Index of /rozprawy2/11013

Pełen tekst

(1)Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki. Rozprawa doktorska. METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. mgr inż. Rafał Misa. Promotor Prof. dr hab. inż. Anton Sroka. Promotor pomocniczy dr inż. Krzysztof Tajduś. Kraków 2015.

(2) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Praca została wykonana z wykorzystaniem Infrastruktury PL-Grid. ii | S t r o n a.

(3) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Spis treści Streszczenie ...................................................................................................................................................... 1 Abstract............................................................................................................................................................... 3 Wykaz ważniejszych skrótów i oznaczeń .............................................................................................. 5 I.. Aktualność i znaczenie tematu .......................................................................................... 6. 1.. Wstęp........................................................................................................................................................ 6. 2.. Teza i cel pracy ..................................................................................................................................... 8. II.. Stan nauki i techniki ............................................................................................................. 9. 3.. Wpływ eksploatacji na powierzchnię terenu ........................................................................... 9 3.1.. Strefa zasięgu wpływów górniczych ............................................................................ 10. 4.. Obliczanie deformacji powierzchni powstałej w wyniku eksploatacji podziemnej 12. 5.. Klasyfikacja terenów górniczych ze względu na stopień zagrożenia obiektów........ 16. 6.. Szkody górnicze powstające w obiektach budowlanych w wyniku deformacji podłoża górniczego ........................................................................................................................... 20. 7.. Koszty napraw szkód górniczych ................................................................................................ 26. 8.. Stosowane metody zabezpieczania obiektów budowlanych na terenach górniczych ................................................................................................................................................................... 33 8.1.. Metody budowlane ............................................................................................................. 33. 8.2.. Metody górnicze................................................................................................................... 35. 8.3.. Metody geotechniczne ....................................................................................................... 38 8.3.1.. Ścianki zaporowe ............................................................................................. 39 8.3.1.1.. Ścianki szczelne ....................................................................... 44. 8.3.2.. Perforacja ............................................................................................................ 47. 8.3.3.. Zastosowanie okładziny podatnej (wyściółki) na ścianach podpiwniczenia lub fundamentu budowli ............................................. 51 8.3.3.1.. Badania właściwości materiałów wykorzystywanych jako okładzina podatna (polsterung) ............................. 51. 8.3.3.2. Wpływ własności gruntu na zmiany wartości współczynnika parcia bocznego ....................................... 55. 8.3.3.3.. Wpływ wielkości obiektu budowlanego na zmiany współczynnika parcia gruntu ............................................ 56 iii | S t r o n a.

(4) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. 8.3.3.4.. Optymalizacja. sposobu. zakładania. okładziny. podatnej na ścianę podpiwniczenia w celu redukcji współczynnika parcia gruntu.............................................57 8.3.4.. Wtłaczanie mieszanin doszczelniających i iniekcja zaczynów wiążących ............................................................................................................62. III.. Metodyka i rozwiązanie .................................................................................................... 66. 9.. Modelowanie numeryczne wpływu rowów odprężających w redukcji oddziaływania podziemnej eksploatacji górniczej na powierzchnię terenu (Obliczenia 2D) ...................................................................................................................................66 9.1.. Wstęp do obliczeń 2D........................................................................................................ 66. 9.2.. Przyjęty model obliczeniowy (geometria zadania) dla modeli 2D .................. 66. 9.3.. Dopasowanie modelu numerycznego do modelu Knothego (model materiałowy) ........................................................................................................................ 69. 9.4.. Przykładowe wyniki modelowanych przerw w strefie występujących na powierzchni naprężeń rozciągających i ściskających ........................................... 72. 9.5. 10.. Podsumowanie obliczeń numerycznych (2D) ......................................................... 80. Numeryczna analiza wpływu modelowanych konstrukcji geotechnicznych na zmniejszenie zagrożenia istniejących budowli (Obliczenia 3D) .....................................81 10.1. Model fizyczny ..................................................................................................................... 81 10.1.1.. Opis modelu .......................................................................................................82. 10.1.2.. Kontakt grunt - fundament...........................................................................83. 10.1.3.. Oddziaływania górnicze ................................................................................83. 10.2. Model matematyczny ........................................................................................................ 84 10.3. Model numeryczny ............................................................................................................. 86 10.4. Wyniki obliczeń 3D ............................................................................................................ 89 10.4.1.. Modelowanie przebiegu procesu deformacji wewnątrz gruntu dla modeli z zabezpieczeniem oraz bez zabezpieczenia ..........................90. 10.4.2.. Wpływ wykonanego rowu wokół obiektu na ograniczenie oddziaływania eksploatacji na konstrukcję budynku ........................98. iv | S t r o n a.

(5) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. 10.4.3.. Wpływ warunków tarcia pomiędzy gruntem a fundamentem na uzyskiwane wyniki MES ............................................................................. 114. 10.5. Podsumowanie obliczeń numerycznych (3D) ...................................................... 115 11.. Metodyka postępowania i obliczania przy projektowaniu ścianek zabezpieczających obiekty budowlane .................................................................................. 116 11.1. Obliczenia analityczne dla tzw. nieskończonej półpłaszczyzny ..................... 116 11.2. Ochrona obiektów za pomocą ścianek szczelnych lub przerwania ciągłości podłoża gruntowego w przypadku drążenia tunelu ........................................... 119. IV.. Zastosowanie praktyczne............................................................................................... 122. 12.. Zabezpieczające rowy perforacyjne ........................................................................................ 122 12.1. Geotechniczne metody rektyfikacji obiektów budowlanych .......................... 129 12.1.1.. Metoda iniekcji............................................................................................... 129. 12.1.2.. Metoda grawitacyjno – wiertnicza ......................................................... 131. 12.1.3.. Metoda wycinania warstw gruntu ......................................................... 132. 12.2. Przykłady obliczeniowe konstrukcji minimalizujących wpływy podziemnej eksploatacji ........................................................................................................................ 132 12.2.1.. Szacowanie wpływu szczeliny na przebieg deformacji ................. 132. 12.2.2.. Ścianka zaporowa w sąsiedztwie planowanego tunelu ................. 133. 12.3. Wpływ stref nieciągłości na rozkład deformacji powierzchni ........................... 136 V.. Podsumowanie i dalsze perspektywy ........................................................................ 139. 13.. Wnioski ............................................................................................................................................... 139. 14.. Literatura ........................................................................................................................................... 143. 15.. Spis rysunków .................................................................................................................................. 151. 16.. Spis tabel ............................................................................................................................................ 156. 17.. Zał. 1. Kod programu umożliwiający symulowanie górniczych deformacji podłoża ... ................................................................................................................................................................ 159. v|Strona.

(6)

(7) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. STRESZCZENIE W pracy przeprowadzono analizy wpływu konstrukcji geotechnicznych na przenoszenie deformacji z gruntu na obiekty budowlane. W aspekcie ochrony obiektów budowlanych analizowano konstrukcje takie jak: rowy odprężające, ścianki odgradzające, otuliny fundamentowe. W pierwszym etapie pracy zwrócono uwagę na aktualność i znaczenie metod ograniczenia wpływu eksploatacji na obiekty budowlane. Ponadto przedstawiono stan wiedzy oraz opisano wpływ eksploatacji na powierzchnię terenu. W dalszej kolejności przedstawiono klasyfikacje terenów górniczych ze względu na stopień zagrożenia obiektów. Opisane zostały szkody górnicze powstające w obiektach budowlanych w wyniku deformacji podłoża gruntowego. Ponadto scharakteryzowany został rozkład kosztów napraw szkód górniczych. Następnie w kolejnym rozdziale przedstawiono metody zabezpieczania obiektów budowlanych przed szkodami górniczymi stosowane w kraju i poza jego granicami. Dodatkowo opisano metody budowlane i górnicze oraz szczegółowo scharakteryzowano metody geotechniczne. W kolejnym etapie pracy zaproponowano metodykę i rozwiązanie problemu przy wykorzystaniu analizy numerycznej opartej na metodzie elementów skończonych. Przeprowadzono obliczenia 2D oraz 3D uwzględniając konstrukcje geotechniczne mające na celu redukcję wpływów eksploatacji górniczej na powierzchnię terenu. Opracowano modele numeryczne, przy pomocy, których określano deformacje gruntu w rejonie eksploatacji górniczej a następnie przeliczano wpływ modelowanych budowli geotechnicznych na uzyskiwane wyniki. Następnie zbudowano szereg modeli numerycznych dla różnych warunków górniczo- geologicznych, gdzie przeanalizowano wpływ wykonywanych budowli geotechnicznych na uzyskiwane wartości deformacji powierzchni. Analizy te przeprowadzano w zależności od: sytuacji górniczej, sytuacji geologicznej oraz dla różnych parametrów geometrycznych i fizycznych modelowanych budowli geotechnicznych. Analiza ta pozwoliła na uzyskanie odpowiedzi na pytanie; w jakim stopniu i jak konstrukcje geotechniczne wpływają na wyniki deformacji powierzchni oraz na bezpieczeństwo chronionego obiektu budowlanego.. 1|Strona.

