Prognoza zaciskania chodników przyścianowych

Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś LĄ SK I E J Seria» G Ó R N I C T W O a. 157

________ 1987 H r kol. 934

M i r o s ł a w CHUDEK, A n d r z e j P A C H B o g d a n ŻUKIAH, G r z e g o r z S K U D L I K R y s z a r d G A R N C A R Z

I n s t y t u t P r o j e k t o w a n i a , B u d o w y K o p a l ń i O c h r o n y P o w i e r z c h n i Pol . £>1.

P R O G N O Z A Z A C I S K A N I A C H O M I K Ó W P R Z Y Ś C I A N O W Y C H

S t r e s z c z e n i e . P u b l i k a c j a n i n i e js za stanowi w y c i ą g po ds umowania o b s z e r n e g o c y k l u b a d a ń m o d e l o w y c h i d o ł ow yc h o char ak te rz e p o z n a w ­ c z y m w z a kr e s i e k s z t a ł t o w a n i a w a r u n k ó w ut rz ym a n i a w y r o b i s k p r z y g o ­ towa wc z yc h, a w s z c z e g ó l n o ś c i ch o dn ik ów p r z y ś c i a n o w y c h . Wy ro biska p r z y g o t o w a w c z e * a w s z c z e g ó l n o ś c i z l o k a li zo wa n e w p olach e k s pl oa ­

t acyjnych, p o d d a n e s ą z m i e n n y m u k ł a d o m ob ci ą ż e ń tak w charakterze, jak i na t ęż en iu . Stąd też j e d n oz na cz n e ok r eś l e n i e i przyjęcie w ł a ­ ś c i w e g o s p o s o b u z a b e z p i e c z e n i a i o c h r o n y nie zawsze Jest m o ż li w e ze w z g l ę d u na b r a k o d p o w i e d n i c h r o z w i ą z a ń ko n st r u k c y j n y c h obud ow y oraz b r a k o d p o w i e d n i c h p o d st aw te or etycznych, um oż l i w i a j ą c y c h ś c i ­ s ł ą ocenę s t a nó w d e f o r m a c y j n o - n a p r ę ż e n i o w y c h w ot o cz en iu tych w y ­ r o b i s k i w y b ó r w ł a ś c i w e g o s p o s o b u ich ochrony.

W g ó r n i c t w i e p o l s k i m p r z e s z ł o 9 0# w y r o b i s k k or yt a r z o w y c h z a b e z ­ p i e c z o n y c h Jest p r z y z a s t o s o w a n i u po da t n y c h obudów łukowych, które w s p ó ł p r a c u j ą z r ó ż n y m i s y s t e m a m i ochrony. Wśród s to so wa n yc h s y s t e ­ m ó w o c h r o n y p r z e w a ż a m e t o d a p r z y z a s t o s o w a n i u pasów p od sadzkowych, które w y k o n y w a n e m o g ą być w r ó ż n y sposób. Jak to p r z e ds ta w io no w o pr ac o w a n i u , W p u b l i k a c j i n in ie j s z e j pr ze d s t a w i o n o propozycję k o m ­ p l e k s o w y c h p r o g n o z z a c i s k a n i a c h o d n ik ów p rz y śc i a n o w y c h c h ro ni o n y c h t rzema n a j b a r d z i e j p o w s z e c h n y m i m e t o d a m i z u w z g l ę d n i e n i e m g ł ę b o k o ­ ści p r o w a d z o n e j ek sp l o a t a c j i . U s t a l o n e p r o g n o z y um oż l i w i a j ą o k r e ­ ś l e n i e w a r u n k ó w u t r z y m a n i a w y r o b i s k w ca ły m okresie ich u ż y t k o w a ­ nia tj, od m o m e n t u w y k o n a n i a do chwi li prz ej śc i a fr ontu ściany p ie rw s z e j , p r z e j ś c i a ś c i a n y drug ie j, u t r z y m a n i e w zrob ac h do m o ­ m e n t u jego likwi da cj i .

1. W P R O W A D Z E N I E

Zagadnienia) z w i ą za ne z o k r e ś l e n i e m w a r u n k ó w ut rz ym a ni a w y r o b i s k p r z y ­ g o t o w a w c z y c h s t a n o w i ą p o w a ż n ą i c ią gl e a k t u a l n ą pozycję w lite ra tu r ze g ór ni c ze j, co w y n i k a w głó wn ej m i e r z e z b r a k u k on k re t n y c h r o z w i ą z a ń za­

b e z p i e c z e ń , k t ó r y c h j e d n o r a z o w e za st o s o w a n i e z a g w a r a n t o w a ł o b y p e ł n ą f u n k ­ c jo na l n o ś ć w y r o b i s k w c a ł y m o k re s ie u ż y tk o wa ni a.

W s z c z e g ó l n o ś c i w y r o b i s k a z l o k a l i z o w a n e w p o l a c h e k s p l o a t a c y j n y c h sta­

t y s t y c z n i e s t a n o w i ą tę g r up ę, g d a i e liczb a p r o w a d z o n y c h p r z e b u d ó w Jest n aj wy ż s z a .

