WZMACNIANIE OBUDOWY WYROBISK KORYTARZOWYCH W Z O ONYCH WARUNKACH GÓRNICZO-GEOLOGICZNYCH**

Podobne dokumenty
2. Deformacje odrzwi stalowej obudowy podatnej pod wpływem deformacyjnego ciśnienia górotworu w świetle przeprowadzonych pomiarów i obserwacji

WP YW OBCI ENIA DYNAMICZNEGO NA PARAMETRY PRACY Z CZA CIERNEGO. 1. Wst p. Górnictwo i Geoin ynieria Rok 35 Zeszyt

WP YW OBCI ENIA DYNAMICZNEGO NA CHARAKTERYSTYK PRACY STOSOWANEGO W GÓRNICZEJ OBUDOWIE PODATNEJ Z CZA CIERNEGO Z KLINEM OPOROWYM

WP YW SZEROKO CI FILARA OPOROWEGO DLA CHODNIKA PRZY CIANOWEGO NA STAN NAPR ENIA W JEGO OTOCZENIU** 1. Wprowadzenie

BADANIE PRZEMIESZCZE OBUDOWY UKOWEJ ZA POMOC SYSTEMU MONSUPPORT W KWK ZIEMOWIT. 1. Wst p. Górnictwo i Geoin ynieria Rok 35 Zeszyt

ANALIZA PRACY Z CZA CIERNEGO ODRZWI OBUDOWY GÓRNICZEJ PRZY OSIOWYM CISKANIU I STATYCZNYM ZGINANIU**

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

WYNIK D UGOTRWA EGO BADANIA WSPÓ CZYNNIKA PARCIA BOCZNEGO W O RODKU ROZDROBNIONYM METOD POMIARU OPORÓW TARCIA. 1. Wst p

OKREŚLENIE LOKALIZACJI CHODNIKA PRZYŚCIANOWEGO W WARUNKACH ODDZIAŁYWANIA ZROBÓW W POKŁADZIE NIŻEJ LEŻĄCYM**

NOMOGRAMY DO OKRE LANIA WARTO CI SI WEWN TRZNYCH W OBUDOWIE SKLEPIONEJ BETONOWEJ. 1. Wst p. Górnictwo i Geoin ynieria Rok 34 Zeszyt

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY. PN-EN :2008/Ap2. Dotyczy PN-EN :2008 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne

Wpływ warunków górniczych na stan naprężenia

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik górnictwa podziemnego 311[15] Zadanie egzaminacyjne 1

Opinia geotechniczna, projekt geotechniczny

PROJEKT UPRZĘŻY ORTOPEDYCZNEJ DO ODCIĄŻENIA PACJENTÓW W TRAKCIE LOKOMOCJI

Metrologia cieplna i przepływowa

REKONSTRUKCJA USZKODZONEJ BETONOWEJ OBUDOWY SZYBU

WST PNA ANALIZA PRACY PO CZENIA RUBOWEGO W Z CZU CIERNYM. 1. Wst p. Górnictwo i Geoin ynieria Rok 34 Zeszyt

ZASADY WYPEŁNIANIA ANKIETY 2. ZATRUDNIENIE NA CZĘŚĆ ETATU LUB PRZEZ CZĘŚĆ OKRESU OCENY

OPINIA GEOTECHNICZNA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ZASZ O CI EKSPLOATACYJNE JAKO CZYNNIK KSZTA TOWANIA AKTYWNO CI SEJSMICZNEJ GÓROTWORU NA PRZYK ADZIE EKSPLOATACJI POK ADU 207 W BLOKU E W OG L DZINY I

ZASTOSOWANIE MODELU STANU KRYTYCZNEGO DO OCENY ZASI GU WSPÓ PRACY BUDOWLI Z POD O EM GÓRNICZYM

KATALOG KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI PODATNYCH. z podbudową zasadniczą stabilizowaną dodatkami trwale zwiększającymi odporność na absorpcję kapilarną wody

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

PRAWDOPODOBIE STWO DOPASOWANIA ROZK ADÓW PARAMETRÓW T PNI ZAISTNIA YCH W OTOCZENIU WYROBISK CHODNIKOWYCH W GZW W LATACH

Przykład 1.a Ściana wewnętrzna w kondygnacji parteru. Przykład 1.b Ściana zewnętrzna w kondygnacji parteru. Przykład 1.c Ścian zewnętrzna piwnic.

Urządzenie do pomiaru ciśnienia.

