Przydatność prób krótkotrwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny do zagadnień praktycznych

Podobne dokumenty
Dynamiczne formy pełzania i relaksacji (odprężenia) górotworu

Dobór przekroju żyły powrotnej w kablach elektroenergetycznych

ψ przedstawia zależność

Politechnika Częstochowska Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki. Sprawozdanie #2 z przedmiotu: Prognozowanie w systemach multimedialnych

Pobieranie próby. Rozkład χ 2

ROCZNIKI INŻYNIERII BUDOWLANEJ ZESZYT 7/2007 Komisja Inżynierii Budowlanej Oddział Polskiej Akademii Nauk w Katowicach

METODYKA BADAŃ SOLI KAMIENNEJ W WARUNKACH KONWENCJONALNEGO TRÓJOSIOWEGO ŚCISKANIA DLA PROJEKTOWANIA PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW**

ESTYMACJA KRZYWEJ DOCHODOWOŚCI STÓP PROCENTOWYCH DLA POLSKI

Pomiar współczynników sprężystości i lepkości skórki ogórka.

GEOTECHNIKA KIERUNEK GEODEZJA I KARTOGRAFIA. 9. MODELE REOLOGICZNE GRUNTÓW I SKAŁ Monika Bartlewska

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

2. Wprowadzenie. Obiekt

ANALIZA, PROGNOZOWANIE I SYMULACJA / Ćwiczenia 1

Ćw. S-II.2 CHARAKTERYSTYKI SKOKOWE ELEMENTÓW AUTOMATYKI

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

Wskazówki projektowe do obliczania nośności i maksymalnego zanurzenia statku rybackiego na wstępnym etapie projektowania

Dendrochronologia Tworzenie chronologii

POMIAR PARAMETRÓW SYGNAŁOW NAPIĘCIOWYCH METODĄ PRÓKOWANIA I CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁU

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

DYNAMICZNE MODELE EKONOMETRYCZNE

WNIOSKOWANIE STATYSTYCZNE

Kombinowanie prognoz. - dlaczego należy kombinować prognozy? - obejmowanie prognoz. - podstawowe metody kombinowania prognoz

MAKROEKONOMIA 2. Wykład 3. Dynamiczny model DAD/DAS, część 2. Dagmara Mycielska Joanna Siwińska - Gorzelak

Analiza rynku projekt

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

Wyzwania praktyczne w modelowaniu wielowymiarowych procesów GARCH

DYNAMICZNE MODELE EKONOMETRYCZNE

dr inż. MARCIN MAŁACHOWSKI Instytut Technik Innowacyjnych EMAG

Wykład 5 Elementy teorii układów liniowych stacjonarnych odpowiedź na dowolne wymuszenie

BADANIE ZABEZPIECZEŃ CYFROWYCH NA PRZYKŁADZIE PRZEKAŹNIKA KIERUNKOWEGO MiCOM P Przeznaczenie i zastosowanie przekaźników kierunkowych

PROGNOZOWANIE I SYMULACJE. mgr Żaneta Pruska. Ćwiczenia 2 Zadanie 1

1. Szereg niesezonowy 1.1. Opis szeregu

KURS EKONOMETRIA. Lekcja 1 Wprowadzenie do modelowania ekonometrycznego ZADANIE DOMOWE. Strona 1

Prognozowanie średniego miesięcznego kursu kupna USD

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r. ma złożony rozkład Poissona. W tabeli poniżej podano rozkład prawdopodobieństwa ( )

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Metody rachunku kosztów Metoda rachunku kosztu działań Podstawowe pojęcia metody ABC Kalkulacja obiektów kosztowych metodą ABC Zasobowy rachunek

E5. KONDENSATOR W OBWODZIE PRĄDU STAŁEGO

Zarządzanie Projektami. Wykład 3 Techniki sieciowe (część 1)

KONTROLA JAKOŚCI ŻELIWA AUSTENITYCZNEGO METODĄ ATD

SZACOWANIE MODELU RYNKOWEGO CYKLU ŻYCIA PRODUKTU

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. Etap szkolny 5 listopada 2013 Czas 90 minut

Komputerowa analiza przepływów turbulentnych i indeksu Dow Jones

DOBÓR PRZEKROJU ŻYŁY POWROTNEJ W KABLACH ELEKTROENERGETYCZNYCH

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNYCH REZYSTANCYJNYCH CZUJNIKÓW TEMPERATURY

BADANIE DYNAMICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

WYKORZYSTANIE TESTU OSTERBERGA DO STATYCZNYCH OBCIĄŻEŃ PRÓBNYCH PALI

Metody badania wpływu zmian kursu walutowego na wskaźnik inflacji

Silniki cieplne i rekurencje

specyfikacji i estymacji modelu regresji progowej (ang. threshold regression).

