnymi ziarnami piaku. Dla oceny właściwości górotworu przeprowadzono badania penetrometryczne i introkopowe w tropie pągu i ocioach wyrobika. W tabeli oraz na ryunku 3 przykładowo przedtawiono wyniki badań przeprowadzonych w otworze tropowym. Tabela. etawienie wytrzymałości na ścikanie i rozciąganie wartw kalnych dla otworu tropowego A Table. Collation o compreion and etenion tamina o rock layer and A roo opening Głębokość otworu Wytrzymałość na rozciąganie [Ma] Rodzaj kały Wytrzymałość na ścikanie [Ma] H; [m] R c śred. odch. tand. R r śred. odch. tand. iakowiec Iłowiec iakowiec iakowiec rzeprowadzone obliczenia wykazały że w świetle rozważań determinitycznych opartych na wartościach wytrzymałości obliczeniowej (535 Ma) i średniej wartości naprężeń 34

9 Ry. 3. Wyniki badań górotworu wzdłuż proilu otworu tropowego A Fig. 3. Reearch reult o the rock ma along the A roo opening proile w otoczeniu wyrobika (48 Ma) tounek pewności przenieienia naprężeń deiniowany jako tounek wytrzymałości obliczeniowej do wielkości naprężeń oiąga wartość 3 co można interpretować jako tan bezpieczny. Uwzględniając wyniki badań właściwości górotworu określono wpółczynnik zmienności jego wytrzymałości wynozący 065 oraz wpółczynnik zmienności naprężeń w górotworze wynozący 07. Dla tak określonych parametrów obliczone prawdopodobieńtwo utraty tateczności wyrobika dla aktualnych warunków jego utrzymania oiąga makymalnie wartość 0375 co kwaliikuje wyrobiko do klay IV warunki niedopuzczalne (tan niebezpieczny). Wytąpienie tak wyokiego prawdopodobieńtwa utraty tateczności wyrobika znalazło pełne potwierdzenie w praktyce co można zaoberwować m.in. na ryunku 4. Ry. 4. Widok detrukcji kał ocioowych (a) oraz tropowych (b) analizowanego wyrobika Fig. 4. View o wall and roo rock detruction o the analyzed heading 35

10 3.3. Analiza topnia bezpieczeńtwa odcinka ztolni zabezpieczonej obudową murową z kamienia naturalnego Analizę przeprowadzono dla odcinka wyrobika w rejonie jego wylotu na powierzchnię (Duży red. 03). Wyrobiko w tym rejonie wykonano w obudowie kamiennej klepionej opartej na murach protych o wyokości ok. m oraz trzałce klepienia ok. 067 m. Wymiary przekroju poprzecznego wyrobika: zerokość ok. 6 m wyokość ok. 8 m. Na pozotałym odcinku wyrobiko wykonano w obudowie kamiennej klepionej opartej na murach protych o wyokości ok. 35 m oraz trzałce klepienia ok. 065 m. Jako materiał do wykonania obudowy zatoowano kamień cioany z wytępującego w okolicy piakowca układany na zaprawie wapiennej. Wymiary przekroju poprzecznego wyrobika: zerokość ok. 6 m wyokość ok. 30 m. Średnia grubość obudowy ztolni wynoi 5 cm. Grubość ta może ię nieznacznie zmieniać na wybiegu i obwodzie wyrobika z uwagi na rodzaj zatoowanego materiału. Obudowę ztolni wykonano przy użyciu kamienia cioanego który poiada nieregularne kztałty co może kutkować zmianami grubości obudowy wyrobika. oza obzarami uzkodzeń i braków obmurza tan techniczny obudowy można uznać za zadowalający. Obudowa nie wykazuje uzkodzeń w potaci ry i zczelin a jedynie ubytki zaprawy na głębokość do ok. 5 cm oraz lokalne wymycia zaprawy na głębokość do ok. 8 cm głównie w części tropowej wyrobika. W poinach muru oberwuje ię lokalnie przeratające korzenie roślin. Nie twierdzono wykropleń wody ze tropu i ocioów a jedynie lokalne zawilgocenia pągu wyrobika. Na odcinkach uzkodzeń obudowa wykazuje oznaki utraty tateczności co przy wytąpieniu niekorzytnych warunków może grozić zawałem wyrobika twarzając bezpośrednie zagrożenie dla powierzchni terenu w ormie deormacji nieciągłych (lejów zapadlikowych) (ry. 5b i c). a zczególnie niebezpieczny należy uznać odcinek wyrobika na którym wytąpiło uzkodzenie obudowy w potaci przemiezczenia północnego ociou do wyrobika Ry. 5. Widok uzkodzenia obudowy ocioów i tropu wyrobika Fig. 5. View o the heading outhern wall upport damage 36