S y t u a c j a ta s p o w o d o w a n a jest n i e t ylko b r a k i e m zabez pi ec z en ia , k tóre c h a r a k t e r y z o w a ł o b y s ię o d p o w i e d n i ą u n i w e r s a l n o ś c i ą lub też b r a k i e m więk-

136 M. C h u d e k 1 Inni

• >ej g a « y r ó ż n o r o d n y c h zabezpie cz eń , lecz r ó w n i e ż o l b r z y m i a z r ó ż n i c o w a ­ niem w y s t ę p u j ą c y c h st anów n a p r ę ż e n i o w o - d e f o r m a c y j n y c h w o t o c z e n i u tych wy r ob is k, k t ó ry ch s z c z e g ó ł o w e po z na n i e Jest Jeszcze z n a c z n i e odległe, ze w z g l ę d u na p o w aż n e k o s z t y b a d a ń oraz trudność ic h r e a l i z a c j i w w a r u n k a c h r u c h o w y c h kopalń.

2. K R Ó T K I E O M Ó W I E N I E P R O B L E M U

Z al eż n i e od p r z y j ę t e g o M o d e l u r o z c i ę c i a złoża i s p o s o b u e ks p l o a t a c j i w a r u n k i p r a c y o b u do wy w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h s ą znac zn ie z r ó ż n i c o w a n e w k o l e j n y c h o k r e s a c h ich uż yt ko w a n i a .

G d y p r o w a d z i ' s i ę e k s p l o a t a c j ę od g ranic r o b o t y tzw. p r z y g o t o w a w c z e z n a c zn ie w y p r z e d z a j ą e k s pl oa ta c ję , stąd też p r ac a o b u d o w y w w y r o b i s k a c h p r z y g o t o w a w c z y c h przez s t o s u n k o w o d ł ug i okres c z a s u p r z e bi eg a id e nt y c z n i e jak w p o z o s t a ł y c h w y r o b i s k a c h k o r y t a r z o w y c h z n a j d u j ą c y c h się poz a w p ł y w e m r o b ó t w y b i e r k o w y c h .

0 s t a t e c z n o ś c i tych w y r o b i sk , a w i ę c i w a r u n k a c h i c h u t r z y m a n i a d e c y ­ dują:

- p a r a m e t r y w y t r z y m a ł o ś c i o w e s k a ł o t a cz aj ą cy ch , - r o d z a j pr z yj ęt ej obudowy,

- g ł ę b ok oś ć l ok a li z a c j i w y r o bi sk , - czas u ży t ko w a n i a .

T y r o b l s k a te w miarę u p ł y w u c z a s u u l e g a j ą z a c i s k a n i u z r ó ż n y m n a t ę ż e ­ niem, tym w i ę k s z y m , im w i ę k s z a jest g ł ę b o k oś ć l o k a l i z a c j i w y r o b i s k i n i ż ­ sze w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w w y t r z y m a ł o ś c i o w y c h s k a ł ot ac za j ą c y c h .

T p r a k t y c e dość c z ę s t o s p o t y k a m y s ię z s y t u a c j a m i , że w y k o n a n e w s k a ­ łach s ł a b y c h ze z n a c z n y m w y p r z e d z e n i e m do r o b ó t w y b i e r k o w y c h w y r o b i s k a p r z y g o t o w a w c z e s ą k i l k a k r o t n i e p r z e b u d o w a n e j e s zc ze przed u j a w n i e n i e m się w p ł y w ó w e ks pl o a t a c j i .

G d y p r o w a dz i się e k s p l o a t a c j ę do pola, r o b o t y p r z y g o t o w a w c z e na ogół n i e z n a c z n i e w y p r z e d z a j ą f r o n t e k s p l o a t a c y j n y , stąd też ży w ot no ść s z c z e ­ g ó l n i e t a k i c h w y r o b i s k , jak c h o dn ik i p r z y ś c i a n o w e z n a c z n i e s ię skraca;

w y r o b i s k a te w w i ę k s z o ś c i b e z p o ś r e d n i o po ,w y k o n a n i u z n a j d u j ą się pod w p ł y w e m n a r a s t a j ą c y c h c i ś n i e ń e k s p l o a t a c y j n y c h , z k olei po p r z e j ś c i u f r o n ­ tu e k s p l o a t a c y j n e g o - pod w p ł y w e m d o s z c z e l n i a n i a się po ds a d z k i lub z a w a ­ łu.

Z j a w i s k a z a c h o d z ą c e w o t o c z e n i u ’' w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h s t a n o w i ą p r o c e s y zmienne, tak w c h a r a k t e r z e p rz eb i eg u, jak i jego n atężeniu, za­

l e ż n i e od u s y t u o w a n i a w y r o b i s k a w p o l u e k s p l o a t a c y j n y m . D l a t e g o też o ce n y p ra cy o b u d o w y w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h n ie m o ż n a pr ow a dz ić o p i e r aj ą c się na tych s a m y c h k r yt er ia c h, jakie o b o w i ą z u j ą p o z o s t a ł ą grupę w y r o b i s k ko­

r y t a r z o w y c h (a w s z c z e g ó l n o ś c i z l o k a l i z o w a n y c h po za b e z p o ś r e d n i m i w p ł y ­ w a m i r o b ó t w y b i e r k o w y c h ) , g d z i e o b u d ow a p o d d a n a jest na o g ó ł o b c i ą ż e n i o m s t a ł ej w a r t o ś c i j

P r o g n o z a z a c i s k a n i a cfaodpików p r z y ś c ł a n o w y c h 157

W l i t e r a t u r z e g ó r n i c z e } tak p ol skie}, }ak i zagraniczne} istnieje s ze­

r e g p u bl i k a c j i , w k t ó r y c h p r z e d s t a w i o n o p r z y k ł a d y u d a n y c h r o z w i ą z a ń za­

b e z p i e c z e ń w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h u t r z y m y w a n y c h nawet w s t os un ko w o trud n yc h w a r u n k a c h ; s t a n o w i ą one jednak p o je dy nc z e eksperymenty, któ ry ch w y n i k i nie m o g ą zostać u o g ó l n i o n e lub też a da p to w a n e do innych war un k ów .