KLASYFIKACJA WARUNKÓW EKSPLOATACJI POJAZDÓW Z WYKORZYSTANIEM UDZIAŁU CZASU PRACY SILNIKA NA BIEGU JAŁOWYM

PROJEKT nr 1 Projekt spawanego węzła kratownicy. Sporządził: Andrzej Wölk

PROPOZYCJA NOWEJ METODY OKREŚLANIA ZUŻYCIA TECHNICZNEGO BUDYNKÓW

WYKORZYSTANIE STATISTICA DATA MINER DO PROGNOZOWANIA W KRAJOWYM DEPOZYCIE PAPIERÓW WARTOŚCIOWYCH

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

E k o n o m e t r i a S t r o n a 1. Nieliniowy model ekonometryczny

ULTRADŹWIĘKOWE BADANIA NIENISZCZĄCE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH CIENKICH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH

POZYCJONOWANIE I NADĄŻANIE MINIROBOTA MOBILNEGO M.R.K

imei 1. Cel ćwiczenia 2. Zagadnienia do przygotowania 3. Program ćwiczenia

PROGNOZOWANIE I SYMULACJE EXCEL 2 PROGNOZOWANIE I SYMULACJE EXCEL AUTOR: ŻANETA PRUSKA

POWIĄZANIA POMIĘDZY KRÓTKOOKRESOWYMI I DŁUGOOKRESOWYMI STOPAMI PROCENTOWYMI W POLSCE

Strukturalne podejście w prognozowaniu produktu krajowego brutto w ujęciu regionalnym

Wpływ warunków górniczych na stan naprężenia

SYMULACYJNA ANALIZA PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Z ODNAWIALNYCH NOŚNIKÓW W POLSCE

WPŁYW RUCHU DROGOWEGO NA POZIOM ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA ORAZ RYZYKO CHORÓB UKŁADU ODDECHOWEGO. CZ. I OPIS

WYKORZYSTANIE TEORII CHAOSU ZDETERMINOWANEGO W PROGNOZOWANIU KROKOWYM ROCZNEGO ZUŻYCIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRZEZ ODBIORCÓW WIEJSKICH

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 5

ĆWICZENIE 4 Badanie stanów nieustalonych w obwodach RL, RC i RLC przy wymuszeniu stałym

ĆWICZENIE 3 WYTRZYMAŁOŚĆ UDAROWA POWIETRZA

TEORIA PRZEKSZTAŁTNIKÓW. Kurs elementarny Zakres przedmiotu: ( 7 dwugodzinnych wykładów :) W4. Złożone i specjalne układy przekształtników sieciowych

Ocena płynności wybranymi metodami szacowania osadu 1

ZASTOSOWANIE TEORII MASOWEJ OBSŁUGI DO MODELOWANIA SYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH

Drgania elektromagnetyczne obwodu LCR

Wygładzanie metodą średnich ruchomych w procesach stałych

Copyright by Politechnika Białostocka, Białystok 2017

Kinematyka W Y K Ł A D I. Ruch jednowymiarowy. 2-1 Przemieszczenie, prędkość. x = x 2 - x x t

Witold Orzeszko Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Badanie funktorów logicznych TTL - ćwiczenie 1

Ćwiczenia 3 ( ) Współczynnik przyrostu naturalnego. Koncepcja ludności zastojowej i ustabilizowanej. Prawo Lotki.

LABORATORIUM Z ELEKTRONIKI

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Parytet stóp procentowych a premia za ryzyko na przykładzie kursu EURUSD

Rys.1. Podstawowa klasyfikacja sygnałów

Wymagania konieczne i podstawowe Uczeń: 1. Wykonujemy pomiary

Statyczny test Osterberga zastosowany dla pali o dużej nośności

OeconomiA copernicana. Małgorzata Madrak-Grochowska, Mirosława Żurek Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

METODY WYZNACZANIA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW W WARUNKACH UDAROWYCH OBCIĄŻEŃ ROZCIĄGAJĄCYCH

DYNAMICZNE MODELE EKONOMETRYCZNE

IMPLEMENTACJA WYBRANYCH METOD ANALIZY STANÓW NIEUSTALONYCH W ŚRODOWISKU MATHCAD

RACHUNEK EFEKTYWNOŚCI INWESTYCJI METODY ZŁOŻONE DYNAMICZNE

Układy sekwencyjne asynchroniczne Zadania projektowe

Sprawność pompy ciepła w funkcji temperatury górnego źródła ciepła

Management Systems in Production Engineering No 4(20), 2015

Roman KUZIAK, Valeriy PIDVYSOTS KYY, Władysław ZALECKI, Ryszard MOLENDA, Zdzisław ŁAPCZYŃSKI. Instytut Metalurgii Żelaza im. St.