Projektowanie mechanistyczno - empiryczne

2.Prawo zachowania masy

PL B BUP 19/04. Sosna Edward,Bielsko-Biała,PL WUP 03/10 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej na lata

PRÓG RENTOWNOŚCI i PRÓG

Uwarunkowania rozwoju miasta

Planowanie wykonywania wzmocnień obudów chodnikowych w kopaniach podziemnych

Transport Mechaniczny i Pneumatyczny Materiałów Rozdrobnionych. Ćwiczenie 2 Podstawy obliczeń przenośników taśmowych

STUDIES OF ROCK MASS ACTIVITY IN THE WALBRZYCH CITY AREA

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH. D h.

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

Projekt MES. Wykonali: Lidia Orkowska Mateusz Wróbel Adam Wysocki WBMIZ, MIBM, IMe

TEMAT: EKSPERTYZA TECHNICZNA DLA INWESTYCJI: REMONTU BUDYNKU INFORMACJI TURYSTYCZNEJ W JURGOWIE

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

Moduł. Rama 2D suplement do wersji Konstruktora 4.6

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT. Budowa ogrodzenia przy Sądzie Rejonowym w Lwówku Śląskim ST 1.0

D FREZOWANIE NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH NA ZIMNO 1. WST P MATERIA Y SPRZ T TRANSPORT WYKONANIE ROBÓT...

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

1.2. Zakres stosowania z podaniem ograniczeń Badaniu nośności można poddać każdy pal, który spełnia wymogi normy PN-83/B

ZASTOSOWANIE KLASYFIKACJI POJEDYNCZEJ DO OCENY PODZIA U SKA Z O OWYCH I OTACZAJ CYCH NA STROP, Z O E I SP G NA PRZYK ADZIE KOPALNI RUDNA. 1.

SERI A 93 S E RI A 93 O FLUSH GRID WITHOUT EDGE TAB

CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIA WAD KOŃCZYN DOLNYCH U DZIECI I MŁODZIEŻY A FREQUENCY APPEARANCE DEFECTS OF LEGS BY CHILDREN AND ADOLESCENT

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

REGULAMIN przeprowadzania okresowych ocen pracowniczych w Urzędzie Miasta Mława ROZDZIAŁ I

Szczegółowe wyjaśnienia dotyczące definicji MŚP i związanych z nią dylematów

GENERALNY INSPEKTOR OCHRONY DANYCH OSOBOWYCH

K P K P R K P R D K P R D W

Tom V - WYCI G ZE SZCZEGÓ OWEJ DOKUMENTACJI. Uk ady torowe z podtorzem, robotami oko otorowymi i odwodnieniem. Uk ady torowe.

PROGRAM PRZEBUDOWY (dane wyjściowe do projektowania)

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

Krótkoterminowe planowanie finansowe na przykładzie przedsiębiorstw z branży 42

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

PRZEBUDOWA FRAGMENTU ULICY MARYSIA W CZĘSTOCHOWIE na działkach ew. o nr : 124/2; obręb: Częstochowa /2; obręb: Częstochowa 231

Elektryczne ogrzewanie podłogowe fakty i mity

Satysfakcja pracowników 2006

Wniosek o ustalenie warunków zabudowy

MODELOWANIE NUMERYCZNE GÓROTWORU WOKÓŁ WYROBISKA KORYTARZOWEGO NARAŻONEGO NA WPŁYWY CIŚNIEŃ EKSPLOATACYJNYCH

Mirosława Wasielewska Możliwości tworzenia zasobu mieszkań na wynajem we Wrocławiu. Problemy Rozwoju Miast 5/2-4,

D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

MODELOWANIE ZA POMOCĄ MES Analiza statyczna ustrojów powierzchniowych

Rodzaj środka technicznego. Stan techniczny obiektu. Opis działania, przeznaczenie środka technicznego. Podstawa metodologiczna wyceny.

STANOWISKO Nr 22/14/P-VII PREZYDIUM NACZELNEJ RADY LEKARSKIEJ z dnia 6 czerwca 2014 r.

WERYFIKACJA WARUNKÓW OPTYMALNO CI KSZTA TU TUNELOWYCH WYROBISK PODZIEMNYCH. 1. Wst p. Górnictwo i Geoin ynieria Rok 35 Zeszyt

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji

WYMAGANIA EDUKACYJNE SPOSOBY SPRAWDZANIA POSTĘPÓW UCZNIÓW WARUNKI I TRYB UZYSKANIA WYŻSZEJ NIŻ PRZEWIDYWANA OCENY ŚRÓDROCZNEJ I ROCZNEJ

11.1. Zale no ć pr dko ci propagacji fali ultrad wi kowej od czasu starzenia

Przebudowa dróg gminnych na terenie gminy uromin. Chamsk Olszewo W Olszewo Sadowo W

Załącznik nr pkt - szafa metalowa certyfikowana, posiadająca klasę odporności odpowiednią

W tym elemencie większość zdających nie zapisywała za pomocą równania reakcji procesu zobojętniania tlenku sodu mianowanym roztworem kwasu solnego.

