O niektórych wynikach studium podporności wielowarstwowej obudowy szybowej wykonywanej metodą fazową

(1)

Serioj GÓRNICTWO z. 191

3. AL DOR F

Wyżaza Szkoła Górnicze Ostrawa, CSRF

O NIEKTÓRYCH WYNIKACH STUDIUM PODPORNOŚCI WIELOWARS rwr 30 OBUDOWY SZYBOWEO WYKONYWANEO METODĄ FAZOWĄ

Streszczenie. W referacie przedstawiono niektóre wyniki studiu®

podporności dwuwarstwowej obudowy szybowej wykonywanej sposobem kilkufazowym. Zostały zdefiniowane optymalne warunki pracy tej obu

dowy ze względu na osiągnięcie maksymalnej podpcrności ornz wy

szczególnione zalety takiego sposobu wykonywania obudowy.

Stan napręZeniowo-deformacyJny górotworu i jego własności mechanicnns sę czynnikami, która wraz z oddziaływaniami technologicznymi oraz wytrzy

małościowymi 1 deformacyjnyml własnościami obudowy determinuję układ me

chaniczny całego systemu wyrobiska górniczego. Chodzi zawsze o interakcyj

ne oddziaływanie obydwu elementów takiego systemu z uwzględnieniem tech

nologii, przy czym zmiana któregokolwiek elementu spowoduje zmianę zacho

wania się całego systemu. 3eśli chodzi o oddziaływania technologiczna, to najwyraźniej zaznaczają się t

- prędkość głębienia i wykonywania obudowy,

- czas pomiędzy wykonaniem wyłomu a wykonaniem obudowy danego odcinka, - kolejność poszczególnych faz wykonywania obudowy dla obudów wielowar

stwowych ,

- technologia produkcji, transportu i wykonywania obudowy (zwłaszcza w od

niesieniu do obudów betonowych monolitycznych).

Referat zawiera wyniki studium wpływu wykonywania wielowarstwowej obu

dowy szybowej, na którę to metodę Jest obecnie zwracana uwaga przede wszystkim zs względu ne. możliwości opanowania trudnych warunków natural

nych przy wykorzystaniu obudów wielowarstwowych.

Generalnie obudowa wielowarstwowa Jeet projektowana z następujących powodoów1

- technologicznych. kiedy obudowa zewnętrzna ma Jedynie charakter techno

logiczny 1 służy zwykle Jako tymczasowa obudowa ochronna, która następ

nie bywa uzupełniana wewnętrzną trwałą obudowę ostateczną (np. przy głębieniu metodę zamrażania górotworu),

(2)

3. Aldorf

“ at.«.t ycznysh 1 statecznościowych, kłody obojowa jednowarstwowo z punktu widzenia Jej podpornoścl jest niewłaściwa albo należałoby dobrać obudo

wę z Materiałów o wysokich parasotrsch jakościowych. Przykłada« nogę byt cbedawy z betonu natryskowego i kotwi, uzupełnione dodatkowo wew

nętrzny konstrukcję nośnę lub obudowa zastosowana np. przy głębieniu i. ybu rrenatat w Ostrawsko-Karwióaki« Okręgu Węglowy«.

Za względów statycznych obudowy wielopowłokowe aogę być stoaowane w

?lut

- iAiękjMtanta całkowitej podpornoścl konstrukcji obudowy,

- sia całkowitej zdolności deforaacyjnej przy Jednocześnie zwięk- v: one* ¡»odporności.

