IBSZITT MAPKOTE POLITBCHNIKI ŚLĄSKIEJ 3 8 7 l a ) GÓRNICTWO a* 44
________ 1970 Nr k o l . 292
MIROSŁAW CHUDEK
ZAGADNIENIE WSPÓŁPRAC! PODATNEJ OBUDOWY Z GÓROTWOREM
V WYROBISKACH KORYTARZOWYCH WYKONANYCH NA DUŻYCH GŁĘBOKOŚCIACH
1 . Wstęp
W zw iązku z w yozerp yw an les s i ę zasobów , ob serw u je s i ę sukcesyw ne so h o - d e e o le ■ e k s p lo a t a o j ą z ł ó ż węglowych aa o o r a z w ię k s s e g łę b o k o ś o i. Wśród s s e r e g u bardzo ważnyoh ozyaalków n a u k o w o -te o h n lo z n o -te o h n o lo g lo z n y o h wpły- w ająoyoh na b e z p ie c z e ń s tw o p racy w k o p a la la o h g lę b o k lo h waAayw wydaje s i ę s a g a d a ie a le w sp ółp racy obudowy w yrob isk z g ó r o tw o r e a , a w ty n ró w n ie ż o - budowy p o d a t n e j.
P rob lew w sp ó łp ra cy obudowy p o d a tn ej o w yrob lsk aoh k orytarzow ych o p rze- k ro ju o k r ą g ły s wykonywanych 1 utrBysyw anyoh na dużyoh g łę b o k o ś c ia c h - j e s t
p r s e d a lo t e a rozw ażań t e o r e t y o z n y o h , a ta k ż e badań la b o r a to r y jn y c h — so d elo * wyoh.
2 . C el 1 z a k r e s praoy
C ele n praoy b y ło p rzeprow adB enie ro z w a ża n ia nad p rob lew ea z a g a d n ie n ia w sp ółp raoy p o d a tn e j obudowy b g ó ro tw o rea na dużyoh g łę b o k o ś o la o h . Zakres praoy s ta n o w iły b adan ia Eaohowanla s i ę s k a ł górotw oru 1 obudowy w ostereoh s o d e la o h , u w z g lę d o la ją o n a stę p u ją o e układ y warstw sk a ln y o h .
— M odele p ie r w s z y 1 d ru g i - p r z e d s ta w ia ł w yoinek górotw oru zbudowanego Be s k a ł s ła b y o h , ta k lo h ja k łu p k i I l a s t e , w k tó r y ś b y ło wykonane w yrob isk o k o ry ta rz o w e o p r z e k r o ju k ołow yn .
— Model t r s e o l - p r z e d s ta w ia ł w ycin ek górotw oru zbudowany Be s k a ł sła b y o h i noonyoh, s k a ły nocne z a l e g a ły w d o ln e j OBęóol s o d e lu , a s k a ły s ła b e w g ó r n e j o z ę ś o l s o d e lu , w yrob isk o wykonane b y ło w s k a ła c h s ła b y o h .
— Model OBwarty - p r z e d s ta w ia ł w yoinek górotw oru zbudowany Be s k a ł noo
nyoh 1 s k a ł sła b y o h z t y n , ż e s k a ły noone b y ły a g ó rn ej o z ę ś o l s o d e lu , a s k a ły s ła b e w d o ln e j o z ę ś o l s o d e lu , W s o d e lu wykonane b y ły dna wyro
b is k a k orytarzow e na jednakow ys p o z io m ie , z a r a z pod s p ą g ie s warstw noo
n yoh , a w s t r o p i e warstw sła b y o h w o d l e g ł o ś o l od s i e b i e 5 o s . V rozw ażan laoh ty c h operowano p o ję o ie n s k a ł sła b y o h 1 s k a ł noonyoh.
S k a ły s ła b e zbudowane b y ły z n a t e r ia ł u ek w iw a le n tn e g o , k tó ry n b y ł g ip s 1 p ia s e k a p r z e d s ta w ia ły one łu p k i I l a s t e , łu p k i p la s z o z y s t e o stosunkow o n a łe j w y tr z y m a ło śc i n p . w y tr z y n a ło śó na ś c i s k a n i e d la ty o h s k a ł zaw arta j e s t w g ra n ló a o h od 9 0 0 -6 0 0 k G /o s2 .
4 M igoaław Chudek
S k a ł ; nocne zbudowane b y ł ; z m a t e r i a ł ó w e k w iw a le n t n y c h t a k l o h J a k g i p s k r e d a 1 p i a s e k , a p r z e d s t a w i a ł ; one p la sk o w o e l u b ł u p k i nocne o w ytrzym a
ł o ś c i n p . w y tr z y m a ło ś ć na ś o l s k a n l e d l a t y c h s k a ł z a w a r t a b y ł a w g r a n i c a c h 1000-1500 kG /on2 .
3 . M etodyka p r z e p r o w a d z a n i a b ad a ń l a b o r a t o r y j n y c h
B a d a n i a prowadzono a s p e c j a l n i e skonstruow anym u r z ą d z e n i u w K a t e d r z e Budownlotwa Podziemnego K o p a lń - W ydz ia łu G Ćrnlozego P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j w G llw lc a o h ( r y s « 1 ) . Modele w k t ó r y c h z l o k a l i z o w a n o p u n k ty p o m l a r o - we poddawano n a c isk o m w g r a n i c a c h od 0 , 3 do 5 k G /o n 2 w r ó ż n y c h p r z e d z i a ł a c h o z a80wysh. B a d an ia prowadzono a ż do e o l s z o z e n i a m odelu, n i e u w z g lę d -
R y s . 1 . U r z ą d z e n i e badawoze
n l a j ą o wpływu o z a s u . N a o i s k l z a s to s o w a n e w n o d e l a o h o d p o w ia d a ły r z e o z y w l - sty m w y stę p u ją c y m w g ó r o t w o r z e , r z ę d u 100-1500 kG /on2 . P om iary punktów z l o k a l l z o w a n y o h w modelu d l a o b s e r w a o j l p r z e m i e s z c z e ń g ó r o tw o ru 1 deforme*
o j l w y r o b i s k dokonywano p r z e d o b c i ą ż e n i e m m o d e lu , z a k ł a d a j ą o ba z ę pomia
r o w ą , k t ó r ą s t a n o w i ł d a l s z y r z ą d punktów p o n la r o w y o h . W s z y s t k i e p r z e s u n i ę c i a w badanym modelu b y ł y o d n o sz o n e do b a z y .
3 . 1 . O n ls a p a r a tu r ; 1 u rząd zeń
A p a r a t u r ę badaw czą s t a n o w i ł o u r z ą d z e n i e ( r y s . 1 ) wykonane z ceownlków zcspawanyoh w p r o s t o k ą t o d p o w ie d n io wzmoonione d l a z a p e w n i e n i a s t a t e c z n o ś c i o a ł e j r a m y . Do g ó r n e j ramy p o d łą o e o n o p o d n o ś n i k h y d r a u l l o z n y , a do r a m b o cz n y ch preymooowano pompy h y d r a u l i o z n s w raz z m anom etram i. Manometr le w y wyoeohowaoy z o s t a ł do 100 a t . i p o łą c z o n y z pompą o l e j o s ą o r a z pod
n o ś n i k i e m h y d r a u l i c z n y m . Manometr p r a s y wyoeohowacy do 4 a t . p o łą c z o n o z p .m p ą o l e j o w ą 1 modelem obudowy.