A U T O R E F E R A T

M Rys. 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1. Tabela 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1

Opis modułu analitycznego do śledzenia rotacji towaru oraz planowania dostaw dla programu WF-Mag dla Windows.

1. MONITOR. a) UNIKAJ! b) WYSOKOŚĆ LINII OCZU

tel/fax lub NIP Regon

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY W ZAKRESIE STOLARKI BUDOWLANEJ

Wyższy Urząd Górniczy. Zagrożenie pożarowe w drążonych wyrobiskach kamiennych przecinających pokłady węgla

Standardowe tolerancje wymiarowe

Komputerowe Systemy Sterowania Sem.VI, Wykład organizacyjny

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE SST RECYKLING

Metody wyceny zasobów, źródła informacji o kosztach jednostkowych

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Zagospodarowanie magazynu

TECHNOLOGICZNOŚĆ WYPRASEK

dr inż. arch. Tomasz Majda (TUP) dr Piotr Wałdykowski (WOiAK SGGW)

Istotne postanowienia umowy (część III) Nr R.U.DOA-IV

INSTRUKCJA MONTAśU. Tunelu rozsączającego (PP) 300 litrów

Transkrypt:

Górnictwo i Geoin ynieria Rok 34 Zeszyt 2 2010 Tadeusz Majcherczyk*, Zbigniew Niedbalski*, Piotr Ma kowski* WZMACNIANIE OBUDOWY WYROBISK KORYTARZOWYCH W Z O ONYCH WARUNKACH GÓRNICZO-GEOLOGICZNYCH** 1. Wst p Zaprojektowanie optymalnej obudowy dla wyrobisk korytarzowych w kopalniach w gla kamiennego, szczególnie w warunkach wyst powania wzmo onych ci nie górotworu jest wyzwaniem stawianym przed kadr in yniersk oraz producentami. Istniej ce rozwi zania technologiczne s ca y czas doskonalone, a jednocze nie powstaje wiele nowych rozwi za w tym zakresie. Szersze zastosowanie nowych rozwi za obudowy dla wyrobisk korytarzowych powinno by poprzedzone odpowiednimi badaniami w warunkach naturalnych [7, 9, 10]. Ze wzgl du na prowadzenie wyrobisk górniczych na coraz wi kszych g boko ciach pojawiaj si przypadki, dla których rozwi zania techniczne obudowy nale y rozpatrywa indywidualnie. Wymagaj one jednocze nie szerokiego zakresu bada w asno ci geomechanicznych i oceny sytuacji górniczej, która mo e si zmienia na kolejnych odcinkach danego wyrobiska wraz z up ywem czasu jego utrzymania [5, 11]. Wdro enie nowego schematu obudowy jest szczególnie trudne ze wzgl du na skomplikowan budow górotworu karbo skiego tj. du zmienno warstw litologicznych, liczne sp kania i zaburzenia geologiczne [6]. Wszystko to sprawia, e badania nad nowymi rozwi zaniami technologicznymi trwaj bardzo d ugo, a wi c przez okres kilku, a nawet kilkunastu lat. Projektuj c i wykonuj c obudow w ca kowicie nowych warunkach nale y mie pewno, e b dzie ona skuteczna i efektywna przez wymagany okres czasu [2, 10, 12]. W artykule przedstawiono analiz pracy wybranych schematów obudowy wyrobisk korytarzowych. Stanowi y j odrzwia ukowej obudowy podatnej wzmocnione kotwami i podci gami. Prezentowane wyniki bada kopalnianych w zakresie zmian zachodz cych wokó * Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki, Wydzia Górnictwa i Geoin ynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza w Kraków ** Praca wykonana w ramach bada statutowych AGH nr 11.11.100.277/TM 451