(8) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. W kolejnym rozdziale przedstawiono zastosowania praktyczne geotechnicznych metod ochrony obiektów. Zaprezentowano również przykłady obliczeń analitycznych konstrukcji geotechnicznych, które minimalizują wpływ podziemnej eksploatacji. Wnioski z obliczeń numerycznych pokryły się z wynikami obliczeń analitycznych, przeprowadzonych autorską metodą dla eksploatacji górniczych, jak i również dla budownictwa tunelowego. Określone w pracy zasady projektowania obiektów geotechnicznych mogą być wykorzystywane m.in. przez zakłady górnicze oraz firmy specjalistyczne. Przedsiębiorstwa wykorzystają je do efektywnego zabezpieczania ważnych obiektów istniejących oraz nowo wznoszonych, a tym samym do wzrostu bezpieczeństwa tych obiektów oraz ich funkcjonalności.. 2|Strona.

(9) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. ABSTRACT This paper analyses the impact of geotechnical structures on the transfer of deformations from the ground to buildings. Such structures as stress- relieving trenches, separation walls, foundation lagging were analysed as the building protection measures. In the first part of the paper, attention is drawn to the relevance and significance of the methods for reducing the exploitation impact on buildings. Moreover, the knowledge and the exploitation effects on land surface are described. The paper further presents the mining area classification in terms of hazard posed to the buildings. Mining damage suffered by buildings as a result of ground deformation is described, and the cost structure of mining damage repair is also presented. The following section deals with the methods applied in Poland and abroad for building protection against mining damage. Building and mining methods are further described, and geotechnical methods are detailed. The methodology and solution to the problem using numerical analysis based on the finite element method is proposed further in the paper. The 2D and 3D calculations were performed taking into consideration the geotechnical structures, aimed at the reduction of mining exploitation effect on land surface. Numerical models were developed to determine land deformation at the mining exploitation area, and then the effect of the geotechnical structures modelled was converted to the results achieved. Then, a series of numerical models was built for various mining and geotechnical conditions, for which the effect of geotechnical structures built on the surface deformation values achieved was analysed. The analyses were performed depending on the geological situation and for various geometrical and physical parameters of the geotechnical structures being modelled. With such analysis, it has become possible to determine to what degree and how the geotechnical structures affect the surface deformation results and the safety of the buildings being protected. Another section presents the practical applications of geotechnical building protection methods. Examples of analytic calculations of geotechnical structures minimizing the effects of the underground exploitation were also presented.. 3|Strona.

(10) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. The conclusions from numerical calculations converged with those of the analytic calculations performed with the aid of an original method for mining exploitation and tunnel construction. The principles for design of geotechnical structures presented in the paper can be used by mining companies and specialised contractors. Such entities will adopt them for effective protection of important existing and newly built structures and thus for increased safety and functionality of such buildings.. 4|Strona.

(11) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. WYKAZ WAŻNIEJSZYCH SKRÓTÓW I OZNACZEŃ β–. kąt zasięgu wpływów głównych,. γ–. kąt zasięgu wpływów granicznych,. γk –. kąt odkształcenia postaciowego,. ε–. odkształcenie,. –. współczynnik rozporu bocznego,. –. współczynnik Poissona,. ρ–. gęstość objętościowa,. ii –. naprężenie normalne lub styczne, i=1,2,3,. φ–. kąt tarcia wewnętrznego,. a–. współczynnik osiadania,. amax –. wartość przyspieszeń drgań poziomych powierzchni,. B–. współczynnik odkształcenia poziomego,. c–. kohezja,. E–. moduł sprężystości podłużnej (moduł Younga),. E1,E2,E3 – moduły Younga dla trzech kierunków (moduły sprężystości podłużnej), f–. współczynnik tarcia,. G–. moduł odkształcenia postaciowego; moduł Kirchhoffa,. g–. grubość eksploatowanego pokładu, lokalna grubość złoża uśredniona dla danego elementu,. H–. głębokość eksploatacji,. K–. krzywizna profilu niecki,. R–. promień krzywizny terenu,. r–. promień zasięgu wpływów głównych na powierzchni terenu,. T–. nachylenie profilu niecki,. t–. czas,. u–. przemieszczenie poziome,. Vz –. objętość niecki,. w–. osiadanie,. wmax –. osiadanie maksymalne.. 5|Strona.

(12) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. I. AKTUALNOŚĆ I ZNACZENIE TEMATU 1.. WSTĘP. Górnictwo węgla kamiennego i brunatnego w Polsce jest filarem bezpieczeństwa energetycznego. Wszystko wskazuje, że tak pozostanie w najbliższych kilkunastu latach. Wobec powyższego, powierzchnia terenów oraz obszarów górniczych nie powinna się zmniejszać. Pomimo obserwowalnego spadającego wydobycia w ostatnich latach, Polska od dłuższego okresu znajduje się w światowej czołówce producentów węgla (pod względem sumarycznego wydobycia węgla zajmuje 9 miejsce) (tab. 1.1). Tab. 1.1 Producenci węgla kamiennego i brunatnego w 2013 roku Producent. wydobycie w mln ton. % produkcji światowej. Chiny. 3 561. 45,5. USA. 904. 11,6. Indie. 613. 7,8. Indonezja. 489. 6,3. Australia. 459. 5,9. Rosja. 347. 4,4. RPA. 256. 3,3. Niemcy. 191. 2,4. Polska. 143. 1,8. Kazachstan 120 1,5 Źródło: International Energy Agency 2014. Bez wątpienia węgiel kamienny w krajach Unii Europejskiej stanowi jedno z głównych źródeł energii, a jego udział w ogólnej strukturze zużycia nośników energetycznych utrzymywany jest na wysokim poziomie (Dubiński, Tajduś 2007). W roku 2010 ogólne zużycie energii pierwotnej w krajach UE-27 wyniosło 2,35 mld ton j.p.u. (jednostek paliwa umownego, tj. 7000 kcal/kg), z czego 16% stanowiło zużycie węgla (Rola polskiego węgla… 2014). W ciągu ostatnich lat wydobycie węgla w krajach „starej” Unii (UE-15) systematycznie spadało. Po zamknięciu ostatnich kopalń w Belgii, Portugalii i Francji, obecnie w UE węgiel kamienny wydobywany jest w sześciu krajach: w Polsce, Niemczech (do 2018 roku skończą pracę ostatnie trzy kopalnie spółki RAG Deutsche Steinkohle AG), Wielkiej Brytanii, Hiszpanii, Rumunii i w Czechach. Wraz z przystąpieniem do Unii Europejskiej Polska stała się największym unijnym producentem węgla kamiennego. W skali całej UE 6|Strona.

(13) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. (dane za rok 2014) wydobycie w polskich kopalniach stanowi około 62% produkcji (Cięciak 2014). Zasoby zagospodarowanych złóż węgla kamiennego w Polsce wynoszą 16,9 mld ton, co stanowi 70% złóż zlokalizowanych na terenie krajów Unii Europejskiej (Rola polskiego węgla… 2014). Pomimo nie najbardziej perspektywicznej sytuacji górnictwa węgla w Europie, w Polsce wciąż niemal 90% energii elektrycznej produkowanej jest z węgla (tab. 1.2). Tab. 1.2 Procentowy udział węgla w wytwarzaniu energii elektrycznej Udział węgla w wytwarzaniu energii elektrycznej RPA 93%. Polska 87%. Chiny 79%. Australia 78%. Kazachstan 75%. Indie 68%. Izrael 58%. Czechy 51%. Maroko 51%. Grecja 54% USA 45% Niemcy 41% Źródło: International Energy Agency 2014. Wg Bilansu zasobów złóż kopalin na dzień 31.12.2013 roku w Polsce istnieje 13197 udokumentowanych złóż kopalin. Powierzchnia terenów górniczych w Polsce to ponad 5% ogólnej powierzchni kraju (Bilans zasobów… 2014), wobec tego niemal 16 tys. km2 stanowi powierzchnia objęta potencjalnymi szkodami górniczymi. Obszar gdzie występuje największa koncentracja wydobycia to Górnośląskie Zagłębie Węglowe, a najintensywniej eksploatowanym surowcem jest węgiel kamienny. Według stanu na początek grudnia 2014 roku w Polsce zostało wydanych 63 koncesje na wydobywanie węgla kamiennego oraz 39 koncesji na poszukiwanie i/lub rozpoznawanie złóż węgla kamiennego. Wobec powyższego, należy stwierdzić, że w miejscach, w których prowadzona była lub jest działalność wydobywcza, mogą wystąpić zagrożenia związane z oddziaływaniem eksploatacji górniczej na powierzchnię. Każda eksploatacja podziemna związana jest z naruszeniem struktury górotworu, czego konsekwencją mogą być uciążliwe deformacje podłoża oraz degradacja powierzchni terenu. W strefach nadmiernych deformacji podłoża, wywołanych działalnością człowieka znajdują się oraz powstają nowe inwestycje mieszkaniowe lub przemysłowe. Stosunkowo często tereny te wraz z całą infrastrukturą techniczną charakteryzowane są dosyć gęstą zabudową oraz są obszarem, któremu mogą zagrażać pojawiające się tam szkody górnicze. Jakakolwiek ingerencja inżynierska, która ogranicza negatywne skutki eksploatacji podziemnej i pozwoli minimalizować ponoszone koszty związane ze szkodami górniczymi jest pozytywna i przynosi nie tylko wymierne korzyści. Profity te służą przede 7|Strona.