DYNAMICZNE MODELE EKONOMETRYCZNE

MAKROEKONOMIA 2. Wykład 3. Dynamiczny model DAD/DAS, część 2. Dagmara Mycielska Joanna Siwińska - Gorzelak

Regulatory. Zadania regulatorów. Regulator

O RÓŻNICACH W ZACHOWANIU SIĘ SKAŁ W WARUNKACH JEDNOOSIOWEGO ROZCIĄGANIA I ŚCISKANIA

MAKROEKONOMIA 2. Wykład 3. Dynamiczny model DAD/DAS, część 2. Dagmara Mycielska Joanna Siwińska - Gorzelak

Transkrypt:

WARSZTATY 24 z cyklu Zagrożenia nauralne w górnicwie a. Symp. sr. 623 632 Danua FLISIA Akademia GórniczoHunicza, raków Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny do zagadnień prakycznych Sreszczenie Arykuł prezenuje wyniki zrealizowanych po raz pierwszy, laboraoryjnych badań własności reologicznych soli kamiennej z wysadu Dębiny. Porównano je z paramerami geomechanicznymi innych, dokładniej rozpoznanych formacji solnych cechszynu i oceniono ich przydaność do prognozowania zachowania się wysadu, objęego wpływami eksploaacji węgla brunanego. Na ej podsawie sformułowano wnioski o możliwości wykorzysywania wyników krókorwałych prób reologicznych do zasosowań prakycznych. 1. Wprowadzenie Wysad Dębiny jes usyuowany w bezpośrednim sąsiedzwie złoża węgla brunanego, rozdzielając go na dwa skrzydła: wschodnie Bełchaów i zachodnie Szczerców. W rzucie poziomym ma kszał koła o powierzchni około,5 km 2. Srukura solna przebija się przez uwory mezozoiczne i rzeciorzędowe, kóre na obrzeżu wysadu uległy całkowiemu zniszczeniu. W wyniku ego czapa wysadu sięga bezpośrednio do spągu uworów czwarorzędowych, zlokalizowanych na głębokości od 5 do 65 m pod powierzchnią erenu. Czapa jes zbudowana z uworów iłowogipsowych, a zwierciadło solne zalega na głębokości od 17 do 2 m. Wysad buduje głównie sól kamienna różnoziarnisa biała, miejscami szara lub różowa (Nieć i in. 1994). Wysad znajduje się w zasięgu eksploaacji węgla brunanego, w związku z czym warunki hydrogeologiczne zdecydowanie różnią się od pierwonych i mogą ulegać dalszym przekszałceniom, zależnie od sopnia zdepresjonowania ego rejonu sudniami odwadniającymi kopalnię. Ponieważ wysadowi nie przypisywano nigdy znaczenia gospodarczego, rozpoznanie jego budowy liologicznej jes znikome, a badania własności geomechanicznych soli kamiennej nie były doychczas prowadzone. W niniejszej pracy przedsawiono wyniki pierwszych, wsępnych badań własności mechanicznych soli kamiennej z wysadu Dębiny, zrealizowanych w laboraoryjnych próbach jednoosiowego ściskania oraz krókorwałego, jednoosiowego pełzania pod różnymi obciążeniami. Przeprowadzając porównanie wyznaczonych paramerów z własnościami soli z innych, dokładniej rozpoznanych formacji cechszyńskich, oceniono przydaność orzymanych wyników do celów prakycznych. Poszukując przyczyn rozbieżności w wynikach liczbowych, w pierwszej kolejności oceniono zasosowaną meodykę badawczą. Szczególnym aspekem ego zagadnienia jes możliwość prognozowania zagrożeń, będących skukiem deformacji wysadu Dębiny, zachodzących pod wpływem eksploaacji węgla brunanego. 623