P r o w a d z o n e o b e c ni e b a d a ni a z m ie rz a j ą c e do p o p r a w y w a r un kó w u t rz ym an i a w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h r e a l i z o w a n e są r ó w n o l e g l e w d wó ch kierunkach:

K i e r u n e k p i e r w s z y - o b e j m u j e p ra c e p r o j e k t o w o - k o n s t r u k c y j n e i w d r o ż e ­ n iowe nad o p r a c o w a n i e m n o w yc h oraz d o s k o n a l e n i e i s t n i ej ąc yc h ro z wi ą z a ń o b u d o w y w y r o b i s k k o r y t a r z o w y c h jak i d o s k o n a l e n i e sy stemów ich ochrony.

K i e r u n e k dr ug i - s t a n o w i ą b a d a n i a o c h ar a kt er ze poznawczym, w r a m ac h k t ó r y c h z m i e r z a się d o j a k o ś c i o w e g o i i l oś ci o we go o pi s u zjawisk z a c h o d z ą ­ c y c h w g ó r o t w o r z e o t a c z a j ą c y m w y r o b i s k a ko r yt a r z o w e poddane b e z p o ś r e d n i m w p ł y w o m r o b ó t w y b i e r k o w y c h (wyrobi s ka przygotowawcze) i uściś le ni a k r y t e ­ r i ó w w s p ó ł p r a c y i c h o b u d o w y z o t a c z a j ą c y m górot wo r em .

P r z e d s t a w i o n e w c i ą g u d a l s z y m n in i ej sz ej p ub l ik ac ji zależ no śc i a n a l i ­ tyczne oraz w y k r e s y s t a n o w i ą p r z y kł ad p o d ję te j pr ób y us t alenia p r o gn oz y w a r u n k ó w u t r z y m a n i a w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h w c a ł y m okresie ich u ż y t k o ­ w a n i a, a w i ę c f r a g m e n t b a d a ń k i e r u n k u d r u g i e g o p r o w a d z o n y c h w In s ty tu ci e P r o j e k t o w a n i a , B u d o w y K o p a l ń i O c h r o n y P ow ie r z c h n i .

U s t a l e n i e takiej p r o g n o z y o z n a c z e n i u o g ó l n y m w y m a g a ł o b y o l b r z y m i c h s i ł i ś r o d k ó w na b a d a n iu , d l a t e g o też og r an i c z o n o się na o b ec n ym et apie pr a c do p r o w a d z e n i a p o m i a r ó w oraz r o z w i ą z a ń w od n ie s i e n i u do w y b r a n e g o (m o żliwie obszernego) r e j o n u g ór n ic ze go , c h a r a k t e r y z u j ą c e g o sie z b l i ż o ­ nymi w a r u n k a m i n a t u r a l n y m i złoża.

R e j o n taki s t a n o w i ł a p o ł u d n i o w o - w s c h o d n i a część R O W - u (kopalnie M o ­ szczen ic a, J a s t r z ę b i e , M a n i f e s t Lip co wy , X X X - l e c i a P R L i Borynia) w o d ­ n i e s i e n i u do k t ó r e g o m o ż n a b y ł o u s t a l i ć średni profi l c h a r a k t e r y z u j ą c y z a l e g a n i e zł oż a w o b s z a r a c h w y m i e n i o n y c h k op a lń oraz p a r a m e t r y w y t r z y m a ­ łośc i ow e w a r s t w b u d u j ą c y c h gór o tw ór .

3. M E T O D Y K A B AD A Ń

B a d a n i a w p r z e d m i o t o w y m z a k r e s i e p r o w a d z o n o dwoma met o da mi : - p o m i a r y i o b s e r w a c j ę d o ł o w e [

2

5

- b a d a n i a m o d e l o w e p r z y z a s t o s o w a n i u m a t e r i a ł ó w e k w i w a l e n t n y c h [

1

n i e s i e n i u do w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h w y k o n y w a n y c h ze z n a c z n y m w y p r z e ­ d z e n i e m w s t o s u n k u do e k sp lo a t a c j i , a w i ę c w y r o b i s k s t a n o w i ą c y c h rozcię­

cie z łoża. W w y r o b i s k a c h t y c h m o ż l i w e by ło w y k o n a n i e w s po só b nieskrępo­

w a n y b az p o m i a r o w y c h oraz p r o w a d z e n i e p o m i a r ó w w s t o s u n k o w o d ł u g i c h prze­

d z i a ł a c h czasu.

136 I . C h u d e k i Inni

Za i ns t a l o w a n i e b p a p o m i a r o w y c h w w y r o b i s k a c h z l o k a l i z o w a n y c h na ró ż- nych g ł ę b o k o ś c i a c h oraz w s k a ła c h o r ó ż n y c h p a r a m e t r a c h w y t r z y m a ł o ś c i o ­ w y c h 1 u t r z y m y w a n y c h w d ł u g i m pr ze dz i a l e c z a s u u m o ż l i w i a ł o p r z e p r o w a d z e ­ nie oc en y w p ł y w u p o d s t a w o w y c h pa ra me t r ó w (g łębokości eks pl oa ta c ji , c za su u ży tk o w a n i a w y r o b i s k i r o d z a j u skał) na p r z e b i e g p r o c e s u z ac is k a n i a w y ­ robisk.

