WYKŁAD 2

Obudowa górnicza - obliczenia prof. Drzęźla

Obudowa podporowa:

Obciążenie:

Q_obl = Q_st + Q_dyn + Q_m

Q_st - obciążenie statyczne, Q_dyn - obciążenie dynamiczne, Q_m - obciążenie od maszyn i urządzeń podwieszanych.

Obciążenie statyczne wg. przepisów polskich - zasady doboru obudowy wyrobisk w zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny.

Q_st = Q₀ · k₁ · k₂ · k₃ · k₄ · kα · kγ · kn · kr · k_T

k₁ - zasięg wpływów krawędzi (1,16 - 1,11)

k₂ - współczynnik eksploatacji zawałowej (1,15 - 1,5)

k₃ - wpływ rozmakalności i podzielności warstwowej (0,5 - 1,0)

k₄ - wpływ uskoku (1,2)

kα - wpływ nachylenia wyrobiska

kγ - wpływ ciężaru objętościowego skał

kn - wpływ poprzecznego nachylenia warstw

kr - współczynnik wyrobisk równoległych

k_T - współczynnik czasu utrzymania wyrobiska.

Stosowanie samodzielnej obudowy kotwiowej wymaga:

- Badania geomechaniczne w warunkach In-situ - otwory rdzeniowe:

- w wyrobiskach chodnikowych- dł. min. 5m

- w przecinkach ścianowych - dł. min. 8m

Badania geomechaniczne muszą zostać wykonane w określonej odległości od projektowanego wyrobiska.

Obudowa powłokowa - obudowę tą dobiera się w oparciu o wskaźnik zwięzłości f ≥ 1,5. Stosowana w wyrobiskach długotrwałych, skałach niezawodnionych.

Obudowa sklepiona - Stosowanie:

- w wyrobiskach korytarzowych i komorowych,

- zlokalizowanych w górotworze zawodnionym lub w którym występują gazy,

- płytko zalegających.

Podporność zależy od wskaźnika zwięzłości - f, szerokości wyrobiska - S₀, wytrzymałości na ściskanie muru z cegły lub bentonitu - Rc, wytrzymałości obliczeniowej na ściskanie R_bb.

Strop:

Bezpośredni - zespół warstw skalnych o małej miąższości, wyraźnie wykształconej łupności i małej wytrzymałości. Skały te po wybraniu złoża pod wpływem własnego ciężaru odspajają się od warstw wyżej leżących, a po usunięciu załamują się i opadają.

Zasadniczy - zespół warstw skalnych zalegający nad stropem bezpośrednim, odznaczający się znaczną sztywnością i wytrzymałością.

Klasy stropu:

Klasa I - strop bezpośredni utworzony ze skał kruchych, łatwo załamujących się, o grubości przekraczającej pięciokrotną grubość złoża (pokładu).

Klasa II - strop bezpośredni utworzony ze skał kruchych, łatwo załamujących się o grubości mniejszej od pięciokrotnej grubości złoża.

Klasa III - strop utworzony ze skał sztywnych i mocnych, zaliczany do stropu zasadniczego, który ma tendencje do załamywania się w znacznej odległości od frontu eksploatacyjnego.

Klasa IV - strop utworzony ze skał zdolnych do znacznych i ciągłych ugięć bez kruchego załamywania się.

Obliczenia stateczności górotworu

- metody analityczne (obliczenia stanu naprężenia, określenie stanu wytężenia, współczynniki stateczności skał),

- metody numeryczne (obliczenia stanu naprężenia, określenie stanu wytężenia).

Ocena jakości górotworu:

Wskaźnik RSR (3 grupy):

A - Geologia (typ skał, twardość skał, struktura geologiczna),

B - Geometria (gęstość szczelin, orientacje szczelin w kierunku obciążeń, kierunek drążenia wyrobiska w stosunku do stwierdzonych nieciągłości),

C - Wpływ zawodnienia i spękań (ogólna ocena masywu skalnego, charakter spękań, wielkość dopływu wody).

Maksymalna ocena 100 pkt.

Klasyfikacja masywu na podstawie RQD

RQD = l_(>2d)/lc · 100%

Klasyfikacja Bieniawskiego (tabela z której korzystaliśmy w projekcie)

Barton - wskaźnik jakości. Indeks jakości górotworu Q:

Q = RQD/Jn · Jr/Ja · Jw/SRF

RQD - podzielność rdzenia wiertniczego, Jn - ilość systemów spękań, Jr - szerokość szczelin, Ja - zwietrzenie ścianek szczelin, Jw - zawodnienie, SRF - odprężenia masywu skalnego.

Inne oceny jakości:

- CMRS - Hinduska Centralna Stacja Badawcza,

- RMI SYSTEM.

Klasyfikacje sejsmiczne:

Wskaźnik sejsmiczny Q_l oparty na związku pomiędzy prędkością fali podłużnej P a liniową gęstością spękań i wskaźnikiem RQD. Wyznaczony został dla skał mocnych (kwarcyty, granity, gnejsy, pegmatyty)

Q_l = 100 Vp/Vp₀

Vp₀ - prędkość fali podłużnej.

Dubiński (GIG) - Prędkość odniesienia charakteryzująca warunki stanu naprężenia:

V₀ = 1200 + 4,83 · H^0,76

Metody analityczne opisujące stan naprężenia:

1. teoria statycznego oddziaływania górotwór - obudowa (Protodiakonow, Sałustowicz, Kłeczek, Barton, Bieniawski),

2. teorie sprężystego oddziaływania górotwór - obudowa (Sawin, Lechnicki, Sałustowicz),

3. teorie deformacyjnego oddziaływania górotwór - obudowa:

- modele sprężysto-kruche (Liberman),

- sprężysto plastyczne (Sałustowicz, Borecki),

- modele reologiczne (Maxwell, Kelvin)

Prof. Kłeczek

Wytężenie W = f(σ)/kr

W > 1 - zniszczenie, W ≤ 1 - nie ma zniszczenia.

O zniszczeniu decyduje przekroczenie parametrów Rc i Rr.

---