D. FLISIA Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny... 2. Własności soli kamiennej z wysadu Dębiny w badaniach laboraoryjnych 2.1. Opis przeprowadzonych badań Dosarczony do badań odcinek rdzenia wierniczego zosał pobrany z oworu 6 SDP, z przedziału głębokości 396, 396,35 m w sanie powierznosuchym, izolowanym od wpływów amosferycznych folią PCV i szczelnym pojemnikiem; uzyskany wychód rdzenia:,295 m. Z rdzenia wykonane zosały 3 próbki walcowe o średnicy 55, mm i wysokości 95, mm, meodą oczenia na sucho, oznaczone symbolami B1, B2 i B3 licząc od góry rdzenia. Średni ciężar objęościowy badanej soli wynosi γ = 21,5245 kn/m 3, przy niewielkim zróżnicowaniu poszczególnych oznaczeń (próbka B1: 21,534 kn/m 3, próbka B2: 21,488 kn/m 3, próbka B3: 21,5516 kn/m 3 ). Wobec znikomej ilości maeriału, biorąc pod uwagę zakres oczekiwanych wyników, przeprowadzono nasępujące esy: próbę jednoosiowego ściskania próbki B1 w rybie sałej prędkości odkszałceń osiowych; próbę krókorwałego pełzania próbki B2 obciążonej naprężeniem osiowym, zwiększanym sopniowo co 1% wyrzymałości doraźnej R c określonej na próbce B1, przy czym czas rwania każdego eapu wynosił 2 godziny; próbę krókorwałego pełzania próbki B3 pod naprężeniem równym 2% R c, z odciążeniem do zera i powórnym obciążeniem do 8% R c, przy czym czas rwania każdego eapu wynosił 24 godziny. Próby zrealizowano w laboraorium aedry Geomechaniki, Budownicwa i Geoechniki AGH na szywnej maszynie wyrzymałościowej TS, serowanej cyfrowo sysemem TesSar, umożliwiającym programowanie dowolnej hisorii prowadzenia badań. 2.2. Charakerysyka własności soli kamiennej w próbie jednoosiowego ściskania Pomimo zasosowania prędkości odkszałcania 1 5 sek 1, zalecanej dla skał przez wyyczne ISR, nie uzyskano charakerysyki pozniszczeniowej. Próbka uległa gwałownemu, kruchemu zniszczeniu przy naprężeniu 37,3 Pa, w formie całkowiej dezinegracji srukury w całej objęości. Zarejesrowane charakerysyki: odkszałceń osiowych, odkszałceń poprzecznych i odkszałceń objęościowych (rys. 2.1) wykazują nieliniowość w prawie całym zakresie naprężeń. Próg makrodylaancji pojawia się przy naprężeniach osiowych 7,4 Pa (j. 2% R c), a dalszemu wzrosowi naprężeń owarzyszy inensywny przyros odkszałceń objęościowych, świadczący o rozwoju spękań wewnęrznych. Sposrzeżenie o powierdza zgodność zachowania się badanej próbki z przebiegiem charakerysyk innych soli cechszyńskich (Flisiak i in. 1997). Na podsawie analizy przebiegu charakerysyk deformacyjnych (rys. 2.2) określone zosały, w sposób zgodny z wyycznymi ISR, współczynniki odkszałcalności: moduł Younga: w przedziale liniowości odkszałceń osiowych ( 5 Pa): o = 4,7 GPa; wg ISR (w przedziale,2,8 R c): o =,65 GPa. 624

WARSZTATY 24 z cyklu Zagrożenia nauralne w górnicwie 4 35 3 naprężenie [Pa] 25 2 15 1 odkszałcenie: 5 osiowe radialne objęościowe,8,6,4,2,,2,4,6,8,1,12 odkszałcenie [mm/mm] Rys. 2.1. Charakerysyka deformacyjnonaprężeniowa soli kamiennej z wysadu Dębiny Fig. 2.1. Srainsress characerisic of rock sal from Dębiny dome współczynnik Poissona: w przedziale liniowości odkszałceń poprzecznych ( 3 Pa): ν =,2; w przedziale liniowości odkszałceń podłużnych ( 5 Pa): ν =,48; wg ISR (w przedziale,2,8 R c) współczynnik ν jes większy od,5 i rośnie wraz ze wzrosem dylaancji. 16 14 12 naprężenie [Pa] 1 8 6 próg makrodylaancji R D = 7,4 Pa granica liniowości odkszałceń osiowych 4 2 odkszałcenie: osiowe radialne objęościowe granica liniowości odkszałceń radialnych,8,6,4,2,,2,4,6 odkszałcenie [mm/mm] Rys. 2.2. Zakresy określania modułu Younga i współczynnika Poissona Fig. 2.2. Limis for deerminaion of Young s modulus and Poisson s raio Biorąc pod uwagę wcześniejsze rozważania na ema opisu nieliniowych charakerysyk (Flisiak 2), zaproponowano opisanie orzymanej krzywej zależnością: 625