11 w wyniku czego zaprawa w poinach uległa wykruzeniu a część wypchniętych elementów traciła powiązanie z itniejącą obudową (ry. 5). Wykorzytując wyniki przeprowadzonych pomiarów rzeczywitych parametrów geometrycznych i wytrzymałościowych pozczególnych elementów obudowy ztolni oraz ich tatytycznej analizy przeprowadzono obliczenia topnia bezpieczeńtwa obudowy. Wyniki przeprowadzonych obliczeń zetawiono w tabeli. Tabela. Wyniki obliczeń topnia bezpieczeńtwa obudowy odcinka Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej w rejonie jej wylotu na powierzchnię Table. Calculation reult or upport aety degree o the Główna Kluczowa Sztolnia Dziedziczna ection in the area o it outlet to the urace Lp. Odcinek obciążenia obudowy σ red [Ma] σ dop [Ma] k rawdopodobieńtwo awarii. odcinek I odcinek II odcinek III odcinek IIIa rzeprowadzone obliczenia wykazały że w świetle rozważań determinitycznych opartych na uśrednionych wartościach parametrów opiujących interakcję układu obudowa górotwór wpółczynnik wykorzytania nośności przekroju k oiąga wartości wyraźnie mniejze od co świadczy o wymaganej nośności obudowy. Obliczone prawdopodobieńtwo awarii obudowy dla aktualnych warunków jej utrzymania na odcinku III oiąga makymalnie wartość 03 co według badań dla wyrobik korytarzowych kwaliikuje wyrobiko do klay III warunki dopuzczalne. owoduje to konieczność oberwacji zachowania ię obudowy oraz podjęcie działań mających na celu zwiękzenie nośności obudowy lub obniżenie oddziaływania górotworu na obudowę. Wydzielając z niego odcinek charakteryzujący ię zczególnie dużą zmiennością parametrów podpornościowych obudowy (m.in. duża zmienność grubości obudowy zmienna jakość materiału i kontrukcji) oraz jej obciążenia (m.in. naruzenie robotami ziemnymi oddziaływanie drgań od przejeżdzających pojazdów na powierzchni) (w tab. odcinek IIIa) obliczone prawdopodobieńtwo awarii obudowy oiąga wartość 03 co kwaliikuje wyrobiko do klay IV warunki niedopuzczalne (tan niebezpieczny). Wytąpienie tak wyokiego prawdopodobieńtwa awarii obudowy znalazło pełne potwierdzenie w praktyce gdyż w tym miejcu w ierpniu 0 r. w trakcie realizacji prac w wyrobiku ztolni wytąpiło uzkodzenie obudowy w potaci utraty ciągłości materiału i przemiezczenia w kierunku wyrobika jednego z murów ocioowych (ry. 5). akre wytępującego uzkodzenia mógł zagrozić tateczności wyrobika na tym odcinku. odumowanie Na terenach pogórniczych nawet wiele lat po zakończeniu ekploatacji górniczej mogą wytępować zagrożenia będące jej kutkiem. Szczególne zagrożenie wytępuje od pozo- 37