analizowanych wyrobisk, dotycz przypadków prowadzenia ich na du ych g boko ciach i w z o onych warunkach górniczo-geologicznych. Wyniki bada oraz uzyskane do wiadczenia w warunkach in situ pozwoli y na zaprojektowanie przekopu w obudowie mieszanej podporowo-kotwowej. Przedmiotowy przekop stanowi ma g ówne wyrobisko udost pniaj ce na g boko ci niemal 1300 m. 2. Sposoby wzmocnie wyrobisk nara onych na du e obci enia Przy projektowaniu obudowy wyrobisk korytarzowych, b d planowaniu ich wzmocnienia szczególn uwag nale y zwróci na z o one warunki górniczo-geologiczne, do których nale y zaliczy : zaleganie wokó wyrobiska ska o ma ej wytrzyma o ci na ciskanie (poni ej 20 MPa), g boko eksploatacji wi ksz od 800 m, wyst powanie warstw wodono nych, obni aj cych parametry wytrzyma o ciowe górotworu, wyst powanie silnie warstwowej budowy górotworu z p aszczyznami u awicenia, wyst powanie w pobli u wyrobiska uskoków oraz innych zaburze tektonicznych, deformacje górotworu wywo ane dokonan lub prowadzon w pobli u eksploatacj. Zastosowanie w takich warunkach typowej obudowy (np. P) nie gwarantuje zachowania wymaganych gabarytów i poziomu bezpiecze stwa w ca ym okresie jego u ytkowania. Nadmierna konwergencja wyrobiska mo e uniemo liwi poprawne funkcjonowanie wyrobiska, b d te w skrajnie niekorzystnej sytuacji mo e doj do obwa u ska stropowych lub ociosowych. Obudow wyrobisk korytarzowych wykonuje si najcz ciej jako obudow odrzwiow typu P, z rozstawem odrzwi od 0,5 do 1,0 m, wykorzystuj c kszta townik o profilu V. Dotychczasowe do wiadczenia wskazuj, e obudowa ta nie zapewnia pe nej stateczno ci wyrobisk w trudnych warunkach geomechanicznych. Najcz ciej obudow chodnika w zale no ci od mo liwo ci i potrzeb techniczno-ruchowych wzmacnia si poprzez: zabudow jednego lub wi kszej liczby podci gów stalowych lub drewnianych, podparcie stojakami typu Valent lub SV, przykotwianie odrzwi obudowy podporowej, kotwienie pomi dzy odrzwiami obudowy, przykotwianie podci gu z kszta towników V lub KS/KO, wzmacnianie mieszane (rys. 1), torkretowanie. Jednym z szeroko stosowanych sposobów wzmacniania obudowy jest wykorzystanie kotwi. Przykotwianie odrzwi obudowy podporowej powoduje nie tylko wzmocnienie górotworu i obni enie obci enia dzia aj cego na obudow, ale czyni konstrukcj bardziej stabiln. Do wzmocnienia obudowy podporowej stosuje si ró n liczb kotwi, dostosowan do panuj cych warunków. Przykotwianie uków mo e by równie realizowane poprzez przykotwianie specjalnych podci gów stalowych. Mocuje si je do stropu przy pomocy d ugich kotew linowych 452

lub strunowych, co pozwala na zastabilizowanie obudowy podporowej w strefie górotworu, który nie ulega odpr eniu i sp kaniu w trakcie eksploatacji wyrobiska. a) b) Rys. 1. Sposób wzmacniania stropu za pomoc kotew linowych w chodniku przy cianowym utrzymywanym za frontem ciany a) schemat, b) widok ogólny wyrobiska 250 m za frontem ciany W chodnikach zagro onych deformacj obudowy, szczególnie za frontem ciany, cz sto stosuje si wzmacnianie chodnika poprzez zabudow dwóch podci gów, przykotwianie zarówno uków stropnicowych, jak i kotwienie pomi dzy ukami oraz zabudow stojaków typu SV i Valent. Stosowanie tego rozwi zania w wyrobiskach transportowych i odstawczych jest jednak niepraktyczne, ze wzgl du na zmniejszenie u ytecznego przekroju wyrobiska. 3. Badania obudowy podporowo-kotwowej Wyniki bada w warunkach naturalnych przy zastosowaniu wzmocnienia w postaci kotew strunowych, przedstawiono dla dwóch wyrobisk [7]: chodnika B-7 wyst puj cego na g boko ci oko o 800 m, gdzie obudow P o rozstawie 0,75 m wzmocniono dwoma przykotwionymi podci gami (rys. 2); chodnika Cw-1 badawczego wyst puj cego na g boko ci oko o 1100 m, gdzie obudow P o rozstawie 1,0 m wzmocniono dwoma rz dami kotew strunowych pomi dzy odrzwiami. Badania kopalniane w przedmiotowych wyrobiskach obj y szereg technik pomiarowych, w ród których znalaz y si pomiary: parametrów wytrzyma o ciowych za pomoc penetrometru, obci e obudowy za pomoc dynamometrów oraz kotwi oprzyrz dowanych, rozwarstwie ska stropowych za pomoc ekstensometrów i endoskopu oraz konwergencji. 3.1. Chodnik B-7 pok ad 403/3 Do wa niejszych czynników charakteryzuj cych stateczno wyrobiska nale y zaliczy konwergencj [1, 5, 7]. Badania wykaza y, e do czasu ujawnienia si wp ywów eksploatacji 453