D. FLISIA Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny... n k (2.1) gdzie: σ naprężenie [GPa], ε odkszałcenie,, k, n paramery liczbowe, kóre dobrane na drodze aproksymacji ze współczynnikiem dopasowania,999, przyjmują nasępujące warości: = 7,6 Gpa; k = 79728,7; n = 2,6954. Paramer jes modułem sprężysości, sycznym do charakerysyki odkszałceniowej w począku układu współrzędnych, a współczynniki k i n charakeryzują udział odkszałceń rwałych w odkszałceniach całkowiych. Liczbowe proporcje udziału poszczególnych odkszałceń można określić w laboraoryjnych badania cyklicznego obciążania i odciążania. 2.3. Własności soli kamiennej w próbach reologicznych 2.3.1. Próba krókorwałego pełzania Zgodnie z przyjęą meodyką, zrealizowano 9 dwugodzinnych eapów pełzania próbki B2 pod obciążeniem wzrasającym skokowo o,1 R c, przy czym w rakcie osaniego eapu, przy naprężeniu równym,9 R c, próbka weszła w fazę pełzania progresywnego i uległa kruchemu zniszczeniu (rys. 2.3). Podczas obserwacji rejesrowano zmiany odkszałceń osiowych, poprzecznych i objęościowych. Przyrosowi naprężeń owarzyszy nieproporcjonalny przyros odkszałceń, zachodzący ze wzrasającą prędkością, świadczący o nieliniowości modelu reologicznego soli kamiennej.,1,8,6,9 R C odkszałcenie [mm/mm],4,2,,2,1 R C,2 R C,3 R C,4 R C,5 R C,6 R C,7 R C,8 R C,4 odkszałcenie:,6 osiowe radialne,8 obwodowe 2 4 6 8 1 12 czas [sek] Rys. 2.3. Przebieg krzywych pełzania pod wzrasającym obciążeniem Fig. 2.3. voluion of ransien creep curves under increasing load 626

WARSZTATY 24 z cyklu Zagrożenia nauralne w górnicwie W zakresie obciążeń powyżej,2 R c, co odpowiada progowi makrodylaancji próbki B1, nasępuje sukcesywny przyros odkszałceń objęościowych. Szczegółowy przebieg poszczególnych eapów pełzania sugeruje isnienie pełzania niezanikającego, nawe przy najniższych poziomach obciążenia (rys. 2.4).,2,18,9 RC,8 R C,7 R C,16 odkszałcenie osiowe [mm/mm],14,12,1,8,6,4,2,6 R C,5 R C,4 R C,3 R C,2 R C,1 R C, 12 24 36 48 6 72 czas [sek] Rys. 2.4. Wyniki krókorwałego pełzania soli kamiennej przy różnych poziomach naprężenia Fig. 2.4. Resuls of shorerm creep for rock sal under differen level of sresses 2.3.2. Próba pełzania z odciążeniem Całkowie odciążenie próbki B3, poddanej wcześniej pełzaniu przez 1 dobę pod naprężeniem równym,2 R c, ujawnia pewien udział odkszałceń odwracalnych naychmias po zdjęciu obciążenia i całkowią sabilizację na sałym poziomie odkszałceń nieodwracalnych po 1 dobie rwania odciążenia (rys. 2.5).,2,1 r odkszałcenie [mm/mm],,1 odkszałcenie rwałe V,2 z odkszałcenie sprężyse,3 5 1 15 2 25 3 35 4 czas [godz.] Rys. 2.5. Przebieg krókorwałego pełzania pod naprężeniem,2 RC i powró po całkowiym odciążeniu Fig. 2.5. Transien shorerm creep a sress equal,2 RC and recovery afer unloading 627