.'}«„* orzywitte, Ze ten sen typ obudowy wielowarstwowej może wykazywać Ó2v>4 skuteczność w zależności od technologii Jej wykonywania. Oeśll oby- i«a {1,‘b svięeej) płaszcze obudowy eę zakładane W8pólnle (jednocześnie) z punktu widzenia czynnika czasu, to ich funkcja statyczna określona jeet

„. j.rnnśiStę tej zwykła niejednorodnej konstrukcji, bez wyraźniejszego i -ialywanio ne podporność i zdolności de formacyjne konstrukcji. Stop- : ews, wielofazowe (zwykle dwufazowe) wykonywanie obudowy, kiedy płaszcz

¿wnętrz, y jeet zakładany z pewny» odstęp««, pozwala na dużo lepsze wyko

rzysta-:,* z.erćwno wytrzymałościowych. Jak i dsformscyjnych własności po-

■Z": iriyeh powłok 1 materiałów, s których sę ono wykonane.

taOrze Cectechnlki Górniczej 1 Budowy Kepalś Wyższej Szkoły Górni

cze; w ;s?trawie dla celów studiu« tego efektu posobnego wykonywanie obu- .ostały opracowane dwa modele teoretyczne, które wychodzę od sformu- -rtsnin warunków brzegowych pracy poszczególnych powłok obudowy, Uaożli- taj* on» sformułowanie zależności 1 kwentyflkowanie afektów wykonywanie

»**? w sposób posobny.

i ir.y z tych systemów (VY2K-L) wychodzi od określenia stoaunku ak

t u a l n e j Cp') podporności płaszcza zewnętrznego do Jego podpornoścl maksy

malnej p(eax)

L » -wŁ L -

p iBe*y

'*lu znalezienia optymalnego punktu pracy obydwu płaszczy zostało wy

prowadzeń* równaniet

_ Rd(n) Rd(l) * (!"l(n) ' Ko(n) * (*2(n) +

>opt. «1{ft) . p3 . Ą •

i(l) * Ko(l)) * B l(n) * p l

Znaczenia poszczególnych zmiennych jest bardzo złozone i zostało po

dane w pracy [ij. Niektóre wyniki studium sytuacji medalowych przedsta

wiaj ę rysunki 1 dc 3, która ukazuję badania podpornoścl dwupłaazczowaj obudowy skonstruowanej z płaszcza zewnętrznego o grubości 0,2 «, wykon«-

(3)

2.

i

(»dW) °d LSONęOHfl

«

c •

N ■ i .

1»

w 5 .

f i> f i rH

c O • H ©

2 o > **

O 0 • H C

* c f i a

N C f i

« 1» i .

£ f i r H

+ - « y *-»

fi

O £ t- i c c

i - 2 Û . - H i .

f i 9 o f i

2 2 ■ w

X

a a a O f i

o N X >

- j f i O O ) * * f i

> N •H O X

4 - 0 2 L . V

> • f i >

N £ rM ta »*-

U. > a L. ■H O

a O c

•H "H a L . >

c o a . *■* w

« ' - « 3 «H

* y o ® c O

o «*4 *-> > T Í

2 c o e y

4-> > > * o 1 0

0 ♦ i >

fi

U 1 © - o • H

o u H L-

fi

• CL O

5 O O 1 > M -

2 c f i O

T > N rM O r - ł

i . 3 2 0

> • * * * o +# rH 3 5 a> o f i i H

O C f i O C 3

■U 2 X C T J

3 f i i 4~* O O

- O N * 4 f i

O > f i H— X

a + * O O ■

' O 2 > f i

* « > • 8 f i

o ® *-< V c l _ CL •H f i 0

i . O O > " «

o 2 o f i * - r - ł

a X a 0 CL

T J ■ -H «o i .

O > 0 u > O

CL f i n

» • a >

• * - c c > « > •

H ® > ■H n n

l. ■ a

• > «H o C C

0 4-* o > >

> * «H f i - J

> • O 1 -H

n C • V

' • > N T l - 0

C 3 > O

> u • * - c a c o H > N

i O 3

H U . a i .

* 3 a a .

' O X ) «

• 0 O O rH

O E 3

c C l» t 3

u t C O

o «h e

a T l

T i « 1

O O

CL rH

8 9

* *

fi fi

O O

c c

« 0

o o

c £

o » 3

1 1

(4)

0. Aldorf

nogo z materiału o różnej wytrzymałości 1 płaszcza wewnętrznego o grubo

ści 0,4 m wykonanego z betonu klasy 820. Wzrost podporneścl całego sy

stemu dla różnych •- t przedstswiaję rysunki 2 i 3.