(14) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. wszystkim przedsiębiorstwom górniczym, ale także sprawiają, że prace górnicze są nieporównywalnie bardziej akceptowane przez społeczności lokalne. Wobec tego zastosowanie stosunkowo tanich i efektywnych rozwiązań jest jak najbardziej pożądane. Dlatego też, w celu niedopuszczenia do powstawania szkód górniczych lub też ograniczenia ich zasięgu zasadne są działania, zmierzające do znalezienia rozwiązań technicznych, które pozwalałyby na skuteczną ochronę obiektów budowlanych przed wpływem podziemnej eksploatacji górniczej. W dotychczasowych rozważaniach autorzy głównie koncentrowali się na opracowywaniu metod konstrukcyjnego zabezpieczania obiektów w celu minimalizacji szkód powstających w wyniku prowadzonych eksploatacji podziemnych. Zagadnienie geotechnicznych metod ochrony obiektów budowlanych przed szkodami górniczymi pozostało jak gdyby w cieniu wspomnianych zainteresowań. Autor w niniejszej pracy podjął się próby analizy wpływu pewnych rozwiązań geotechnicznych, które mogą minimalizować negatywne skutki podziemnej eksploatacji.. 2.. TEZA I CEL PRACY. Teza pracy brzmi następująco: Istnieje możliwość technicznie skutecznego i ekonomicznie korzystnego ograniczenia wpływu eksploatacji podziemnej na obiekty budowlane poprzez zastosowanie zabezpieczeń geotechnicznych. Celem przedstawionej pracy jest analiza wpływu konstrukcji geotechnicznych (m.in. polsterungua (okładziny podatnej), ścianek szczelnych oraz pionowych przerw w gruncie wypełnionych ściśliwym materiałem – w dalszej części pracy nazywanymi m.in.: przerwami lub rowami: dylatacyjnymi, geotechnicznymi lub odprężającymi) na deformacje górotworu spowodowane eksploatacją podziemną. Kolejnym celem jest podanie odpowiednich zasad projektowania takiego obiektu geotechnicznego, który pozwalałby na ochronę obiektów budowlanych znajdujących się wewnątrz górotworu lub na jego powierzchni. Autor w badaniach wykorzystał nowoczesne metody analizy numerycznej, oparte na metodzie elementów skończonych, na podstawie których przeprowadził obliczenia dla różnych warunków brzegowych. Analiza ta pozwoliła na uzyskanie odpowiedzi na pytanie; w jakim stopniu i jak konstrukcje geotechniczne wpływają na wyniki deformacji powierzchni. a. Polsterung– z języka niemieckiego tłumaczony, jako: wyściółka; poduszka; wykładka; okładzina podatna.. 8|Strona.

(15) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. II.. STAN NAUKI I TECHNIKI. 3.. WPŁYW EKSPLOATACJI NA POWIERZCHNIĘ TERENU. Podziemna eksploatacja górnicza powoduje duże zaburzenia wewnątrz pierwotnej struktury górotworu. Charakter oraz jakość tych zaburzeń zmienia się wraz z odległością od eksploatacji górniczej. Wewnątrz górotworu można wyróżnić trzy główne strefy zaburzenia. Pierwszą strefą zaburzoną występującą bezpośrednio nad wybieranym pokładem jest strefa zawału hz, w której następuje zniszczenie i rozdrobnienie skał. Strefę zawału można podzielić na dwie części: strefę zawału pełnego o wysokości hzp oraz znajdującą się nad nią strefę zawału wysokiego hzw. Strefa zawału pełnego to strefa, w której skały opadając w kierunku przestrzeni wybranej, ulegają obrotowi oraz zwiększają przy tym objętość, aż do chwili samopodsadzenia wyrobiska (Heasley 2004). Natomiast strefa zawału wysokiego charakteryzuje się zniszczeniem skał i ich przemieszczaniem, przy czym w niej nie obserwuje się obrotu zniszczonych bloków skalnych. Suma tych dwóch stref zawałowych to strefa zawału (całkowitego) hz (Ropski 1964). hz  hzp  hzw. (3.1). W kolejności nad strefą zawału całkowitego występuje strefa spękań hs (rys. 3.1 i rys. 3.2).. Rys. 3.1 Charakter tworzenia się strefy zawału (całkowitego) Źródło: Ryncarz 1992. 9|Strona.

(16) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Strefa spękań cechuje się mocnym podziałem skał, bez znacznych przemieszczeń oraz bez obrotów spękanych skał. Z powodu zbyt małych spękań, pomiędzy poszczególnymi bryłami, następuje drobne przesunięcie w pionie i poziomie z dodatkowym zaklinowaniem się brył skalnych.. Rys. 3.2 Strefy zawału, spękań, ugięcia powstałe nad wyeksploatowanym pokładem Źródło: Ryncarz 1992. Nad strefą spękań może występować strefa ciągłego (pseudo-ciągłego) ugięcia hu warstw skalnych (rys. 3.2). W sytuacji gdy głębokość eksploatacji H, jest większa niż łączna wysokość strefy spękań hs i strefy zawału hz mamy do czynienia z sytuacją, gdy zasięg strefy ciągłego ugięcia może sięgać aż do powierzchni terenu (Ryncarz 1992). W innych sytuacjach możliwe jest wystąpienie na powierzchni terenu deformacji nieciągłych w postaci: zapadlisk, spękań, itp. Przez lata powstało wiele teorii oraz hipotez na temat wielkości oraz kształtów stref zaburzonych wewnątrz górotworu, zostały one m.in. opisane w pracy Tajdusia (2009a). Z uwagi na ochronę obiektów budowlanych znajdujących się na powierzchni, istotna jest znajomość kształtu oraz zasięgu stref wpływów górniczych.. 3.1. Strefa zasięgu wpływów górniczych W Polsce zasięg wpływów eksploatacji w górotworze r(z) określa się wykorzystując wzór podany przez Budryka (1953): n. z r( z )  r    . H. 10 | S t r o n a. (3.2).

(17) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Wzór ten został rozszerzony przez Drzęźlę (1979) do postaci:  z  z0   r1 ( z )  r   H  z 0  . n. (3.3). r  H  ctg ,. (3.4). gdzie: r-. promień zasięgu wpływów głównych na powierzchni terenu,. z-. odległość pionowa pomiędzy stropem pokładu a danym punktem górotworu,. β-. kąt zasięgu wpływów głównych, zależny m.in. od budowy geologicznej nadległego górotworu,. H-. głębokość eksploatacji [m],. z0-. parametr zależny od wartości promienia zasięgu wpływów rs (w stropie eksploatowanego pokładu), rs H r z0  r 1n s r n. (3.5). gdzie: rs -. promień zasięgu wpływów górniczych w stropie eksploatowanego pokładu,. n-. współczynnik powierzchni wpływów granicznych, wpływający na kształt niecki obniżeń w górotworze, którego wartość znajduje się w przedziale 0,45  n  0,70 (tab. 3.1), (Dżegniuk et al. 2003). Tab. 3.1 Wartość współczynnika „n" w zależności od różnych hipotez Autor Rok Wartość Budryk. 1953. n  2  tg. Mohr*. 1958. n =0,65. Krzysztoń. 1965. n =1,0. Drzęźla. 1972. n =0,525. Sroka, Bartosik-Sroka. 1974. n =0,50. Drzęźla*. 1975. n =0,665. Gromysz*. 1977. n =0,61. Drzęźla*. 1979. 0,47  n  0,49. Kowalski*. 1984. 0,48  n  0,66. Drzęźla*. 1989. 0,45  n  0,70. Preusse*. 1990. n =0,54. (* prace podają wartości współczynnika n wyznaczone na podstawie wyników pomiarów in situ) Źródło: Dżegniuk et al. 2003. 11 | S t r o n a.