D. FLISIA Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny... 628 Po zakończeniu ego cyklu badań próbkę obciążono ponownie do naprężeń równych,8 R c, z zamiarem podjęcia próby określenia liczbowych zależności dla odkszałceń sprężysych. Jednakże naychmias po sabilizacji naprężeń próbka uległa zniszczeniu. Zarejesrowane zmiany odkszałceń wskazują, że w kierunku prosopadłym do działającego obciążenia udział odkszałceń odwracalnych jes znikomy, naomias po odciążeniu pojawia się znaczący przyros odkszałceń objęościowych (bezwzględny w odniesieniu do objęości począkowej próbki). Zdylaowany w en sposób ośrodek cechuje znacznie mniejsza wyrzymałość po powórnym obciążeniu. 2.3.3. aemayczny model pełzania badanej soli Jedną z przesłanek doboru modelu reologicznego dla badanego fragmenu rdzenia wierniczego była sosunkowo prosa posać formuły maemaycznej, dająca możliwość ławego wykorzysania w numerycznym prognozowaniu zachowania się wysadu Dębiny z upływem czasu. Naprężenia panujące na poziomie odpowiadającym głębokości wyrobisk odkrywkowych kopalni Bełchaów lokalizują procesy deformacyjne soli w przedziale warości, w kórym z pewnym przybliżeniem można zasosować liniowy model reologiczny Burgersa, spełniający posulay wynikające z przeprowadzonych prób pełzania, j. nieograniczonego pełzania pod każdym obciążeniem oraz częściowo odwracalnych odkszałceń: 2 2 2 2 (2.2) kóry po scałkowaniu dla sałego impulsu naprężenia σ ( < < ) i po odciążeniu do σ = dla > daje zależności: ) ( exp 1 exp ) ( exp 1 (2.3) gdzie:, η moduł sprężysości i lepkość ciała axwella,, η moduł sprężysości i lepkość ciała elvina, czas zaisnienia impulsu odciążenia. Aproksymacja wyników badań soli kamiennej powyższymi związkami daje dla poszczególnych krzywych pełzania bardzo dobre dopasowanie pod względem saysycznym (korelacja powyżej,99 w meodzie esymacji quasinewona, ab. 2.1). Analizując zmienność obliczonych paramerów, można zauważyć, że udział pełzania ypu elvina w całkowiych odkszałceniach szybko zanika i prędkość pełzania modelu Burgersa: exp d d (2.4)

WARSZTATY 24 z cyklu Zagrożenia nauralne w górnicwie Paramery ciała axwella Paramery ciała elvina Współczynnik Paramery modelu Burgersa dla soli z wysadu Dębiny Rheological coefficiens of Burgers model for sal from Dębiny dome Lp. Obciążenie σ :R C η [1 14 Pa. s] [GPa] η [1 12 Pa. s] [GPa] korelacji 1,1 1,55 7,8 1,45 23,6,969 2,2 1,22 5,4 4,7 1,,994 3,3 1,5 4,5 2,8 8,6,995 4,4,87 4, 3,33 8,3,9912 5,5,71 3,8 4,12 8,1,9936 6,6,55 3,1 4,44 9,4,9911 7,7,37 3, 4,15 6,,9972 8,8,29 2,9 4,64 5,3,9989 9,9,5 3,2,84 18,9,989 Tabela 2.1. Table 2.1. po krókim czasie osiąga warość odpowiadającą inensywności pełzania ypu axwella. ożna sąd wysnuć wniosek, że dla długich okresów czasu wysarczająco dobre dopasowanie do danych doświadczalnych daje asympoa krzywej pełzania modelu Burgersa: Po przekszałceniu, związek: ( ) (2.5) 629 ( ) (2.6) przedsawia liniowe pełzanie ypu axwella z dokładnością do odkszałcenia począkowego ciała elvina, kórego udział w całkowiym odkszałceniu reologicznym nie przekracza odkszałceń sprężysych soli. Z przedsawionej analizy wynika, że reologiczny model badanej soli z wysarczającą dokładnością można opisać równaniem sanu modelu axwella: kóre przy sałych naprężeniach przyjmuje posać: gdzie zgodnie z (2.1): (2.7) ( ) (2.8) n k (2.9)

