WPŁYW NOŚNOŚCI OBUDOWY CHODNIKOWEJ NA OGRANICZENIE ZAGROŻENIA TĄPANIAMI W ŚWIETLE BADAŃ MODELOWYCH

Z ESZY TY N A U K O W E PO LITEC H N IK I ŚLĄSKIEJ Seria: G Ó R N IC T W O z. 242

1999 N r kol. 1428

Jarosław BRO D N Y

WPŁYW NOŚNOŚCI OBUDOWY CHODNIKOWEJ

NA OGRANICZENIE ZAGROŻENIA TĄPANIAMI W ŚWIETLE BADAŃ MODELOWYCH

Streszczenie. W artykule zostały przedstaw ione w yniki badań m odelow ych m ających na celu określenie w pływ u nośności obudow y chodnikow ej sztywnej zam kniętej na rozkład na­

prężeń w czasie tąpania z ociosów do chodnika. W celu przeprow adzenia pow yższych badań opracow any został m odel obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej na bazie kształtow nika V25 zgodnie z teo rią podobieństw a m odelow ego. Badania zostały przeprow adzone dla modeli pokładów wykonanych z m ateriału w ęglow ego z trzech pokładów K W K Jas-M os i dla trzech m odeli obudow y kołow ej sztywnej o różnych nośnościach. C elem prow adzonych badań było określenie m inim alnej w artości składowej pionow ej stanu naprężenia w m odelu pokładu, przy której w ystąpiło tąpanie z ociosów do m odelu chodnika. U zyskane w yniki badań dow odzą, że nośność obudow y chodnikow ej m a istotny w pływ na w artość składow ej pionow ej stanu na­

prężenia, przy której w ystępuje tąpanie z ociosów do chodnika. U zyskane w yniki m o g ą być w ykorzystane do popraw nego doboru nośności obudow y chodnikow ej celem ograniczenia zagrożenia tąpaniam i w w yrobiskach chodnikow ych.

INFLUENCE OF LOAD CAPACITY OF HEADING LINING IN VIEW OF LIMITING THE CRUMP HAZARDS ON MODEL INVESTIGATION STUDIES

Sum m ary. The article presents the results o f m odel investigation studies carried out to determ ine the influence o f rigid, closed heading lining on the distribution o f stresses during crum ps from side w alls to the heading. In order to carry out the said investigation studies, a m odel o f ring-shaped, rigid heading lining was worked out basing on the V25 profile, in agreem ent with the theory o f model sim ilarity. The investigations w ere carried out for bed m odels m ade from coal m aterial from three bed from Coal M ine Jas-M os and for three models o f ring-shaped rigid lining having different load capacities. The aim o f the carried out investi­

gations was to determ ine the m inim um vertical constituent value o f stress condition in the bed model at w hich the crum p from side w alls to the heading model had taken place. The obtained investigation results prove that the load capacity o f heading lining has a considerable influ­

ence on the value o f vertical constituent o f stress condition at w hich the crum p from side w alls to the heading takes place. The obtained results m ay be used fo r appropriate selection of load capacity o f the heading lining to reduce crum p hazards in dog headings.

1. Wstęp

K rótki czas trw ania tąpania oraz trudny do przew idzenia m om ent jeg o w ystąpienia pow o­

dują, że oceny tąpania dokonuje się najczęściej na podstaw ie w yw ołanych skutków . Prow a­

dzenie badań w w arunkach kopalnianych je s t niezw ykle trudne i w ym aga użycia dużych na­

kładów finansow ych oraz budow y specjalistycznej aparatury. D latego bardzo istotne znacze­

nie m a ją badania stanow iskow o-m odelow e tąpań. D otychczasow e badania tąpania materiału w ęglow ego prow adzone w Instytucie M echanizacji G órnictw a P olitechniki Śląskiej dopro­

w adziły do w yznaczenia w łaściw ości m ateriału w ęglow ego zw anej „zjaw iskiem tąpania m ateriału w ęglow ego” [6]. N a podstaw ie badań tąpań na m odelach pokładu w ęgla w yznaczo­

no także w ielkości ciśnienia pionow ego w pokładzie, przy którym m oże w ystąpić tąpanie z czoła ściany m ateriału w ęglow ego oraz z ociosów w ęglow ych chodników .