(18) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Dla wartości n>1 i n<1 wykresy tworzenia się strefy wpływów eksploatacji przedstawiono schematycznie na rysunku 3.3.. Rys. 3.3 Kształt stref zasięgu wpływów górniczych w zależności od wartości liczby n Źródło: Opracowanie własne. Głównym parametrem opisującym pośrednio promień zasięgu wpływów jest kąt zasięgu wpływów głównych β. Przez szereg lat wielu naukowców określało wartość tego kąta dla różnych typów skał (Krzysztoń 1965; Knothe 1984; Greń, Popiołek 1983; Praca zbiorowa 1980). Dla przykładu w Polsce przyjmuje się, że przeciętna wartość funkcji tangensa tego kąta oscyluje pomiędzy wartościami 1,8≤ tgβ≤ 2,5. Jak widać rozbieżności są duże, a dla eksploatacji głębokich wpływ tego czynnika na promień zasięgu wpływów na powierzchni jest znaczny.. 4.. OBLICZANIE DEFORMACJI POWIERZCHNI POWSTAŁEJ W WYNIKU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ. W latach 30-tych ubiegłego stulecia powstała pierwsza teoria geometryczno- całkowa umożliwiająca obliczanie osiadania powierzchni dla pól eksploatacji górniczej o dowolnym kształcie (Bals 1931/32). Teoria ta rozpoczęła intensywny rozwój metod obliczeniowych, z których szczególnie należy wyróżnić metody: Balsa, Beyera, Kochmańskiego, Litwiniszyna, Knothego i metodę Ruhrkohle (Ehrhard, Sauer 1961). W krajach Europy Środkowo- Wschodniej, w Chinach i w USA stosuje się tzw. teorię Knothego (1951), (Cała et al. 2001), która oparta jest o normalny rozkład wpływów eksploatacji górniczej. Teoria Knothego jest pod względem matematycznym, identyczna z późniejszą metodą Ruhrkohle, która stosowana jest powszechnie w niemieckim górnictwie węglowym. Me12 | S t r o n a.

(19) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. tody te różnią się jedynie definicją kątów ograniczających poziomy zasięg wpływów eksploatacji górniczej. Klasyczna teoria Knothego mówi, że przemieszczenie powierzchni powstałe w wyniku górniczej eksploatacji pokładowej można opisać za pomocą funkcji wpływów w postaci funkcji Gaussa. W przypadku zagadnienia przestrzennego, eksploatacja dowolnego pola powoduje osiadanie punktu A na powierzchni terenu, które można przedstawić za pomocą odpowiedniego wzoru (4.1) przy założeniu: poziomego zalegania pokładu, poziomo uwarstwionego górotworu oraz stałej grubości eksploatacji (rys. 4.1).. w x A , y A  . wmax r2.  x  x A 2   y  y A 2  dP  exp   P   r2  . w max  a  g. (4.1). (4.2). gdzie: a-. współczynnik osiadania zależny od systemu eksploatacji, będący w ogólności stosunkiem objętości oczekiwanej niecki osiadania do objętości wybranej,. g-. grubość eksploatowanego pokładu,. dP- powierzchnia nieskończenie małego elementu wyeksploatowanego złoża (dP=dx·dy), P-. powierzchnia wyeksploatowanej przestrzeni złoża.. Rys. 4.1 Schemat wyznaczania obniżenia punktu A spowodowanego wybraniem pola o powierzchni P Źródło: Opracowanie własne. Współczynnik osiadania a i kąt zasięgu wpływów  są dwoma podstawowymi parametrami teorii Knothego. Poprzez różniczkowanie wzoru 4.1 uzyskuje się dalsze wyrażenia, przy pomocy których można określić wartości wskaźników deformacji po13 | S t r o n a.

(20) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. wierzchni terenu. Poniżej przedstawiono kilka podstawowych wzorów na określanie wskaźników deformacji: . nachylenie profilu niecki osiadania w dowolnym punkcie w kierunku osi x lub y: Tx ( x , y ) . w( x , y ) w( x , y ) ; T y ( x , y)  x y. (4.3). oraz maksymalne nachylenie i kierunek nachylenia maksymalnego:.  max T   arctg. Tmax ( x , y )  Tx2  T y2 ;. . Ty Tx. (4.4). krzywizna profilu niecki w kierunku osi x lub y:.  2w Tx ; K xx  2  x x. K yy. T y  1  T K xy   x   2  y x .  2w T y ;  2  y y. (4.5). oraz krzywizna maksymalna i kierunek krzywizny maksymalnej względem osi x:. K max  K xx  K yy 1   2 2 K min  1 2. K.  max K   arctg. . 2  K yy   4K xy 2. xx. 2K xy. (4.6) (4.7). K xx  K yy. przemieszczenie w kierunku osi x lub y:. ux  B  Tx ; u y  B  T y. (4.8). oraz przemieszczenie poziome maksymalne i kierunek przemieszczenia maksymalnego: umax  u2x  u2y ;.  max u  arctg. uy ux. (4.9). gdzie: B-. współczynnik odkształcenia poziomego. Bazując na założeniach Awierszyna, Budryk uzyskał, że wartość współczynnika. B wynosi 0,564·r (Budryk 1953). Wg Budryka wartość ta w odniesieniu do kopalń Europy Środkowej jest zbyt duża i powinna wynosić maksymalnie 0,40·r. Wartość ta wynika z analizy porównawczej mierzonych maksymalnych wartości odkształcenia poziomego i nachylenia profilu niecki osiadania. Wg Budryka wartość maksymalna odkształcenia poziomego z reguły nie przekracza wartości εmax= 0,60·Tmax co prowadzi do wyżej ustalonej wartości B=0,40·r. 14 | S t r o n a.

(21) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. . odkształcenie w kierunku osi x lub y:.  xx . u 1  u u  ux  B  K xx ;  yy  y  B  K yy ;  xy   x  y   B  K xy (4.10) 2  y x  x y. oraz odkształcenie maksymalne i jego kierunek:.  max   xx   yy 1  xx   yy 2  4 xy2   2 2  min  1 2.  max    arctg. 2 xy. (4.11). (4.12).  xx   yy. Ekstremalne odkształcenie postaciowe wynosi:.  eks   max   min    xx   yy   4 xy2 2. (4.13). przy czym we wzorze 4.9 składowe εxx, εyy oznaczają odkształcenia liniowe w kierunkach osi x i y, a składowa εxy jest miarą zmiany kąta pomiędzy osiami x i y..  ( x , y )  2 xy. (4.14). Przedstawione powyżej wzory klasycznej teorii Knothego odnoszą się do sytuacji w której grubość eksploatowanego pokładu jest stała, pokłady zalegają poziomo oraz nie jest uwzględniany czas. Aktualny stan teorii Knothego w procesie modelowania deformacji górotworu związany jest z przyjęciem elementarnej części (elementu) wybranego złoża (m.in. Sroka 1976, 1984; Sroka et al. 1988; Hejmanowski 2004). W tej koncepcji możliwe jest uwzględnienie następujących danych:  zmiennej miąższości wybranego złoża,  nachylenia pokładu i skał nadkładowych,  zmiennej prędkości wybierania,  opóźniających własności górotworu bezpośredniego i górotworu nadległego aż do powierzchni terenu, oraz  anizotropowych własności górotworu.. 15 | S t r o n a.

(22) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Uwzględnienie tych elementów jest szczególnie ważne przy zastosowaniu teorii Knothego do obliczania osiadania przy eksploatacji częściowej złóż rudy i soli, oraz przy eksploatacji złóż ropy i gazu (Sroka, Tajduś 2009; Hejmanowski et al. 2001). Elementarną częścią złoża określa się kostkę prostopadłościenną wyciętą w eksploatowanej warstwie złoża o wymiarach Δx·Δx·gi, gdzie Δx - długość boku podstawy, gi - lokalna grubość złoża uśredniona dla danego elementu. Wymiar Δx nie powinien ze względów dokładności obliczeń przekroczyć wartości 0,1·r (Sroka 1976).. 5.. KLASYFIKACJA TERENÓW GÓRNICZYCH ZE WZGLĘDU NA STOPIEŃ ZAGROŻENIA OBIEKTÓW. Na podstawie analizy porównawczej wartości deformacji pomierzonych z wartościami stwierdzonych uszkodzeń obiektów dla dużej liczby eksploatacji pod różnymi obiektami określono dopuszczalne przedziały wartości deformacji (Knothe 1953; Budryk, Knothe 1956). Przy braku odpowiednich pomiarów deformacji posłużono się wartościami obliczonymi przy pomocy odpowiednich wzorów teorii Knothego. Analiza ta wykazała, że wielkości uszkodzeń obiektów budowlanych zależą przede wszystkim od następujących wskaźników deformacji: o najmniejszego promienia krzywizny terenu Rmin, o maksymalnego odkształcenia poziomego εmax oraz, o maksymalnego nachylenia terenu Tmax. Na podstawie analizy wartości wskaźników deformacji, jakie mogą wystąpić pod wpływem eksploatacji górniczej, oraz z doświadczeń uzyskanych przy prowadzeniu eksploatacji w filarach ochronnych, tereny eksploatacji górniczej można podzielić na pięć kategorii ze względu na przydatność do zabudowy, oraz stopień ochrony znajdujących się na nich obiektów (tab. 5.1). Podane w tab. 5.1 wartości dotyczą deformacji podłoża gruntowego a nie deformacji mierzonych na obiekcie. Skutki eksploatacji i uszkodzenia, które mogą występować w poszczególnych kategoriach terenu są skutkami i uszkodzeniami przeciętnymi, jakie może wykazywać większa część obiektów. Mogą zatem występować uszkodzenia mniejsze, jak i większe od przeciętnych, a część obiektów może nie wykazywać żadnych uszkodzeń. Rozpiętości uszko-. 16 | S t r o n a.