B a d a n i a d o ł o w e z a c i s k a n i a w y r o b i s k p r o w a d z o n o w e w s z y s t k i c h w y m i e n i o ­ nych u p r z e d n i o k op al ni a ch . J e d n a k ż e n a j o b s z e r n i e j s z y m a t e r i a ł b ad awczy, s t a t y s t y c z n i e u p o w a ż n i a j ą c y do w y c i ą g n i ę c i a w n i o s k ó w ogólnych, u z y s k a n o z kopalni w ę g l a k a m i e n n e g o " Ja st r z ę b i e " z w y r o b i s k z l o k a l i z o w a n y c h w p r z e ­ d zi al e g ł ę b o k o ś c i od 3 0 0 do 5 00 m Qf).

B a d a n i a m o d e l o w e z a s t o s o w a n o w o d n i e s i e n i u d o kolejnej g r u p y w y r o b i s k p r z y g o t o wa wc zy c h; b ę d ą c y c h pod b e z p o ś r e d n i m w p ł y w e m r o b ó t w y b i e r k o w y c h , tj, c h o d ni kó w p r z y ś c i a n o w y c h . W ś r ó d w y r o b i s k ty ch w y o d r ę b n i o n o z kolei dwie p o d g r u p y o o d m i e n n y m p r z e b i e g u z j a w i s k z a c h o d z ą c y c h w o t a c z a j ą c y m w y r o b i s k a g ór ot wo r ze , tj. w y r o b i s k a u t r z y m y w a n e w j e d n o s t r o n n y m i o b u ­ s t r o n n y m s ą s i e d z t w i e zrobów.

Z g o dn i e z p r z y j ę t y m p o d z i a ł e m w y o d r ę b n i o n o c h o d ni ki p r z y ś c i a n o w e po p r z e j ś c i u ś c i a n y p i e r ws z ej oraz ch od n i k i u t r z y m y w a n e w z r o b ac h po p r z e j ­ ś c i u ś c i a n y dr ugiej.

P o n i e w a ż na p r z e b i e g z j a w i s k z a c h o d z ą c y c h w g ó r o t w o r z e o t a c z a j ą c y m w y ­ r o b i s k a i u k s z t a ł t o w a n i e w a r u n k ó w i ch u t r z y m a n i a p o w a ż n y w p ł y w w y w i e r a z a s t o s o w a n y s y s t e m o c h r o n y ch o dn ik ów , po p r z e p r o w a d z o n e j g ł ę b ok ie j a n a l i ­ zie 5, 4 w y t y p o w a n o d o b a d a ń d z i e w i ę ć n a j b a r d z i e j r e p r e z e n t a t y w n y c h u kładów, jakie m o g ą tworzyć " o b u d o w a i z a s t o s o w a n y s y s t e m o c h r o n y w y r o ­ biska":

1 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e j e d n o s t r o n n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s z e r o k o ś c i r ów ne j s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a (rys. 1),

2 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e j e d n o s t r o n n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s ze ro k o ś c i r ów n ej p o d w ó j n e j s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a (rys. 2),

3 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e j e d n o s t r o n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s z e r o k o ś c i r ó w ­ nej p o t r ó j n e j s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a z p o z o s t a w i e n i e m p u st k i p o m i ę d z y etos a mi (rys. 3),

4 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e o b u s t r o n n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s z e r o k o ś c i r ó w ­ nej s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a (rys. 4|),

5 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e o b u s t r o n n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s z e r o k o ś c i r ó w ­ nej p od wó j n e j s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a (rys. 5),

6 - w y r o b i s k o c h r o n i o n e o b u s t r o n n i e p a s e m p o d s a d z k o w y m o s z e r o k o ś c i r ó w ­ nej p o t r ó jn e j s z e r o k o ś c i w y r o b i s k a z p o z o s t a i w e n i e m pust ki p o m i ę d z y s t o s a m i (rys. 6), —

7 , 8 i 9 - u k ł a d y w y r o b i s k c h r o n i o n y c h o b u s t r o n n i e a n a l o g i c z n i e jak u k ł a ­ d y 4, 5, 6 z d o d a t k o w y m z a s t o s o w a n i e m ł a m a c z y b e z p o ś r e d n i o poza o bu­

d o w ą w y r o b i s k (rys. 7}«

P r o g n o z a z a c i s k a n i a c h o d n i k ó w p r z y ś c i a n o w y c h 139

Rys. 1. W i d o k w y ci n ka m o d e l u z w y r o b i s k i e m ch ro ni o ny m jednostronnie pasem p od sa d z k o w y m o szerok oś c i równej szerok o śc i w y r o b i s k a z l o k a l iz ow a ny m na

głębok oś c i 400 m

Fig. 1. V i e w of a m o d e l sect or w i t h the h e a d i n g protected fro m one side by a p a c k w a l l w i t h b r e a d t h eq uall to h e a d i n g b r ea d th placed on depth 4 0 0 m

Rys. 2. W id ok w y c i n k a m o d e l u z w y r o b i s k i e m c hr on i on ym jednostronnie pasem p o d s a d z k o w y m o s ze ro ko ś ci równej podwójnej s zerokości w y r o b i sk a zlokali­

zowa n ym na g łę bo ko ś ci 4 00 m

Fig. 2 - Vi ew of a m o d e l se ctor w i t h the h e a d i n g protected f r o » one side b y a pack w al l w i t h b r e a d t h equal to double h e a d i n g b r e a d t h placed on depth