D alsze badania prow adzone były na m odelach pokładu z m odelem w yrobiska chodni­

kow ego bez obudow y oraz z zabudow anym m odelem obudow y chodnikow ej bez odniesie­

nia do nośności rzeczyw istej obudow y chodnikow ej [1], W yniki tych badań dow iodły, że:

„ciśnienia, przy których w ystępują tąpania eksplozyjne na m odelach pokładu (w którym w y­

konano m odel chodnika), i intensyw ność tych tąpań zależą od w ielkości chodnika i m odelu obudow y” [5], W yniki pow yższych prac oraz w ysoki stopień zagrożenia tąpaniam i w yro­

b isk chodnikow ych stały się przyczyną prow adzenia prac m ających na celu określenie, ja k i w pływ na w artość składow ej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której m oże w ystąpić tąpanie z ociosów , m a nośność obudow y chodnikow ej. W tym celu został wykonany m odel obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej z kształtow nika m odelow ego opracow anego na bazie p rzekroju poprzecznego kształtow nika V25. N astępnie zostały przeprow adzone ba­

dania stanow iskow e.

W niniejszym artykule zo stan ą przedstaw ione w yniki badań określających w pływ nośno­

ści obudow y chodnikow ej sztywnej zam kniętej na m inim alną w artość składow ej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której istnieje m ożliw ość w ystąpienia tąpania z ociosów do chodnika dla w ęgli z trzech pokładów K W K Jas-M os.

W pływ nośności o b u d o w y .

2. Założenia

17

W celu opracow ania m odelu obudow y chodnikow ej konieczne je s t przyjęcie następują­

cych założeń:

- dobrana skala geom etryczna 1:50 podobieństw a m echanicznego je s t w ynikiem posiada­

nego stanow iska pom iarow ego i stanow i praktycznie dolną graniczną w artość w spół­

czynnika zm niejszenia liniow ych wymiarów,

- o w ytrzym ałości i nośności odrzw i rzeczyw istej, ja k i m odelow ej obudow y w yrobiska w głów nej m ierze decyduje m om ent zginający graniczny, natom iast w pływ pozostałych sił w ew nętrznych je s t niew ielki [2], Przy określaniu nośności odrzw i uw zględniono wpływ m om entu zginającego i siły podłużnej zgodnie z [3],

- odrzw ia obudow y rzeczyw istej i m odelow ej w ykonane są z tego sam ego m ateriału charak­

teryzującego się jed n o ro d n o ścią i niezm iennością w łaściw ości m echanicznych oraz po­

zbaw ione są naprężeń w łasnych [4],

- rozrzuty i tolerancje param etrów geom etrycznych odrzwi i przekrojów poprzecznych, za­

rów no obudow y rzeczyw istej, ja k i m odelow ej, są m ałe i w zw iązku z tym nie będą uw zględniane,

- m asy w łasne obudow y m odelow ej i rzeczyw istej nie w pływ ają praktycznie na stan naprę­

żenia i odkształcenia [4],

- pięciom etrow y odcinek rzeczyw istej obudow y chodnikow ej je s t dostatecznie reprezenta­

tyw ny dla określenia nośności obudow y chodnikow ej,

- stopień w ypełnienia przestrzeni pom iędzy m odelem obudow y a ociosem wynosi nie mniej niż 90% (i je s t zbliżony do w arunków rzeczyw istych) celem zapew nienia rów nom iernego obciążenia,

- przyrost obciążenia obudow y m odelow ej realizow any je s t w sposób podobny ja k w obiekcie rzeczyw istym [4],

3. Skale podobieństwa modelowego

Podobnym i nazw ano zjaw iska zachodzące w geom etrycznie podobnych układach, jeże li w nich w e w szystkich odpow iadających sobie punktach stosunki jednoim iennych w ielkości tw o­

rz ą stałe liczbow e [4], Stosunki te nazw ano stałym i podobieństw a m odelow ego lub w spół­

czynnikam i podobieństw a m odelow ego.