Z ag ad n ie n ie wapółpraoy p o d a t n e j obudowy.. 5
Układ h y d r a u lio z n y p rasy ( r y s . 2 a ) o ra z u k ła d s a s l l a n l a pbudewy p r z e d s ta w ia r y s . 2 b . Model obudowy wykonany b y ł s t r z e o h o z ę ś o l . C zęść p ie r w s z ą - w ła śo lw ą obudowę s t a n o w iła przepona guaowa o ś r e d n lo y 25 a a . C zęść drugą - k e łn le r a sa a y k a ją o y pokąsany na r y s . 3a wykonany s e s t a l i k o n s tr u k o y j-
B y s . 2 . U kład h y d r a u lio z n y u r s ą d s e n la badawczego
a - p r a s y , b - s a s l l a n l a obudowy, PO - poapa o le jo w a , ZS - zawory s t e r u — J ą o e , M - a a n o a e tr y , P - popyohak h y d r a u lio s n y , MO - a o d e l obudowy, PM -
prsewody
n e j . C zęść t r z o d ą s ta n o w iła t u l e j a łą o s ą o a wykonana ze s t a l l k o n s tr u k - o y jn e j - s k ła d a ją c a s i ę s r u r k i z g w ln te n do k tó r e j przyspawana b y ła na
k r ę tk a łą o z ą o a , a k t ó r e j s a d e n le n b y ło p o łą o z e n le t u l e l z ru rk ą z a s l l a j ą - o ą . V o e lu z a b e z p ie c z e n ia s i ę p rsed r o z o lą g a n ie n obudowy ( r y s . 3 b ) do k o ł-
E y s . 3 . Obudowa
a - e l e n e n t y , b - z a s t a w c z y a o d e l obudowy
6 M iro sła w Chudek
n i e r z a p rzy sp a w a n y b y ł p r ę t z gw inte ® , k t ó r y w kręoany b y ł • t u l e j ę z na
k r ę t k ą i z a p e w n i a ł o d p o w ie d n i ą s z ty w n o ś ć obudowie w k i e r u n k u poziomym.
P u n k t y pomiarowe wykonane b y ł y z p rę tó w s t a l o w y c h o ś r e d n i c y t r z e o h M i l i metrów 1 d ł u g o ś o l 60 mm, k o n le o p r ę t a b y ł z a o s t r z o n y , a d r u g i p ł a s k o ś o i ę t t y , g d z i e p u n k t a k l e « z r o b i o n o w g ł ę b i e n i a .
P o s l a r y p rz e p ro w a d z a n e b y ł y p r z y posa oy c z u j n i k a ze garow ego zabudowa
nego na s p e o j a l n e j r a s i e , do r a z y p rz y s p a w e n o s t o ż k i , w o d l e g ł o ś o l a o h oo 1 on t a k , ż e m i e r z ą c y o d l e g ł o ś o i Między p u n k t a n l p o « ia r o w y « i o d c z y ty w a ł w s k a z a n i a c z u j n i k a z e g a r o w e g o . U r z ą d z e n i e t o p o k a z a n e j e s t na r y s . 4 .
R y s . 4 . C z u j n i k zegarowy
3 . 2 . Z a g a d n i e n i e p o d o b i e ń s t w a Modelowego b ad a n e g o g ó r o tw o ru
W o e l u w ła ś o lw e g o p r z y g o t o w a n i a z o d e l l g ó ro tw o ru , n a l e ż y znaó p r z e k r ó j g e o l o g l o z n y Modelowanego g ó r o t w o r u , s k a l ę Modelowania o r a z przewidywany z a k r e s b a d a ń .
Dobór 1 s k ł a d M a te r ia łó w z a s t ę p o z y o h u z a l e ż n i o n y J e s t od w ł a s n o ś c i f i z y k o - n e o h a n i o z n y o h p r o j e k t o w a n e g o M odelu g ó r o tw o r u 1 od s k a l l j M o d elo w an ia (w O M awlanyoh b a d a n l a o h p r z y j ę t o 1 : 2 0 0 0 ) .
Dla p r z y j ę t e g o górotw oru dobór M ateriałów zastęp o zy o h p r z e d s ta w ia s i ę n a - s t ę p u j ą o o :
a ) d l a s k a ł a oonyoh - p la skow oe - o l ę ż a r o b j ę t o ś o i o w y
- w y tr z y m a ł o ś ć d o r a ź n a na ś c i s k a n i e - w y t r z y m a ł o ś ć d o r a ź n a aa z g i n a n i e - moduł s p r ę ż y s t o ś c i
- w s p ó ł o z y n n l k P o l s s o n a - w s p ó ł o z y n n l k k o h e z j i - k ą t t a r c i a w e w n ę trz n e g o
- 2 , 5 G/om-’
- 1450 kG/om2 - 320 kG/om2 - 140 kG/om2
- 0 , 1 2
- 2 1 4 , 5 kG/om2 - 5 6 ° 4 7 .
W o p a r c i u o p r a c ę [4] o b l i c z o n o , że d l a m a t e r i a ł u e a s tę p o z e g o ( s k a ł a , p i a s e k , g i p s , k r e d a ) w y tr z y m a ło ś ć na ś o l s k a n l e winna w y n o sić 4 , 4 kG/om2 , a na z g i n a n i e o k o ło 1 , 0 kG/om2 .
Z a g ad n ien ie wspólpraoy p o d a tn e j obudowy.. 7
D a le j u s ta lo n o sto su n e k na t e r l a łów a a s tę p o a y o h , k tó r y n a n o s i - p ia s e k P » 4 7 *
- k red a K - 34 « - g i p s G - 19« .
Tak obudowana s k a la o powyżsayn sto su n k u prooeotow yn p o s ia d a n a s tę p u ją c e w la s o o ś o l f le y k e - n e c h a o lo o n e
- o lę ż a r o b ję to ś c io w y - 1 ,6 G/on3 - w y tr a y n a lo ść doraźna na ś o l s k a n l e - 4 , 5 kG/on2 - w y tr a y n a lo ś ć doraźna na a g ln a n le - 1 ,1 kG/on2 - n o d u l e p r ę ż y a t o ś o l - 0 , 5 4 kG/on2 - w sp ó lo a y o n lk P o ls s o n a - 0 ,1 1
- w sp ć lo a y n n lk k o h e a jl - 0 , 7 5 kG/on - k ą t t a r o l a w ew nętranego - 5 6 ° 4 7 .
b ) P odobnie d la s k a l s la b y o h - lu p ek p l a s a o a y s t y , k tó r e g o w ła s n o ś c i s ą na?
s t ę p u j ą o e
- o lę ż a r o b ję tb ś o lo w y - 2 ,1 G/on3 - w y tr a y n a lo ść d oraźna on ś c i s k a n i e - 600 kG /en2 - w y tr a y n a lo ść doraźn a na a g ln a n le - 200 kG/on2 - n o d u l s p r ę ź y s t o ś o l - 55 kG/on2 - w sp ć lo a y n n lk P o ls s o n a - 0 ,1 6 - k ą t t a r o l a w ew nętranego - 5 6 °2 4
- w sp ó lo a y n n ik k o h e n j l - 9 0 ,5 kG /en2 .
U s t a lo n o , ź e d la n a t a r la łu n a stę p o n eg o s k a lę górotw oru ( p i a s e k , g i p s ) w y tr a y n a lo ś ć na ś o l s k a n l e winna w y n o sić o k o ło 1 ,8 kG/on2 , na n g lo a n le 0 , 6 kG/on2 , a s to s u n e k p roeeotow y w in ie n b y ć : p ia s e k - 9 4 « , g i p s - 6 * . M ate- , r l a l l a l t u j ą e y s ła b e s k a ły p o sia d a w la s n o ś o l t la y k o -n s o h a n lo s n o :
- c i ę ż a r o b ję to ś o lo w y - 1 , 2 G/on3 - w y tr a y n a lo ś ć d oraźn a na ś o l s k a n l e - 1 ,7 kG /en2 - w y tr a y n a lo ś ć d oraźn a na a g ln a n le - 0 , 4 kG /en2 - n o d u l s p r ę ź y s t o ś o l - 0 , 2 kG /en2 - w a p ć lo sy n n lk P o ls s o n a - 0 , 1 5
- w sp ć lo a y n n lk k o h e a j l - 0 , 2 9 kG/on2 - w sp ć lo a y n n lk t a r o l a w ew nętranego - 56®24 .
H od el górotw oru u k ład an y b y ł w rankach s ta lo w y c h wykonanyoh a on o cn ik ó w . 3 . 3 . T e c h n o lo g ia u k ła d a n ia n o d e lu
Znając nadany s to s u n e k p ia s e k * g ip s + k red a wykonano n a o a y n le w a a ro o - w e , k tó r e g o p o jo n a o ść o b ejn o w a la żądany sto s u n e k n a te r la ló w a a s tę p o a y e h . O dpow iednie l l e ś e l n a te r la ló w aalew ano e l e p l ą w odą, pray oayn s ta r a n o s i ę d o k ła d n ie w y n lesa a ó n l e s a a o l a ę , n a s tę p n ie wlewano do r a n e k , k t ó r e b y ły o - b l t e d e s k a a l. D la l e p s s e j s a e a e ln o ś o l ja k 1 ła tw e g o o d s p a ja n ia d e s e k od n o d e lu górotw oru d e s k i sn areoan o o l e j c a n asayn ew ya. Po a a s t y g n l ę o l u , t j .