400 a

14 0 M. C h u d e k i inni

R.ys. 3. Widok wycinka m o de l u z w y r o b i s k i e m chronionym jednostronnie pasem podsadzkowym o szerokości równej potrójnej szerokości w y r o b is k a z pozo­

stawieniem pustki m i ę d z y stosami zlokalizowanymi na g łębokości 500 m Fig. 3. View of a model sector w i t h the h e a d i n g protected fro m one side by a packwall w i t h b r e ad th equal to triple h e a d i n g b r e a dt h w i t h leaving

empty place between cribs placed on depth 500 m

Rys. 4. Wi d ok w y c in ka model u z wy ro bi s k i e m chronionym obustronnie pasem podsadzkowym o szerokości równej szerokości wy ro bi sk a zlokaliz ow a ny m na

głębokości 200 m

Fig. 4. View of a m od el sector w i t h the h e a di ng protected from b o t h sides by a packwall w i t h bread t h equal to headings b r ea d th placed on epth 2 00 m

P r o g n o z a z a c i s k a n i a c h o d n i k ó w p r z y ś c i a n o w y c h 141

Rys. 5. W i d o k w y ci n ka m o de l u z w y r o b i s k i e m chron io n ym obustronnie pasem p od sa d z k o w y m o sz er ok o śc i równej podwójnej szerokości wy ro bi s ka zlokali­

z ow an ym na głębok oś c i 300 m

Fig. 5. View of a m o d e l sect o r w i t h the h e a d i n g protected from both sides b y a p ackwall w i t h bre a dt h equal to doub le h e a d i n g b r e ad th Dlaced on depth

300 m

Rys. 6. W i d o k w y c i n k a m o d e l u z w y r o b i s k i e m chron i on ym obustronnie pasem p od sa d z k o w y m o sz er ok o śc i równej potrójnej szerokości w y r o bi sk a z pozo­

s ta w ie ni em pustki m i ę d z y stosami z l o k a l iz ow an y m na głębokości 6 0 0 m Fig. 6. Vi ew of a m o d e l s ector w i t h the h e a d i n g protected from both sides b y a pack w al l w i t h b r e a d t h equal to triple h e a d i n g bread t h w i t h leaving

e mpty place betw ee n cribs placed on depth 6 00 m

142 M. C h u d e k i inni

Rys. 7. W i d o k wyc in k a m od el u z w y r o b i s k i e m chroni on ym obustronnie pasem po d sa d z k o w y m o szerokości równej podwójnej szerokości wy ro bi s ka oraz ła­

maczami z l o k a li zo wa n ym na głębok oś ci 300 m

Fig. 7. View of a m o d e l se ctor w i t h the h e a d i n g protected from both sides by a pack wa ll w i t h brea dt h equal to double h e a d i n g b r e ad th and by breaker

posts placed on de pt h 300 m

Rys, S. Śred ni e w y k r e s y zaciskania w y b r a n y c h w y r o b i s k przyg ot o wa wc zy c h K W K "Jastrzębie" w zależności od c zasu ich utrzymania i g łębokości loka­

lizacji (wersja I)

Pig. 8. Mean diagrams of c o mp r es si ng of chosen prep a ra to ry h eadings in

" Jastrzębie" Coal Mine a c c o rd in g to time of their service and depth (Ver­

sion I)

P r o g n o z a z a c i s k a n i a c h o d n i k ó w p r z y ś c i a n o w y c h .143

Rys. 9. Śred ni e w y k r e s y z aciskania w y b r a n y c h w y r o b i s k przyg ot o wa wc zy c h K W K "Jastrzębie" w zależ no ś ci od c za s u ich utrzyma ni a i głębokości loka­

lizacji (wersja II)

Fig. 9. Mean diagrams of c om pr e s s i n g of chosen p r ep a ra to ry headings in

"Jastrzębie" Coal Mine a c c o r d i n g to time of their service and d ep th (Ver­

sion II)

4. P R Z E D S T A W I E N I E W Y B R A N Y C H W Y N I K Ó W BADAŃ OR AZ O PR AC O W A N Y C H PROG NO Z

W w y n i k u przep ro w ad zo ne j o c en y u zy sk a ne go m a t e r i a ł u p omiarowego o b s e r ­ w ac ji d o ł ow y ch oraz p r o w a d z o n y c h r o z w a ż a ń [5, 2l w y o dr ę bn io no w odn i es ie ­ n iu do obs z ar u kop. "Jastrzębie" dwa u k ł a d y l ok alizacji wyrobisk: pierwszy z wany dla potrz e b b a d a ń "mocnym" i drugi zwany u k ł a de m "skał słabych".

W pierwszej grupie w y r o b i s k w y k o n a n y c h w uk ładzie tzw. "skał mocnych"

n as ilenie r u c h u otoczenia sk alnego do ich w n ę t r z a zachodzi s tosunkowo ła­

godnie, osiągając nieduże w a r to ś ci z aciskania - średnio w gr an ic a ch 2 ,5$- -3$ w a r t oś c i początkowej wysoko śc i, jak i szerokości w y r o b i sk a po okresie jego u ż y tk ow an i a w p rzedziale c z a s u 1-2 lat.

O c e n ia j ąc przebiegi procesów d e f o r m a c y j n y c h otoczenia wyro b is k w y k o n y ­ w an y ch w ukł a dz ie tzw. "skał słabych", stwierdzono, że ziciskdnie tych w y r o b i s k jako funkcji c z as u ich u tr zy m a n i a znajduje się w ścisłej w s p ó ł ­ zależności z g ł ę b o k o ś c i ą ich lo kalizacji (rys. 8 i 9)

Zależność ta jest szcze gó l ni e u w y d at ni on a w o d ni es i en iu do w y r ob is k z lo ka li z ow an yc h poniżej g łę bo k oś ci 370 m, która w o d n ie si en i u do sp ęk a ­ nych łupków i wę gl i w o bszarze g ó r n i c z y m K W K "Jastrzębie" stanowi g ł ęb o ­ kość krytyczną.