W przeprow adzanych badaniach m odelow ych układem naturalnym je s t układ odrzwi obudow y chodnikow ej kołow ej sztyw nej, układem m odelow ym natom iast układ odrzw i m o­

delow ych w ykonanych w skali geom etrycznej 1 : 50.

M ożna przyjąć, że układ naturalny i układ m odelow y są podobne, a ich praca pod ob­

ciążeniem determ inow ana je s t głów nie energią zginania. T ak w ięc zarów no układ rzeczy­

wisty, ja k i m odelow y m o g ą być scharakteryzow ane analogicznym rów naniem różniczko­

w ym , które w tym przypadku będzie m iało postać rów nania różniczkow ego osi odkształco­

nej, ściślej rów nania różniczkow ego linii obojętnej belki [5]:

d \ _ M s

d x 2 £ 7 V (M

R ów nanie to z w cześniej podanym i założeniam i stanow i podstaw ę niniejszych badań m odelow ych i opracow ania skal podobieństw a m echanicznego.

Przyjm ując, że sk alą podobieństw a je s t stosunek danej w ielkości m odelu do odpo­

w iedniej w ielkości obiektu rzeczyw istego, m ożna określić skalę geom etryczną k, :

/ w ym iar m odelu

k'=7 =

• — T Z

7

2

- układem naturalnym (rzeczyw istym ) je s t układ odrzw i obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej zam kniętej,

- układem m odelow ym je s t układ odrzw i obudow y kołow ej sztyw nej, zam kniętej wykonanej w skali geom etrycznej 1:50.

D o badań przyjęto skalę podobieństw a geom etrycznego k, = 1 : 50.

Skale pochodne b ęd ą w ynosiły:

- podobieństw a pól pow ierzchni przekrojów odrzw i

k F = ( 1 : 50 ) 2 = 1 : 2500 - podobieństw a w skaźników przekroju na zginanie

k w< = ( 1 : 50 ) 3 =1 : 125000 - podobieństw a m om entów bezw ładności przekrojów

k , = ( 1 : 50 ) 4 = 1 : 6250000

W pływ nośności obudow y 19

Skale sil

U kład rzeczyw isty, ja k i m odelow y m oże zostać scharakteryzow any rów naniem , które dla zginania prostych odcinków będzie m iało postać [5]:

1 _ M g r E I y Z rów nania tego m ożna w yznaczyć skale podobieństw a sił:

- = k M = k p ■ k, k, k E - k , ’ M‘ p 1 po przekształceniach skała podobieństw a sił będzie wynosiła:

k p = k E ■

ki

•

^ j

Skala naprężeń w ynika z założenia, że o w ytężeniu decyduje głów nie m om ent zginający graniczny M g [2]:

M c

o = -

w

- dla skal podobieństw a:

k „ =

Skale przem ieszczeń (strzałek ugięcia) w yznaczono ze w zoru [5]:

/ = P- i 48 E J z tego wynika

k ■ k ■ k y k = £ ł . *,

=k

W yliczone w artości skal podobieństw a m echanicznego obow iązujące dla odrzw i m odelo­

wej obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej zam kniętej zostały przedstaw ione w tablicy 1.

Tablica Teoretyczne skale podobieństw a m echanicznego dla badanych m odelow ych

odrzw i obudow y chodnikow ej

T eoretyczna skala podobieństw a O znaczenie W artość

1.W ym iary liniow e ki 1 : 50

2.Pola pow ierzchni kp 1 : 2500

3.W skaźniki zginania przekroju kwg 1 : 125000

cd. tablicy 1

4.M om enty bezw ładności k, 1 : 625000

5.N aprężenia k<j= kg 1 : 1

6.M oduł Y ounga kE 1 : 1

7.Siły skupione kP

---i— = 1:2500 1 2500

8.P rzem ieszczenia kr 1 : 50

N a podstaw ie obliczonych skal podobieństw a m odelow ego zostały w ykonane modele odrzw i obudow y kołow ej sztywnej.