12 tawionych po zakończeniu ekploatacji lub powtałych na wkutek proceów wtórnych w górotworze putek zalegających na małej głębokości. Utrata tateczności tych putek objawiająca ię najczęściej ich zawałem kutkuje wytąpieniem deormacji nieciągłych na powierzchni głównie w potaci zapadlik. rognozowanie zagrożenia zapadlikowego jet problemem złożonym kładającym ię z dwóch związanych ze obą proceów a mianowicie utraty tateczności wyrobika w ormie zawału oraz przejścia putki przez górotwór. rognoza tateczności wyrobika pozotawionego w górotworze po zakończeniu ekploatacji zależy od wielu czynników których określenie jet możliwe tylko z pewnym przybliżeniem. Do głównych czynników niepewności inormacji zaliczyć można: zmienność budowy i właściwości górotworu wynikająca z proceów naprężeniowo- -deormacyjnych wytępujących w trakcie i po zakończeniu ekploatacji zmienność gabarytów przekrojów poprzecznych wyrobika wzdłuż jego wybiegu na kutek złuzczeń lub obwałów kał lub częściowego wypełnienia wyrobika itp. zmienność pól naprężeniowo-deormacyjnych w górotworze wynikająca ze zmian właściwości górotworu warunków hydrogeologicznych warunków górniczych oraz oddziaływania rozwiniętej inratruktury podziemnej i powierzchniowej wyoki topień zużycia technicznego obudowy wyrobika wynikający z długiego okreu jego itnienia oraz niekorzytnych oddziaływań środowika. Biorąc powyżze pod uwagę za celowe uznać można toowanie metod probabilitycznych przyjmujących parametry wejściowe jako zmienne loowe a miarą zagrożenia utratą tateczności może być prawdopodobieńtwo wytąpienia niekorzytnego tanu. aproponowana klayikacja warunków utrzymania tateczności wyrobika może zotać wykorzytana jako narzędzie do: oceny topnia bezpieczeńtwa wyrobika zacowania niezbędnego zakreu i koztów działań naprawczych i proilaktycznych wtępnej oceny przydatności terenu do zagopodarowania określania harmonogramu działań naprawczych i zabezpieczających itniejące na określonym terenie wyrobika dla zmniejzenia zagrożenia ich zawałem. oruzony w artykule problem jet bardzo złożony i z konieczności przedtawiony zotał w poób bardzo ogólny. aygnalizowane zotały w nim apekty wymagające dalzych badań w celu dopracowania ię w miarę obiektywnych mierników jakości rozwiązania projektowego. Dotychczaowe badania wkazują że dalze ytematyczne poznawanie proceów naprężeniowo-deormacyjnych w otoczeniu wyrobik górniczych oraz rozwój metod i narzędzi projektowania twarza takie możliwości. Literatura Biegu A robabilityczna analiza kontrukcji talowych. Warzawa Wrocław: Wydawnictwo Naukowe WN 97. Chudek M. 00. Mechanika górotworu z podtawami zarządzania ochroną środowika w obzarach górniczych i pogórniczych. Gliwice: Wyd. Ś 500. Duży S Ocena bezpieczeńtwa kontrukcji wyrobik korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem zmienności warunków naturalnych i górniczych. [W:] Materiały Konerencji IX Warz- 38

13 taty Górnicze pt. agrożenia naturalne w górnictwie Kazimierz Dolny 0 czerwca 005. Kraków: Wyd. IGSMiE AN Duży S Optymalizacja kontrukcji wyrobik korytarzowych z uwzględnieniem zmienności warunków geologiczno górniczych i niepewności inormacji. [W:] Materiały Konerencji X Jubileuzowe Warztaty Górnicze pt. agrożenia naturalne w górnictwie Kraków 4 czerwca 006. Kraków: Wyd. IGSMiE AN Duży S Studium niezawodności kontrukcji obudowy i tateczności wyrobik korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego z uwzględnieniem niepewności inormacji. ezyty Naukowe olitechniki Śląkiej. Górnictwo. z. 77 Gliwice. Duży S Geotechniczne apekty utrzymania tateczności głównych wyrobik udotępniających w warunkach rekontrukcji poziomu. Budownictwo Górnicze i Tunelowe nr. 3. Duży i in. 005 Duży S. reidl W. i Jurkiewicz J.G Możliwości wykorzytania Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej jako zabytku kultury technicznej i atrakcji podziemnej tray turytycznej kanenu górniczego Królowa Luiza w abrzu. race Naukowe Intytutu Górnictwa olitechniki Wrocławkiej nr Seria: Konerencje nr 43 Wrocław: Oicyna Wyd. Wr Duży i in. 006 Duży S. reidl W. i Różacki R Wpływ czynników środowikowych na trwałość i walory użytkowe obudowy kamiennej Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej w abrzu. race Naukowe Intytutu Górnictwa olitechniki Wrocławkiej nr 7 Seria: Studia i Materiały nr 3 Wrocław: Oicyna Wyd. Wr Duży i in. 0 Duży S. reidl W. Bączek A. Dyduch G. i awla Ł. 0. Ocena niezawodności i bezpieczeńtwa kontrukcji obudowy kamiennej wyrobik Kopalni Ćwiczebnej Muzeum Miejkiego Sztygarka w Dąbrowie Górniczej poddanych niekorzytnemu oddziaływaniu środowika. Górnictwo i Geologia t. 7 z Duży S. red. 03. Wykonanie ekpertyzy dotyczącej przyczyn powtania i poobu uunięcia awarii obudowy Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej na odcinku przebiegającym pod ulicą K. Miarki w abrzu. raca KGBiO Ś Gliwice (praca niepublikowana). Duży S. red. 05. rzeprowadzenie badań i analiz geoizycznych truktury górotworu w bezpośrednim otoczeniu wyrobik kompleku Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej ze zlokalizowaniem wybranych zlikwidowanych wyrobik oraz wykonanie projektów docelowego zabezpieczenia wyrobik kompleku Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej wraz z pełnieniem nadzorów autorkich. adanie. Wykonanie dokumentacji projektowych opiujących poób wykonania docelowego zabezpieczenia wyrobik kompleku Głównej Kluczowej Sztolni Dziedzicznej wraz z nadzorem autorkim. raca KGBiO Ś Gliwice (praca niepublikowana).

14