W w y n i k u przep r ow ad zo n ej a n a li z y oraz o p ra co w a n i u u z y s k a n y c h dany c h z pomiarów d o ł o wy ch w o d n i e s i e n i u do w y r o b i s k w y k o n a n y c h w u kładzie "skał słabych" o pr a co wa no zależn oś ci empir yc zn e opisujące p rz e b i e g procesu za­

c iskania z d u ż ą dokładnością:

1 44 M. C h u d e k i i n n i

Z * (-1,99,17 H 2 + 130,49 H - 3 9 , 4 ) t +

+ (361,67 H 2 - 28 5,24 H + 65,54)... (1)

gdzie:

Z - konwergencja w y r o b is ka w y r aż o na w $ wy sokości początkowej w y r o ­ biska,

H - głębokość lokalizacji wy r ob is ka wyrażona, km, t - czas użytkowania wyrjbiska, lata.

Biorąc pod uwagę s tosunkowo n ie do go d ną w praktyce obliczeniowej postać w z o r u (1) oraz fakt r o z rz u tu uzysk a ny ch w y n ik ów badań w gr anicach 1 5^-1 7^$, proponuje się dla celów p r o g n o s ty cz ny c h operowanie zależnością:

Z = 41 H + 0,5 t - 15... (2) (2)

której rozr zu t wyni kó w waha się w gra ni ca c h 12$ w stosunku do wartości średnich, a więc Jest m n i e j s z y w po ró wn a ni u z r z eczywistymi uzyskanymi z badań.

Badania w zakresie zaciskania w y r o bi sk przy g ot ow aw c zy ch po d danych w p ł y ­ w o m robót wy bierkowych, tj. dla w ym i en i o n y c h układów (od nr 1 do 9) prowa­

dzono na mod el a ch dla następuj ą cy ch g łębokości lokalizacji: 200, 400, 500, 600, 700 i 800 m.

U zyskane z badań wyni k i pr ze ds ta w io no graficznie na kolejnych r y s u n ­ kach 10, 11 i 12, które stan ow i ą w y k r e s y strat przekrojów poprzecznych chodników przyścianowych, jako funkcji głębokości prowadzonej e k sp loata­

cji oraz z a stosowanego systemu ochrony.

ASlV.ll

Rys. 10. Śred n ie w y k r e s y zaciskania chodników przyśc ia no wy c h u t r z y m y w a ­ nych w jednostronnym o to czeniu zrobów

Fig. 10. Mean diagrams of c o m pr es si n g of wa ll headings kept in one-side goaf surr ou n di ng

P r o g n o z a z a c i s k a n i a c h o d n i k ó w p r z y ś c i a n o w y c h 145

Rys. 11. Średnie w y k r e s y zaciskania chodników p r z y ś c ia no w yc h u t r z y m y w a ­ nych w o bu st r on ny m o t o c z e ni u zrobów c h r on io n yc h pasami po dsadzkowymi Fig. 11. Mean d iagrams of c o m p r e s s i n g of w a l l h eadings kept in b ot h-side

goaf s u r r o u n d i n g protected b y packwalls

GŁĘBOKOŚĆ

Rys. 12. Średn ie w y k r e s y zacisk an i a chodników p rz yś c i a n o w y c h u t r z y m y w a ­ nych w o b us tr on n ym o t o c ze ni u zrobów ch r on i o n y c h pasami podsadzkowymi

i łamaczami

Fig. 12. Mean diagrams of c o m p r e s s i n g of w a l l head in gs kept in both-side goaf s ur ro u n d i n g protected by p ac kwalls and b r e a ke r posts

146 M. C h u d e k i inni

Kole jn e opracowania wyn ik ó w ba d ań modelowych, w s zczególności przy za­

stosow an i u elektronicznej techniki obliczeniowej, stanowiło podstawę opisu anal i ty cz ne g o strat przekrojów popr ze cz n yc h chodników przyści an ow y ch oraz s po rządzenia wyk re só w (rys. 13, 14, 15) sta no w ią cy ch pr ognozy ich zaci sk a­

nia .

Rys. 13. Pro g no zy strat przekrojów popr z ec zn yc h chodników przyścianowych u t r z ym yw a ny ch w jednost ro n ny m o to czeniu zrobów

Fig. 13. F or ecasts of c ro ss - section losses of w a l l headings kept in one- -siae goaf s ur ro un d in g

asiv.)