4. Badania

B adania laboratoryjne tąpania pokładu w ęgla z m odelem obudow y chodnikow ej zostały przeprow adzone na stanow isku badaw czym w laboratorium Instytutu M echanizacji G órnictw a P olitechniki Śląskiej [6],

Sposób obciążania pokładu prow adzony był podobnie ja k w badaniach określających w artość param etru „C ” w m etodzie badania zjaw iska tąpania m ateriału w ęglow ego [6],

B adania zostały przeprow adzone na m odelach pokładu z zam ontow anym m odelem obu­

dow y chodnikow ej kołow ej sztyw nej. B adania stanow iskow e prow adzono na m odelach w ę­

glow ych w zm ieniającym się trójkierunkow ym stanie naprężenia, podobnie ja k się on zm ie­

nia w rzeczyw istości. P osiadane stanow isko badaw cze pozw ala przeprow adzić tego typu b a ­ dania, um ożliw ia także w yznaczenie w artości składow ych głów nych stanu naprężenia, przy których istnieje m ożliw ość w ystąpienia tąpnięcia.

B adany m ateriał w ęglow y je s t tym sam ym m ateriałem co w w arunkach in situ. Są to więc badania na m odelach pokładu. D otychczas nie znaleziono m ateriału ekw iw alentnego, m ające­

go w łaściw ość zw an ą „zjaw iskiem tąpania m ateriału w ęglow ego” .

W ielkość i rodzaj obciążenia badanego układu są podobne do w ystępujących w w arunkach rzeczyw istych. B adania zostały przeprow adzone dla trzech rodzajów m ateriału w ęglow ego z pokładów 504, 505 i 510 K W K Jas-M os.

D la każdego z m ateriałów w ęglow ych przeprow adzono badania dla trzech różnych nośno­

ści m odelow ej obudow y kołow ej sztyw nej. N ośność obudow y ró żnicow ana była liczbą

W pływ nośności o b u d o w y . 21

odrzw i zabudow anych na stałym odcinku pom iarow ym . B iorąc pod uw agą zróżnicow anie zarów no m ateriału w ąglow ego, ja k i nośności, badaniom poddanych zostało 9 różnych konfi­

guracji. U w zględniając zróżnicow anie nośności obudow y m ożem y w yróżnić trzy podstaw ow e układy pom iarow e.

Pierw szy układ uw zględniał zabudow anie na długości chodnika m odelow ego trzech odrzwi m odelow ych obudow y kołow ej sztywnej, każda o nośności R qo m = 0,55 [kN].

N ośność obudow y m odelow ej m ożna obliczyć z zależności:

gdzie: Sm - pole pow ierzchni chodnika m odelowego;

Sm = w m • dm = 0,1 0,058 = 58 [cm2] = 5,8 10'3 [m]

po podstaw ieniu: qllbrlll = ^ = 285 [ ^ ] = 0,285 [MPa]

0,0058 [m ] m

D rugi układ pom iarow y uw zględnia zabudow anie na długości chodnika m odelow ego czte­

rech odrzw i m odelow ych obudow y kołow ej sztywnej. N ośność obudow y m odelow ej dla dru­

giego układu pom iarow ego obliczono analogicznie ja k dla pierw szego i wynosi ona:

‘Hr.hmii = 0 ,3 7 9 [MPa]

Trzeci układ pom iarow y uw zględnia zabudow anie na długości chodnika m odelow ego pię­

ciu odrzw i m odelow ych obudow y kołow ej sztywnej. N ośność obudow y m odelow ej dla trze­

ciego układu pom iarow ego będzie wynosiła:

‘h.bmiu = 0.474 [MPa]

N a rys. 1 przedstaw iony został układ obciążenia m odelu pokładu z m odelem chodnika.

R y s . l . U k ła d o b c ią ż e n ia m o d e lu p o k ła d u z m o d e le m c h o d n ik a F ig . 1.L o a d in g s y s te m o f th e b e d m o d e l w ith th e h e a d in g m o d e l

5. Wyniki

W tabelach 2, 3, 4 przedstaw ione zostały w yniki badań.