8 M l i o s ł a n Chudek;
s t w a r d n l ę o i u z l e s z a o l n ; p r s ; g o t o w ; w a n o w p o d o b a ; s p o só b n a s t ę p n ą p a r t i ę M i e s z a n i n ; a ż do c h w i l i , g d ; a o d e l o s i ą g n ą ł ż ą d a n ą w ; s o k o ś ó . N a s t ę p n i e e e d e l s o d k ła d a n o do s u s z e n i a . Modele po w ; s u s z e n i u o s i ą g a ł ; p a r a m e t r ; f i - z ;k O B e o h a n ic z n e z a d a n e w p o w ; ż s z ; n p u n k c i e .
3 . 4 . S posób p r z e p r o w a d z a n i a p o a la r ó w w b a d a n i a c h l a b o r a t o r ; . 1 n ; o h
S i e ó pomiarowa z a k ł a d a n a b ; ł a w modelu w t e n s p o s ó b , ż e p o s z o z e g ó l n e p u n k t ; p o a i a r o w e z o s t a ł ; w k rę c a n e w i e r t a r k ą r ę c z n ą w ' g o d e ł g ó r o t w o r u , a n a s t ę p n i e w b i j a n e . I b ; n i e u s z k o d z l ó p u n k tu p o n la ro w e g o do w b i j a n i a u ż ; - wano B ł o t k a d r e w n ia n e g o po z a ł o ż e n i u s i e o l punktów p o B l a r o w ; o h , k t ó r e z a k ł a d a n e b ; ł ; t a k , ż e p o s z c z e g ó l n e p u n k t ; t w o r z ; ł ; l i n i e pionowe 1 p o z l o n e . N a s t ę p n i e p o w ie rz o n o o d l e g ł o ś c i punktów p r z e d o b o l ą ż e n i e B . M ie r z o n e b y ł ;
o d l e g ł o ś c i pionowe 1 pczlOBe ( r ; s . 3 ) .
Po o b c i ą ż e n i u n o d e l u dokon;w ane b ; ł ; p o a l a r ; w r ó ż n ; o h o d s t ę p a c h o z a s o - w ;c h .
R ; s . 5 . S ie ó punktów p eu larow ;oh w badanjoh uodelaok
4 . P r z e b ie g w sp ó łp r a o ; obudow; z gó ro tw o ra n i w ś w i e t l e
4 . 1 . - w górotw orze le d o o r o d n jz z b u d o a a n ; « z ę s k a ł a ł « b ; o h
W g ó r o t w o r z e t ; n b ; ł o w ;konane w ; r o b l s k o k o r ; - t a r z o w e o p r z e k r o j u k o l l s t ; B . Po z a a o n t o w a n lu u k ł a du p o B la r o w e g o , k t ó r ; s k ł a d a ł s i ę ze 102 punktów p o n ia ro w y o h p r z y s t ą p i o n o do b a d a n i a n o d e l u . Model g ó r o t w o r u z o s t a ł w ł o ż o n ; w p r a s ę h ; d r a u l i o z n ą , p o -
■ l e r z o n c na n l n o d l e g ł o ś o l punktów p o n i a r o w ; o h a n a s t ę p n i e o b c i ą ż o n o .
badań wodelowroh
R y s . 6 . D efo rm ac je g ó r o t w o r u w b a d a -
n j n n o d e l u
Z a g a d n i e n i e w s p ó ł p r a c y p o d a t n e j o b udow j». 9
T a b lic a 1
' \ P u n k t
n r p.''~~-,_ 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13
1p. 668 255 848 941 486 469 552 468 010 403 625 683
2P- 667 377 888 957 385 356 542 420 004 451 664 684
3P* 677 377 888 957 384 355 398 419 004 451 664 684
*P» 682 391 901 962 342 301 394 392 994 492 693 689
n r p * '" '- - ^ 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 24-25
1p. 721 252 583 127 689 759 548 501 601 406 592 475
2p. 730 263 502 180 692 648 387 462 572 401 483 323
3P. 730 263 502 160 692 648 387 461 572 400 483 323
4P. 751 284 481 204 704 621 202 430 534 351 412 214
' Rualrt
ar p 25-26 26-27 27-28 28-29 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34 34-35 35-36 36-37
1P- 690 162 970 415 515 102 950 420 709 521 597 691
2P< 658 048 968 448 536 923 948 410 662 501 514 598
*?*• 657 047 968 448 536 922 948 410 662 501 •514 598
4P. 621 998 901 482 584 901 912 381 528 489 501 532
'.^P u n fct
n r 38-39 39-40 *0-41 41-19 50-51 51-52 52-53 53-54 54-55 55-56 56-57 57-58
1p* 380 459 544 701 381 542 450 470 604 432 311 159
2p. 271 377 465 649 322 497 401 432 583 400 292 101
3P* 270 376 464 649 322 494 400 431 583 400 291 100
4p. 192 311 398 611 286 414 372 401 528 384 263 683
a r 58-59 59-60 60-61 61-62 62-63 63-64 63-42 64-65 66-68 ^65-66' i68-69 69-70
1p. 548 575 018 631 372 557 960 325 890 680 155 485
2p. 511 532 972 596 334 432 902 310 872 664 139 460
3P. 511 532 972 598 333 432 902 310 871 663 138 459
4P* 482 499 921 542 298 397 864 298 654 612 102 431
10 Mirosław Chudek
T ablic« 2 ' ' ' - \ P u n k t
n r p . 70-71 71-72 72-73 73-67 67-14 14-75 75-76 76-49 76-91 71-85 85-86 86-07
1p. 345 513 365 632 508 424 140 906 264 442 648 964
2p. 912 498 321 602 471 401 111 891 158 335 641 560
3p. 912 498 321 602 471 400 111 890 158 335 641 560
♦P* 898 464 291 574 433 371 990 844 112 302 637 558
n r 87-88 89-89 89-90 90-91 85-92 92-93 93-94 94-95 95-96 96-97 97-98 93-99
1p. 628 544 555 247 530 449 464 757 645 305 231 862
2p. 624 540 549 241 530 449 464 757 644 305 231 862
3P* 624 540 549 241 530 449 464 757 644 305 231 862
4P- 621 537 548 240 530 449 464 757 644 304 231 862
nr 99-100 100-101 101-102 77-78 78-79 79-60 80-71 42-43 43-44 44-45 45-46 46-47
1p. 698 449 807 993 604 762 894 537 521 758 262 592
2p. 698 449 80? 987 601 759 894 566 548 872 54.1 590
3p. 698 449 807 987 601 759 894 566 548 872 541 590
4P. 698 449 8(77 982 600 759 892 582 571 892 731 590
|n r p. 1-30 26-35 35-56 56-70 75-90 11-20 20-41 41-50 50-63 63-76 76-91 91-98
i 1P’ 450 118 319 540 687 0B2 649 805 695 510 282 324
2p. 361 171 281 311 532 001 023 182 528 482 142 321
3P. 360 171 281 310 532 coo 083 181 528 481 142 320
4p. 212 042 113 018 499 931 008 033 474 411 048 320
Zagadnienie współpracy podatnej obudowy.. 11
Rye a -
7 . K o le jn e f a z y deform owania s i o górotw oru i p r z e b ie g p rzesu w an ia punktów pomiarowych
/)
p rzy o b c ią ż e n iu górotw oru 0 ,7 8 kG/cm . b - p rzy o b c ią ż e n iu górotw oru 1 ,1 7 kG/cm
12 M ir o sła w Chudek
B a d ająo t e n o o d e l zwrócono uwagę na za o h o w an le s i ę g ó r o tw o ru przy g w a ł
townym o b c i ą ż a n i u BOdelu. I t a k model z o s t a ł poddany o b o l ą ż e n l u r z ę d u 90 a t . , oo odpowiada 3 , 5 3 k G /o a 2 , a u w z g l ę d n i a j ą c s k a l ę z o d e lo w a n l a 1:2000 o dpow iada o b o l ą ż e n l u w p r z y b l i ż e n i u 700 kG /oa . Pod d z i a ł a n i e m t e g o o b - o l ą ż e n l a n a s t ą p i ł y s p ę k a n i a oo i l u s t r u j e r y s . 6
Po p o w s t a n i u s p ę k a ń p r z y s t ą p i o n o do p oola rów p r z e s u n i ę ć punktów p o B l a - r o w y c h . O b c i ą ż e n i e s k a ł g ó r o tw o r u w y n o s i ł o 0 , 7 8 k G /o a 2 , oo odpowiada 20 a t . ( r y s . 7 a ) . Wyniki p r z e s u n i ę ć punktów p r z e d s t a w i a t a b l i c a 1 1 2 . Na
s t ę p n i e wywarto n a o l s k na g ó r o tw ó r od s t r o n y obudowy z s i ł ą 2 , 9 kG (1 a t . ) 1 t e n s t a n p o z o s t a ł do c h w i l i w ykonania k o l e j n e g o p o B i a r u . N a s t ę p n i e pod
dano s k a ł y g ó r o tw o r u o b o l ą ż e n l u 1 ,1 7 k G /o a2 (30 a t . ) , ( r y s . 7 b ) 1 wykona
no poBl ar . P r z y p r ó b i e k o l e j n e g o o b o l ą ż e n l a a o d e l g ó r o tw o ru r o z s y p a ł s i ę . Fazy p o w sta w a n ia s p ę k a ń k i e r u n k i p r z e s u w a n i a s i ę punktów p r z e d s t a w i a j ą r y sunek 7 o r a z w ykre s l z o - p r z e s u n l ę ó punktów ( r y s . 8 ) .