70

S 3 0 -

Ś S= 0,01284 H ♦ 4,16714 ńS= 0,02061 H. 26.155

AS= 0,028 H.14A27

300 400 , ,500

GŁĘBOKOŚĆ ^{700 800 H [ml}

Rys. 1 4. P r o g n o z y strat przekrojów popr ze cz n yc h chodników p rz yścianowych u t r z ym yw a ny ch w obust ro nn y m s ąs iedztwie zrobów c hr onionych pasami podsadź

kowymi

Fig. 14. Forecasts of cr oss-section losses of w a l l headings kept in both- -side goaf s ur ro un d in g protected by packwalls

P r o g n o z a z a c Ibka n ia c h o d n i k ó w p r zy śc i a n o w y c b

Rys. 15. P r o g n o z y s t r a t p r z e k r o j ó w p o p r z e c z n y c h ch odników p rz yś c i a n o w y c h u t r z y m y w a n y c h w o b u s t r o n n y m s ą s i e d z t w i e zr obów c h r o n i o n y c h pasami p o d s e d z -

kowymi i ł a ma czami

Pig. 15. P o r e c a s t s of c r o s s - s e c t i o n losses of w a l i headings kept in both- - s i d e go af s u r r o u n d l n g pr o te ct ed b y packwalls and break er posts

H a rys. 13-15 o b ok w y k r e s u p r z e b i e g u fu nk c y j n e g o o b r a z uj ąc eg o z al eż ­ ność s t r a t p r z e k r o j u od g ł ę b o k o ś c i prow ad z on ej eks pl oa t ac ji nanies io n o o z n a c z e n i e o b r a z u j ą c e w i e l k o ś ć b ł ę d u m o ż l i w e g o do popeł ni e ni a w sto­

s u n k u do w i e l k o ś c i p o m i e r z o n y c h p o s ł u g u j ą c się z am ieszczonymi zale ż no ­ ścia mi lub w y k r e s a m i .

5. U W A G I K O Ń C O W E

P r z e d s t a w i o n e w z a k r es ie n i n i e j s z e g o o p r ac ow an i a w y ni k i i oceny stano­

w i ą f r a g m e n t y s z e r o k i e g o c y k l u b a d a ń d o ł o w y c h 1 l ab or a t o r y j n y c h zmierza­

j ąc y ch do p o z n a n i a i o p i s u z j a w i s k z a c h o d z ą c y c h w o t o c z e n i u w y r o b i s k p r z y ­ g o t o w a w c z y c h z l o k a l i z o w a n y c h w p o l a c h e k s p l o a t a c y j n y c h celem za st os ow a ­ n ia o d p o w i e d n i c h m e t o d i śro dk ów d la p o p r a w y w a r u n k ó w ich utrzymania.

O p r a c o w a n e w y k r e s y (rys. 8, 13, 14, 15) oraz odp o wi ad aj ą ce im z a le żn o ­ ści a n a l i t y c z n e w p r z e d s t a w i o n y m z e s t a w i e n i u s t a no wi ą przykład k o m p l e k s o ­ w e j p r o g n o z y u m o ż l i w i a j ą c e j o k r e ś l e n i e w i e l k o ś c i strat przekrojów popr ze cz ­ n y c h w y r o b i s k w k o l e j n y c h o k r e s a c h ich u ż y t k o w a n i a , 't j . od m o m e n t u w y k o n a ­ ni a w y r o b i s k a do u j a w n i e n i a się w p ł y w ó w e ks p lo a t a c j i (rys. 8), skutki p r z e j ś c i a ś c ia ny p i e r w sz ej (rys. 13) i faza o s tatnia - skutki p rz e jścia ś c i a n y drug i ej (rys. 14 i 15) d o t y c z ą c a w y r o b i s k u t r z y m y w a n y c h w zrobach.

P r o g n o z y n i n i e j s z e u m o ż l i w i a j ą zaplanowanie}* od po wi e d n i m okresie p r z e ­ b u d o w y w y r o b i s k a lub też w y k o n a n i e w y r o b i s k a z o dp ow i e d n i m na dm i ar em p r z e k r o j u p o p r z e c z n e g o w trak ci e jego dr ążenia, w y b o r u w ł a ś c i w e g o e y s t e-

1)48 M. C h u d e k 1 inni

■ u ochrony, które u m o ż l i w i a j ą u n i k n i ę c i e p r z e b u d o w y p o m i m o p os tę p u j ą c e g o p r o c e s u zaciekania, b ę d ą c e g o n a t u r a l n ą t e n d e n c j ą g ó r o t w o r u oraz w p ł y w u ro b ót w y b ie rk ow y ch .

L IT ER A T U R A

[

1

[2] C h u d e k M . , P a c h A., S k u d l i k G., G a r n c a r z R., S z ut ko w sk i I.s W y ni ki ni e kt ó r y c h b a d a ń d o ł o w y c h nad o p r a c o w a n i e m podstaw a n a l i t y c z n y c h p ro­

je k to w a n i a w y r o b i s k p r z y g o t o w a w c z y c h w a s p e k c i e u z y s ka ni a o p t y m a l ­ nych w a r u n k ó w ich ut r zy m a n i a . Z e s z y t y N a u k o w e Pol. SI., s. G ó r n i ­ ctwo, 1982.

[

3

1 9 8 2 . *

[

4

[

5

s t o s o w a n i u pasów p o d s a d z k o w y c h ze s z c z e g ó ł o w y m u w z g l ę d n i e n i e m d u ż y c h g łę bo k o ś c i k o p a l ń R OW".

fej P r a c a zbiorowa: P r o b l e m r e s o r t o w y M G i E nr 115 pt. "Ba d an ia m o d e l o w e w z a k r e si e oc en y p r z y d a t n o ś c i s y s t e m u o c h r o n y w y r o b i s k p r z y g o t o w a w ­

c zych p r z y z a s t o s o w a n i u pasów p o d s a d z k o w y c h ze s z c z e g ó l n y m u w z g l ę d ­ n i e n i e m d u ż y c h g łę bo k o ś c i k o p a l ń RO W" .

R e c e n z e n t : Do c . d r inż. W ł a d y s ł a w K o n o p k o

W p ł y n ę ł o do R e d a k c j i w m a r c u 1987 r.

