6. Obliczenia doboru obudowy dla wyrobiska korytarzowego.

Projekt obejmuje swym zakresem drążenie chodnika odstawczego Aw o wybiegu 1053,

w pokładzie 510 partii Aw na poziomie 665m kopalni KWK „Mysłowice-Wesoła”. Jak wynika z punktu 4, tego projektu, chodnik powinien mieć następujące wymiary; szerokość 5,5 m i wysokość 3,8 m. W rejonie projektowanego wyrobiska górotwór zbudowany jest z warstw zamieszczonych w tabeli 6.1

Tab. 6.1 Wykaz warstw z otworu G.672 wraz z grubością i wskaźnikami zwięzłości skał.

Lp.	Warstwy stropowe	Grubość warstwy [m]	Wskaźnik zwięzłości skał f
1	Łupek zapiaszczony	11,1	4,48
2	Łupek piaszczysty	1,2	3,72
3	Piaskowiec	9,3	4,2
4	Łupek ilasty	0,4	2,54
5	Węgiel pokładu 510	6,5	1,18
6	Łupek ilasty	2,4	2,45

1. Określenie parametrów wytrzymałościowych skał otaczających projektowany chodnik odstawczy Aw

Obliczono średnią ważoną wskaźnika zwięzłości skał dla otworu G.672 ze wzoru 5.1

f_śr = 3,45

-Współczynnik zmniejszający wytrzymałość skał ze względu na podzielność skał równa się d₁=1, ponieważ przyjęto wyniki z badań penetrometyrycznych.

- Współczynniki zmniejszające wytrzymałość skał ze względu na odziaływanie wody znajdują się w tabeli 6.2:

Tab.6.2 Liczba rozmakalności dla poszczególnych warstw skalnych.

Lp.	Warstwa skalna	Współczynnik rozmakalności	Grubość warstw [m]
1	Łupek ilasty	0,7	0,4
2	Piaskowiec	1	9,3
3	Łupek piaszczysty	1	1,2
4	Łupek zapiaszczony	0,7	11,1
5	Węgiel	0,8	6,5
6	Łupek ilasty	0,7	2,4

Ponieważ wyniki pochodzą z badań penetrometrycznych wykonanych w skałach zawodnionych, wartość współczynnika d₂ przyjento wartość 1,0.

- Wpływ zaszłości eksploatacyjnych. Ponieważ otwór penetrometryczny wykonany był w rejonie projektowanego wyrobiska dlatego przyjęto że współczynnik d₃ ma wartość 1,0. Korzystając ze wzoru 5.6 wyliczono ostateczną wartość współczynnika zwięzłości skał i wynosi ona:

f = 3,45

Wyliczono średnią ważoną wartości modułu sprężystości.

Tab. 6.3 Zestawienie wartości modułu sprężystości dla poszczególnych warstw.

Lp.	Warstwa skalna	Moduł sprężystości [MPa]
1	Łupek ilasty	4100
2	Łupek piaszczysty	5370
3	Łupek zapiaszczony	4480
4	Piaskowiec	6630

Korzystając ze wzoru 5.2 z rozdziału piątego i danych zamieszczonych w tabeli 6.3, wyliczono średnią ważoną wartość modułu sprężystości i wyniosła ona.

E_śr = 5431 MPa

1. Określenie stanu naprężenia w masywie skalnym w rejonie projektowanego chodnika odstawczego Aw.

Naprężenie pionowe w górotworze w rejonie chodnika odstawczego Aw obliczono ze wzoru 5.7:

p_z= − 0, 01832 * 635 = −12, 19

- Wpływ zaburzeń tektonicznych – ze względu na brak zaburzeń tektonicznych w rejonie, gdzie będzie drążone projektowane wyrobisko k₁ = 1

- Wpływ oddziaływań innych wyrobisk – ze względu na brak innych wyrobisk w określonej odległości k₂ = 1

- Wpływ krawędzi eksploatacyjnych i resztek pokładów – czynniki te nie wpływają na projektowany chodnik, dlatego współczynnik k₃ = 1

- Wpływ nachylenia warstw masywu skalnego - ponieważ nachylenie warstw wynosi 4° dlatego współczynnik k₄ wynosi 1,0 .