W PoŁt. P E V N O S T -agTONO '/ M f e o ^ l H O P L A ia T ^

R w (.i Pb) Rys. 2. Przyrost podporności (w % przy wykonywaniu obudowy metodę Jedno

fazowe) odpowledejęcy optymalnemu współczynnikowi l_

- vypoct. pevnost betonu wnejsiho plasite = obliczeniowa wytrzymałość be

tonu płaszcza zewnętrznego, v- vnitrni plasć « płaszcz wewnętrzny, - vnejei plśst - płaszcz zewnętrzny

Fig. 2, Increment of loading capacity (in percentage in single - phase suppo'rting; corresponding to the optimum coefficient L

- vypoct. pevnost betonu vnejslho piastę «^computational strenght of con

crete of the external mantel^,- vnitrni plast' = internal mantel, - vnejsi plast » external mantel

Ols uchwycenia wpływu czynnika czasu metodę czasowych operatorów modu

łu sprężystości opracowano eystera programów komputerowych FAZE, który umożliwia efektywne obliczenia podporności wielowarstwowej konstrukcji obudowy (ale również np. podporności zamrożonego ukłedu górotwór - obudo

wa) o różnych czasowych horyzontach wykonywania płaszcza wewnętrznego.

Uzyskane wyniki obllczsó dla wybranych charakterystyk pełzania betonu obu

dowy przedstawiono na rys. 4.

(5)

Rys. 3. Podporność obudowy dwuwarstwowej według rye. 1

- unoenost = podporność, - unosnoet odpovidejici optlm. koefic. L = pod

porność odpowiadająca optymalnemu współczynnikowi L , u n o s n o e t pri jednofazovem zabudovani « podporność przy Jednofazowym wykonywaniu obudowy Fig. 3. Loading capacity of the two - layer support according to Fig. 1 - unosnost » loading capacity, unosnoet odpovidajici optim. koefic. L »

■> loading capacity corresponding to the optimum coefficient L, - unosnoet prl jednofazovem zabudovani = loading capacity in single- phase supporting

Analiza osiągniętych wyników badań pozwala na stwierdzenie, że wykony

wanie obudowy metodę dwufazową (ogólniej wielofazową) cechuje wiele zalet, do których należą m.in.:

- stopniowe, bezpieczne obciążenie płaszcza wewnętrznego bez Jego przecią

żenia 1 umożliwienia zwiększenia zdolności deformacyjnych, - zwiększenie całkowitej podporności obudowy,

- odciążenie wewnętrznego płaszcza obudowy dla zachowania długookresowej żywotności,

- uniknięcie wpływu robót strzałowych na wewnętrzną warstwę obudowy osta

tecznej ,

(6)

18 3. Aldorf

1 >*8 1 1 CD CD 1 ©

XJ ® > N ffl « 3 C 3 X 1 O • 3 M C a . * o mj o

n N 44 o t j © -H

• g ü w - o >

O «H

N 9 > a>X3«M > * ©

u C > c c © > *4

a * H CD > > H - © c

-O > 4 4 XJ O X J c «

•L> 0 )4 V Ö © ■ © E

* « O ® L. > o 44 I XJ O N i . > C H *H C *H

C O > X3 *4 © »rH ©

1- N V l B « S L. C

O ® '-H C f O O © © * L.

i - > © © O © > *44

a o ol © • 3 C

XJ Q M - *4 • > - O > * . ©

O C c >© O C H © X

a B -H c C N • ' Q C M XJ © C > XJ i - ■O r H ' 3 H

1 H > 44 c a B © O B

*4 m w a> © • C

3 0 3 CD 1 C C CL 3 X -H L. 8 >4-*

a C -CD 3 XJ N & c c © XJ ' 3 O J 3 O >-© Q)₀ B o v «

O 3 C CD CM N 4-4 » N c >©

.o • L. N © o © 3 © • • i->

•H 0 X 0 • CD © X? © > U > © O « a . > * c *m -C 3 O J C 44 0 C

•CD m e x 0 0 a . 44 jD XJ © © > >

c 'CD *H OL>0 N B c N >■* # > H 1

■M > C X) ■H £> 3

O O © 44 | >44 E O L H *H * H XJ N © T-«>® 44 ' © X3 *H>© © r-4 O 3 CD O * ' « L. c U i - > C © N - 0 CD L CD I H O © • Q > © 1- 44