R y s . 8 . Wykres p r z e s u n i ę ć punktów p o n ia r o w y o h , s k a l a 1 :3
A n a l l z u j ą o za ch o w a n ie s i ę g ó r o t w o r u , k t ó r y z o s t a ł poddany gw ałtowneau 1 n a g ł ebu o b c i ą ż e n i u zaobserw owano d ą ż n o ś ć s k a ł g ó r o t w o r u do w y p e ł n i e n i a w y b r a n e j p r z e s t r z e n i w z n a c z n y » s t o p n i u .
Sztywne p o d p a r o i e t a k i e g o w y r o b i s k a o o d p o w ie d n i a n a c i s k u obudowy na g ó r o t w ó r za p ew n ia w i ę k s z e b e z p i e c z e ń s t w o 1 l e p s z ą p r a c ę .
W n i o s k i
W g ó r o t w o r z e , g d z i e I s t n i e j e m ożliw ość gwałtownego p r z y r o s t u o b c i ą ż e n i a , p r z y s k a ł a c h k r u o h y o h , s ł a b y c h , g d z i e w wypadku o b c i ą ż e n i a n a s t ę p u j e z n a c z n a s t r e f a s p ę k a ń , k o r z y s t n e J e s t s t a w i a n i e obudowy s z t y w n e j o d u ż e j w y t r z y m a ł o ś c i , obudowę n a l e ż y t a k s t a w i a ć , aby ona w y w ie r a ł a J a k i ś n i e zn a c z n y n a c i s k na g ó r o t w ó r .
B a d an ia p r z e p ro w a d z o n e na modelu po o b c i ą ż e n i u go s i ł ą 0 , 7 8 kG/om2 o - r a z w y w ie r a j ą c na g ó r o tw ó r od s t r o n y obudowy n a o l s k z s i ł ą 1 kG/om2 p r z e
Z a g ad n ien ie w spółpracy p o d a tn e j o budow y... 13 suw anie s i ę punktów pomiarowyoh u l e g ł o zahamowaniu. O b cią ż a ją c n a s tę p n ie
p
górotw ór do 1 ,1 7 kG/om n a s t ą p iło n ie z n a c z n ie p rzesu w an ie s i ę punktów po
m iarow ych.
N astępny badany model p r z e d s t a w ił ró w n ież górotw ór jed norodn y zbudowa
ny z e s k a ł s ła b y o h , Jednak p r z e b ie g Jego b a d a n ia , t z n . o b c ią ż a n ia b y ł od
mienny od b adania modelu p o p r z e d n ie g o . K o r z y sta ją c z d o św ia d c z e n ia po p rzeb ad an iu modelu p ie r w s z e g o zm n iejsz o n o l l o ś ó punktów pom iarowyoh, od
p ow ied n io p o w ię k sz a ją c lo h o d l e g ł o ś o l w zględem s i e b i e . Bazę ja k p rzy mo
d e lu pierwszym s t a n o w ił d oln y rz ą d punktów. Model po zamontowaniu w nim układu pomiarowego w łożon o w p ra sę h y d r a u llo z n ą . Poddano go o b o ią ż e n lu w g r a n lo a o h 1 ,9 6 kG/om2 . P rzed ob o lą żen lem wykonano pom iary w s tę p n e , k o l e j ny pomiar przeprow adzony b y ł po u p ły w ie 24 g o d z in . W c ią g u te g o o za su ob
c i ą ż e n i e modelu sp a d ło z 1 ,9 6 kG/om2 do 1 ,3 8 kG/om2 n a s t ę p n ie model p ozo
sta w io n o pod o b c ią ż e n ie m 1 ,9 8 kG/om2 p r z e z 48 g o d z in 1 po u p ły w ie t e g o o za su dokonano pomiarów p r z e s u n lę o la s i ę punktów pom iarow yoh. V tym o z a - s l e o b o lą ż e n le z m n ie j s z y ło s i ę do 1 ,1 7 kG/om2 , w tym s t a n i e model p ozo
sta w io n o na k o le j n e 24 g o d z in y . P odozas b adan ia modelu o l ś n i e n i e obudowy na górotw ór utrzym yw ało s i ę w g r a n lo a o h 0 , 2 kG/om2 po u p ły w ie t e g o o z a su dokonano o s t a t n ie g o p om iaru , gdyż n a s tę p n ie o b o lą żo n o model z w ię k sz ą s i ł ą t a k , ż e o b o lą ż e n le w y n o s iło 2 ,6 6 kG/om2 1 pod tym o b o lą że n le m model r o z s y p a ł s i ę . Przy o b o ią ż e n lu 1 ,9 6 kG/om2 w d r u g ie j f a z i e o b o lą ż a n la za ry so w a ły s i ę s p ę k a n ia , k tó r e I l u s t r u j ą r y s u n k i 9 i 1 0 , p r z e s u n lę o la punk
tów ujm uje t a b l l o a 3 . Model d r u g i o s t r u k tu r z e t a k i e j sam ej ja k model p ie r w s z y badany b y ł ln a o z e j i a dużyoh o d stę p a c h o z a s u .
Fazy o b o lą ż a n la górotw oru
1 f a z a
o b o lą ż a n la górotw oru w y n o s iło 0 , 3 9 kG/om2 o d d z ia ły w a n ia obudowy na g ó ro twór n ie b y ł o .
I I f a z a
o b c ią ż a n ie górotw oru w y n o s iło 2 ,3 3 kG/om2 o d d z ia ły w a n ie obudowy w y n o s iło 0 , 5 kG/om2 .
I I I f a z a p
o b o lą ż e n le górotw oru w y n o s iło 1 ,5 8 kG/om o d d z ia ły w a n ie obudowy w y n o s iło 0 , 5 kG/om2 .
IV f a z a p
o d d z ia ły w a n ie górotw oru w y n o s iło 1 ,1 7 kG/om p o d d z ia ły w a n ie obudowy sp a d ło do 0 , 4 kG/om .
Zaobserwowano t e same p r a w id ło w o śc i w p rzesu w an iu s i ę punktów ja k w mode
l u p ierw szym , sp ęk a n ia k tó r e p o w sta ły m iały p r z e b ie g podobny do spękań modelu p ie r w s z e g o . W p ie r w s z e j f a z i e o b o lą ż a n la , o b c ią ż e n ie modelu wyno
s i ł o 1 ,9 6 kG/om2 , potem o b o lą ż e n le modelu górotw oru m a l a ł o w c z a s i e , p r z y
14 Mironław Chudek
8 y « . 9 . Końcowa f a z a p r z e m i e s z c z e ń punktó w pom ia rowych i p r z e b i e g u d e f o r m a c j i g ó r o t w o r u w badanym m odelu
Hys. 10. Wykres p r z e s u n i ę ć punktów pom iarowych, s k a l a 1*3
Z ag ad n ie n ie w a p d łp ra o j p o d a tn e j obudowy..