- Wpływ odziaływania wstrząsów – ponieważ w odległości 5m nad chodnikiem odstawczym Aw zalega warstwa wstrząsogenna a prognozowana wielkość energii wstrząsu wynosi 7·10⁵ J. Korzystając ze wzorów 5.24 i 5.25 wyliczono, gdy A_s = 7·10⁵ J,

r = 5,05 m to:

P_d = 18,89 MPa

k_d = 2,55

Wielkość naprężeń w górotworze w rejonie projektowanego chodnika wyliczono ze wzoru 5.26 i wynosi:

σ_z = 31,08 MPa

1. Określenie oddziaływania górotworu na obudowę wyrobiska.

Wyliczono współczynnik wytężenia górotworu wg wzoru 5.27 wynosi:

n_w = 0,90

Wartość parametru charakteryzującego właściwości odkształceniowe skał wyznaczono z nomogramu, wykres 5.2. Wartość wskaźnika zwięzłości skał f wynosi 3,49. Ponieważ do obliczeń wykorzystano wytrzymałość skał metodą penetrometryczną od odczytania współczynnika n_e z nomogramu, wykres 5.2, przyjęto wartość modułu sprężystości w wysokości 0,7 E_śr = 3801 MPa. Wartość parametru charakteryzujący wielkość odkształcenia górotworu n_e przyjmuje wartość:

n_e = 0,6

Następnie na podstawie współczynnika wytężenia górotworu n_w oraz parametru właściwości odkształceniowego górotworu n_e obliczono parametr charakteryzujący stan górotworu n_sg ze wzoru 5.29.

n_sg = 0,53

Obciążenie statyczne q_o obudowy ŁP projektowanego wyrobiska określa się w oparciu o nomogram, wykres 5.4, które wynosi:

q_o = 110 kPa

Ze względu na występowanie wstrząsów określono na podstawie wzorów 5.32 i 5.33 wzrost obciążenia na obudowę chodnika odstawczego Aw, gdy A_s = 7·10⁵ J, r = 5,05 m to:

v_w = 3,2

q_p = 140,05 kPa

Następnie obliczono całkowite obciążenie obudowy ze wzoru 5.34:

q_c = 250 kPa

1. Określenie wymaganych parametrów wytrzymałościowych obudowy chodnika odstawczego Aw.

Dla określonego oddziaływania górotworu na obudowę projektowanego wyrobiska określono wymagany krok obudowy ŁP ktury odczytujemy z nomogramów wyk.5.7 i 5.8

- dla profilu V-29 i złączem SD29 i wykładki typu 3( wykładka dobra, opinka ciągła,)

Z wykresu 5.7 wyznaczono krok obudowy względem nośności profilu odrzwi, która wynosi:

d_o1 = 0,5 m

Z wykresu 5.8 wyznaczono zastępczy krok obudowy względem nośności zamka, która wynosi:

d_zas = 0,2 m

Z tabeli 5.3 odczytano wartość nośności złącza SD29 dla momentu dokręcenia śruby

M_d = 350 Nm, która wynosi N_z =240 kN.

Następnie ze wzoru 5.35 wyliczono krok obudowy ze względu na nośność złącza SD29 wynosi ona:

d_o2 = 0,5 m

Następnie sprawdzono warunek minimalnej odległości między odrzwiami obudowy ŁP V29 ze wzoru 5.36.

d = min(d_o1,d_o2) = min(0,5;0,5) = 0,5 m

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń określono krok obudowy na 0,5 m i jest to odległość, dla której można dobrać akcesoria o tej samej długości, takimi akcesoriami są, np.: rozpory o długości 0,5 m, siatki do opinki, itp.