2 C O B C tH > © s- © *4 • © © o O X J £ C © ■H T -> ^ | «4 JC C 2 « M ® - > > >1. O 1- f* L 44 X ) ' 44 N H © a i © O ©

L. O *4 o 0 X 44 • « 0. 0 c

S<0 *4

u ³^C ^C

&

.o o. > o N

*® I O TJ ©

O l -H 3 O

C • > • > • -O Hi I - -H N » n O CL O C O - H X D a *o n o c >. i

»**• C I ®>©

> » Q . V . C X D

• C O * CD »H

< * 0 3 Q . > * 1 CL

• 1 X 3 0 0 W - H

> • * X > 3 O L

OC - o O N * -

• o O O L. <H

O 3 C + • C

C*HH CD ©> >

L. C «3 * c

* D > 0 L t O CJC «

K >• © C

§T © C ©

** -H N jg O C ü t- >

© Ö c c -a

0 © 0 2 >*

C N ® 3 2t

3 O «H S

0 9 >

1 C O 8 O

*4 -O x 44 t4

-h ^ © c c

O J *4 6 *<**- >

« o o

Q. >»-Q O B CD C X CD O O X J V v >»

•H • C N H M XJ

O -H L. G e -J o o e o -h >*

O 0 V L K)

• *- > >■

O CD*—4 ©^ > •

X J X X - L. CD f l ® *4 44 > X

O L. -H

■ > t- B

** X 44 *H >»

CD 4-* *H - C C

o e >->*o

C C H 4 4 k

® «H *H «H <H CM

0 o c

C >-© ©"C

* 3 * » s a >

O O 1 O 4* O X?

(7)

- aoZllwoóć regulacji podpornoócl obudowy według aktualnego obclęlenla (np. dla NATM wynegana jeet kontrolna obserwacja naprętoó w obudowie),

• zmniejszenie nakładów na obudowę.

LITERATURA

m Aldorf 0. 1 In. t Dll cl' vyzkumne zprava Vl) II-6-1/04.05. VSB, Ostrava 1988. »

Z języka czeskiego tłumaczył dr Int. Henryk CHROSZCZ tłuaacz tekstów technicznych 1 Innych specjalistycznych NOT

Recenzent: Prof. dr hab. Ink. Mirosław CHUDEK

0 HEKOTOEHX PE3yHbTAIAX HCCJEflOBAHHH 0II0PH0CTH MHOI*OCJIOiiHOlł KPEIBI l A H H O r O CTBOJIA, BUHOJ1KKBHO0 «ASOBiM MEEQflCH

P e 3 b u e

B xoKiaxe npeACTaBzeao aeKozopue peayzbiaTŁi HecxexoBaHHft conpoTHBzeHaa XByxcxoftHofl K p e m naxzsoro cTBOJia, Busozaeaaok Kaoro$aaoBiai uetoxoM. Cnpe- xexeao omauaxbaue ycxoBaa pafi ota stofi K p e m c yaetou xocTaxeaaa uaKCKuajb-

HOfi onopaocsa a nepeaacxeao npeanyzectBa taxoro cnocoGa BHnoxBeaaa xpenz.

SOME RESULTS OF THE STUDY OF THE LOAD-BEARING CAPACITY OF THE MULTI-LAYER SHAFT SUPPORT CONSTRUCTED IN THE PHASE WAY

S u m m e r y

The article preeente some results of the study of the loading capacity of the two-layer shaft support constructed In the aultlphaae way. The optimum conditions of the support behaviour froa the point of view of the attainment of the maximum load-bearing capacity have been defined and the advantages of this way of supporting have also been given.