Rys. 2. Obudowa w chodniku B-7 pok ad 403/3 (chodnik przy cianowy) w okresie niemal 1,5 roku zmiana wysoko ci wyrobiska nie przekracza a kilku centymetrów (rys. 3). Dopiero zbli enie si frontu eksploatacyjnego spowodowa o znacz ce zmniejszenie wysoko ci o oko o 1,1 1,2 m. Rys. 3. Zmiana wysoko ci chodnika B-7 Innym pomiarem opisuj cym charakter pracy obudowy, szczególnie samodzielnej obudowy kotwowej lub obudowy kotwowo-podporowej, jest pomiar obci enia za pomoc kotew oprzyrz dowanych, mierz cych si y osiowe [5, 7, 9]. Urz dzenie to zabudowane na stacji pomiarowej, gdzie stosowano wzmocnienie stropu kotwami linowymi pokazuje, e ciskanie pr ta kotwy wyst powa o tylko na odcinku blisko nakr tki (0,05 m), natomiast na pozosta ych wyst powa o rozci ganie (rys. 4). Po ok. 80 dniach nast pi o ustabilizowanie si si na pocz tkowym odcinku stropu, które wynosi y ok. 200 kn, natomiast nast pi wzrost si na poziomach 0,49 m i 1,81 m do war- 454

Rys. 4. Obci enie kotew w chodniku B-7 na odcinku z obudow podporow wzmocnion dwoma przykotwionymi podci gami stalowymi to ci odpowiednio 143 kn i 157 kn. Na pozosta ych poziomach warto ci si rozci gaj cych nie przekracza y 22 kn. 3.2. Chodnik Cw-1 badawczy W ramach oceny stateczno ci chodnika Cw-1 badawczego prowadzony by pomiar rozwarstwie ska stropowych za pomoc ekstensometru. Analiza otrzymanych wyników przemieszcze pokazuje, e rozwarstwienia na poszczególnych poziomach ró ni si warto- ciami i dochodz maksymalnie do 30 mm w stropie bezpo rednim (rys. 5). Rys. 5. Przemieszczenie warstw stropu w chodniku Cw-1 455

Na dalszym odcinku przemieszczenia s nieco mniejsze i nie przekraczaj ju 20 mm. Strop rozwarstwia si wi c najbardziej do g boko ci ok. 1,0 m, a warto ci przemieszcze s z regu y dodatnie i w czasie sukcesywnie rosn. Jedynie na poziomach stropu 0,5 m, 2,5 m i 4,5 m nast puje nieznaczna kompakcja warstw skalnych. Wykres wskazuje dodatkowo, e rozwarstwianie si stropu zachodzi o bezpo rednio nad pakietem skotwionych ska na wysoko ci ok. 5,0 m. Struny zabudowanych kotew na odcinku 4,0 4,5 m nie pozwala y praktycznie w ogóle na przemieszczanie si warstw stropowych. Nale y zwróci uwag, e ju w pocz tkowym okresie, tj. zaraz po wykonaniu wyrobiska, odnotowano znaczne rozwarstwienia ska stropowych, co zosta o stwierdzone za pomoc bada endoskopowych (tabela 1). Na pocz tkowych dwóch metrach stropu stwierdzono bardzo du e strefy sp ka i rozwarstwie si gaj ce 184 mm i 83 mm. Zasi g strefy sp ka si ga 4,7 m. Mo na wi c stwierdzi, e przy bardzo du ym zniszczeniu pocz tkowym stropu bezpo redniego, d ugie kotwy linowe wydatnie ograniczy y dalsze przyrosty degradacji warstw stropowych. TABELA 1 Wynik bada endoskopowych Metr bie cy otworu Ilo sp ka Rozwarstwienie r r [mm] 1 12 184 2 9 83 3 7 15 4 5 9 5 4 6 6 0 0 7 0 0 suma 37 294 Zasi g strefy sp ka f s [m] 4,7 Analiza obci enia kotew oprzyrz dowanych na odcinku stropu do g boko ci 2,5 m pokazuje, e by o ono równie niewielkie (rys. 6). Obci enie kotwy przez 177 dni pomiaru by o bardzo ma e i nie przekracza o 22 kn. Jedynie na wysoko ci 1,0 m od 59 dnia kontroli wzrasta a si a rozci gaj ca, która w ostatnim dniu pomiaru osi gn a warto 114 kn. Pierwsze istotne rozwarstwienie stropu wyst powa o zatem w a nie na tej wysoko ci. Interesuj cy jest równie fakt, e po 164 dniu pomiaru pocz tkowy odcinek kotwy zacz by ciskany mniej wi cej sta si 22 kn. 4. Mo liwo wykorzystania d ugich kotwi w wyrobiskach korytarzowych na du ych g boko ciach Wykonane badania kopalniane w ró nych warunkach górniczo-geologicznych oraz do- wiadczenia ruchowe potwierdzaj, e zastosowanie kotew poprawia stateczno wyrobisk 456