W pływ nośności obudow y 23 Tabela 2 Zestaw ienie w yników badań tąpań m ateriału w ęglow ego z ociosów do chodnika z pokładu

504 K W K Jas-M os

U k ta d N r

M in im a ln e w a r to ś c i n a p rę ż e ń , p r z y k tó ry c h w y s tą p iło tą p n ię c ie

[M P a ]

P rz y r o s ty w a rto ś c i n a p rę ż e ń

w w y n ik u tą p n ię c ia [M P a ] P rz y b liż o n e o d k s z ta łc e n ie

p o m ia ro w y b a d a n ia Oz o . a y A a,. o , a , m o d e lu

c h o d n ik a [%}

B ez 1 4 6 13 11 -1 ,5 2 ,0 2 ,0 3 0

o b u d o w y 2 4 7 12 10 - 2 ,0 2,5 1,0 3 0

I 3 5 8 14 11 - 2 ,2 2 ,0 1,0 2 0

u k ła d 4 57 13 12 -2 ,0 2 ,0 1,5 2 0

5 5 7 ,5 16 12 - 2 ,0 2 ,0 2 ,0 2 0

II 6 6 9 14 12 -2 ,2 2 ,4 2 ,0 2 0

u k ła d 7 6 6 15 13 - 2 ,0 1,8 1,5 2 0

8 67 16 14 -2 ,4 2 ,0 2 ,0 2 0

III 9 75 18 13 -2 ,0 2 ,0 1,0 3 0

u k ła d 10 7 3 16 16 -2 ,0 2 ,2 2 ,0 35

T abela 3 Zestaw ienie w yników badań tąpań m ateriału w ęglow ego z ociosów do chodnika z pokładu

505 K W K Jas-M os

U k ła d p o m ia ro w y

N r b a d a n ia

W a rto ś c i w y stą p Oz

n a p rę ż e ń , p r iło tą p n ię c ie

n ,

zy k tó ry c h [M P a ]

a y

P rz y ro s w w y n A a ,

ty w a rto ś c i n ku tą p n ię c ia

A a ,

a p rę ż e ń [M P a ]

A a ,

P rz y b liż o n e o d k s z ta łc e n ie

m o d e lu c h o d n ik a [ %\

B e z o b u d o w y

1 2

4 6 14 11 -2 ,0 2 ,0 1,0 2 0

4 7 13 11 -2 ,2 2 ,2 1,0 2 0

I u k ła d

3 4 5

63 14 11 -2 ,5 2 ,0 2 ,0 2 0

65 13 12 -2 ,0 2 ,0 2 ,0 2 0

6 4 15 13 -3 ,0 2 ,0 2 ,0 20

II u k ła d

6 7 8

73 17 14 -2 ,5 2 ,5 2 ,0 3 0

7 2 19 15 -2 ,0 2 ,5 2 ,0 3 0

7 5 19,5 16 -3 ,0 4 ,0 3 ,0 35

III u k ła d

9 81 19,5 18 -3 ,5 4 ,0 3 ,0 4 0

10 86 2 0 19 -4 ,0 3 ,0 3 ,0 5 0

Tabela 4 Z estaw ienie w yników badań tąpań m ateriału w ęglow ego z ociosów do chodnika z pokładu

510 K W K Jas-M os

U k ła d p o m ia ro w y

N r b a d a n ia

W a rto ś c i w y stą p Oz

n a p r ę ż e ń , p r iło tą p n ię c ie

o ,

zy k tó ry c h [M P a ]

a ,

P rz y ro s w w y n A a ,

ty w a r to ś c i n k u tą p n ię c ia

A a ,

a p rę ż e ń [M P a ]

ACy

P rz y b liż o n e o d k s z ta łc e n ie

m o d e lu c h o d n ik a [% ]