_15
T ab lica 3
~~---- .^Ruakt
n r D. 1-1* 1*-2 2 -2 ’ CM 1 > 3 ’ 3’-4 4-4* 4 ’-5 h-g s - t f - e d-c
1p. 922 115 299 727 326 009 272 973 414 058 442 022
2p. 978 249 263 721 305 045 311 975 452 s a a
3p. 010 376 246 715 300 048 418 982 491 s s a
4p. 015 381 240 709 298 051 424 993 499 i s a
n r p . o - b b-a 6 ’-6 6 *-7 7 - 7 ' 7 ’-8 8 -8 ' 8*-9 9 -9 ’ 9 ’-10 r - p p-o
1p. 480 360 368 234 823 311 182 264 159 455 586 748
2p. a 398 495 204 675 305 175 305 285 589 652 762
3P* a 401 512 183 604 301 132 332 299 665 684 781
4p. X 411 521 174 592 294 119 339 314 679 692 797
' ---«^Punkt
n r 0-n n-m m-1 1-k k-J j - i 1 1-11’ 11’-12 12-12’ 12’-13 1 14-14*
1p. 218 760 998 365 675 714 193 700 274 652 255 656
2P. 241 164 999 384 908 151 195 702 276 651 255 659
3P. 252 775 999 394 911 828 195 702 276 650 255 659
4p. 271 779 002 399 917 831 196 702 276 650 255 659
n r p . ^ \ 13-13* 14*-15 1-a a-10 1 0-r r-11 2-0 c-9 9-0 0-12 3 ’-o o-7*
1P* 505 648 572 865 864 115 288 078 232 607 809 095
2p. 504 648 542 863 863 113 272 052 222 606 802 094
3P. 504 648 468 850 738 111 270 038 210 606 790 091
4P* 504 648 451 837 142 110 260 029 209 605 180 087
' ' v'- ^ R in k t
n r P * ' ' ' ^ ^ r - i 1-13’ 4 - f f- 7 1-k k-14 5-h h—6 6-1 i-1 5
1p* 757 816 584 305 760 370 498 777 733 365
2p. 744 814 520 068 739 372 497 702 110 363
3P* 731 813 515 991 712 372 497 681 691 363
4p. 726 813 511 980 702 373 490 678 682 363
16 M irosła w Chudek
ozym o d d z i a ł y w a n i a g ó r o tw o r u na obudowę n i e można b y ł o za o b se rw o w ać . J e d n ak nożna p r z y p u s z c z a ć , że o b c i ą ż e n i e obudowy t e ż m a la ł o z tym , że n a j w i ę k s z e b y ł o w o b w i l i o b o l ą ż e n l a modelu z maksymalną s i ł ą .
W n i o s k i
Z m i e n i a j ą c sp o s ó b b a d a ń w t e n s p o s ó b , ż e o b o l ą ż e n l e g ó r o tw o ru b y ł o s t a 1 ł e , obserwowano w d ł u g l o b o d s t ę p a o h ozasowyoh za ch o w a n ie s i ę g ó r o t w o r u , a ż do o b w i l i gdy o b o l ą ż e n l e p r z e s t a ł o s p a d a ć . P o d c z a s t e g o b a d a n i a z a o b serwowano r o z p r ę ż a n i e s i ę g ó r o tw o ru do o l ś n i e n i a p i e r w o t n e g o . W t a k i m p r z y p a d k u 1 p r z y t a k spodziewanym o b o l ą ż e n l u k o r z y s t n e j e s t s t a w i a n i e obu
dowy p o d a t n e j .
4 . 2 . - w g ó r o t w o r z e zbudowanym z e s k a ł s ł a b r o h 1 noen.yob
U ł o ż e n i e s k a ł modelu b y ł o t a k i e , że d o l n ą połowę modelu s t a n o w i ł y s k a ł y n o c n e , a g ó r n ą połowę modelu s t a n o w i ł y s k a ł y s ł a b e .
B e z p o ś r e d n i o nad s k a ł a m i n o o n y n l wykonane b y ł o w y ro b i s k o k o r y t a r z o w e ko
l i s t e , a w nim z a i n s t a l o w a n o model obudowy p o d a t n e j .
Po z a i n s t a l o w a n i u s i e o i p o m i a r o w e j , w ł o ż e n i u modelu w p r a s ę - p r z y s t ą p l o no do p o m ia ru p u n k tó w . W modelu tym p r z y j ę t o odmienną t e o b n l k ę montowa
n i a obudowy, gdyż model w łożono w p r a s ę o b c i ą ż o n o go do 0 , 3 9 kG/om2 1 do
p i e r o w tedy wykonano w y r o b i s k o i z a ł o ż o n o w nim obudowę. O d l e g ł o ś o l punk
tów m ie r z o n o p r z e d o b c i ą ż e n i e m 1 wykonaniem obudowy o r a z po w ykonaniu o - budowy. N a s t ę p n i e o b o l ą ż a n o model z o o r a z w ię k s z ą s i ł ą 1 p o z o s ta w io n o go na 24 g o d z i n y , po tym o z a s l e m ie r z o n o p r z e s u n l ę o l a punktów pom iarowyob.
Bazę w y jś o lo w ą s t a n o w i ł d o l n y r z ą d punktów wykonanyob w w a r s t w i e m oone j.
B y s u n k l s p ę k a ń p o w s t a ł y w f a z a o b o b o l ą ż a n l a u k a z u j ą nam p r a c ę g ó r o t w o r u . Po k i l k u p o m i a r a c h , gdy o b o l ą ż e n l e d o s z ł o do k r y t y o z n e g o , n a s t ą p i ł y s p ę k a n i a m o d e lu . P r z e d ty m i wyraźnymi s p ę k a n i a m i z a r y s o w a ł y s i ę s p ę k a n i a ma
ł e ledwo z a z n a o z a l n e w g ó r n e j o z ę ś o l w y ro b i s k a w lewym i prawym n a r o ż u w p o s t a c i s k o ś n i e b le g n ą o y o b r y s do w y r o b i s k a ( r y s . 1 1 ) . Pom iary p r z e s u n i ę ć punktów p r z e d s t a w i a t a b l i c a 4 .
R y s . 1 1 . Wykres p r z e s u n i ę ć punktów pom ia row yc h, s k a l a 1 :3
Z a g a d n i e n i e w s p ó ł p r a c y p o d a t n e j o b u d o w y .. 17 T ab lica 4 - ^ R i n k t
n r 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 10-11 11-12 12-13 13-14
1P- 190 368 760 523 362 336 345 404 942 716 154 792
2p. 190 371 867 520 484 347 365 482 876 715 547 792
3P* 062 427 875 518 492 364 392 492 870 713 505 794
4p. 027 453 931 512 496 372 411 504 867 706 474 797
" ^ JP u n k t
n r 14-15 15-16 16-17 17-18 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 24-25 25-26 27-26
1P* 304 366 585 369 060 764 762 123 335 190 715 135
2P* 249 445 569 414 060 812 896 118 344 190 715 135
3P. 217 493 545 460 058 830 s 107 346 062 706 108
4p. 207 501 527 468 028 042 z 101 350 027 700 102
^ —^ P u n k t
n r 28-29 29-30 30-31 32-33 33-34 34-35 35-36 38-37 38-39 39-40 41-42 42-43
1P. 280 859 045 715 615 970 101 640 848 448 172 518
2p. 290 830 055 811 617 949 101 673 805 444 172 510
3P. 292 830 061 879 709 941 779 694 714 436 136 503
4p. 294 820 065 899 730 918 795 696 700 430 134 500
u p. 43-44 44-45 31-32 40-41 1-10 10-19 19-28 28-37 > 1 2 12-21 21-30 30-39
1P- 338 315 936 445 602 28C 153 892 601 623 965 040
2p. 368 352 938 412 685 249 164 890 605 615 935 020
U)
•o • 369 357 945 400 697 218 177 890 612 603 918 982
4p. 369 360 948 398 699 216 178 890 619 600 906 944
' ' - ^ P u n k t
a r P « ' ' - - » . 6-15 15-24 24-33 33-42 7-16 16-25 25-34 34-43 > 1 8 18-27 27-36 36-45
1p. 895 209 270 701 315 322 314 770 381 243 920 0,16
2p. 890 201 265 700 438 436 270 770 449 168 893 0,16
3p. 863 101 255 700 446 150 157 770 502 123 874 0,16
4p. 841 992 255 700 514 113 146 770 568 113 865 0,15
18 M iroaław Chudek
O b s e r w u ją c g ó r o t w ó r p e d e z a s b a d a n i a g o , t a n . o b o l ą ż a n i a do pewnej w ar
t o ś c i , a n a s t ę p n i e p o z w a l a j ą o mu a l ę o d p r ę ż a ć 1 m ie r z ą c wtedy p r z e s u n i ę c i a punktów zaobserwowane p o j a w i e n i e s i ę s p ę k a ń . S p ę k a n i a t e p o w s t a ł y w g ó r n e j o z ę ś c l g ó r o t w o r u t u ż p r z y obudowie w m i e j s c u o d s ł o n i ę c i a s t r o p u . S p ę k a n i a t e m ia ły p o s t a ć małych r y s , k t ó r y c h n a c h y l e n i e b y ł o w i ę k s z e n i ż w m ode lac h p o p r z e d n i o h .