Rys. 6. Obci enie kotwy oprzyrz dowanej chodnik Cw-1 badawczy oraz umo liwia ich bezpieczne u ytkowanie w trudnych warunkach oraz w d ugim okresie czasu. Dlatego te za o ono zastosowanie tego typu wzmocnienia dla przekopu po o onego na g boko ci oko o 1300 m. Dla okre lenia stateczno ci przekopu zdecydowano si zastosowa metod elementów sko czonych (MES) korzystaj c z programu Phase2 [4, 13]. Stan napr enia okre lono dla tarczy o jednostkowej grubo ci wyci tej z górotworu, znajduj cej si w p askim stanie odkszta cenia. Model obliczeniowy by modelem spr ysto-plastycznym z os abieniem [3]. Ze wzgl dów ruchowych przyj to, e zastosowana b dzie obudowa podporowo-kotwowa, któr stanowi b d uki stalowe obudowy typu P11/V32 CORR oraz dwie kotwy strunowe o d ugo ci w otworze 4,0 m i dwie kotwy stalowe o d ugo ci w otworze 2,7 m. No no kotew strunowych przyj to na poziomie 0,28 MN, natomiast dla kotew stalowych przyj to no no 0,12 MN. W asno ci fizyczno-mechaniczne warstw skalnych wyst puj cych w otoczeniu rozpatrywanego wyrobiska chodnikowego okre lono na podstawie bada laboratoryjnych oraz dost pnych danych geologicznych. Wzi to pod uwag wp yw czasu na parametry wytrzyma- o ciowe oraz ró nice w parametrach geomechanicznych pomi dzy górotworem a próbk. Do oblicze przyj to parametry geomechaniczne wyznaczone dla ca ego masywu skalnego, które okre lono na podstawie bada próbek skalnych oraz rdzeni wiertniczych z wykorzystaniem warunku Hoeka Browna. Warto ci parametrów fizyczno-mechanicznych przyj te do oblicze umieszczono w tabeli 2. W modelu obliczeniowym za o ono, e w przekroju wyrobiska zalega od sp gu: 3,5 m upku ilastego oraz 0,60 m piaskowca. Bezpo rednio w stropie wyrobiska zalega 0,4 m pia- 457