(23) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. dzeń obiektów, biorąc pod uwagę ich skalę, najwyraźniej występują w przypadku eks-. Kat.. ploatacji prowadzonych w filarach ochronnych dużych miast.. I. II. III. IV. V. Tab. 5.1 Podział terenów i obiektów według kategorii ochrony Dopuszczalne deformacje Możliwy stopień uszkodzenia, rodzaje obiektów Tmax, Rmin, εmax, mm/m km mm/m. 2,5. 5,0. 10,0. 20. 12. 6. Przydatność terenu do zabudowy. 1,5. Mogą powstawać bardzo małe uszkodzenia, łatwe do usunięcia. Zabytkowe budowle, urządzenia przemysłowe szczególnie wrażliwe z punktu widzenia bezpieczeństwa życia lub uznane za szczególnie ważne, głównie gazociągi, których uszkodzenie grozi niebezpieczeństwem wybuchu gazu, zbiorniki wodne.. Tereny pewne, niewymagające zabezpieczeń obiektów.. 3,0. Mogą występować nieduże uszkodzenia obiektów stosunkowo łatwe do usunięcia. Ważniejsze obiekty zakładów przemysłowych, wielkie piece, piece martenowskie, koksowe, szyby i maszyny wyciągowe, budynki przemysłowe żelbetowomonolityczne lub z suwnicami, budowle użyteczności publicznej (szpitale, teatry, kościoły o stropach sklepionych), koryta rzek i zbiorniki wodne, główne szlaki i stacje kolejowe, tunele, mosty sklepione, niezabezpieczone na ruchy terenu magistrale wodociągowe, duże budynki mieszkalne o długości większej od 20m. Duże miasta.. Tereny, na których częściowe zabezpieczenie wszystkich obiektów nie jest opłacalne.. 6,0. Mogą występować większe uszkodzenia obiektów niegrożące jednak ich zniszczeniem. Główne drogi, szlaki i małe stacje kolejowe, mniej wrażliwe na ruchy podłoża budynki przemysłowe (bez suwnic), chłodnie (nie powłokowe), wysokie kominy, budynki mieszkalne mniejsze (10-20m w rzucie poziomym), oczyszczalnie miejskie, główne kolektory kanalizacji, rurociągi kanalizacji, rurociągi gazowe stalowe.. Tereny wymagające częściowego zabezpieczenia obiektów (rodzaj zabezpieczenia zależy od rodzaj obiektu, jego czułości, stanu własności podłoża, wielkości deformacji).. Występują uszkodzenia bardzo poważne, grożące zniszczeniem. Stadiony sportowe, małe budynki mieszkalne (pojedyncze), inne mało ważne obiekty.. Tereny wymagające poważnych zabezpieczeń obiektów.. Bardzo poważne uszkodzenia i zniszczenia obiektów.. Tereny nienadające się do zabudowy.. 15,0. 4. 9,0. > 15,0. <4. > 9,0. Oraz tereny, na których istnieje duże prawdopodobieństwo występowania nieciągłości ruchów terenu (zapadliska, duże szczeliny, itp.). *(W przypadku złego stanu technicznego obiektów, lub ich wadliwej konstrukcji (np. częściowe podpiwniczenie) należy każdorazowo ustalić kategorię odporności na podstawie szczegółowej ich inwentaryzacji). Źródło: Knothe 1984. Dla terenów najbardziej wrażliwych, dla których praktycznie nie są dopuszczalne żadne lub minimalne odkształcenia, wprowadzono dodatkową kategorię „0” (tab. 5.2) 17 | S t r o n a.

(24) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. (Ledwoń 1978). W dalszej kolejności uzupełniono klasyfikację terenów wskaźnikiem zmian deformacji w czasie (Dżegniuk, Sroka 1978), którą ujęto pod postacią dopuszczalnej wartości dobowych obniżeń w mm/dobę (tab. 5.2). Tab. 5.2 Klasyfikacja terenów górniczych ze względu na dopuszczalne wartości wskaźników deformacji (nachylenia T, promienia krzywizny R, odkształceń w poziomie ε) uzupełniona wskaźnikiem prędkości obniżenia .. .. w [mm/dobę], wskaźnikiem prędkości odkształcenia  [mm/m/dobę] oraz wskaźnikiem równomierności osiadania Δw [mm]. . .. .. w. . 0,5. [mm/dobę] 1. [mm/m/dobę] 0,005. 20. 1,5. 3. 0,015. Kategoria. T [mm/m]. R [km]. [mm/m]. 0. 1,0 (0,5). >20. I. 2,5. Δw [mm] 1 2,5. II. 5,0. 12. 3,0. 6. 0,030. 5. III. 10,0. 6. 6,0. 12. 0,060. 10. IV. 15,0. 4. 9,0. 18. 0,100. 15. V. > 15,0 <4 > 9,0 > 18 > 0,100 Źródło: Ledwoń 1978; Dżegniuk, Sroka 1977; Sroka 2003. > 15. Zasady klasyfikacji pojedynczych budynków w sensie ich odporności na wpływy eksploatacji górniczej są podane w tabeli 5.3 (Lejczak et al. 1969). Suma uzyskanych punktów jest podstawą zaliczenia ocenianego budynku do odpowiedniej kategorii odporności, których granice są zgodne z kategoriami terenu górniczego. Kategorie odporności obiektów budowlanych określane są za pomocą liczb arabskich w odróżnieniu od kategorii terenu górniczego (liczby rzymskie). Przedstawione dopuszczalne wartości deformacji, będące wynikiem wpływu eksploatacji, odnoszą się do obiektów i konstrukcji budowlanych. Należy zwrócić uwagę na fakt, że częściowo zostały one ustalone na podstawie porównania wielkości uszkodzeń obiektów z obliczonymi wartościami deformacji, są to zatem wskaźniki względne, stosowane tylko przy wyznaczaniu deformacji wzorami wyprowadzonymi przy założeniu normalnego rozkładu wpływów eksploatacji. Próbę uaktualnienia klasyfikacji odporności obiektów metodą punktową przedstawił także Główny Instytut Górnictwa (GIG 2000). Przykładowo dla górnictwa węglowego w Niemczech podstawą oceny odporności obiektów na wpływy eksploatacji górniczej są: metoda punktowa (Kratzsch 1983) oraz opracowana przez Pohla (2002) metoda wzorująca się na polskiej metodzie punktowej. W przypadku obiektów specjalnych, takich jak: czułe zakłady przemysłowe, wieże, zbiorniki wodne, obiekty zabytkowe o dużej wartości historycznej, itp. wielkości do18 | S t r o n a.

(25) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. puszczalnych deformacji powinny być każdorazowo określone przez odpowiednich rzeczoznawców. Tab. 5.3 Tablica kwalifikacyjna dla określenia kategorii odporności budynków na podstawie ich cech technicznych 1. Wymiary rzutu poziomego Długość budynku, m. Do 10. 11÷15. 16÷20. 21÷25. 26÷30. 31÷35. 36÷40. Powyżej 40. Liczba punktów. 4. 7. 11. 16. 22. 29. 37. 42. 2. Kształt bryły budynku. Liczba punktów. - prosty, zwarty. 0. - słabo rozczłonkowany. 3. - silnie rozczłonkowany. 6. - prosty, rozległy. 6. - rozczłonkowany, rozległy. 8. 3. Posadowienie budynku - na stałym poziomie z podpiwniczeniem lub bez. 0. - na zmiennym poziomie. 3. - na zmiennym poziomie przy częściowym podpiwniczeniu. 6. - jak wyżej z bramą przejazdową. 8. 4. Podłoże (grunt) budynku - ściśliwe. 0. - mało ściśliwe. 4. - nieściśliwe. 12. 5. Konstrukcja budynku - sztywna. 0. - mało sztywna. 4. - niesztywna. 8. 6. Istniejące zabezpieczenia na wpływy górnicze - kotwienie. 0. - zabezpieczenie fragmentaryczne. 4. - brak. 6. 7. Stan techniczny budynku - dobry. 0. - średni. 6. - zły. 12 Zakwalifikowanie budynku. Liczba punktów. Do 20. 21÷27. 28÷36. 37÷47. 48 i więcej. Kategoria odporności. 4. 3. 2. 1. 0. Źródło: Lejczak et al. 1969. 19 | S t r o n a.