O b c l ą ż a j ą o d a l e j i o b s e r w u j ą c model zaobserw owano p o s z e r z e n i e 1 po
w i ę k s z e n i e s i ę t y o h s p ę k a ń . S p ę k a n i a nowe, k t ó r e p o w s t a ł y - p o ja w iły s i ę w y ł ą c z n i e w g ó r n e j c z ę ś c i modelu t o j e s t w s k a ł a c h s ł a b y c h .
O b c i ą ż e n i e modelu a ż do z n i s z c z e n i a spowodowało p o j a w i e n i e s i ę w y r a ź n y c h s p ę k a ń w g ó r n e j p a r t i i modelu ( s k a ł y s ł a b e ) . C z ęść d o l n a ( s k a ł y moc*
n e ) n i e wskazyw ały ż a d n y c h s p ę k a ń .
W n i o s k i
A n a liz a ją o p r z e b ie g b adan ia modelu w ysnuto w n io s e k , ż e w przypadku z a i s t n i e n i a ty o h warunków w r z e o z y w is t o ś o l k o r z y s tn ie j ze w zględu na b e z p ie cz eń stw o lu d z i 1 s p r z ę tu zn a jd u ją o e g o s i ę w w yrob isk u ja k 1 ze w zględu na d łu ż s z y e z a s i s t n i e n i a w yrob isk a 1 l e p s z ą je g o w sp ółp raoę z górotw orem , j e s t z a k ła d a n ie w yrob isk a w s k a ła c h moonyoh k osztem p o w ię k sz e n ia g łę b o k o ś c i wykonania w yrob isk a (n a w ię k s z e j g ł ę b o k o ś o l ) lu b z w ię k s z e n ie je g o d ł u g o ś c i .
Badany model n a stę p n y wykonany b y ł ró w n ie ż z e s k a ł moonyoh 1 sła b y c h z ty m , ż e s k a ły mocne s ta n o w iły górn ą połow ę modelu za ś sk a ły s ła b e d o ln ą połow ę m odelu. Z te g o t e ż w zględu bazę punktów pomiarowych sta r a n o s i ę p o m ie ś c ić w n a j n iż s z e j p a r t i i m odelu. Model w łożon o w p ra sę z a in sta lo w a n o w nim punkty pomiarowe o ra z wykeeano dwa w yrob isk a k orytarzow e o p rzek ro
ju k o lis t y m , na tym samym p o zio m ic w o d l e g ł o ś c i 5 om. Przeprowadzono po
m iary w stę p n e . K j s t ę p n le o b c ią ż o n e nodal a ż do p o ja w ie n ia s i ę wyraźnyoh sp ę k a ń . S p ęk an ia t e z a z n a c z y ły a lę przy a b o lą ż a n lu 3 ,6 7 kG/om*. Zm ierzo
no p r z e s u n ię c ia punktów, a o h w lll w y a tą p ia a la wyraźnyoh spękań o b o lą ż e n le p
górotw oru sp a d ło do 1 ,5 3 kG/om .
V jednym w yrob isk u z a in sta lo w a n y b y ł model obudowy, a d r u g ie w yrob isk o n ie p o s ia d a ło obudowy. W yrobisko z obudową w yw ierało s t a l e n a o isk rówpy 0 , 1 kG/cm*. W tym s t a n i e p o zo sta w io n o model na 24 g o d zin y 1 po u p ły w ie te-ł go c z a su zm ierzono p r z e s u n ię c ia s i ę punktów , model z o sta w io n o na ponowne 24 g o d zin y 1 po tym c z a s i e wykonano k o le j n y p o m ia r. Mod^l w c z a s i e ty o h pomiarów r o z p r ę ż a ł s i ę , o b o lą ż e n le sp a d ło z 3 ,6 7 kG/om2 do 1 ,5 8 kG/om2 p p 1 1 , 1 7 kG/om , a n a s t ę p n i e do C ,3 9 kG/om . Choąo w y r a ź n i e za o b se ro w a ć z a ch o w a n ie s i ę s k a ł s ł a b y o h pod s k a ł a m i moonyml o b o lą ż o n o model s to p n io w o w k r ó t k l o h o d s t ę p a c h c z a s u co 10 m inut a ż do z n l s z o z e n l a . W o z a s i e t e j p r ó by p ę k n i ę c i a d o l n e j o z ę ś o l modelu z a r y s o w a ły s i ę o o r a z w y r a ź n i e j , g ó r n a o z ę ś ó zbudowana ze s k a ł moonyoh w c z a s i e t e j p r ó b y n i e p ę k a ł a , b y ł a t y l ko elem entem r o z g n i a t a j ą c y m s k a ł y s ł a b e , p r z y dużym o b o l ą ż e n i u s k a ł y s ł a -
gsgadalaala wepółpragy podatnej obadewy..«
15
T a b lic « 5
~-£unkt
nr d. .. 1-2 2 -3 3-4 4 -5 5-6 6-7 7-8 8-9 10 -11 11-12 12-13 13-14 14-15
1p . 013 288 227 812 520 915 283 266 961 028 243 850 507
2p. 067 248 248 838 543 917 224 324 012 013 373 855 506
3p. 0?0 334 334 845 570 932 215 343 012 002 388 856 506
'—^Ju n k t
n r d. - - 15-16 16-17 17-18 19-20 20-21 24-25 25-26 28-29 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34
1p. 967 212 055 136 194 628 203 213 042 899 892 174 648
2P. 962 202 103 108 144 615 301 214 028 800 897 186 624
3p. 952 198 115 690 132 610 321 215 019 165 897 190 614
^ --^ u n k t
nr p. 34-35 35-36 37-38 38-39 39-40 40-41 41-42 42-43 43-44 44-45 39-71 40-7441-75
1p . 150 234 701 897 120 700 430 087 125 398 770 815 912
2p . 127 312 700 890 1 1 5 ' 700 434 974 128 390 770 815 970
3p. 114 330 700 880 103 700 434 960 128 390 770 815 ■ 970
Punkt
nr P. ~~~— 42-78 43-80 ?1-74 74-75 78-80 75-78 1-10 10-19 19-28 28-37 3-12 12 -2 1 21-30
1p. 175 960 110 702 014 193 024 118 755 873 350 064 962
2p. 175 960 110 702 014 193 613 113 757 914 337 053 962
3p. 175 960 110 702 014 193 625 106 760 993 330 035 965
n r p. 30-39 5-14 14-22 22-32 32-41 7-16 16-24 24-34 34-43 9-18 18-26 26-36 36-45
1p. 165 799 172 392 727 037 419 592 512 341 705 217 677
2p. 295 799 204 315 726 044 405 587 592 360 673 200 671
3 p. 296 702 223 256 723 060 348 508 593 363 548 176 512
2 2 Mirosław Chadek
R ys. 1 3 . W yciskan ie spągu w p o c h y ln i w e n ty la c y jn e j
Z a g ad n ien ie współpracy p o d a tn e j obudowy. 21
be r o z s y p a ł y s i ę . Obserwowano w między o z a s l e za o b o w an le s i ę w y r o b i s k , w y r o b i s k o , k t ó r e n i e p o s i a d a ł o obudowy b y ł o s t o p n i o w o z a o l s k a n e , s p ę k a n i a w y s t ę p u j ą o e t u b y ł y w y ra ź n e od s t r o p u , o d p a d a ły o z ę ś o l g ó r o tw o ru p r z e k r ó j s t a l e s i ę p o t m l e j s z a ł , w y r o b i s k o u z b r o j o n e w obudowę 1 w y w i e r a j ą c e na g ó r o t w ó r s t a ł e o b c i ą ż e n i e n i e p o s i a d a ł o s p ę k a ń , z a ś z a o l s k a c l e J e g o by
ł o n n l e j s z e . P r z e z w y r o b i s k o t o p r z e b i e g a ł a J e d n a l i n i a s p ę k a ń w o b w i l i maksymalnego o b o l ą ż e n l a , gdy w y r o b i s k o n i e u z b r o j o n e b y ł o p r a w ie c a ł k o - w l o i e z a c i ś n i ę t e , w w y r o b i s k u u z b r o j o n y o p o j a w i a ł y s i ę r z a d k i e p ę k o l ę o l a . K s z t a ł t w y r o b i s k a z obudową p o z o s t a ł b e z z m ia n , z a c i ś n i ę c i e j e g o b y ł o l e d wo z a u w a ż a l n e . P r z e s u n i ę c i a punktów I l u s t r u j e t a b l i c a 5 . P asy końoowe s p ę k a ń p r z e d s t a w i a j ą r y s u n k i 12 1 1 3 .