TABELA 2 W asno ci warstw skalnych przyj te do oblicze numerycznych Rodzaj ska y Modu Wspó czynnik Wytrzyma o Sta a kryterium Sta a kryterium Wska nik Younga, Poissona, na ciskanie, Hoeka Browna Hoeka Browna GSI E [MPa] v c [MPa] m b s w giel 3500 40 0,30 10,54 1,374 0,0013 upek ilasty (zapiaszczony) 10000 50 0,26 60,73 1,677 0,0039 upek piaszczysty 15000 60 0,24 94,00 2,157 0,0117 piaskowiec 17878 65 0,24 71,55 4,298 0,0205 skowca, 2,4 m w gla pok adu 405/2 oraz 7,2 m upku ilastego. Nast pnie wyst puje 7,8 m piaskowca, 6,5 m upku piaszczystego, 0,7 m upku ilastego, 2,0 m piaskowca, 0,2 m w gla oraz 2,7 m upku ilastego. Sp g wyrobiska stanowi upek ilasty o grubo ci 5,5 m, pod którym zalega 1,0 m w gla pok adu 406/1. Poni ej wyst puje upek ilasty z warstw w gla pok adu 406/2 o grubo ci 0,8 m. W ramach oblicze numerycznych przeprowadzono ca seri oblicze obejmuj cych ró ny rozstaw obudowy ukowej podatnej oraz ró ny rozstaw kotew. Dodatkowo w ród wariantów uwzgl dniono równie obudow ukow podatn zamkni t. Poni ej przedstawiono rozwi zanie uznane za najbardziej optymalne, przy jednoczesnym za o eniu najbardziej niekorzystnych warunków górniczo-geologicznych. Ostatecznie przyj to, e przekop zabezpieczony b dzie obudow PZ/V32 CORR o rozstawie 0,50 m, przy jednoczesnym wzmocnieniu stropnicy dwoma rz dami podci gów przykotwionych kotwami linowych oraz wzmocnieniu ociosów za pomoc przykotwionych podci gów. 5. Analiza wyników oblicze Na rysunku 7 przedstawiono map napr e g ównych s1 wraz ze stref potencjalnej strefy sp ka. Z mapy wynika, e wielko strefy w stropie mo e si ga do wysoko ci oko o 3,8 m nad wyrobiskiem (do warstwy w gla), natomiast w sp gu oraz w ociosach do g boko ci oko o 2,0 m. Mo na wi c stwierdzi, e zastosowanie odrzwi zamkni tych ogranicza w sposób istotny stref sp ka w sp gu wyrobisk. W przypadku przemieszcze wokó przekopu C-1 stwierdzono, e wyst pi one g ównie w stropie i mog osi gn warto oko o 0,11 m (rys. 8). W sp gu oraz ociosach wyrobisk warto przemieszcze mo e osi gn oko o 0,05 m. Wynika z tego, e zastosowanie obudowy zamkni tej wp ywa znacz co na ograniczenie przemieszcze wokó wyrobisk. Nale y si jednak spodziewa znacznych obci e na po czeniach uków ociosowych z ukami sp gnicowymi, co wymusza bardzo staranne wykonawstwo. W przypadku obci enia kotew przy zastosowaniu odrzwi zamkni tych obudowy ukowej podatnej obliczenia wskazuj, e wzd u kotwy 1 i 2 na odcinku od 0,0 m do 0,60 m, si a rozci gaj ca wynosi 0,12 MN, a nast pnie spada równomiernie do zera na ko cu d u- 458

Rys. 7. Mapa napr e g ównych 1 oraz stref potencjalnego zniszczenia dla d ugotrwa ych w asno ci wytrzyma o ciowo-odkszta ceniowych obudowa PZ11/V32 CORR Rys. 8. Mapa przemieszcze ca kowitych dla d ugotrwa ych w asno ci wytrzyma o ciowo-odkszta ceniowych obudowa PZ11/V32 CORR go ci kotwy tj. na d ugo ci 2,7 m (rys. 9). Wzd u kotwy 3 i 4 na odcinku od 0,0 m do 0,50 m si a rozci gaj ca wynosi 0,28 MN, w punkcie 1,50 m spada nierównomiernie do zera, a nast pnie warto si y waha si w granicach 0 0,12 MN, osi gaj c warto 0,05 MN na ko cu d ugo ci kotwy, tj. na d ugo ci 4,0 m. 459

Mo na wi c stwierdzi, e dla za o onych warunków górniczo-geologicznych, zastosowanie obudowy zamkni tej przyczyni si tak e do zmniejszenia obci e kotew tak strunowych, jak i stalowych (pr towych), szczególnie na wi kszych g boko ciach strefy skotwionej. 0,3 0,25 Kotew 1 0,2 Kotew 3 Si a osiowa [MN] 0,15 0,1 0,05 0-0,05 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 D ugo kotwy [m] Rys. 9. Wykres si osiowych w kotwach dla d ugotrwa ych w asno ci wytrzyma o ciowo-odkszta ceniowych obudowa PZ11/V32 CORR Obliczenia wykaza y, e zastosowanie obudowy PZ11/V32 CORR o rozstawie 0,5 m wraz ze wzmocnieniem dwoma kotwami strunowymi oraz dwoma kotwami stalowymi (pr towymi), zapewni stateczno analizowanego przekopu w d ugim okresie czasu (rys. 10). Rys. 10. Schemat obudowy dla projektowanego przekopu 460