IIP0rH03 COASPHAHHH nPHJIABHÜX lUIPSKOB

P e 3 jo m e

HacroHman craTŁ« HBJwercH ro h c u c rto w h t o t o b h t pesyiŁTaTOB odmwp-

Horo nJtiuia MoneiLmre h arrcnepjiMeHTaTBHHx HccjiejEooamrtí ncoH aB arejiB -

H oro

odiacTW o n p e n u ie m w ycjioBPrtł coEepsaH iw n onroroB H -

t& ib h h x BtrpaiOTOK, a b ocofleHHOCTH npanaBOBHx mrpeKOB. nonroroB U —

TenBHue BupaóOTKH, a b ocoóeHHOcrw

nrrpeKH, pa3Me®éHHue

B Bonax B K cm y aT aara, n o ro se p ra n rc a CHcreMe HarpyaoR nepeMemarx Kait

n o x apaitT epy, r a n w n o H anpfneH i® . Qnno3Hawnoe onpeneoieHHe k npaMena-

H*e cooTB eTcraynm ero c n o c o c a sasjuTH t oxpam i He B c e r a a bosm okho kbe

P r o g n o z a z a c l a k a n l a c h o d nl kd w p r z y A c l a n o w y c h

H s-sa orcyicTBHH cooTBeTCTByumnx

pemeHirit,

ira-sa OTC7TCTBHH COOTBeTCTByDUJJDC TBOpeTHHeCKHX OCHOB, laUBTOC B03MCWH0CTB TOHHOft OtjeHKH je$Op»aaKOHHHT COCTOHHHlt B 30HB 3THX BHpaCSOTOK H BHtSO- pa c

eTCTByume ro cnocofSa

o r p a r a .

B noitbCKOH ropHO# npcMMMeHHOCT* Cojiee 90 % nrrpeKOBHx BHpagoTOK , 3amnmeHC irpH noMOnjB apoRmx Kperrett, KOTopae ie ttcr a y n r coBMecTHo c paaHFRHHMH CHCTevtaMH oxpaim . CpejtH npHMeHHeuHx cBCTew oxp am npeod- JiajaeT mbtob c npnMeHeHneM dyroBHx noHCOB 3aKJiaflKH, KOTopHe m oiyt

dHTB BHROJIHeHH pa3JIHHHHMH MeTOBSMH, HTO UpeBCTaBJieHO B CTaTte. B pa-

<5ore irpejwoseHH KOMiweKCHHe nporHosa 3axiw a npanaBOBHx HTpeicoB, ox*

paHHeMHx rpeMH HaaPojiee pacnpocTpaHeHHHMH MeToaaMH, npHHHMaa bo bhjt- MaHHe ray(5m y wcnnyaT anira. OirpejiejieHHHe nporH 03 H b s d t bo 3 ^Mokroctb oirpeaejieHRH ycjioBHtt coflep*aRHH bhpscSotok s a B e e t nepnon f x sRcimya- Tatiim, T . e . c MOMeHTa BtmoJiHeHHH, b o MOMeHTa npoxoaa ifipoHra nepBoit JI3BH, BTOpOft JI3BH, COBepsaHEH B CT8JWX BHpatfOTKaX BO MOMeHTa eg JIKKJB HBHpOBaHHH .

E O R E K A S T I N G O P G A T E R O A D W A Y C L O S D R E

S u m m a r y

The p r e s e n t p a p e r is an extr ac t of a w i d e cycle of m o d e l and under g ro un d t estings of c o g n i t i v e c h a r a c t e r in the r a n g e of formation of ser- vice c o n d i t i o n s of p r e p a r a t o r y he ad i ng s, p a r t i c u l a r y w a l l headings. P r e ­ p a r a t o r y h e a d in gs , p a r t i c u l a r y those in e x p l oi t at io n field, are subjected to s y s t e m of loads w h i c h are c h a n g e a b l e b o t h in c h a r a ct er and intensity.

Thus and u n i v o c a l d e f i n i t i o n and a c c e p t a t i o n of a p roper w a y of p r o t e c ­ tion is n ot a l w a y s p o s s i b l e b e c a u s e of lack of suit ab le lini n g st ructure s ol ut i on s, and a l s o of lack of s u i t ab l e t he o re t i c a l funda m en ta ls w h i c h could e n ab le e x ac t es t im a t i o n of d e f o r m a t i o n - s t r e s e states ar ound those h e a d i n g s a nd s e l e ct io n of p r o p e r w a y of their prote ct io n .

In P o l i s h m i n i n g m o r e than 90# of d o g h e a di ng s are p r otected by f l e x i ­ b l e a r c h linings, w h i c h c o o p e r a t e w i t h di ff e r e n t protec ti on systems.

A m o n g the a p pl i ed p r o t e c t i o n systems, the m et h od w i t h a p pl ic a ti on of pack- w a l l s p r e v ai ls : the p a c k w a l l 3 can be m a d e in d i f f er en t way s as it has be e n p r e s e n t e d in the paper. In the p r e s e n t pa pe r the propo si t io n of c o m ­ p l e x f o r e c a s t s of c o m p r e s s i n g the w a l l h e a d i n g s b y the three mos t common m e t h o d s w i t h t a k i n g e x p l o i t a t i o n d e p t h into a c c o u n t has been presented.

The f o r e c a s t s e na b le to d e t e r m i n e s e r v ic e c on d i t i o n s of h e a d in gs d u r i n g the w h o l e time of t h e i r u si n g, i.e. f r o m w a i l front, p a s s i n g of the s e ­ cond wall, k e e p i n g in g o a f u n t i l its di s po sa l.