(26) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. 6.. SZKODY GÓRNICZE POWSTAJĄCE W OBIEKTACH BUDOWLANYCH W WYNIKU DEFORMACJI PODŁOŻA GÓRNICZEGO. Obiektom budowlanym zlokalizowanym na terenach górniczych towarzyszą dodatkowe obciążenia, naprężenia, przemieszczenia i odkształcenia spowodowane eksploatacją górniczą. Powstające dodatkowe siły wewnętrzne są skutkiem przekazywania z podłoża na obiekt oddziaływań powstałych wskutek deformacji podłoża, które z kolei powodują wzrost naprężeń. Przyczyny odkształcania się obiektów mogą być różne (wg Jasiak et al. 1999): „naprężenia występujące już w trakcie formowania elementów i ich montażu, zmiany temperatury, naprężenia wywołane obciążeniem własnym i użytkowym, naprężenia wywołane nierównomiernym osiadaniem podłoża, parciem wiatru, parciem wody i gruntu itp.”. Jednak ich skutki bywają zazwyczaj podobne. Mogą to być uszkodzenia elementów konstrukcyjnych w postaci rys, pęknięć o dużych wzajemnych przemieszczeniach lub uszkodzenia inne, jak np.: odpadania tynków, zarysowanie glazury tynkowej lub uszkodzenia w rejonie drzwi i okien. Pierwsze prowadzą do zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania obiektu lub utraty jego funkcji, natomiast te drugie do pogorszenia walorów i uciążliwości użytkowania. Schemat szkód górniczych przedstawiono na rys. 6.1. Szkody górnicze w budynkach Uszkodzenia mechaniczne. Uciążliwość użytkowania. Uszkodzenia elementów kon-. Uszkodzenia element. wykończe-. strukcji. nia (uszkodzenia architektoniczne) Zagrożenie konstrukcji. Zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania. Uszkodzenie konstrukcji (bez zakłócenia użytkowania obiektu). Rys. 6.1 Schemat szkód górniczych w budynkach Źródło: Kawulok, Bryt-Nitarska 2006: Rodzaje szkód w budynkach i wynikające z nich zagrożenia na przykładzie dzielnicy Wirek, Rys. 1., str. 149. W budownictwie przyjmuje się podział uszkodzeń mechanicznych na dwie grupy: 20 | S t r o n a.

(27) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. 1) uszkodzenia elementów konstrukcji, dzielone na: a) uszkodzenia, które powodują zagrożenie dla konstrukcji budynku, b) zmiany mechaniczne, które nie stanowią niebezpieczeństwa dla stateczności budynku i nie powodują poważnego zakłócenia w użytkowaniu obiektu, 2) uszkodzenia elementów wykończeniowych (uszkodzenia architektoniczne), które mogą wpływać na uciążliwość użytkowania obiektu i generalnie nie stanowią zagrożenia bezpieczeństwa użytkowników (Kawulok, Bryt-Nitarska 2006). W sytuacji, gdy budynek znajduje się na brzegu niecki górniczej oddziałuje na niego poziome rozciągające odkształcenie terenu (ε+) oraz wypukła krzywizna terenu (R-). Powoduje to rozciąganie całego przekroju przy rozluźnieniu podłoża i występować mogą (rys. 6.2):  rysy pionowe koncentrujące się w górnych partiach budynku i rysy ukośne o przebiegu od środkowych części ścian ku krawędziom budynku,  deplanacja (wypaczenie) otworów drzwiowych i okiennych,  odkształcenia postaciowe konstrukcji.. Rys. 6.2 Pęknięcia muru budynku spowodowane wypukłą krzywizną terenu i rozciągającymi odkształceniami Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kwiatek J. 2004: Podstawy budownictwa na terenach górniczych, Rys. 1.3, str. 21. Z kolei w przypadku usytuowania obiektu w dennej części górniczej niecki obniżeń budynek podlega deformacjom podłoża o charakterze ściskającym, wówczas równocześnie działają: wklęsła krzywizna (R+) i odkształcenia poziome ściskające (ε). Powstają (rys. 6.3 i rys. 6.4):  rysy o charakterystycznym ukośnym przebiegu od krawędzi budynku do środka ścian,  rysy pionowe (w sytuacji, gdy mamy do czynienia ze słabymi fundamentami), 21 | S t r o n a.

(28) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Rys. 6.3 Pęknięcia muru budynku spowodowane wklęsłą krzywizną terenu i ściskającymi odkształceniami Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kwiatek J. 2004: Podstawy budownictwa na terenach górniczych, Rys. 1.3, str. 21.  deformacje otworów w dolnych partiach obiektu,  deformacje zagłębionych części ścian.. Rys. 6.4 Uszkodzenia budynku wywołane naporem gruntu Źródło: Majewski, Klemczak, Szojda 1997: Zasady zabezpieczania istniejących budynków przed szkodami górniczymi, Rys. 3., str. 291. Ukośne usytuowanie budynku względem przesuwającego się frontu eksploatacji może powodować przestrzenną deformację bryły budynku. W stropach i ścianach mogą wystąpić zarysowania krawędzi wzdłuż styków ścian i stropów a także oprócz wymienionych wcześniej uszkodzeń:  zarysowania stropów,  spękania i rysy na krawędzi połączeń ścian ze stropami,  wychylenia budynku,  zarysowania i spękania elementów drugorzędnych: posadzek, tynków ściennych, w połączeniach i stykach ścian i sufitów (Majewski, Klemczak, Szojda 1997). Poważne uszkodzenia w obiektach budowlanych mogą powodować wstrząsy górnicze i deformacje nieciągłe w postaci szczelin, pionowych pęknięć podłoża, lejów zapadli22 | S t r o n a.

(29) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. skowych, uskoków, stopni terenowych. Szkody takie wymagają natychmiastowej reakcji w postaci niezwłocznego zabezpieczenia obiektu. Ujawniają się one, np. potencjalnym występowaniem:  zarysowań ukośnych ścian przy zewnętrznym usuwie (rys. 6.5a),  zarysowań dolnych partii budynku, jako konsekwencja usuwu pod częścią środkową obiektu, (rys. 6.5b),  pęknięć budynku na całej wysokości, które to pęknięcia mogą być wywołane pionową nierównomierną deformacją powierzchni, (rys. 6.5c).. Rys. 6.5 Uszkodzenie budynku powstałe w skutek deformacji nieciągłych Źródło: Majewski, Klemczak, Szojda 1997: Zasady zabezpieczania istniejących budynków przed szkodami górniczymi, Rys. 4., str. 292. Dodatkowo, na terenach górniczych można spotkać się z następującymi negatywnymi oddziaływaniami na obiekty budowlane:  zarysowaniami i odkształceniami konstrukcji, które w znaczny sposób mogą osłabić odporność klimatyczną i szczelność ścian,  deformacjami posadzek,  zarysowaniami i pęknięciami murowanych ścianek przewodów spalinowych i kominów,  uszkodzeniami konstrukcji przybudówek (m.in. dobudowywanych ganków, bądź garaży),  uszkodzeniami i zmianą spadków instalacji wodno- kanalizacyjnych oraz instalacji odprowadzających wody opadowe (Kawulok et al. 1995). Użytkownicy obiektów budowlanych zlokalizowanych na terenach górniczych są narażeni na niedogodności związane ze skutkami eksploatacji podziemnej. Wynika to 23 | S t r o n a.

(30) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. z faktu, że bardzo trudno zachować wymagania stawiane obiektom budowlanym na terenach górniczych w stosunku do wymagań stawianym konstrukcjom na terenach niegórniczych. Na podstawie przeprowadzonych wywiadów środowiskowych w Głównym Instytucie Górnictwa opracowano propozycję oceny warunków użytkowania obiektów na terenach górniczych i wprowadzono pięć stopni uciążliwości użytkowania obiektów budowlanych. Charakterystyka przedstawiona w poniższej tabeli (tab. 6.1) ma charakter ogólny i nie omawia uciążliwości wykluczającej dalsze użytkowanie obiektu, która definiowana jest (za Kwiatek 1997) jako „niedopuszczalna, zarówno ze względu na nadmierne obniżenie właściwości użytkowych obiektu, jak i zagrożenia bezpieczeństwa jego użytkowania.”.. Uciążliwość. Tab. 6.1 Stopnie uciążliwości użytkowania obiektów budowlanych Zakłócenia normalnego Odczuwalność skutków Naprawianie użytkowania eksploatacji przez ludzi szkód nie występują skutki wymagające usuwania w ramach okresowych remontów. nieodczuwalna. praktycznie nie występują. znikoma. mała. nieistotne. zauważalna. średnia. utrudniają użytkowanie. wzbudzająca niekorzystne relacje. po zakończeniu eksploatacji. mogą wystąpić przerwy w zachodzi potrzeba bieżądokuczliwa użytkowaniu cych interwencji Źródło: Wodyński 2007: Zużycie techniczne budynków na terenach górniczych, Tab. 3.4, str. 47. duża. W przypadku wpływów ciągłych deformacji terenu uciążliwość użytkowania uzależniono od trzech wskaźników:  odchylenia od pionu Tb,  rozwartości pojedynczych rys d,  kąta odkształcenia postaciowego ścian budynku γk (tab. 6.2). Dla przypadku występowania wstrząsów górniczych uciążliwość użytkowania charakteryzuje maksymalna wartość przyspieszeń drgań poziomych powierzchni amax (tab. 6.2). Tab. 6.2 Stopnie uciążliwości użytkowania obiektów budowlanych (deformacje terenu) Uciążliwość. Skutki w budynku. nieodczuwalna. mała. średnia. duża. Tb [mm/m]. Tb ≤ 10. 10 < Tb ≤ 15. 15 < Tb ≤ 20. Tb > 20. d [mm]*. d≤1. 1<d≤3. 3<d≤8. γk [rad]. -3. γk ≤ 10. -3. -3. 10 < γk ≤ 2·10. 2. -3. 2·10 < γk ≤ 3·10. d>8 -3. γk > 3·10. -3. amax [mm/s ] amax ≤ 50 50 < amax ≤ 150 150 < amax ≤ 300 amax > 300 * Dotyczy murów i fundamentów z elementów małowymiarowych i niezbrojonego betonu. Podano w kondygnacjach nadziemnych, w piwnicach dopuszcza się rozwartości rys dwukrotnie większe Źródło: Wodyński 2007: Zużycie techniczne budynków na terenach górniczych, Tab. 3.5, str. 47. 24 | S t r o n a.