B ez 1 4 4 16 13 -2 ,0 2 ,0 1,5 3 0

o b u d o w y 2 4 5 13 13 -2 ,2 2 ,0 1,5 2 0

1 3 6 0 15 11 -3 ,0 2 ,8 1,8 2 0

u k ła d 4 61 15 12 -3 ,0 2 ,0 2 ,0 10

5 63 15 12 3 ,0 4 ,5 2 ,0 2 0

II 6 6 8 17 13 -2 ,8 2,4 2 ,0 3 0

u k ła d 7 7 0 19 13 -4 ,0 3 ,0 2 ,0 35

8 7 0 16 12 -3 ,0 2 ,0 2 ,0 3 0

III 9 7 9 18 16 -5 ,5 4 ,5 2 ,0 4 0

u k ła d 10 8 0 2 0 16 -4 ,8 3 ,0 2 ,5 4 0

Gz

[M P a]

Nośność obudowy [MPa]

R y s .2 . W y k r e s y o k r e ś la ją c e w p ły w n o ś n o ś c i o b u d o w y c h o d n ik o w e j n a m in im a ln ą w a r to ś ć s k ła d o w e j p io n o w e j s ta n u n a p r ę ż e n ia , p r z y k tó re j n a s tą p iło tą p n ię c ie , d la m a te ria łu w ę g lo w e g o z p o k ła d ó w 5 0 4 ,5 0 5 i 5 1 0 K W K J a s - M o s

F ig .2 . S p e c if ic a tio n o f in v e s tig a tio n re s u lts in v o lv in g th e c r u m p s o f c o a l m a te ria l f r o m s id e w alls to th e h e a d in g f r o m th e s e a m 5 0 4 ,5 0 5 ,5 1 0 o f C o a l M in e J a s -M o s

6. Wnioski

A naliza skutków tąpań w w yrobiskach górniczych oraz uszkodzeń obudow y dow odzi, że w yrobiska chodnikow e ze w zględu na sw o ją długość oraz n isk ą nośność obudow y są szcze­

gólnie zagrożone m o żliw o ścią w ystąpienia tąpnięcia oraz jeg o skutkam i.

Ze w zględu na niem ożność prow adzenia badań dołow ych w chodnikach, niebezpieczeń­

stwo, trudno przew idyw alne skutki oraz ogrom ne koszty m etoda badań m odelow ych okazała się bezpieczna, stosunkow o tania, a jednocześnie dająca duże m ożliw ości badaw czo- poznaw cze.

W pływ nośności obudow y 25

N a podstaw ie przeprow adzonych badań i analizie uzyskanych w yników m ożna sform uło­

wać następujące w nioski:

1. N ośność obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej m a istotny w pływ na w ielkość składo­

wej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której m oże w ystąpić tąpnięcie z ociosów do chodnika.

2. D la I układu pom iarow ego (troje odrzw i na długości pom iarow ej) przyrost m inim alnej w artości składowej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której w ystąpiło tąpnię­

cie, w ahał się w granicach od ll[M P a ] dla m ateriału w ęglow ego z pokładu 504 K W K Jas- M os do 17 [M Pa] dla m ateriału w ęglow ego z pokładu 505 K W K Jas-M os, w stosunku do m inim alnej w artości składow ej pionow ej stanu naprężenia, przy której w ystąpiło tąpnięcie z ociosów pokładu do chodnika bez obudowy.

D la II układu pom iarow ego (czw oro odrzw i na długości pom iarow ej) przyrost m inim alnej w artości składow ej pionow ej stanu naprężenia, przy której w ystąpiło tąpnięcie, w ahał się w granicach od 20 [M Pa] dla pokładu 504 K W K Jas-M os do 26[M Pa] dla pokładu 505 K W K Jas-M os, a dla III układu pom iarow ego (pięcioro odrzw i na długości pom iarow ej) przyrost ten w ynosił od 27 [M Pa] dla pokładu 504 K W K Jas-M os do 35 [M Pa] dla pokładu 510 i 505 K W K Jas-M os (rys.2).

3. A nalizując otrzym ane w yniki m ożna stw ierdzić, że stosując w w arunkach zagrożenia tąpa­

niam i obudow y kołow e sztyw ne o odpow iedniej nośności, m ożna podw yższyć m inim alną w artość składow ej pionow ej stanu naprężenia w górotw orze, przy której m oże wystąpić tąpnięcie z ociosów do chodnika, naw et o około 80% w stosunku do m inim alnej w artości składowej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której m oże w ystąpić tąpnięcie z ociosów do chodnika bez obudow y (ID układ pom iarow y dla pokładu 510 K W K Jas-M os).