Ograniczone zostan te wypi trzenia sp gu, oraz zasi g strefy sp ka w porównaniu z obudow otwart. 6. Podsumowanie Dobór obudowy dla wyrobisk korytarzowych to jedno z wa niejszych zagadnie w praktyce górniczej, bowiem w du ej mierze decyduje o bezpiecze stwie za ogi oraz ci g o ci produkcji. Tym trudniejsze jest zaprojektowanie obudowy w z o onych warunkach górniczo-geologicznych, takich jak du e obci enia, czy du a g boko. Cho w ogólnym zarysie sposób zabezpieczania wyrobisk w kopalniach w gla kamiennego nie zmieni si znacz co od lat, bowiem nadal stosowana jest g ównie obudowa ukowa podatna, to jednak prowadzone s ci gle badania maj ce na celu doskonalenie ka dego z elementów zabezpieczaj cych wyrobiska korytarzowe. Przetestowanie danej konstrukcji, po czone z licznymi badaniami opisuj cymi charakter pracy takiej obudowy, pozwala z du pewno ci wskaza na jej przydatno. W przypadku obudowy podporowej wzmocnionej za pomoc kotew strunowych poprzez podci gi, b d kotwieniem pomi dzy odrzwiami, stwierdzono, e spe nia ona wymagania pozwalaj ce na stosowanie jej w warunkach wzmo onych napr e, czy to od strony frontu eksploatacyjnego, czy te du ych g boko ci. Wzmocnienie warstw stropowych pozwala na ograniczenie powstawania strefy sp ka a tym samym zmniejszenie obci enia obudowy. Powy sze zalety by y powodem, dla których obudowa z wykorzystaniem d ugich kotwi strunowych, zosta a zaprojektowana dla przekopu na g boko ci niemal 1300 m. Wykonana ca a seria oblicze dla ró nych schematów obudowy, pozwoli a na stwierdzenie, e w analizowanych warunkach najkorzystniejsze b dzie zastosowanie obudowy PZ11/V32 CORR o rozstawie 0,5 m wraz ze wzmocnieniem czterema rz dami przykotwionych podci gów tj.: w stropie kotwami strunowymi, a w ociosach kotwami stalowymi (pr towymi). Zaproponowane rozwi zanie jest bezpieczne i zapewnia stateczno wyrobiska w d ugim okresie czasu. LITERATURA [1] Chunlin Li C.: Stabilization of Highly Stressed Weak and Soft Rocks Observations, Principles and Practice. Proceedings of 11 th Conference of The International Society of Rock Mechanics Ribeiro e Sousa, Olalla & Grossman eds., Taylor & Francis Group. London 2007, s. 1041 1046 [2] Du y S.: Ocena bezpiecze stwa konstrukcji wyrobisk korytarzowych w kopalniach w gla kamiennego z uwzgl dnieniem zmienno ci warunków naturalnych i górniczych. Materia y sympozjum Warsztaty Górnicze 2005, Kazimierz Dolny nad Wis 20-22.06.2005. Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2005, s. 243 256 [3] Filcek H., Walaszczyk J., Tajdu A.: Metody komputerowe w geomechanice górniczej. l skie Wydawnictwo techniczne. Katowice 1994, s. 318 [4] Hoek E., Carranza-Tores C., Corkum B.: Hoek-Brown failure criterion 2002 edition. Proc. North American Rock Mechanics Society Meeting in Toronto, 2002 461

[5] Majcherczyk T., Ma kowski P., Niedbalski Z.: Ruchy górotworu i reakcje obudowy w procesie niszczenia ska wokó wyrobisk korytarzowych na podstawie bada in situ. Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH, Kraków 2006, s. 130 [6] Majcherczyk T., Szaszenko A., Sdwi kowa E.: Podstawy geomechaniki. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków 2006, s. 293 [7] Majcherczyk T., Ma kowski P., Niedbalski Z.: Badania nowych rozwi za technologicznych w celu rozrzedzania obudowy podporowej w wyrobiskach korytarzowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków 2008, s. 211 [8] Nazimko V.V., Alexandrov S.N., Zakharov V.S.: Prognozowanie zaciskania wyrobisk podziemnych. Budownictwo Górnicze i Tunelowe nr 2, 2001, s. 23 29 [9] Piechota S., Korzeniowski W.: Rozk ad si y osiowej wzd u kotwi na podstawie bada in situ. Przegl d Górniczy nr 12, 2000, s. 22 28 [10] Szczepaniak Z., G uch P., Urba czyk J., Micha ek M.: Stalowe obudowy odrzwiowe dla warunków deformacyjnego ci nienia górotworu. Zeszyty Naukowe Politechniki l skiej. Seria Górnictwo z. 222, 1994, s. 165 178 [11] Wang C., Wang Y., Lu S.: Deformational Behaviour of Roadways in Soft Rocks in Underground Coal Mines and Principles for Stabilty Control. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, nr 37, 2000, s. 937-946 [12] Wichur A., Gruszka R.: Nowe normy projektowania obudowy d ugotrwa ych podziemnych wyrobisk korytarzowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, AGH Kraków 2000, s. 595 604 [13] Wojtaszek A.: Ocena obci e obudowy wyrobisk górniczych z wykorzystaniem kryteriów Hoeka-Browna i Coulomba-Mohra. Prace Naukowe Politechniki l skiej, Konferencje nr 33, 1994, s. 269 280