(31) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Wpływy eksploatacji górniczej mogą również oddziaływać na przyspieszenie procesu naturalnego zużycia poszczególnych elementów budowli. Wprowadzając za Wodyńskim (2007) oznaczenie su – jako stopień uszkodzeń elementów konstrukcji budynku, w tabeli 6.3 przedstawiono stopień uszkodzenia ściany nośnej budynku uznając to uszkodzenie za reprezentatywne, przy założeniu, że stan pozostałych elementów ustroju nośnego traktowany jest jako informacja pomocnicza. Tab. 6.3 Stopień uszkodzenia ściany nośnej budynku su Stopień uszkodzeń su [%] 0. Zakres uszkodzeń ściany ściana bez rys i pęknięć. do 5. mikrorysy i drobne zarysowania występują lokalnie i w niewielkiej ilości, przy długości nieprzekraczającej 1,5m. 6÷10. mikrorysy występują w większej ilości lub są dłuższe (jednak nie na całą wysokość budynku), ewentualnie 1÷2 rysy o rozwartości do 1mm. 11÷25 26÷50 51÷75 76 i więcej. 1÷2 rysy o rozwartości do 2mm (przy długości niesięgającej wysokości budynku) lub kilka mniejszych rys o sumarycznej rozwartości do 5mm, nie występują przemieszczenia z płaszczyzny ściany pęknięcia o rozwartości 2÷5mm (przy sumarycznej rozwartości do 20mm) mogą sięgać całej wysokości budynku; w miejscach pęknięć możliwe przemieszczenia z płaszczyzny ściany rozwartość pojedynczych pęknięć przekracza 5mm, a ich sumaryczna rozwartość 20mm, rozmonolityzowanie ściany, możliwe przemieszczenia z jej płaszczyzny; obok rozwartości pęknięć istotny jest również stopień zagrożenia konstrukcji stan awaryjny, konieczne natychmiastowe środki zaradcze (np. podparcie ścian lub stropów). Źródło: Wodyński, Kocot 1996: Metodyka oceny stanu technicznego budynków o tradycyjnej konstrukcji zlokalizowanych na terenach górniczych. W sytuacjach, gdy występują szkody górnicze w obiektach, konieczne staje się podjęcie odpowiednich środków zaradczych, mających na celu nie tylko usunięcie zniszczeń, ale również wyeliminowanie źródła ich powstawania lub odizolowanie od niego konstrukcji. Zagadnienie ochrony istniejących obiektów przed wpływami przemieszczeń i odkształceń górniczych jest bardzo istotne we współczesnym budownictwie. Najpoważniejszym problemem, przed jakim stają projektanci prac zabezpieczających przed ruchami podłoża górniczego jest prawidłowa diagnostyka czynników wywołujących zniszczenia. Tylko po dokładnym stwierdzeniu przyczyn powstawania uszkodzeń można zaprojektować efektywną metodę wzmocnienia i zabezpieczenia konstrukcji.. 25 | S t r o n a.

(32) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. 7.. KOSZTY NAPRAW SZKÓD GÓRNICZYCH. Ruch zakładów górniczych powoduje znaczne zniszczenia w obiektach budowlanych, które zostały szerzej opisane w rozdziale 6. Obowiązujące prawo geologiczne i górnicze z dnia 9 czerwca 2011 roku nakłada na przedsiębiorcę górniczego obowiązek rozpoznawania zagrożeń związanych z ruchem zakładu górniczego i podejmowania środków zmierzających do zapobiegania i usuwania tych zagrożeń (art. 117). W ciągu dziesięciu lat (2000-2010) w górnictwie węgla kamiennego koszty usuwania szkód górniczych przekroczyły 2,8 mld zł. Koszty te zostały poniesione na naprawę ponad 60 tys. obiektów. Szczegółowo w roku 2009 w polskim górnictwie wyremontowano 7218 obiektów, a w 2028 obiektach nadal prowadzono naprawy, dodatkowo w 2008 roku w 1138 obiektach zastosowano zabezpieczenia profilaktycznie. Łącznie na ten cel wydano w 2008 roku kwotę 315 637,6 tys. zł, natomiast w roku 2009: 386 404,2 tys. zł. Rok 2010 i 2011 to lata w których koszty szkód górniczych wzrastały do ponad 400 mln zł rocznie. W roku 2012 koszty napraw szkód górniczych w polskim górnictwie przekroczyły kwotę 489 mln zł (Baca-Pogorzelska 2012). W ostatnich dwóch latach (2013 i 2014) w skali całego górnictwa, z czego 93% przypada na górnictwo węgla kamiennego, naprawa szkód górniczych pochłonęła prawie 500 mln zł rocznie (Szczygulski 2014). Na wykresie (rys. 7.1) przedstawiono koszty napraw obiektów w latach 2000-2009. W kosztach tych napraw, sektor górnictwa węgla kamiennego miał ponad 90% udziału.. Rys. 7.1 Rozkład kosztów napraw obiektów w latach 2000-2009 Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Rys. 3., str. 14. 26 | S t r o n a.

(33) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Jednak porównując dane z kilku lat, zauważyć można, że nakłady na usuwanie szkód górniczych w roku 2008 zmalały w porównaniu do nakładów z roku poprzedniego o ok. 3%, natomiast o 8% wzrosła ilość naprawionych obiektów, jak to pokazano na wykresie (rys. 7.2) gdzie przedstawiono liczbę obiektów naprawianych i będących w procesie naprawy z tytułu szkód spowodowanych ruchem zakładów górniczych w latach 20002009. W roku 2009 największe nakłady kopalnie węgla kamiennego przeznaczyły na remonty budynków mieszkalnych, mianowicie 89 092 tys. zł (ponad ¼ wszystkich kosztów z roku 2009), w roku 2008 kwota ta wynosiła 78 409 tys. zł (ponad 27% wszystkich kosztów). Następnymi w kolejności były koszty w ramach odszkodowań za budynki mieszkalne, wyniosły one 23 884 tys. zł w roku 2008 i 32 193,4 tys. zł w roku 2009. Zabezpieczenia profilaktyczne dla nowo realizowanych obiektów budowlanych pochłonęły 17 728 tys. zł w roku 2008, zaś w roku 2009: 26 043 tys. zł.. Rys. 7.2 Liczba obiektów naprawianych w latach 2000-2009 Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Rys. 2., str. 13. W przedstawionych wynikach rozliczeń ekonomicznych zauważa się, że budownictwo mieszkaniowe ma niemal 42% udziału w całości poniesionych na ten cel nakładów w roku 2008 i ponad 43% w roku 2009. Należy zwrócić jeszcze uwagę na ważny aspekt utraconych zasobów mieszkaniowych, gdzie nie odtwarza się ich w należytej ilości w ramach budownictwa zastępczego. Dane z lat (od 2007 do 2009) mówią o utraceniu 283 mieszkań w wyniku działalności górniczej. 27 | S t r o n a.

(34) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. W roku 2008 i 2009 w całym polskim górnictwie ponad ¼ wszystkich środków przeznaczonych na usuwanie szkód pochłonęła naprawa budynków mieszkalnych. Wyremontowano 3509 tego typu obiektów w roku 2008, a w roku 2009: 6463 obiekty, 1101 znajdowało się w toku naprawy w roku 2008, natomiast przez rok 2009 prace trwały przy 1793 obiektach. Odrębną kwestią są wydatki na zabezpieczenia profilaktyczne obiektów nowo realizowanych na terenach górniczych, kiedy to w roku 2008 koszty zabezpieczeń wyniosły 24 360 tys. zł, a w roku 2009 już niemal 35 000 tys. zł, z czego w obu przypadkach ponad 82% stanowiły koszty zabezpieczeń obiektów mieszkaniowych. W 2008 odszkodowano 754 obiekty, w tym 186 to budynki mieszkalne (rys. 7.3), natomiast w roku 2009 dane te przedstawiały się następująco: 721 obiektów odszkodowanych w tym 158 obiektów mieszkalnych.. Rys. 7.3 Obiekty odszkodowane Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Rys. 5., str. 15. W latach 2000-2019 (rys. 7.4), liczba odszkodowanych obiektów przekroczyła 6,3 tys. (w tym 1559 to budynki mieszkalne) a wydano na ten cel blisko 390 mln zł. Jak już wspomniano, kopalnie węgla kamiennego mają największy (ok. 90%) udział w kosztach usuwania szkód górniczych. Jednak również kopalnie rud miedzi przeznaczają duże środki na tego typu działalność. Największe środki finansowe kopalnie te przeznaczyły w roku 2008 i 2009 na zabezpieczenia profilaktyczne nowo wznoszonych obiektów budowlanych. W 2008 roku realizacja tego celu w 354 obiektach (z czego 342 stanowiły budynki mieszkalne) pochłonęła 3 426 tys. zł; na remonty budynków 28 | S t r o n a.