O b s e rw u ją o z a c h o w a n ie s i ę g ó r o tw o ru p o d o z a s o b c i ą ż e n i a s t w i e r d z o n o p o w s t a n i e s z e r e g u w y ra śnyoh s p ę k a ń w o z ę ś o l g ó r o t w o r u zbudow anej ze s k a ł s ł a b y c h . Moona 1 sz ty w n a g ó r n a o z ę ś ó g ó r o t w o r u , n a c i s k a j ą c na s k a ł y s ł a b e spowodowały l o h r o z g n i a t a n i e . S p ę k a n i a w y stę p o w a ły na g r a n l o y p o ł ą c z e ń dwóch r o d z a jó w s k a ł o r a z w d o l n e j o z ę ś o l g ó r o t w o r u . P o d o z a s o b c i ą ż a n i a na
s t ę p o w a ł o I n t e n s y w n e p o m n i e j s z a n i e p r z e k r o j u w y r o b i s k a n i e u z b r o j o n e g o , w o b r ę b i e t e g o w y r o b i s k a p o w s t a ł o s z e r e g w y ra śn y o h p ę k n i ę ó , n i e z n a c z n e p ę k n i ę c i a w m ia rę o b c i ą ż a n i a p o j a w i a ł y s i ę w o k o l i c y w y r o b i s k a z obudową.
W n i o s k i
A n a l i z u j ą c t e n u k ł a d b ad a w c z y , na o z o ł o wysuwa s i ę za c h o w a n ie s k a ł moo- n y o h , k o r z y s t n e j e s t p r o j e k t o w a n i e w y r o b i s k w ł a ś n i e w s k a ł a c h moonyoh s t a r a j ą c s i ę daó w n i c h obudowę p o d a t n ą .
-*
5 . A n a l i z ą w a p ó ł o r a o r obudowy p o d a t n e j z g ó iotw orem w ś w i e t l e b a d a ń l a b o r a t o r y j n y c h
Zachow anie s i ę w s z y s t k i c h m o d e li g ó r o tw o r u p o d o z a s o b c i ą ż a n i a , z w r ó c i ł o uwagę ca e t a n z j a k i m możemy s i ę s p o t k a ć w r z e o z y w l s t o ś c l na d o l e w ko
p a l n i . O g ó l n i e sów iąo s k a ł y s ł a b e , k r u o h e w y k a z u ją t e n d e n c j e do s p ę k a ń wo
k ó ł w y r o b i s k a , w k i e r u n k u maksymalnych n a p r ę ż e ń s t y o z n y o h p o w s t a j ą p ł a s z c z y z n y s p ę k a ń , s k a ł y p r z a s u w a j ą o s i ę pow odują d e f o r m a o j ę w y r o b i s k a . W t a k i c h r o d z a j a c h s k a ł k o r z y s t n e J e s t s t a w i a n i e obudowy s z t y w n e j o k s z t a ł c i e k o l i s t y m , k t ó r y t o w y k a z u je n a j l e p s z ą w s p ó ł p r a c ę z g ó r o tw o re m . W wy- r o b i s k a o b wykonacyoh w s k a ł a c h s ł a b y c h l e c z w małyoh o d l e g ł o ś o l a o h od s k a ł s - o c y c h , k t ó r e n p . z a l e g a j ą w s t r o p i e , zaobse rw owano d ą ż n o ś ć dc r o z g n i a t a n i e s k a ł s ł a b y c h p r z e z s k a ł y mocne. K o r z y s t n e j e s t wtedy w ykonanie w y r o b i s k w s k a ł a c h mocnyoh z ty m , ż e w m ia rę m o ż l i w o ś c i n a l e ż y d ą ż y ó , by w y r o b i s k a t e p o s i a d a ł y obudowę p o d a t n ą .
A n a l i z u j ą o p r z y p a d e k w k tó r y m w y ro b i s k o wykonane w s k a ł a o h s ł a b y c h , a w sp ą g u w y r o b i s k a z a l e g a j ą s k a ł y mocne, zauważono r o z g n i a t a n i e s k a ł s ł a b y c h w p ł a s z c z y ź n i e z e t k n i ę c i a s i ę t y c h dwóoh r o d z a j ó w s k a ł , w tym p r z y
22 M irosła w Chudek
p a d k u s p o t k a n o s i ę z d u ż y mi o l ś n i e n i a m i b o c z n y m i o r a z s p ą g o w y mi . N a j w i ę k s z e j d e f o r m a o j i u l e g a ł a d o l n a c z ę ś ć w y r o b i s k a , w t y c b p r z y p a d k a o h w y r o b i s k o n a l e ż a ł o b y wykona ć w s k a ł a c h m o c n y c h .
6 . M o ż l i w o ś c i p r a k t y c z n e g o w y k o r z y s t a n i a wynl kćw p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń 1 p o r ć w u a n i e wyników l a b o r a t o r y j n y c h z o b s e r w a o . l a m l w p r a k t y c e
G ad a n ia l a b o r a t o r y j n e , p o z w a l a j ą z a p o z n a ć s i ę ze sta nem z j a k im może
my s p o t k a ć s i ę w k o p a l n i , na p o d s t a w i e t y c h bada ń można wysnuć z a l e c e n i a w j a k i s p o s ó b , w j a k i c h s k a ł a o h 1 J a k i r o d z a j obudowy b ę d z i e n a j k o r z y s t
n i e j s z y w d an y c h w a r u n k a c h . Na p o d s t a w i e b ad a ń można w p r z y b l i ż e n i u o k r e ś l i ć s t a n o r a z c h a r a k t e r o b c i ą ż a n i a .
Na p o d s t a w i e k ie ru n k ó w p r z e s u w a n i a s i ę punktów pomiarowych można w y c ią g nąć w n i o s k i , w k t ó r y c h m l e j s c a o h s p o d z ie w a n e s ą n a j w i ę k s z e o b o l ą ż e n i a , a tym samym z n a l e ź ć sp o só b na z a b e z p i e c z e n i e s i ę p r z e d n i m i .
B a d a n i a w y k a z a ł y , że k o r z y s tn y m j e s t w p r z y p a d k u z a i s t n i e n i a r ć ż n y o h ro d z a jó w s k a ł wykonywać w y r o b i s k a w s k a ł a c h moonyoh, k o s z te m n a ł o ż e n i a d r a g i , ozy nawet p o w i ę k s z e n i a g ł ę b o k o ś c i w ykonania w y r o b i s k a . W yrobiska k o p a l n i , k t ó r e wykonane s ą na dużych g ł ę b o k o ś o l a o h w y k a z u ją z g o d n o ś ć w d u ż e j m ie r z e z wynikami b ad a ń l a b o r a t o r y j n y c h . Na o g ó ł w w y r o b i s k a c h t y o h w c h w i l i w ykonania w y stę p o w a ły n a j w i ę k s z e o l ś n i e n i a d e f o r m a c y j n e .
O b o i ą ż e n l e obudowy w raz z upływem o e a a u b y ł o c o r a z m n i e j s z e . W s k a ł a o h mocnych d o b r ą w s p ó ł p r a c ę z górotw orem o h a r a k t e r y z o w a ł y s i ę obudowy p o d a t n e , z a ś w s k a ł a o h s ł a b y o h d o b r ą w s p ó ł p r a o ą o h a r a k t e r y z o w a ł y s i ę obu
dowy sztyw ne u p o d a t n l o n e wkładkami d r e w n ia n y m i.