D. FLISIA Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny... W wyniku aproksymacji krzywych pełzania próbki B2 zależnością (2.8), w przedziale obciążeń do 3% R C orzymano liczbowe warości współczynnika lepkości η = 1,95x1 14 2,47x1 14 Pa s, przy module sprężysości = 7,6 GPa. 3. Porównanie wyników badań soli kamiennej z wysadu Dębiny z własnościami innych soli cechszyńskich Od szeregu la w aedrze Geomechaniki, Budownicwa i Geoechniki AGH jes realizowany program badań, służących do opracowania skuecznej meodyki badania własności mechanicznych soli kamiennej i skonsruowania odpowiedniego modelu konsyuywnego dla góroworu solnego. Prakycznym aspekem ego programu było gospodarcze wykorzysanie polskich złóż soli kamiennej do budowy podziemnych magazynów gazów, produków ropopochodnych i składowisk odpadów (Flisiak i in. 1994; łeczek 1999). W związku z ym przedmioem badań były przede wszyskim sole cechszyńskie pochodzące ze złóż wysadowych (ogilno, Góra, Lubień ujawski) oraz z pokładu w LGO (Sieroszowice). Przegląd własności soli wskazuje na znaczne zróżnicowanie warości poszczególnych paramerów, zwłaszcza w zakresie własności odkszałceniowych, nawe w obszarze jednego złoża, czego dowodzi przykład wysadu Góra (ab. 3.1). Paramery wyrzymałościowe soli kamiennej z wybranych złóż cechszyńskich echanical properies of rock sal from seleced Permian deposi Lp. Złoże Ciężar objęościowy [kn/m 3 ] Wyrzymałość na ściskanie [Pa] oduł Younga [GPa] Liczba Poissona 63 Tabela 3.1. Table 3.1. Współczynnik lepkości [Pa. s] 1 ogilno 21,6 19,335,9 2,23,5,17,49 1,5x1 17 2 Sieroszowice 21,2 34, 5,9,21 2,7x1 16 3 Góra sól: biała drobnokrysaliczna biała grubokrysaliczna różowa 22, 21,5 22, 33,7 28,2 41,4 1,14,88 12,26,15,22,22 4 Lubień ujawski 21,2 1,92,45 5 Dębiny: próbka B2 próbka B3 21,49 21,55 37,3,65,48 (1,952,47)x1 14 4,35x1 14 Ponado porównanie paramerów równania (2.1) nasuwa przypuszczenie, że sól z wysadu Dębiny (k = 79728,7; n = 2,69) ma większą skłonność do deformacji plasycznych niż sól z Sieroszowic (k = 2192,2; n = 2,9) i ogilna (k = 2275,7; n = 2,13). Dla prognoz reologicznych, najbardziej isona jes znacząca różnica pomiędzy współczynnikami lepkości. Ich warości, określone przy naprężeniach równych 3% R C wynoszą: dla soli z ogilna 1,5 x 1 17 Pa s (w fazie pełzania usalonego), dla soli z Dębiny 1,95 x 1 14 Pa s (w próbie krókorwałej). Powsaje zaem pyanie, jak zasosowana meodyka badawcza wpływa na uzyskane wyniki liczbowe. 4. Ocena meod badania własności reologicznych soli kamiennej Zdecydowana większość udokumenowanych bibliograficznie badań nad solą kamienną sanowi próbę budowy modelu na podsawie laboraoryjnych prób pełzania pod jednoosiowym obciążeniem, z wykorzysaniem wyników badań doraźnych w jednoosiowym sanie naprężenia

WARSZTATY 24 z cyklu Zagrożenia nauralne w górnicwie (Jeremic 1994; Crisescu, Hunsche 2). ożliwości niekonwencjonalnego wykorzysania złóż soli kamiennej spowodowały, że sól kamienna jes przedmioem inensywnych badań w wielu laboraoriach naukowych. Pomimo o, san wiedzy o jej własnościach reologicznych jes nadal niezadowalający, a zróżnicowane rezulay badań nie pozwalają sworzyć jednoliej koncepcji równania konsyuywnego góroworu solonego. Nadal akże pozosaje owary problem, jakie meody badań reologicznych należy sosować, by były one efekywne i przynosiły wiarygodne wyniki, o warościach nie ylko poznawczych, ale i prakycznych. Czasochłonność prób reologicznych w sposób oczywisy ogranicza liczebność badań lub czas ich rwania. Dlaego eż w wielu laboraoriach realizowane są różne modyfikacje hisorii obciążania próbek. Szczególnie popularne są krókorwałe próby pełzania ze sopniowym dociążaniem lub z cyklicznym obciążaniem i odciążaniem. Czas rwania ych prób wynosi z reguły od jednej godziny (zw. normowy wskaźnik pełzania) do dwóch dni na każdym poziomie obciążenia i jedynie przy naprężeniach bliskich granicy wyrzymałości pozwala na realizację wszyskich faz pełzania. Jakkolwiek badanie e dosarczają obszernych informacji o charakerze poznawczym, o określone na ich podsawie zależności liczbowe nie opisują przebiegu pełzania w próbach długorwałych. Ilusracją ego swierdzenia jes porównanie współczynników lepkości soli z wysadu ogilno (ab. 4.1.), określonych na podsawie prędkości odkszałceń w fazie rozwoju pełzania (j. po 2 godzinach w próbie krókorwałej η r) oraz w fazie pełzania usalonego, zrealizowanego na ej samej próbce (po roku η D). Tabela 4.1. Współczynniki lepkości soli kamiennej określone w próbach króko i długorwałego pełzania Table 4.1. Coefficiens of viscosiy deermined from shor and longerm creep ess Lp. Obciążenie σ :R C Dębiny ogilno Sieroszowice η r [1 14 Pa. s] η r [1 14 Pa. s] η D [1 16 Pa. s] η r [1 14 Pa. s] η D [1 16 Pa. s] 1,1 1,55 43, 1,5 2,2 1,22 4,35 3,3 1,5 14,2 6,7 12,2 3,5 4,4,87 15, 5,9 5,5,71 24,8 1,4 15,2 4,1 6,6,55 11,8 2,4 7,7,37 8,8,29 42, 2,7 9,9,5 3,,57 Na podsawie analizy zamieszczonych w abeli warości można spodziewać się, że sól z wysadu Dębiny, przez analogię do soli z ogilna, ma większą lepkość niż wykazały badania krókorwałe, ale uzyskanie konkrenych warości liczbowych wymaga przeprowadzenia prób pełzania sacjonarnego. 5. Podsumowanie Przedsawione rozważania pozwalają swierdzić, że różne modyfikacje prób krókorwałego pełzania mają isone znaczenie dla szybkiego osiągnięcia poznawczego aspeku procesu badawczego. ogą akże służyć jako badania porównawcze w syuacji, kiedy dysponujemy 631