(35) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. mieszkalnych przeznaczono 1 207 tys. zł; na sieci wodociągowe 1 797 tys. zł; na regulację rzek, cieków 1 200 tys. zł; oraz remonty obiektów użyteczności publicznej 531 tys. zł.. Rys. 7.4 Rozkład nakładów przeznaczonych na odszkodowania w latach 2000-2009 Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Rys. 6., str. 15. W roku 2009 na zabezpieczenia profilaktyczne nowo wznoszonych obiektów budowlanych kopalnie rud miedzi wydały 3 925 tys. zł, (zabezpieczono 286 obiektów, w tym 257 to były budynki mieszkalne). Na wykresie (rys. 7.5) przedstawiono, jak w latach 2000-2009 kształtowały się nakłady poniesione przez przedsiębiorców na profilaktyczne zabezpieczenia wszystkich rodzajów inwestycji budowlanych realizowanych na terenach górniczych.. Rys. 7.5 Zabezpieczenia profilaktyczne obiektów budowlanych nowo realizowanych na terenach górniczych Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Rys. 10., str. 18. 29 | S t r o n a.

(36) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. W tabelach 7.1 i 7.2 zaprezentowano zakres rzeczowy i finansowe zestawienie realizacji usuwania szkód górniczych. Przedstawiono w sposób poglądowy przebieg realizacji najważniejszych przedsięwzięć (nie uwzględniając: odszkodowań; odwadniania zalewisk; regulacji rzek i cieków oraz obiektów i urządzeń kolejowych przedsiębiorstw górniczych) w odniesieniu do poszczególnych sektorów górnictwa (nie uwzględniając w poniższej tabeli: kopalń węgla brunatnego; siarki; soli, ropy naftowej i gazu ziemnego oraz kopalń surowców skalnych) (Kulczycki, Piątkowski 2009; 2010). W krajach sąsiednich również wydatki na pokrycie kosztów szkód górniczych są bardzo duże. Przykładowo w Niemczech (rys. 7.6) wynosiły one w: 2009r – 230 mln € (z czego 131 mln € to koszty poniesione na naprawę szkód w budynkach). Koszty te po przeliczeniu stanowiły wartość 12 € na tonę węgla wydobytego, przy czym koszty szkód górniczych w budynkach wynosiły 6,80 €/tonę (Sroka et al. 2012).. Rys. 7.6 Wydatki na pokrycie kosztów szkód górniczych w Niemczech Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Sroka et al. 2012: Wykorzystanie metod geotechnicznych w celu ograniczenia wpływów eksploatacji podziemnej na obiekty budowlane. Przedstawione sumy wydatków poniesionych przez przedsiębiorcę górniczego na przywrócenie funkcjonalności obiektów budowlanych są bardzo wysokie. Te suche dane zaprezentowane w postaci tabel oraz wykresów nie uwzględniają czynników uciążliwości dla mieszkańców lub użytkowników obiektów. Dlatego zabezpieczenia profilaktyczne obiektów budowlanych powinny być wykorzystywane szerzej, ograniczając przyszłe szkody górnicze.. 30 | S t r o n a.

(37) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Tab. 7.1 Rzeczowe i finansowe zestawienie realizacji usuwania szkód w 2008 r. według wybranych rodzajów naprawianych obiektów i urządzeń oraz wybranych rodzajów kopaliny KOPALNIE OGÓŁEM węgla kamiennego rud metali Rodzaje obiektów i kosztów liczba obiekliczba obiek% udział w liczba obiektów nakłady nakłady nakłady tów tów nakładach ogólnych * ** tys. zł * ** tys. zł * ** tys. zł 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Budynki mieszkalne. 3358. 1098. 78 408,7. 134. 1 379,5. 3492. 1098. 79 788,2. 40,2. Budynki gospodarcze. 615. 153. 6 422,7. 19. 204,0. 634. 153. 6 626,7. 3,3. Budynki przemysłowe. 35. 8. 1 995,1. 35. 8. 1 995,1. 1,0. Obiekty użyteczności publicznej. 145. 33. 12 789,8. 158. 33. 13 321,3. 6,7. Obiekty i urządz. kolej. PKP. 47. 9. 17 310,1. 47. 9. 17 310,1. 8,7. Sieć wodociągowa. 75. 14. 4 740,6. 17. 1 797,7. 92. 14. 6 538,3. 3,3. Sieć kanalizacyjna. 38. 10. 7 301,2. 3. 115,0. 41. 10. 7 416,2. 3,7. Sieć gazowa. 33. 5. 3 341,7. 6. 30,0. 39. 5. 3 371,7. 1,7. Drogi, ulice, mosty, wiadukty. 129. 11. 19 636,7. 1. 6, 3. 130. 11. 19 643,0. 9,9. Inne obiekty. 1184. 107. 15 285,5. 30,5. 1184. 107. 15 316,0. 7,7. 300,0. 0,2. 2 631,5. 1,3. Zastępcze budownictwo niemieszk. Zastępcze budownictwo mieszk.. 13. 531,5. 300,0 1. Zabezp. profilaktyczne (ogółem). 2 631,5. 1. 783. 20 934,1. 354. 3 426,3. 1137. 24 360,4. 12,3. a) budownictwo mieszk. nowo realizowane. 736. 17 728,5. 342. 3 113,1. 1078. 20 841,6. 10,5. b) infrastruktura społeczna. 34. 1 945,7. 12. 313,2. 46. 2 258,9. 1,1. c) infrastruktura techniczna. 13. 1 259,9. 13. 1 259,9. 0,6. 1448. 191 097,7. 1448. 198 618,5. 100,0. w tym:. Razem:. 5660. 193. 0. 7 520,8. 5853. Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2009: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Tab. 2., str. 10. 31 | S t r o n a.

(38) METODY OGRANICZENIA WPŁYWU EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA OBIEKTY BUDOWLANE POPRZEZ ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ GEOTECHNICZNYCH. Tab. 7.2 Rzeczowe i finansowe zestawienie realizacji usuwania szkód w 2009r. według wybranych rodzajów naprawianych obiektów i urządzeń oraz wybranych rodzajów kopaliny KOPALNIE OGÓŁEM węgla kamiennego rud metali Rodzaje obiektów i kosztów liczba obiek% udział w naliczba obiektów nakłady nakłady liczba obiektów nakłady tów kładach ogólnych * ** tys. zł * ** tys. zł * ** tys. zł 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Budynki mieszkalne. 3740. 1291. 89 091,5. 149. 1 126,7. 3889. 1291. 90 218,2. 36,4. Budynki gospodarcze. 795. 272. 7 901,5. 41. 322,9. 836. 272. 8 224,4. 3,3. Budynki przemysłowe. 24. 18. 5 851,3. 24. 18. 5 851,3. 2,4. Obiekty użyteczności publicznej. 138. 33. 14 095,2. 146. 33. 14 748,5. 5,9. Obiekty i urządz. kolej. PKP. 54. 14. 23 734,7. 54. 14. 23 734,7. 9,6. Sieć wodociągowa. 83. 17. 5 657,3. 21. 2 699,4. 104. 18. 8 356,7. 3,4. Sieć kanalizacyjna. 47. 9. 9 182,2. 4. 65,9. 51. 9. 9 248,1. 3,7. Sieć gazowa. 23. 8. 1 248,9. 1. 1,7. 24. 8. 1 250,6. 0,5. Drogi, ulice, mosty, wiadukty. 130. 22. 28 066,1. 8. 48,0. 138. 22. 28 114,1. 11,3. Inne obiekty. 1314. 160. 21 956,1. 1314. 160. 21 956,1. 8,8. 0,0. 0,0. 1 835,0. 0,7. Zastępcze budownictwo niemieszk. Zastępcze budownictwo mieszk.. 653,3 1. 1. 1 835,0. 1209. 30 703,1. 286. 3 925,1. 1495. 34 628,2. 14,0. a) budownictwo mieszk. nowo realizowane. 1158. 26 042,6. 257. 1 915,3. 1415. 27 957,9. 11,3. b) infrastruktura społeczna. 39. 2 315,1. 29. 2 009,8. 68. 4 324,9. 1,7. c) infrastruktura techniczna. 12. 2 345,4. 12. 2 345,4. 0,9. Zabezp. profilaktyczne (ogółem). 1. 8. 1. w tym:. Razem: 6349 1845 239 322,9 232 1 8 843,0 6581 1845 248 165,9 100,0 Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Kulczycki, Piątkowski 2010: Naprawa szkód powodowanych ruchem zakładów górniczych, Tab. 2., str. 19. 32 | S t r o n a.