7* W n i o s k i końcowe
Wyniki i o b s e r w a o j e wykonane p o d c z a s b a d a ń modelowyoh r z u o l ł y ś w i a t ł o na z a g a d n i e n i e w s p ó ł p r a c y obudowy z górotw orem na dużyoh g ł ę b o k o ś o l a o h . W c h w i l i w y k o n a n i a w y r o b i s k a na obudowę d z i a ł a j ą n a j w i ę k s z e o b o i ą ż e n i a , s c z a s e m m a l e j ą c e o b c i ą ż e n i a t e o s i ą g a j ą w a r t o ś o i o b o l ą ż e n i a p i e r w o t n e g o . W p r z y p a d k a c h t a k i c h n a l e ż a ł o s t a w i a ć obudowę p o d a t n ą , k o r z y s tn y m t e ż j e s t s t a w i a n i e obudowy z a m k n i ę t e j , k t ó r a z a b e z p i e o z a w y r o b i s k o , p r z e d w y c is k a ni e m o c i o s ó w i s p ą g u .
I l u s t r 3 0 j ą t e g o s t a n u s ą w y k r e s y b a d a ń l a b o r a t o r y j n y o h o r a z r y s u n e k w y c i ś n i ę c i a s p ą g u p c c a y l n i w e n t y l a c y j n e j w p o k ł a d z i e 33*ł k o p a l n i " Mu r o - k i " ( r y s . 133»
0 i l e w s ą s i e d z t w i e s k a ł s ł a b y o h w y s t ę p u j ą s k a ł y moone w y r o b i s k a n a l e ż y z a k ł a d a ć w s k a ł a o h mocnych w p r z y p a d k u t a k i m k o r z y s t n a b y ł a b y obudowa p o d a t n a . Aby m i e ć j e s z c z e s z e r s z y p o g l ą d na t e z a g a d n i e n i a n a l e ż a ł o b y p r z e -
r o w a d z i ć j e s z c z e s z e r e g b a d a ń mode l owyoh z m i e n i a j ą c s k a ł ę m o d e l o w a n i a 1 w i e l k o ś ć w y r o b i s k a , n a j l e p s z a b y ł a b y s k a l a m o d e l o w a n i a U 5 0 w z g l ę d n i e J e -
Z a g a d n i e n i e w s p ó ł p r a c y p o d a t n e j obudowy. 23
s z o s ę w i ę k s z a 1 : 2 3 , d o p i e r o w t a k i o h w arunkach nożna p r z e p r o w a d z i ć b a r d z i e j ś c i s ł e o b s e r w a o j e z m ia n ; o b c i ą ż e n i a na obudowę 1 d o k ł a d n i e o k r e ś l i ć p r z y b l i ż o n ą l o h w a r t o ś ć .
Na p o d s t a w i e b ad a ń modelowych s t w i e r d z o n o , że s k a ł y wokół w y ro b i s k a na k t ó r e d z i a ł a duże o b c i ą ż e n i e z n a j d u j ą s i ę w s t a n i e p l a s t y c z n y m . W s k a ł a c h t y c h p o j a w i a ł y s i ę s p ę k a n i a na p ł a s z c z y z n a c h , w k t ó r y c h z o s t a ł y p r z e k r o czone n a p r ę ż e n i a s t y c z n e , w i e l k o ś ć ty o h s p ę k a ń J a k 1 z a k r e s w y stę p o w a n ia I c h z b i e g i e m c z a s u p o w i ę k s z a ł s i ę , d l a t e g o w y r o b i s k a w t a k i c h warunkach powinny być wykonane na c z a s k o r z y s t a n i a z n i c h . Dłuż zy o z a s powoduje za
c i s k a n i e i d e f o r m a c j ę .
Na p o d s t a w i e wykresów p r z e s u n i ę ć punktów pomiarowych ( r y s . 6 , 1 0 , 1 1 1 1 2 ) można u s t a l i ć n a j b a r d z i e j n a r a ż o n e c z ę ś c i obudowy na z a c i s k a n i e , m i e j s c a mi ty m i s ą n a r o ż a w y r o b i s k , g d z i e d e f o r m a c j a j e s t n a j w i ę k s z a . W t a k i c h w arunkac h d o b r ą w s p ó ł p r a c ą z g órotw orem o h a r a k t e r y z u j ą s i ę obudowy k o l i s t e , e l i p t y c z n e , łu k o w e , obudowy p r o s t o k ą t n e w t y o h w arunkac h n i e p r a c u j ą n a l e ż y o l e s t r o p n i c e ła m i ą s i ę , a s t o j a k i s ą wypychane p r z e z w y p i ę t r z a j ą c y s i ę o c i o s . Ody w sp ą g u z a l e g a j ą s k a ł y mocne możemy sp o d z ie w a ć s i ę w ypię
t r z e n i a s p ą g u . W y p i ę t r z e n i a t e obserwowane w k o p a l n i a c h s y g n a l i z o w a n e j e s t na w y k r e s a c h p r z e s u n i ę ć punktów.-
LITERATURA
[1] B o r e c k i U . , Chudek U . : M eohanlk a g ó r o t w o r u , s k r y p t y u o z e l n i a n e 2 0 8 , G l i w i c e 1968 r .
[2] Chudek U . : Zachow anie s i ę s k a ł stro p o w y c h nad w y ro b i s k ie m śo la n o w y u w ś w i e t l e b a d a ń modelowyoh, Z e s z y t y Naukowe F o l . S I . G ó rn ic tw o z . 2 8 , G l i w i c e 1968.
[3] Chudek U . : Obudowa w y r o b i s k , G ó rn ic tw o t . V I I , Wyd. Ś l ą s k 1968 r . [4] Kużnlecow G .N .: I z u c z e n i j e p r e j a w l e n i j a gornowo d a w l e n l a na m o d e la o h .
IiPOEJIEMA GOTryflHMRECTBA IlOHATJIKBOfi KPEIIli C MACCK30M rOPilŁffi. HOPCfi 3 KOPPl'.flOPHHX BiiPAEOTKAX HPOH3BOJi'.HŁIX HA B O U b lM rJiy ffiH A l
P e 3 m u e
U cbk3h c ncuoJifc30BaHnew 3anacoB naćJimjiaeTca n e p e i o * b n o c a e s o B a T e a k - Hcu nopfljKe c sKcnjioBTauzeM s a n e s e k y r a a n a sc e tioJlbmae r a yOuHH. CpegH p a j a oueub Bamucc HayuHo-TexHjiuecice-TexHOJiorHuecici!X $aK Tcpos, BsaacmaK ua eeaonacHocTk pafiotK Ha rayćoKWC maxTax, s o n p o c coTpyaHiwecTBa jcpenH Bkipa-
Mir o s ia w Chudek Coto* c uaccaBOM r o p m a n o p o x , b tom u a c x e T ose noxaTXHBO# «pen« xaxeT ca oueub aaxKUM.
npoflBeua coTpyaHKuecTBa nosarjiiiB oS a p e a n a xoppHXopHHX BupaOoTxax c spyrBHM ceqeH Beu ocyaecTBxaeMux h coxpaH aeuuz Ha Ooxbbhx rayfiHHax - bto npexneT TeopeTEuecKitx paccyxxeH Hit, a Taxxe xafiopaT opucc Moxexbiuix accaexo- B B I l l .
thb problem o f the cooperation of p l ia n t l in in g s with the OHOGEN IN TUNNEL EXCAVATIONS AT GREAT DEPTHS
S u ■ a a r J
Aa th e r e s o u r o e s o f o o a l are b eo o n ln g n ore and «ore e x h a u s te d , I t nay be o b ser v ed t h a t th e e x p l o l t a t l o o o f o o a l d e p o a lta l a a u o o e s s lv e ly s h i f t e d d eep er and d eep er und ergrou nd . Anoog s e v e r a l ex tr em ely Im portant s c i e n t i f i c , t e o h o l c a l and t e c h n o lo g ic a l f a c t o r s I n flu e n c in g th e s a f e t y o f t h e work In deep B i n e s , o f a p e o la l la p o r ta n o e seen a to be th e p ro b len o f t h e o o o p e r a tio n o f th e l l n l n g a o f e x c a v a tio n s e l t h th e o r o g e n , and th u s a l s o o f p l a i n t l i n i n g s . The o o o p e r a tio n o f p l i a n t l i n i n g s In tu n n e l e x o a - v a t l o n s , o lx o u la r In s e o t l o n , a a ln ta ln e d a t g r e a t d e p th s , h as beoone th e s u b j e o t o f b oth t h e o r e t i c a l c o n s id e r a t i o n s and la b o r a to r y n o d e l i n v e s t l g a t l o n s .
