3
Spis treści
Spis rysunków ... 6
Spis tabel ... 18
Wstęp ... 21
1. Obudowa kotwowa w górnictwie podziemnym ... 23
1.1. Rodzaje obudów ... 23
1.2. Czynniki wpływające na stateczność wyrobisk i wymagania stawiane kotwom rozprężnym w warunkach koplań LGOM ... 26
1.3. Mechanizm współpracy obudowy z górotworem i metody obliczeniowe ... 34
2. Teza i cel pracy ... 41
3. Czynniki wpływające na stateczność wyrobiska komorowego w kopalniach LGOM ... 42
3.1. Wstrząsy i tąpania towarzyszące eksplaotacji złóż rud miedzi w Polsce ... 42
3.2. Wpływ wstrząsów górotworu na obudowę i wyrobisko ... 44
3.3. Czynniki geologiczne wpływające na stateczność wyrobiska komorowego ... 54
3.4. Czynniki górnicze oddziałujące na stateczność wyrobiska komorowego ... 60
4. Wzmacnianie górotworu za pomocą kotew ... 68
4.1. Podstawowe uwarunkowania skuteczności obudowy kotwowej ... 68
4.2. Kotwy górnicze stosowane dla obciążeń statycznych i dynamicznych ... 72
4.3. Metody upodatnienia obudowy kotwowej ... 86
5. Metody badania dynamicznych właściwości obudowy kotwowej ... 96
5.1. Wstrząsarka udarowa ... 96
5.2. Równia pochyła ze swobodnie przemieszczającym się wózkiem ... 97
5.3. Udar masy ... 98
5.4. Symulacja wstrząsu za pomocą MW na powierzchni ... 106
4
6. Monitoring obudowy kotwowej ... 112
6.1. Elektroniczne czujniki siły ... 115
6.2. Gumowe krążki dynamometryczne ... 117
6.3. Tuleja ze zmienną średnicą ... 117
6.4. Tuleja pokryta emalią ... 119
6.5. Dynamometry sprężynowe ... 121
7. Badania laboratoryjne obudowy kotwowej rozprężnej ... 123
7.1. Stanowisko laboratoryjne ... 123
7.1.1. Hydrauliczny układ do obciążenia kotew - HUK ... 125
7.2. Aparatura pomiarowa ... 128
7.2.1. Czujniki siły ... 128
7.2.2. Pomiar przemieszczeń ... 132
7.2.3. Pomiar odkształceń żerdzi kotwowej ... 132
7.2.4. Wzmacniacz pomiarowy QuantumX 840MX... 135
7.2.5. Oprogramowanie CATMAN-EASY... 136
7.3. Parametry techniczne obudowy kotwowej rozprężnej zastosowanej w badaniach .... 136
7.3.1. Podstawowe definicje przyjęte w pracy ... 143
7.3.2. Badania i wyznaczanie charakterytstyk obciążeniowo – odkształceniowych podczas statycznego obciążania obudowy kotwowej rozprężnej ... 149
7.3.3. Badania i wyznaczanie charakterytstyk obciążeniowo – odkształceniowych podczas statycznego obciążania obudowy kotwowej rozprężnej upodatnionej ... 167
7.3.4. Badania i wyznaczanie charakterytstyk obciążeniowo – odkształceniowych podczas dynamicznego obciążania obudowy kotwowej rozprężnej ... 183
7.3.5. Badania i wyznaczanie charakterytstyk obciążeniowo – odkształceniowych podczas dynamicznego obciążania obudowy kotwowej rozprężnej upodatnionej ... 199
7.4. Statystyczna analiza wyników badań laboratoryjnych ... 215
8. Badania obciążenia kotew przeprowadzone w ZG „Polkowice – Sieroszowice” ... 221
5
8.2. Opis sytemu eksploatacji w polu badawczym ... 224
8.3. Dobór obudowy kotwowej w polu eksploatacyjnym B, blok B - IS dla oddziału G41 ... 226
8.4. Zakres wykonywanych badań ... 227
8.4.1. Określenie naprężenia pionowego ... 231
8.4.2. Pomiar konwergencji pionowej ... 235
8.4.3. Pomiar obciążenia obudowy kotwowej ... 238
9. Modelowanie numeryczne obciążenia wyrobisk komorowych za pomocą metody elementów brzegowych (MEB)... 241
9.1. Modelowanie za pomocą programu Examine 3D ... 241
9.2. Zasięg strefy wytężenia skał oraz naprężenia pionowego wokół wyrobisk komorowych... 244
10. Wnioski końcowe ... 270