Szczególnie w przypadku w yrobisk przyścianow ych m oże to być w ystarczającą w artością do uniknięcia tąpnięcia.

4. W zrost nośności obudow y chodnikow ej kołow ej sztywnej pow oduje, że w raz ze w zrostem m inim alnej w artości składow ej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której w ystę­

puje tąpnięcie z ociosów do chodnika, rośnie także intensyw ność tego zjaw iska, a w ięc i skutki. Przy w ysokich w artościach składowej pionow ej stanu naprężenia w pokładzie, przy której w ystępow ało tąpnięcie z ociosów do chodnika, następow ało praktycznie całkow ite zniszczenie obudow y m odelow ej i w ypełnienie wyrobiska.

LITER A TU R A

1. B rodny J., Schym a A.: B adania w stępne tąpań m odeli pokładu w ęgla z m odelem chodnika o p rzekroju prostokątnym . ZSM G , W rocław 1993.

2. B rodny J., Szuścik W .: D obór kształtu profilów łuków obudow y korytarzow ej podatnej z p unktu w idzenia nośności profilu. Instytut G eotechniki Pol. W rocław skiej. X IX ZSM G, Szklarska P oręba 1991.

3. M ałoszew ski J., M ateja L, R ułka K.: Podstaw y teoretyczne projektow ania i doboru obu­

dów odrzw iow ych dla w yrobisk kom orow ych i odgałęzień. Prace GIG, K om unikat nr 765.

K atow ice 1989.

4. M üller L.: T eoria podobieństw a m echanicznego. W ydaw nictw o NT, W arszaw a 1961.

5. Szuścik W ., K uczyński J.: W ytrzym ałość m ateriałów . Skrypt Pol. Śląskiej. G liw ice 1986.

6. Zastaw ny E.: T ąpania eksplozyjne do przodka ścianow ego w m odelach pokładu w ęgla w św ietle badań laboratoryjnych. ZN Pol. Śląskiej, G órnictw o z.217/1993.

Recenzent: D r inz. E dm und Zastaw ny

A bstract

The aim o f the present paper w as to determ ine the influence o f load capacity o f ring- shaped, rigid heading lining on the value o f vertical constituent o f stress condition at which the crum ps from side w alls to the heading may occur. T he investigations w ere carried out on a test stand designed fo r that purpose in the M ining M echanics A pplication U nit o f the Institute o f M ining Engineering. A m odel o f doors o f ring-shaped closed m odel lining w as w orked out basing on the cross-section o f the V25 profile. Then the doors o f ring shaped closed model lining w ere m ade from the said profile. The investigations were carried out for three bed m od­

els m ade from coal m aterial from three seam s from Coal M ine Jas-M os. N ine test cycles were carried out, assum ing three types o f m odel lining having different load capacities for each of the bed model. T he change o f load capacity involving the m odel lining w as effected by the change in the num ber o f doors installed along the fixed m easurem ent section. Three, four and five doors w ere installed in the heading model. For each o f the m easurem ent sections, co n ­

W pływ nośności obudow y 27

stituent values of stress condition at which crum ps occurred w ere determ ined. The applied m ethodology and obtained results were presented in the work. The w ork also presents the dia­

gram s determ ining the influence o f load capacity o f heading lining on m inim um value o f ver­

tical constituent o f stress condition at w hich crum ps occurred. Sum m ing up the obtained re­

sults, we m ay state that the load capacity o f the ring-shaped rigid heading lining has a consid­

erable influence on the m inim um value o f the vertical constituent o f stress condition at which the crum p from side w alls to the heading may occur. T he increase o f load capacity o f the ring- shaped rigid lining was follow ed by the increase o f vertical constituent o f stress condition at which the crum ps occurred. At the sam e tim e, the crum p intensity and its negative conse­

quences also increased. B asing on the carried out investigations and obtained results, we may state that through an appropriate selection o f load capacity of the rigid heading lining, the crum p hazards from side w alls o f the heading may be reduced.