D. FLISIA Przydaność prób krókorwałego pełzania soli kamiennej z wysadu Dębiny... odpowiednią liczbą wyników prób długorwałych. Liczbowe warości paramerów reologicznych, określone na podsawie prób krókorwałych, mają bardzo ograniczone znaczenie prakyczne i nie mogą mieć zasosowania do obliczeń związanych z projekowaniem rzeczywisych obieków i prognozowaniem ich długorwałej saeczności. Lieraura [1] Crisescu N. D., Hunsche U. 2: Time effecs in rock mechanics. Wiley&Sons. [2] Dąbrowska Z. 1978: Cechszyński wysad solny Dębiny jako dowód ekoniki salinarnej w południowej części niecki łódzkiej. Biul. Ins. Geol. nr 39, 121 134. [3] Flisiak D. 2: ryerium bezdylaancyjnej deformacji góroworu solnego. Geoechnika i Budownicwo Specjalne, AGH, raków, 63 74. [4] Flisiak D. 22: Własności odkszałceniowe soli kamiennej w próbach reologicznych. Geoechnika i Budownicwo Specjalne, AGH, raków, 165 177. [5] Flisiak D., lisowski R. 24: Wsępna ocena własności deformacyjnych soli kamiennej z wysadu Dębiny. Geoechnika i Budownicwo Specjalne, AGH, raków, 63 74. [6] Flisiak D., łeczek Z. 1994: Geomechanical research of he rock sal in aspec of is uilizaions for building underground sorage. Wydawnicwa AGH, raków. [7] Flisiak D., Flisiak J., Tajduś A. 1997: Geomechaniczne problemy projekowania podziemnych magazynów sprężonego powierza dla energeyki. PAN, raków. [8] Flisiak J., Rybicki S. 1997: Numeryczne modelowanie zachowania się wysadu solnego Dębiny w warunkach oddziaływania odkrywkowej eksploaacji złoża węgla brunanego Bełchaów. Przegląd Geologiczny, vol. 45, nr 1. [9] Jeremic. L. 1994: Rock mechanics in sal mining. A. A. Balkema. [1] łeczek Z., Flisiak D., Wosz R. 1999: Czynnik czasu w problemayce saeczności podziemnych wyrobisk górniczych. Geoechnika w górnicwie i budownicwie specjalnym, AGH, raków. [11] ossowski L., Olszewski B. 1992: Reinerpreacja budowy geologicznej złoża Bełchaów w rejonie linii przekrojowych 427NS. Część III. Arch. Polegor Wrocław (ma. niepublikowane). [12] Nieć., Szewczyk., BarwiczPiskorz W., rysiak Z., Szybis A., ZapałowiczBilan B. 1994: Opinia naukowa w sprawie inerpreacji geologicznej wysadu solnego Dębina. ap II. Arch. Zakładu arografii AGH. raków, (ma. niepublikowane). [13] Rybicki S. i inni 23: Analiza deformacji wysadu solnego Dębina w warunkach zmiennych obciążeń na podsawie obliczeń meodami numerycznymi. Praca zbiorowa, AGH raków (ma. niepublikowane). [14] Badania procesów reologicznych w góroworze solnym wywołanych użykowaniem podziemnych magazynów gazu. Projek BN nr 5 T12A 17 22 (kier. D. Flisiak), AGH raków 2225. Usefulness of shor erm creep ess of sal from Dębiny dome for pracical purposes This paper presens he resuls of firs laboraory ess of rheological properies of sal from Debiny dome. The resuls were compared wih geomechanical properies of oher, beer invesigaed, Permian sal formaions. The usefulness of hese resuls for predicion of sal dome behavior due o he open pi excavaion was also analyzed. Several conclusions abou he applicaion of shor erm rheological es for pracical purposes were formulaed. Przekazano: 17 kwienia 24 r. 632